miércoles, 28 de noviembre de 2012

Matriz de LED


2.1-INTRODUCCION

Nuestro proyecto consistes en dar a conocer como funciona nuestro sistema embebido de que se encargar cual es la función que realiza y como trabaja, a su vez mostraremos el diseño y su creación  pues en el documento incluimos diagrama, pista, bloques, lista de componentes e incluso la programación de dicho sistema. Su finalidad es mostrar un mensaje, también nuestrar la hora ambiente. Su funcionamiento la produce  un microcontrolador "atmega328p" el cual por medio de una programación creado en "Bascom AVR"  hace que muestre la hora y el mensaje.
2.2-OBJETIVOS


-Objetivo General
 Mostrar como es el diseño  y la construcción de una matriz led 8x8 (ocho luminarias de ancho y 8 luminarias de largo) y que a su vez sea capaz de mostrar la hora y el mensaje implementando los conocimientos adquiridos durante el ciclo. 


-Objetivos Especifico 

  • Crear con la ayuda de BASCOM un firmware, para el correcto funcionamiento de nuestro rotulo el cual lleva cuatro matrices de 64 LED´S
  • Implementar todos los conocimientos adquiridos duramente el periodo de 6 mese
  • Hacer el montaje correcto de los dispositivos, a partir de la buena programación diseñada en BASCOM-AVR
  • Producir satisfacción en el usuario y a su vez dar a conocer este sistema para que un día puede ser de ámbito comercial.
3.0-DESCRIPCION GENERAL



Nuestra matriz está formada por 240 LED´S (cuatro matrices de 64 led´s) y es capaz de mostrar la hora  ambiente para brindarle al usuario mayor comodidad también le es agregado un mensaje, los mensajes se desplazan como un barrido el cual es originado de derecha a izquierda. La definición de nuestros bloques va de esta manera: 

PULSADOR----------MICROCONTROLADOR------ PULSADOR QUE DEFINE HORA, MINUTOS----- MENSAJE A MOSTRAR------REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO------ MATRIZ LED´S

NOTA: EL MENSAJE A MOSTRAR SE DEFINE EN FIRMWARE.

En el que el  microcontrolador le envía pulsos a los TPIC a través de tres líneas y este, es encargado de controlar las columnas las cuales  por medio del registro de desplazamiento es capaz de manejar el  encendido de las 30 columnas de la matriz, para esto se requiere las tres líneas del  microcontrolador que no solo enviaran datos sino que también brindaran la corriente necesario para que los demás led´s se puedan encender y así no sobrecargar las salidas del uC. En nuestro proyecto se está utilizando el atmega328p. 


En nuestro proyecto se estará utilizando el circuito integrado TPIC6B595 en encapsulado DIP del cual más adelante lo conoceremos por el momento solo  diremos que es un integrado que contiene un registro de desplazamiento y a la vez un buffer de corriente, cada uno de los TPIC6B595 puede manejar 8 columnas de LED´S es por esa razón que estamos utilizando 4 de ellos. 
A Continuación se les mostrara el diagrama electrónico del proyecto para dejar mas en claro como se conecta y la configuración de sus pines. 






