viernes, 9 de octubre de 2009

VISOR GPS CON PANTALLA 4X20 Y PIC18F4550

PROTOTIPO DE APLICACION GPS+PIC18F4550




PCB completo para la experimentación con el sistema receptor GPS.Se expondran ejemplos para la gestión del GPS.

Para que todo el mundo lo entienda esta sección se dedicara a armar un módulo de prueba para pic18f4550,USART manejo de LCD etc.

Más adelante explicare un poco el firmware ya que esta diseñado listo para usar en el hardware.dicho firmware por desgracia no he podido programarle yo, pero me facilitara la compresion de dicho manejo de datos ya que mi intencion en un futuro es manejar los datos para el prototipo final que tenemos pensado hacer.

No obstante diseñar todo el PCB me llevar aun tiempo ya que quiero hacerlo aun mejor que las versiones anteriores de PCB incluso no descarto dentro de poco abandonar el eagle y comenzar con ALTIUM.No obstane este proyecto segurmante sea el final del diseño PCB por egale ya que este es bueno para empezar y demas pero el ALTIUM tene mas posibilidades y es mas profesional.

Quiero acalarar que las PCb aqui hechas son solo para prototipos, quiero dejar claro que no las temrino 100% de depurar ya que una vez que funcionan no voy a fabricar mas ya que no gano ningun dinero por el momento con esto y ojala un dia pueda diseñar 100% y depurarlas todas a doble cara con vias etc.Pero los medios que tengo son caseros y repito es muy economico hacerlas que es lo que busco economia y funcionabilidad en el tema de prototipos.

Si diseñara un PCB final el resultado no tendria nada que ver con esto.

El hardware utilizado es el siguiente:


DISPLAY 4 X 20 BC2004A

Enlace del datasheet:

catalog.gaw.ru/project/download.php?id=3374

MICROCONTROLADOR PIC18F4550 Y PIC18F2550:


INFORMACIÓN:

http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en010300


http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en010280

MÓDULO RECEPTOR DE SEÑAL GPS:


LASSEN IQ


INFORMACIÓN:

http://www.trimble.com/embeddedsystems/lasseniq.aspx?dtID=overview



DISEÑANDO PARTE HARDWARE:

La primera placa a diseñar será la placa principal o el módulo central el cual tiene un integrado PIC18F4550 configurado a 4MHz con un conector ICSP de rápida programación, un conector USB tipo B, un max232,un conector DB-9,Fuente de alimentación de 5Vcc y 3.3Vcc y conector tipo BUS para comunicarlo posteriormente con la siguiente placa llamada "módulo GPS"

En la placa "módulo GPS" el cual encontraremos un conector tipo BUS,el módulo GPS,Bateria Backup y antena interna para el GPS.

Lo siguiente que nos queda, la placa donde irá nuestro LCD 4x16 al cual añadiremos una botonera.

Por ultimo encontrar una caja para dicho hardware y dejarlo como prototipo final.

Es decir posee este proyecto 5 partes der desarrollo:

1-PLACA CENTRAL
2-PLACA GPS Y PLACA LCD
3-LUGAR DONDE ALOJAR EL HARDWARE
4-POSIBILIDAD DE IMPLMENTAR ALGUNA APLICACION POR VISUAL STUDIO.

1-PLACA CENTRAL:

Por cada placa realizada esta sera revisada y probada antes del montaje.

TEORÍA:

Utilizaremos un conector USB tipo B para la conexión de nuestro PIC.

Podeis ver el conector como es en la siguiente imagen:





Sobre USB

Unversal Serial Bus(USB) en sus distintos sockets:


¿Que es realmente y para que sirve el USB?

Es una comunicación de datos serie a traves de 5 lineas o hilos.

Estos hilos son:

D- ------Datos de comunicacion -

D+------ Datos de comunacion +

VBUS----Tension del USB 5Vcc con amperaje variable 500mA a 2.0A

GND-----Masa del sistema

El USB tiene distintas velocidades y todas ellas son compatibles.

USB 1.0: Tasa de transferencia de hasta 1,5 Mbps (192 KB/s)
USB1.1: Tasa de transferencia de hasta 12 Mbps (1'5 MB/s)
USB2.0: Tasa de transferencia de hasta 480 Mbps (60 MB/s)
USB 3.0 EXPERIMENTAL: tasa de transferencia de hasta 4.8 Gbps (600 MB/s)


Esta tecnología fue creada en 1996 y sustitullo definitivamente a la comunicación serie y paralelo como bien conocemos todos los puertos serie y paralelo, ya que estos la tranferencia de datos es muy inferior.

