PIC TRAINER : Módulo para PICs de 40 pines v1.0

El primer módulo que realizaremos será el encargado de contener microcontroladores de 40 pines con encapsulado DIP. Este modulo está pensado en el PIC18F4550 ya que tiene un conector USB incluido, pero es compatible con otros micros tales como el PIC18F4620, PIC16F877A, PIC16F887 y muchos más. Además Microchip coloca los puertos de los micros de 40 pines casi siempre en el mismo lugar, lo que permite que este modulo pueda ser utilizada con diferentes modelos para ello se debe de revisar la hoja de datos de cada PICs.

El circuito está dividido por secciones los cuales se muestran a continuación:

Para la alimentación del circuito se ha utilizado un regulador 7805, tiene un borne de dos tornillos que permite alimentar a la placa desde una fuente externa de corriente continua con una tensión de entre 7 y 15V. Un diodo 1N4007 se encarga de proteger y evitar una conexión de la polaridad invertida, tiene condensadores cerámicos de 100nF (0.1uF) antes y después del regulador, además de un condensador electrolítico 1000uF a 25V, también cuenta con una resistencia y un LED que enciende cuando está alimentado. 

El modulo también cuenta con un conector ICSP para poder grabar los PICs sin necesidad de retirarlo de la placa, se tiene un pulsador conectado al pin MCLR utilizado para el Reset. También se tiene un conector con 4 pines para acceder a los pines de la USART (Tx y Rx) y establecer una conexión serial, acompañado de un pin de VCC y GND. 

Se incorpora también un conector USB y un DIP SWITCH para seleccionar si se desea utilizar solo los pines D+ y D- o si también se desea utilizar el voltaje del puerto USB para alimentar el circuito, también tiene un condensador de 47uF a 25V con un jumper conectado al pin VUSB (RC3 en otros micros) esto cuando se haga una conexión USB-PIC si el pin se desea utilizar como entrado o salida basta con retirar el jumper.

Para utilizar un oscilador externo tiene tres pines hembra colocados en la placa y esto debido a que creí útil tener un pequeño PCB donde estará el cristal de cuarzo y sus condensadores, así si se desea se puede tener varios PCBs con diferentes frecuencias en los cristales por ejemplo 4MHz, 8MHz y 20MHz. Entonces este PCBs se podría decir que es un modulo independiente pero lo abordaremos en este ya que es parte fundamental de PIC, bueno eso si se desea utilizar un cristal externo ya que en su defecto pueden utilizar el oscilador interno.

El circuito del oscilador es bastante sencillo y se muestra a continuación:

Como se puede ver el tiene sus tres pines pero en este caso serán pines macho con ángulo (J1) para que el oscilador quede de forma vertical con la placa y se pueda insertar en los pines disponibles en el modulo, X1 es el cristal de cuarzo y el valor depende de la necesidad que cada uno tenga, también tiene sus condensadores cerámicos (C1 y C2) en la imagen se muestran valores de 22pF pero el valor cambia según las recomendaciones del fabricante esto se puede saber con exactitud revisando la hoja de datos del microcontrolador en la sección de Osciladores (Dejare el archivo para hacer el PCB pero por el tamaño sería más fácil hacerlo en una pequeña tablilla perforada). He realizado una de ejemplo la imagen se muestra a continuación.

El modulo también incluye tres pulsadores y tres les pero estos no se pueden ocupar al mismo tiempo ya que se seleccionan por medio de un jumper (JP1, JP2 y JP3).

Para seleccionar los LEDs el jumper debe estar del lado del LED, caso contrario necesita estar del otro lado para seleccionar los pulsadores y recordar que al ser presionados estos pondrán en un estado alto el pin correspondiente (RE0, RE1 y RE2) y en reposo las entradas se mantienen a GND por medio de las resistencias de 10KΩ.

Los conectores son iguales a los otros módulos, así que no se debe de tener problemas a la hora de determinar la función de cada pin. Recordando que de los pines exteriores de cada conector solo se emplea uno para VCC = 5v y los otros cuatro están sin conectar (NC). Del otro lado uno corresponde a GND y los otros 4 a datos, pero al momento de hacer conexiones es recomendable tener la imagen con el nombre de cada pin para evitar confusiones. Son cuatro puertos a los que se puede tener acceso con los conectores dos de ellos para cada puerto, a continuación la imagen con nombre de cada pin conectado.

Una vez mencionado los puntos importante que componen el modulo es momento de comenzar con la construcción, dejare todo lo necesario para hacerlo esquemático, archivos en formato PDF para hacer el PCB, lista de materiales, imágenes, etc.

A continuación se muestra una imagen con la cara bottom de color azul, también se observa unas pistas de color rojo estos son puentes que se deben de colocar al momento de empezar a soldar los componentes, recordando que es más sencillo empezar por los más pequeños como puentes, resistores y diodos, para después montar base para el PIC, bornes, conectores, pines y el resto de componentes. El archivo que dejare para descarga lo puedes transferir al PCB virgen con el método del planchado.

En la siguiente imagen se muestra el nombre, pads y contorno de los componentes. 

Una vez montado todo, sin colocar el PIC en su lugar, alimenta el circuito con una tensión entre 7 y 15V. El LED1 deberá encenderse, verifica que en los pines donde deban de existir 5 volts estén correctos. Si todo está bien ya tienes listo tu modulo. Caso contrario revisa las soldaduras y posición de los componentes.

Lista de materiales:

• 2 Capacitor cerámico de 100nF
• 1 Capacitor electrolítico de 1000uF a 25V
• 1 Capacitor electrolítico de 47uF a 25V
• 1 Diodo 1N4007
• 1 Regulador de voltaje lineal 7805
• 1 Base para microcontrolador PIC encapsulado DIL40
• 1 Microcontrolador PIC encapsulado DIL40 (PIC18F4550)
• 1 LED de 5 milímetros color rojo
• 3 LED de 5 milímetros color verde
• 4 Resistores de 1KΩ a 1/2W
• 4 Resistores de 10KΩ a 1/2W
• 1 Resistor de 100Ω a 1/2W
• 4 Pulsadores de 4 pines
• 1 Interruptor deslizable (Dip Switch) de 4 palancas
• 1 Borne atornillable de 2 pines
• 1 Conector USB
• 8 Conector macho para cable plano de 10 pines
• 4 Jumpers
• 1 Tira de pines lineales tipo macho
• 1 Tira de pines lineales tipo hembra
• 1 Tira de pines a 90 grados tipo macho
• 2 Capacitores cerámicos de 22pF (Depende del X1 y del PIC)
• 1 Cristal de cuarzo (4MHz, 8MHz o 20MHz)
• Otros materiales: Brocas, PCB virgen, soldadura, cautín, taladro en fin lo necesario para realizas un PCB

Como no podía faltar les dejo una foto del modulo que he realizado con todos sus componentes y listo para las pruebas.

Descargas:

Aquí el enlace directo para DESCARGAR los archivos disponibles, también puedes revisar o descargar la información desde mi repositorio en GitHub, si no sabes como descargarlo puedes checar aquí, bueno por el momento es todo si tienes dudas, comentarios, sugerencias, inquietudes, traumas, etc. dejarlas y tratare de responder lo mas pronto posible.

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