Primeramente iniciamos transcribiendo el programa en BASCOM-AVR vale aclarar que el programa lo encontramos en internet y mas adelante se los daremos a conocer, luego diseñamos el diagrama en EAGLE (Eagle es un programa para hacer PCB), cuando estamos seguros que todo está bien y el proyecto funciona perfectamente   seguimos en la realización del circuito impreso. Para la realización del circuito se necesita un impreso en papel fotográfico a láser aunque también tenemos otras opciones como el acetato o cuche, como grupo preferimos el papel fotográfico que fue el que nosotros utilizamos, luego cortamos a la medida la tarjeta fibra de vidrio (la tarjeta fibra de vidrio es muy buena para trabajar con circuitos electrónicos en nuestra opinión es la mejor por su calidad) las medidas que nosotros le dimos son 40x10 40 de largo y 10 de ancho dejando un marquen libre para el acrílico una vez ya este cortada y limpia se procede a el planchado de la impresión  claro la impresión ya debe de estar a la medida, se coloca el impreso boca abajo sobre la fibra de vidrio se recomienda poner tirro sobre las esquinas del impreso para que no se nueva durante el planchado, cuando ya estás seguro de cómo va a quedar y que el impreso no se mueva se pasa la plancha a una temperatura muy alta de forma uniforme durante unos minutos, seguidamente se retira la plancha y se hace una espera de unos minutos mas, pasados esos minutos se le retira el papel fotográfico con abundante agua, verificamos que no exista ningún residuo de papel y que la tarjeta quede completamente limpia, ahora aplicamos en un recipiente con agua percloruro de hierro, el cual es el encargado de retirar todo el cobre de la tarjeta. Cuando el cobre ya es retirado limpiamos sobre la pista con thiner o con alcohol, es recomendable lijar la pista, cuando se se tiene limpia y seca se perfora la tableta  con taladro y con sus respectivas brocas luego de haber perforado la tableta se coloca cada uno de sus componentes en sus respectivos lugares cuando ya estamos seguros como van a quedar los elementos y cual es su posición correcta se empieza a soldar cada uno de estos elementos para ello necesitamos de un cautín punta fina de 40W, estaño, pasta, y franela, seguidamente se empieza a soldar todas las patas de los elementos, teniendo mucho cuidado con el exceso de estaño y con los contactos, cuando la soldadura ha finalizado hacemos uso de un cepillo dental y de thiner para retirar la grasa ya que si la dejamos puede causar un corto circuito. Ahora verificamos que todo este limpio cada elemento en su lugar correspondiente y siempre un punto importante es bueno revisar mas de una vez las soldaduras. Por ultimo se le aplica barniz en spear  sobre la pista. (claro cuando ya esta funcionando perfectamente.) para proteger los elementos y sobre el se hace un modulo con con acrílico. 

Para la creación del firmaware lo primero que se hizo fue desarrollar el algoritmo, esto para la realización del diagrama de flujo donde se pueden ver gráficamente los pasos a seguir para alcanza nuestro objetivo que este caso seria mostrar un mensaje primeramente y luego la hora ambiente. Bascom-AVR es un compilador el cual nos permite abrir un archivo BASIC y luego convertirlo en un archivo .HEX, el microcontrolador a usar a usar es el ATMEGA328P en el cual por medio de un programador diseñado durante el ciclo nos ayudara a descargar el archivo a la memoria flash del ATMEGA328P vale aclarar que para este proyecto es necesario utilizar los programas USBAtiiny con una interface del SinaProg, luego ponemos el ATMEGA en la base del proyecto, con una fuente externa de 5v DC lo pones a trabajar y listo.




3.2-A continuación se muestra el impreso que utilizamos






3.3- Programacion se muestra a continuacion:

 
 



3.4-Funcion de cada componente 


  • Microcontrolador ATMEGA328p: 
En nuestro caso se puede decir que es el cerebro  puesto que es el que se encarga de enviar los datos necesarios que en esta caso esos datos se envían como pulsos a cada componente estos pulsos estan regidos en un programa especifico. 




  • TPIC6B595:
Este integrado envía al registro de desplazamiento de 8 bit,  pulsos que requieren un alto poder de carga, los tpic contienen un voltaje a la salida para la protección inductiva transitoria e incluso impulsan el uso de conductor que incluyen relay.




  • INTERRUPTOR tipo On/Off: 
Este sirve para permitir el paso de la corriente, y también para cortar el mismo de tal manera que cuando se necesite desconecta el circuito y apagar este se encargara de apagarlo u encenderlo




  • CAPACITOR 10uF y 0.1uF: 
La función principal es la de almacenar energía para que cuando se active el sistema este consuma menor cantidad de corriente para el arranque, haciendo así que a la hora de que arranque el circuito gaste una cantidad menor de corriente a la que gastaría si no los tuviese.




  • FUENTE VDC DE 5 VOLTIOS: 
Alimenta todo el circuito




  •  MATRIX 8X85MM: 
Es fundamental pues sin el no seria posible ver el mensaje y la hora que fue programado en la memoria del micorcontrolador cada bloque contiene 64 LEDs




  • CRISTAL PARA EL RELOJ 32.7 KHZ:
El oscilador de crista  se caracteriza por su estabilidad de frecuencia y pureza de fase, dada por el resonador. La frecuencia es estable frente a variaciones de la tensión de alimentación y sirve para indicarle la frecuencia en la que va a trabajar el microcontrolador




  • 2 PULSADOR: 
Estos se encargan de configurar la hora y los minutos en el reloj







Por si desean descargar los documentos acá les dejamos los archivos pdf: Aqui

Nota: Compramos todos los dispositivos a una persona particular por lo cual:

matrices, fibra de vidrio, pulsadores, tpic, capacitores y atmega---------- $35°°
acrilico, anclas, spear, tornillos-------------------------------------------------------- $11.50°


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