Pese a crearse USB existio y se creo la tecnología FIREWIRE que es mucho más rapida que la USB y esta orientada a cámaras y dispositivos de gran almacenamiento o que precisen tranferencias de datos muy rápidas.Lanzado en 1995. Tiene un ancho de banda de 400 Mbit/seg, actualmente llega a un ancho de banda de 1'6 y 3'2 Gbit/s.

Para no irnos mucho esta comunicación nos permite configurar impresoras,rátones,teclados y todo tipo de hardware ya sea tipo dómestico o industrial como equipos de medición e incluso microcontroladores.Dentro de esto encontraremos equipos USB CLIENTE Y SERVIDOR.

USB CLIENTE(CLIENT): Aquellos dispositivos que solo pueden ser conectados y utilizados por ejemplo a un PC y este lo configura como almacenamiento de datos o lo que sea el dicho hardware, pero este mismo no puede configurar otros.A resumir por ejemplo un pendrive solo puede utilizarse como un pendrive.

USB HOST:Este se encarga de manejar cualquier dispositivo que nosotros podamos manejar.
si tenemos un pendrive podremos manejar un pendrive o un raton lo que queramos pero el hardware será el mismo.

Muy posiblemente esto sea algo lioso pero en enterno de microcontroladores el objetivo de controlar un USB es manejar distintos hardware , por ejmeplo si queremos tener una pendrive para almacenar posiciones GPS sin necesidad de un PC y mediante un PIC.

Muchos PIC son USB CLIENTE y soy configurados como dispositivos cliente los cuales podemos condigurar como dispositivos de interfaz humana HID(ratones,teclados etc), dispositivos de comunicación CDC(Puertos serie virtuales)y final mente dispositivos de comunicación de datos másivos bidirecionales(BULK TRANFER).

Podria seguir hablando sobre el tema pero me tiraria bastante tiempo explicando todo, con saber esto es suficiente por el momento ya que todo esto es mucho mas complejo de lo que pueda parecer.

Para nuestro caso nos interesa tranferir datos bien sea por CDC o BULK TRANFER, ya que haremos una aplicación en visual estudio para el manejo de datos.

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Tal como comente en un post los esquémas no se facilitan, en este caso os dejo la versión preliminar a baja calidad para evitar copias por parte de otra gente.

Son seis hojas de esquemático bien diseñado y no tiene nada que ver con lo visto antes.

En estos días queda diseñar la placa a doble cara, como bien ois a doble cara, a partir de ahora los diseños son a doble clara con el metodo planchado.

Esta placa se encargará de gestionar distintos módulos I2C,SPI....ETC.En la cual posee una fuente de alimentación,datos de comunicación usb y serie.

Dispone de reset manual y programación IN-CIRCUIT ICSP.

Y dispone de doble huella tanto para PIC18F4550 Y PIC18F2550


PCB COMPONENTES:


PCB TOM Y BOTTOM:


PCB REAL DESPUES DE "PLANCHADO" Y ATACADO:



Lamentablemente esta placa no me salio totalmente perfecta hay algunos trozos mal transferidos he tenido que retocarla,aprobecharla ya que es un tamaño grande y hay que utilizar bien los materiales no tirar por tirar.Intentare arreglarla.

Es la primera PCB doble cara que hago y encima la dificultad de la PCB por las conexiones que tiene ya es un logro para mi, ya que tiene mérito hacerlo casero.No obstante con mas práctica ire progresando en la técnica a doble cara que no es nada fácil con respecto a una sola cara.

He de aclarar que si tubiera otros medios y/o fuera un trabajo profesional no quedaria así, ya que directamente mandaria los esquémas a fábrica, pero aqui la economía manda y el coste de un prototipo ronda los 200€ unas 8 placas sin componente alguno soldado.Con respecto al coste que tengo con esta serie de placas es infinitamente más barato pero mucho mas costoso de tratar y laborioso a la hora de realizar.No obstante es lo que hay.

Me queda taladrar,hacer las vías, montarla,verificarla y corregir alguna pista en el programa de diseño que veo que puede ser mejorado.No os preocupeis que pondre el video de montaje ultrarápido de la placa.

