El proyectista actual trabaja fundamentalmente con placas de microcontroladores traís como el Arduino, PIC, MSP430. Si bien los miles de circuitos que tenemos en nuestro sitio pueden ser utilizados solos como montajes completos, muchos de ellos pueden servir de Shields o interfaces para proyectos microcontrolados. Como hacer esto es lo que muchos no saben y que enseñar en este artículo.
Hubo tiempo en que los montadores de aparatos electrónicos fabricaban incluso sus propios componentes.
Con la evolución de la tecnología, los componentes pasaron a estar disponibles y luego placas y ahora incluso circuitos completos que hacen el "grueso" del trabajo de un proyecto, que son las placas de los microcontroladores.
El "maker" moderno, que es montador o creador de proyectos electrónicos incluso para la comercialización, puede contar con soluciones fantásticas para sus proyectos que son los microcontroladores teniendo como ejemplo el Arduino.
Sin embargo, el microcontrolador no lo hace todo, sólo el principal, lo que es decir lo que el resto del circuito debe hacer. El resto, sin embargo no está incluido en el proyecto y admite dos soluciones: o se adquiere un escudo listo o se fabrica uno. En nuestro sitio existen miles de circuitos que pueden servir de Shields para Arduinos y otros microcontroladores.
Sin embargo, muchos no se crearon en la época en que estas placas estaban disponibles. Ellos fueron, en su mayoría creados para funcionar solos.
Son controles de motores de paso, drivers de relés, sirenas, accionadores de circuitos de potencia conectados a la red de energía, controladores de solenoides, accionadores de lámparas y mucho más.
Los Arduinos y otros microcontroladores tienen salidas que permiten muchos tipos de controles de periféricos, sin embargo, poseen características específicas.
Así, si vamos a utilizar uno de nuestros miles de proyectos para un proyecto que deba ser controlado por un Arduino, por ejemplo, necesitamos tener en cuenta estas características y debemos tener un modo específico y correcto de hacerlo.
Si no tomamos en cuenta, eso dos cosas malas pueden ocurrir: nuestro proyecto no funciona o nuestra placa de microcontrolador quema.
Como adaptar un bloque constructivo que es un proyecto de nuestro sitio para operar como un Shield para Arduino u otro microcontrolador es lo que veremos a continuación.
Las salidas del Arduino
El Arduino posee 14 pinos de entradas y salidas, siendo seis de ellos pudiendo ser usados como moduladores PWM.
Cuando se utilizan como salidas tenemos la posibilidad de operar con 3,3 V caso en que la corriente máxima de cada salida es de 50 mA y con 5 V la corriente máxima es de 40 mA.
Esta corriente permite el accionamiento de LEDs, relés y otros dispositivos de menor consumo, pero existe el problema del accionamiento simultáneo. Si todos los pines suministran 40 mA corriente total del dispositivo pueden sobrepasar la capacidad de disipación del microcontrolador, causando problemas. Así, para el accionamiento de varias cargas o de cargas con corrientes mayores, es importante usar un circuito externo o Shield.
Por ejemplo, si vamos a utilizar el Arduino en una alarma y deseamos que en lugar de un simple bocadillo conectado a la salida tengamos una sirena potente que a partir de un MOSFET excite con varios vatios (y cientos de miliamperios) un altavoz, no podemos hacer su conexión directa.
La sirena debe tener una alimentación separada por una fuente adicional y sólo la excitación será hecha por el Arduino.
Vamos a dar un ejemplo de cómo se puede hacer.
Controlando Una Sirena
Tomemos como ejemplo el oscilador de potencia encontrado en nuestro sitio con la designación ART645S. Vamos a utilizarla como un Shield para nuestro proyecto de alarma utilizando el Arduino Uno, por ejemplo.
En nuestro programa vamos a hacer que la sirena sea habilitada a intervalos regulares de 2 segundos, cuando entonces emitirá el sonido de una sirena.
Su circuito básico se da en la figura 1.
Este circuito fue originalmente sugerido como un oscilador para la práctica de la telegrafía. Podemos utilizar un MOSFET de potencia o incluso un Darlington para obtener mayor intensidad de sonido. Para ello tenemos que hacer algunos cambios.
Al analizar el circuito vemos que el oscilador está habilitado cuando el pino 1 del 4093 se encuentra en el nivel alto. Si este pino se coloca en el nivel bajo, el oscilador se paraliza.
Así, podemos controlar la sirena por el pino 1, pero debemos alimentar el circuito integrado con 3,3 V o 5 V según el caso. Se separa entonces la alimentación del circuito integrado para ser hecha por el propio Arduino, pues el consumo es bajo.
Otra preocupación es no dejar la salida del pino 4 en el nivel alto cuando el circuito está deshabilitado. Si esto ocurre, el transistor estará en una condición de plena conducción que significa una corriente elevada que puede quemar.
Así, unimos el pino 5 al 6. Con eso cuando el pino es al nivel bajo, la salida 3 del bloque correspondiente irá al nivel alto y el pino 4 invertido yendo al nivel bajo nuevamente, y manteniendo el transistor en el corte.
Vea que el transistor puede ser alimentado con 12 V y con ello se obtiene mayor tensión. El circuito final quedará entonces como se muestra en la figura 2.
En la figura 3 tenemos otro ejemplo de circuito que publicamos (ART2234 - Señal Sonora Controlada Lógicamente) que también puede ser adaptado para funcionar con un Shield aislado.
El resistor R2 será de 270 ohmios para salidas de 3 V y de 470 ohmios para salidas de 5 V.
Conclusión
Tenemos en el sitio miles de circuitos como este que, con pequeños cambios pueden funcionar como Shields controlados por las salidas de Arduino.
Todo depende de la habilidad del lector y de un conocimiento básico para saber qué debe ser modificado.
