Laboratorio 2: Proyecto Nagato

Nagato es el nombre del proyecto que realizamos, ya que quedo inconcluso el año pasado. Este trabajo se trata de construir y programar un reloj para la escuela y que este suene en los timbres de los recreos

Plaquetas

MAX232: El MAX232 es un integrado que tiene un clock que con el podes programar los minutos, horas, días, meses y años.
También se conecta con el RS232 y el PIC. Cambia las tensiones de TTL a RS232.

DS1307: El DS1307 tiene la función de convertir la tensión de +5V y 0V a +15V y -15V para que la comunicación con el RS232 (Puerto serie) funcione correctamente.
El DS1307 tiene un circuito interno que cuando Vcc es menor a 3V se alimenta con la pila (3V).
Se conecta con el PIC por medio del bus I²C, el integrado usa un clock de 32.768 KHz y con una pila de 3V para seguir funcionando correctamente aunque se desconecte o la luz del colegio se corte.

PIC18F4620: El PIC18F4620 tiene la función de leer la hora del DS1307. Es el que configura la hora de acuerdo a los datos que reciba de la bornera.
Se comunica con la PC por medio del RS232 (Puerto serie) y de esta manera se puede programar el PIC mas rapido (sin tener que sacar el PIC del la plaqueta).

Botonera: La botonera tiene 4 botones (ascendente, descendente, modo y alarma). Mediante esos 4 botones le manda distintos datos al PIC y este se comunica por medio de I2c al integrado DS1307 para escribir la hora y fecha nueva o para leerlas.

Potencia: La potencia lo que hace es alimentar a la plaqueta principal con +5V/0V y la salida de la potencia es el timbre.

Fuente conmutada: La función de la fuente conmutada es convertir los 220V a 5V.
Nosotros cambiamos el transformador por la fuente conmutada ya que nos ahorramos más lugar en el gabinete.

Información de los integrados y PIC:

MAX232:
El MAX232 es un circuito integrado de Maxim que convierte las señales del RS-232 (RS-232) a señales compatibles con los niveles TTL de circuitos lógicos. El MAX232 sirve como interfaz de transmisión y recepción para las señales RX, TX, CTS y RTS.

El circuito integrado tiene salidas para manejar niveles de voltaje del RS-232 (aprox. ± 7.5 V) que las produce a partir de un voltaje de alimentación de + 5 V utilizando multiplicadores de voltaje internamente en el MAX232 con la adición de condensadores externos. Esto es de mucha utilidad para la implementación de puertos serie RS-232 en dispositivos que tengan una alimentación simple de + 5 V.

Asignación de pines:

C1+:       Conexión positiva del condensador C1 del doblador de voltaje de +5V a +10V.
Vs+:       Conexión de salida del voltaje de +10V.
C1-:        Conexión negativa del condensador C1 del doblador de voltaje de +5V a +10V.
C2+:       Conexión positiva del condensador C2 del inversor de voltaje de +10V a -10V.
C2-:        Conexión negativa del condensador C2 del inversor de voltaje de +10V a -10V.
Vs-:        Conexión de salida del voltaje de -10V.
T2out: Conexiones a niveles de voltaje del protocolo RS-232.
R2in:      Conexiones a niveles de voltaje del protocolo RS-232.
Vcc:       Alimentación positiva del MAX232
GND:     Alimentación negativa del MAX232
T1out: Conexiones a niveles de voltaje del protocolo RS-232.
R1in:      Conexiones a niveles de voltaje del protocolo RS-232.
R1out: Conexiones a niveles de voltaje de TTL o CMOS.
T1in:      Conexiones a niveles de voltaje de TTL o CMOS.
T2in:      Conexiones a niveles de voltaje de TTL o CMOS.
R2out: Conexiones a niveles de voltaje de TTL o CMOS.

Niveles de Voltaje:
Cuando un circuito integrado MAX232 recibe un nivel TTL y lo convierte a RS-232, lo que hace es cambiar el nivel lógico TTL de 0 a un nivel comprendido entre +3 y +15 V, y cambia un nivel lógico TTL 1 a un nivel comprendido entre -3 a -15 V, y viceversa, para convertir niveles de RS-232 a TTL.

Circuito del MAX232:

DC1307:
El DS1307 Real-Time-Clock Serie, es un dispositivo de bajo consumo de energía, completo con código binario decimal (BCD), reloj/calendario más 56 bytes de NV SRAM.
Dirección y datos son transferidos a través de 2 hilos serie, bus bi-direccional (protocolo I²C). El reloj/calendario provee información de, segundos, minutos, horas, día, fecha, mes y año.
El final de fecha de mes se ajusta automáticamente durante meses menores de 31 días, incluyendo correcciones para el año bisiesto. El reloj funciona en cualquiera formato de 24 horas o en 12 horas con indicador AM/PM. El DS1307 tiene incorporado un circuito de sensor de tensión que detecta fallas de energía y cambia automáticamente al suministro de batería de respaldo.

Asignacion de pines:

X1:         Conexiones para un cristal de cuarzo estándar 32.768kHz. El circuito oscilador interno está diseñado para funcionar con un cristal con una capacitancia de carga específica (CL) de 12.5pF.
X2:         Conexiones para un cristal de cuarzo estándar 32.768kHz. El circuito oscilador interno está diseñado para funcionar con un cristal con una capacitancia de carga específica (CL) de 12.5pF.
Vbat:     Alimentacion de bateria (debe ser entre 2V y 3,5V)
GND:     Alimentación negativa del DS1307
Vcc:       Alimentación positiva del DS1307
SQW/OUT:         Cuando se activa, el bit SQWE se establece en 1, el pin SQW/OUT es la salida de una de las cuatro frecuencias de onda cuadrada. El pin SQW/OUT es de drenaje abierto y requiere una RPA SQW/OUT funcionará con cualquiera Vcc o Vbat aplicada.
SCL:                       (Serial Clock Input) - SCL se utiliza para sincronizar el movimiento de datos en la       interfaz serie, requiere una RPA (Resistencia de Polarización a Alto externa).
SDA:      (Serial Data Input/Output) - SDA es el pin entrada/salida para el interfaz 2-hilos serie.
El SDA es el pin de drenaje abierto, que requiere una RPA

Circuito:

PIC18F4620:

Asignación de pines:
Imágenes de las plaquetas:

Plaqueta principal:
Circuito de la placa principal:

Placa original del 2011:

A la plaqueta principal invertimos los pines de comunicación (C6 y C7) del PIC con MAX232, por que estaban invertidos en la plaqueta original por lo cual no funcionaba.

Potencia:

Circuito original del cual eliminamos la parte del regulador de tension, y volvimos a hacer la placa.

Placa original.

Circuito usado:

Placa terminada:

En la potencia hicimos una plaqueta nueva, ya que al comprar una fuente conmutada no era necesaria la parte de transformación de corriente alterna a continua ni el regulador de tensión con el 7805. En esta placa dejamos solamente el relay, por que es lo que se encarga de que toque el timbre, por lo que es fundamental para el proyecto.

Fuente conmutada:

Es una fuente conmutada (switching) que tiene una entrada de 220V de alterna y una salida de 5V de continua, con una intensidad de corriente máxima de 1 A.
Resumen de los cambios en el hardware en la parte de fuente y potencia: