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Pinguino de 8 bits

Información y desarrollo

Que es pinguino

Pinguino es un proyecto nacido en el año 2008 de la mano del ingeniero electrónico Jean-Pierre Mandon, Profesor e investigador de la escuela de arte “Aix” de Provenza, Francia con más de 10 años de experiencia en robótica.

Pinguino es una plataforma de hardware y software libre "open source" para la experimentación con microcontroladores, similar a Arduino (basada en Atmel y Arm), pero basada en microcontroladores del fabricante Microchip, cuenta con su propio Entorno de Desarrollo Integrado (IDE) de uso y apariencia similar al de Arduino. A diferencia de la mayoría de los microcontroladores Arduino, Pinguino no necesita una Interfaz UART a USB adicional para comunicarse con el PC, debido a que el microcontrolador tiene un módulo USB integrado, lo cual le permite comunicarse directamente con al PC y reduce el costo del hardware, dejando además libre el puerto UART del microcontrolador para otras aplicaciones.

En la actualidad Pinguino se está desarrollando tanto en pic de 8 bits como en pic de 32 bits, yo personalmente solo he trabajado con los de 8 bits, pics 18f2550 y 18f4550, por lo tanto esta información solo estará orientada a estos. A pesar de estar todavía en desarrollo, la plataforma promete mucho.

Podeis descargar el el software necesario para programar pinguino de la página oficial que lleva el desarrollo http://pinguino.cc/, aquí.

Índice de contenidos

Que es un bootloader

Es un software que se graba en el microcontrolador para facilitar su su programación en este tipo de microcontroladores, a partir de su uso comenzaron a ser programados vía puerto serie o USB sin necesitar ser retirado de placa donde debían funcionar.

Antes de poder programar el chip directamente por usb, primero debe cargarse un programa que, entre otras cosas, gestione el recibir información vía USB, este programa es el Bootloader. Para la programación del bootloader necesitaremos un programador externo serie, o usb como el pickit.

Aquí les dejo el esquema del programador que use para cargar el bootloader en mi primer pinguino.

Esquema de programador de puerto serie para pic

Una vez construido el programador serie, me hice un clon de pickit 2, gracias al esquema de Felixls, la ventaja de este es que se conecta por usb, y facilita mucho la carga del bootloader, pues no requiere sacar el chip de la placa.

Esquema de Pickit2 programador pic por usb

En la siguiente imagen,vemos un programador de puerto serie y un clon de pickit 2 fabricados por mi para cargar el bootloader a los pic.

Prototipos de programadores de pic

Hay muchos Bootloader’s, el propio fabricante Microchip ofrece uno, pero el desarrollado para Pinguino, esta preparado para su programación especifica, más orientada a como lo hace Arduino.

Podeis descargar el firmaware (bootloader) de github proporcionado por la página oficial que lleva el desarrollo http://pinguino.cc/ , aquí.

Índice de contenidos

Circuito básico pinguino 4550

El circuito básico del Pinguino es muy simple, los componentes de la placa son mínimos y relativamente fáciles de conseguir, el único requisito será instalar el bootloader en el microcontrolador.

Diagrama de pinguino 4550 básico

Componentes electrónicos de pinguino 4550

Este es el material necesario para hacer un montaje básico de pinguino 4550.

  • 1 pic18f4550
  • 1 zócalo para circuito integrado de 40 pines
  • 2 led
  • 1 conector USB tipo B hembra
  • 1 switch (pulsador)
  • 1 cristal 20Mhz (cristal de cuarzo) bajo perfil
  • 1 condensador de 10 uF
  • 1 condensador de 220 nF
  • 2 condensadores de 22 pF
  • 1 resistencia de 10 K ohmios
  • 2 resistencias de 470 ohmios

Índice de contenidos

Circuito básico pinguino 2550

Diagrama de pinguino 2550 básico

Componentes electrónicos de pinguino 2550

Este es el material necesario para hacer un montaje básico de pinguino 2550.

