Desarrollo en open Investigación y Desarrollos en Open Hardware · 2015. 4. 7. · Desarrollo en...

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Desarrollo en Desarrollo en open open

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Ing.Ing. Fabio Eraso Fabio Eraso

Investigación y Desarrollos en Open Hardware

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Investigación y desarrollo open hardware y software

1. Por que hacer desarrollos con open software y hardware?

2. Que opciones existen en el mercado?

3. Como desarrollar hardware libre?

4. Ejemplo


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Por que hacer investigación o desarrollos con open software y hardware??

1. Prototipado electrónico rápido

•Baja costos y tiempos de producción2. Hardware libre y software libre.

•No se requiere licencias es de uso legal•Programación en lenguaje de alto nivel

3. Información difundida (librerías y ejemplos)•Amplia comunidad de trabajo en todo el mundo

4. Tarjetas de expansión•Diferentes módulos para desarrollar múltiples aplicaciones


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Opciones de tarjetas Open HardwareArduino MINI

Caracteristicas Microcontrolador Atmega328Voltaje de operación 5VPuertos: 14 pines digitales de entrada y salidaPuertos A/D: 4Flash Memory 32 KB de los cuales 2 KB son usados para el BootloaderSRAM 2 KB, EEPROM 1 KBReloj velocidad máxima de 16Mhz en 5V 8 Mhz en 3.3VProgramador NO integrado, requiere tarjeta USB a serial para su programación

Aplicaciones Prototipado de sistemas de control con espacios reducidos, como robots, sistemas embebidos de control digital etc


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Opciones de tarjetas Open HardwareArduino PRO

Caracteristicas Microcontrolador Atmega328Voltaje de operación 5VPuertos: 14 pines digitales de entrada y salidaPuertos A/D: 6Flash Memory 32 KB de los cuales 2 KB son usados para el BootloaderSRAM 2 KB, EEPROM 1 KBReloj velocidad máxima de 16Mhz en 5V 8 Mhz en 3.3VProgramador NO integrado, requiere tarjeta USB a serial para su programación

Aplicaciones Prototipado de sistemas de control como no integra programador su costo es menor y se puede usar en productos finales es compatible con las shield


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Opciones de tarjetas Open HardwareArduino MEGA 2560

CaractersiticasProcesador ATmega2560Velocidad de reloj 16MhzPuertos I/O: 54 (14 señales PWM)Memoria flash 256KVolaje de entrada 7-12VDcVoltaje de operación 5VdcModo de programación: USB por software arduino.

Aplicaciones Prototipado de sistemas de control que requieren mas entradas o salidas que arduino UNO o similares, compatible algunas shield


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Opciones de tarjetas Open HardwareArduino MEGA 2560

CaractersiticasProcesador ATmega1281Velocidad de reloj 16MhzPuertos I/O: 54 (6 señales PWM)Memoria flash 128KVolaje de entrada 7-12VDcVoltaje de operación 5VdcModo de programación: USB por software WIRING.

Aplicaciones Prototipado de sistemas de control que requieren mas entradas o salidas que arduino UNO o similares, compatible con algunas shield, diseñada por un Ingeniero colombiano!!!


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Opciones de tarjetas Open HardwareNETDUINO

Caracteristicas Microcontrolador AT91SAM7X512Voltaje de operación 5VPuertos: 14 pines digitales de entrada y salidaPuertos A/D: 6Flash Memory 32 KB de los cuales 2 KB son usados para el BootloaderSRAM 2 KB, EEPROM 1 KBReloj velocidad máxima de 48MHz en 5V 8 Mhz en 3.3VProgramador USB integrado usando software .NET Micro Framework

Aplicaciones Prototipado de sistemas de control que requieren una velocidad de procesamiento mayor que arduino UNO, compatible con shield


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Opciones de tarjetas Open HardwareFEZ Domino

Caracteristicas Microcontrolador ARM NXP LPC2388Voltaje de operación 5VPuertos: 14 pines digitales de entrada y salidaPuertos A/D: 6Reloj velocidad máxima de 72MHzIntegra socket para MINI SDPuerto USB integrado en el microProgramador USB integrado usando software .NET Micro Framework

Aplicaciones Prototipado de sistemas de control que requieren una alta velocidad de procesamiento, compatible con shield


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Tarjetas SHIELD Visualización

LCD color Arduino Colores 4096Dimensión del cuadro: 1.35x1.58"Dimensión activa: 1.2"x1.2"Acople para BackligthLed tres estados para indicaciónDos pulsadores para Proposito general

Slide Touch Screen Pantalla oled 128×128 262K Colores Touch Screen Solo usa pines 2 y 3 de arduino Puede almacenar hasta 60 imagenes Compatible con Arduino IDE


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Ethernet Shield

Caracteristicas Se conecta directamente a arduino UNO, MEGA y tarjetas compatibles con estas.Basada en chip W5100 Proporciona comunicación ethernet de forma fácil, se incluyen las librerías en el entorno de programación arduino IDE.Posee conectores para expandir otras aplicaciónes.

Aplicaciones Control por medio de Internet o redes ethernet para aplicaciones como domotica, seguridad, etc


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MP3 Shield

Caracteristicas Se conecta directamente a arduino UNO, MEGA y tarjetas compatibles con estas.Basada en chip VS1053 capaz de decodificar Ogg Vorbis /MP3/ AAC/ WMA /MIDI audio y codificar IMA ADPCM y Ogg Vorbis.

Aplicaciones Codificación y decodificación de archivos de audio


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Xbee Shield

Caracteristicas Se conecta directamente a arduino UNO, MEGA y tarjetas compatibles con estas.La Arduino Xbee permite establecer una comunicación Zigbee entre la tarjeta arduino y cualquier otro dispositivo, ademas la gran variedad de la familia Xbee permiten manejar de forma facíl comunicaciones de 100m a 10Km

Aplicaciones Control inalámbrico de diferentes sistemas como robots, control remoto de datos, monitoreo de procesos etc.


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Como desarrollar hardware libre?

1. Identificar la necesidad o el problema a resolver2. Evaluar las características del sistemas3. Seleccionar la o las plataformas open hardware a usar4. Diseñar el plano electrónico con base a la plataforma seleccionada5. Hacer las pruebas correspondientes al primer prototipo6. Retro-alimentar Errores y aciertos y re-diseñar si es necesario 7. Hacer pruebas finales


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Desarrollo Sistema de control ambiental remoto

1. Identificar la necesidad o el problema a resolver Monitoreo de gas carbónico para control de contaminación ambiental2. Evaluar las características del sistemas Lectura de sensores de gas carbónico (CAD) Envió de datos a central (transmisión inalámbrica)3. selección plataformas open hardware Arduino UNO, Xbee Shield4. Diseñar el plano electrónico El plano contiene Board arduino y conexiones a xbee, sensor, baterías


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Desarrollo Sistema de control ambiental remoto

5. Pruebas primer prototipo Evaluación de lectura de sensores Evaluación de Envió y recepción de datos6. Retro-alimentar Integración de dos sensores mas, bateria de respaldo trabajo en modo de bajo consumo integración de panel solar7. Hacer pruebas finales Evaluación de lectura de sensores redundantes para minimizar el error en lecturas, depuración de programas por promedios Evaluación de Envió y recepción de datos depuración de códigos de seguridad


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Desarrollo Tarjetas Shield

1. Identificar la necesidad o el problema a resolver Tarjeta de control para motores DC

2. Evaluar las características del sistemas Controlar dos motores con corriente max 2.5A Control de los motores por PWM


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3. Selección plataformas open hardware Solo requiero controlar 2 motores por tanto Arduino UNO es suficiente

4. Diseñar el plano electrónico teniendo en cuenta que se va a conectar a la parte superior de la board tenemos en cuenta los pines y tamaños


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Desarrollo Tarjetas Shield plano electrónico


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5. Pruebas del primer prototipo Hacemos el motaje en protoboard este lo cableamos a la tarjeta arduino y probamos que el diseño electronico sea correcto

6. Si el diseño trabaja como se habia diseñado se puede proceder a realizar el circuito impreso 7 Una vez tengamos el circuito montado en un PCB hacemos las pruebas finales y el prototipo esta listo!!

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Dudas??

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