Finalmente la PCb no es válida asi que estoy rediseñandola de nuevo para que quede mejor, aparte utilizare otro aparto en sustitución a la plancha para que salgan mejor los PCB.

REVISIÓN DEL 27-10-09:

PCB COMPONENTES:

PCB TOP:


PCB BOTTOM:



PCB BOTTOM 3D:


VERSIÓN FINAL DEL PROTOTIPO:

Ya esta terminada la parte hardware final despues de una tirada de 3 placas pude perfecionar y terinar la PCB final.Dado que el resultado final es bueno no podre subir fotos del PCB una vez terminado y ensamblado ya que no dare mas pistas sobre el prototipo.

El diseño en egale cad soft fue terminado me queda ahora hacerlo de nuevo en altium design y comparar los resultados entre un programa y otro.

Añado que una vez terminada la PCB PROTOTIPO tengo pensado llevarlo a producion, en concreto una tirada de 3 PCB´S para ver como queda y bueno probarlo como es de suponer antes los distintos módulos que tengo espero hacer para el PCB.

Me queda tmabien terminar como preparar uan documentación de costes elaboracion y caracteristicas del mismo como si fuera un trabajo a entregar y desarrolar para la venta.es decir simular o recrear una documentacion para especifiar un producto y el coste del mismo.

Os ruego algo de paciencia ya que el tiempo invertido es mucho, y requieres mucho tiempo de preparacion, correción de fallos etc.


Una vez termiando esto y comprobado que funciona pasaremos a la segunda parte "2-PLACA GPS Y PLACA LCD."

ALGUNA FOTOGRAFIA DE LSO DISTINTOS PROTOTIPOS EN VERSION ALFA:


VERSION 1:

El PCB version 1 es de poco tamaño, pero a la vez fue mal diseñado, ya que las pistas de los conectores iban por arriba y por abajo(top y bottom).A la hora de soldar dichos componentes no es posible hacerlo por la cara TOP, ya que las vias o agujeros no estan conectados, y a la hora de soldar no llega el estaño a la cara TOP soldando desde la BOTTOM.Por lo tanto no es valida.

VERSION 2:

Diseñe la PCb por completo, y recoloque los componentes, corregi el tema de las pistas por BOTTOM y el resultado no fue del todo esperado saliendome muy grande.Tambien se me movio al cuadrar los fotolitos y decidi rehacerla de nuevo.
VERSION 3:

Consegui acortar el tamaño del PCB pero cometi errores de espacio de alguna vias para el apoyo de guturas placas,obstaculizando los puerto serie.Corregi mucho las vias, aplique filtros de restincion en fin muchas horas y quise rehacerla de nuevo.

Alguna fotografía del PCB version 3:




VERSION 4:

Despues del dilema de espacio y colocacion de componentes,restrincion de mascaras,vias etc,consegui darle forma al prototipo final.El tamaño es algo considerable pero es que mas pequeño podria hacerse pero no queda bien en cuanto a ubicacion de componentes.Por lo tanto decidi darle la forma grande y buen manejo al usuario en cuanto a ubicacion de componentes y recordar que es una placa para dos microcontroladores microchip pic18f4550/2550.


Tambien inserte el nuevo logo de od-lambda:


LOGO PARA PCB:


Y EL LOGO CORPORATIVO:




Muy seguramente monte esta versión de PCB y la suelde para probar el prototipo antes de seguir haciendo mas PCB´S

PCB FINAL(PROFESIONAL Y CASERO xD):













En estos días me queda probar el PCB.....Me ha salido bastante bien.

Bueno, bueno...otras fotos probando el ICSP con 3 PIC´S:









PRUEBA DE HOLA MUNDO CON PIC 18F2550:










2-PLACA GPS Y PLACA LCD:

Tal como he podido apreciar, tanto el módulo GPS y el LCD pueden caber en una segunda placa externa y de la misma dimension que la PCB CENTRAL,despues de terminar la primera placa diseñare la segunda esta seguramente no necesite ser a doble cara dada la sencilled del circuito para mi experiencia.

Imaginarios que el conjunto sera tipo bocadillo, es decir, una placa encima de otra y unidas por cuatro torretas.
ESQUEMÁTICO:



PCB TOP Y BOTTOM:



MODELO 3D:



FOTOS REALES:









Ahora generar codigo.

3-Distintos módulos:

Otros módulos opcionales para la PCB central.



BAJO LICENCIA COMMONS CREATIVE


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