  • 1 pic18f2550
  • 1 zócalo para circuito integrado de 28 pines
  • 2 led
  • 1 conector USB tipo B hembra
  • 1 switch (pulsador)
  • 1 cristal 20Mhz (cristal de cuarzo) bajo perfil
  • 1 condensador de 10 uF
  • 1 condensador de 220 nF
  • 2 condensadores de 22 pF
  • 1 resistencia de 10 K ohmios
  • 2 resistencias de 470 ohmios

Índice de contenidos

Crear pcb de pinguino 4550 con componentes smd

Aquí les propongo mi diseño de placa de pinguino basada en pic18f4550, la placa básica incluye resistencias para limitar la corriente en todos sus pines de entrada/salida, dispone de un buzzer conectado al pin pwm 12 (se puede activar/desactivar con jumper), los pines del bus I2c tienen resistencias de pull-up para conectar dispositivos directamente, salida adicionales para led de power y led run con resistencias incluidas, salida adicional para reset externo, puerto serie acondionado mediante divisor resistivo para trabajar con dispositivos de 3.3V (por ejemplo un bluetooth), polifusible de 500 ma para proteger el puerto USB, y varios condensadores de 100nF para filtrar ruidos.

Esta placa esta desarrollada para usar en conjunto con un shield creado para esta, en caso de usar solo esta el pin 5v usb debe ser unido al pin 5v de la placa, para darle alimentación o montar un interruptor externo entre estos dos pines.

Si quieres ver el shield diseñado para este montaje pásate por aquí.

En la siguiente imagen podrán ver una simulación de como quedará una vez acabada.

Simulación de pinguino 4550

En la siguiente imagen podrán ver la placa de pinguino 4550 con capa de silk.

Simulación de pinguino 4550 con silk

Este es el esquema planteado para el desarrollo.

Esquema de pinguino 4550 by visystem

Descargar esquema de pinguino 4550 para pcb wizard

Este es el circuito de pinguino 4550 para imprimir con componentes smd, no imprimir este, no está a escala real.

Pcb de pinguino 4550 by visystem

Descargar pcb de pinguino 4550 para pcb wizard

Esta es la localización de los componentes smd y sus respectivos valores, tened en cuenta que esta vista es la superior del pcb y los componentes smd estarán en la parte de abajo del pcb.

Valores y localización de componentes smd pinguino 4550

En la siguiente imagen podrán ver la capa de silk de pinguino 4550.

Silk de pinguino 4550 visystem

Descargar silk de pinguino 4550 para pcb wizard

Componentes electrónicos de pcb de pinguino 4550

Este es el material necesario para hacer el montaje propuesto de pinguino con componentes smd.

  • 1 pic18f4550
  • 1 zócalo para cicuito integrado de 40 pines
  • 2 led smd 1206
  • 1 transistor 1A SOT23 (npn)
  • 1 buzzer
  • 1 polifusible 500 mA montaje superficial
  • 1 conector USB tipo B hembra
  • 1 switch (pulsador)
  • 1 cristal 20Mhz (cristal de cuarzo) bajo perfil
  • 1 condensador de 10 uF smd 1206
  • 1 condensador de 220 nF smd 1206 o 1212
  • 2 condensadores de 22 pF smd 1206
  • 4 condensadores de 100 nF smd 1206
  • 1 resistencia de 6,8 K ohmios smd 1206
  • 1 resistencia de 5,6 K ohmios smd 1206
  • 1 resistencia de 1 K ohmios smd 1206
  • 2 resistencias de 10 K ohmios smd 1206
  • 2 resistencias de 100 ohmios smd 1206
  • 2 resistencias de 330 ohmios smd 1206
  • 4 resistencias de 0 ohmios smd 1206
  • 30 resistencias de 470 ohmios smd 1206
  • 2 Tiras pines hembra 2 pines
  • 1 Tira pines macho 2 pines
  • 1 Tira pines hembra 21 pines
  • 1 Tira pines macho 21 pines
  • 1 Tira pines hembra 26 pines
  • 1 Tira pines macho 26 pines
  • 1 jumper

Imagenes reales de pinguino 4550

Puedes ver las imágenes en alta resolución pulsando sobre ellas.

Pinguino 4550 visystem smd a Pinguino 4550 visystem smd b

Pinguino 4550 visystem smd c Pinguino 4550 visystem smd d

Pinguino 4550 visystem smd e Pinguino 4550 visystem smd f

Pinguino 4550 visystem smd g Pinguino 4550 visystem smd h

Para obtener información sobre como realizar tu pcb (placa de circuito impreso) pásate por aquí.

Índice de contenidos

Crear pcb de pinguino 2550 con componentes smd

Aquí les propongo mi diseño de placa de pinguino basada en pic18f2550, la placa básica incluye resistencias para limitar la corriente en todos sus pines de entrada/salida, dispone de un buzzer conectado al pin pwm 11 (se puede activar/desactivar con jumper), salida adicionales para led de power y led run con resistencias incluidas, salida adicional para reset externo, puerto serie acondionado mediante divisor resistivo para trabajar con dispositivos de 3.3V (por ejemplo un bluetooth), polifusible de 500 ma para proteger el puerto USB, y varios condensadores de 100nF para filtrar ruidos.

En la siguiente imagen podrán ver una simulación de como quedará una vez acabada.

Simulación de pinguino 2550

En la siguiente imagen podrán ver una simulación de pinguino 2550 con la capa de silk.

Simulación de pinguino 4550 con silk

Este es el esquema planteado para el desarrollo.

Esquema de pinguino 2550 by visystem

Descargar esquema de pinguino 2550 para pcb wizard

Este es el circuito de pinguino 2550 para imprimir con componentes smd, no imprimir este, no está a escala real, tenéis el enlace de descarga del pcb un poco más abajo.

Pcb de pinguino 2550 by visystem

Descargar pcb de pinguino 2550 para pcb wizard

Esta es la localización de los componentes smd y sus respectivos valores, tened en cuenta que esta vista es la superior del pcb y los componentes smd estarán en la parte de abajo del pcb.

Valores y localización de componentes smd pinguino 2550

En la siguiente imagen podrán ver la capa de silk de pinguino 4550.

Silk de pinguino 2550 visystem

Descargar silk de pinguino 2550 para pcb wizard

Componentes electrónicos de pcb de pinguino 2550

Este es el material necesario para hacer el montaje propuesto de pinguino con componentes smd.

  • 1 pic18f2550
  • 1 zócalo para cicuito integrado de 28 pines
  • 2 led smd 1206
  • 1 transistor 1A SOT23 (npn)
  • 1 buzzer
  • 1 polifusible 500 mA montaje superficial
  • 1 conector USB tipo B hembra
  • 1 switch (pulsador)
  • 1 cristal 20Mhz (cristal de cuarzo) bajo perfil
  • 1 condensador de 10 uF smd 1206
  • 1 condensador de 220 nF smd 1206 o 2condensadores de 100 nF smd 1206 y 1 condensador de 22 nF smd 1206
  • 2 condensadores de 22 pF smd 1206
  • 2 condensadores de 100 nF smd 1206
  • 1 resistencia de 0 ohmios smd 1206
  • 1 resistencia de 5,6 K ohmios smd 1206
  • 1 resistencia de 1 K ohmios smd 1206
  • 1 resistencia de 100 ohmios smd 1206
  • 2 resistencias de 10 K ohmios smd 1206
  • 2 resistencias de 8,2 K ohmios smd 1206
  • 19 resistencias de 470 ohmios smd 1206
  • 4 Tiras pines hembra 2 pines
  • 3 Tiras pines macho 2 pines
  • 2 Tiras pines hembra 14 pines
  • 2 Tiras pines macho 14 pines
  • 2 jumpers

Imagenes reales de pinguino 2550

Puedes ver las imágenes en alta resolución pulsando sobre ellas.

Pinguino 2550 visystem smd a Pinguino 2550 visystem smd b

Pinguino 2550 visystem smd c Pinguino 2550 visystem smd d

Pinguino 2550 visystem smd e Pinguino 2550 visystem smd f

Pinguino 2550 visystem smd g Pinguino 2550 visystem smd h

Para obtener información sobre como realizar tu pcb (placa de circuito impreso) pásate por aquí.

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