CRISTIAN OMAR ENCALADA

1. Fuente de Alimentación

La fuente de alimentación  produce +5 V mediante el regulador de voltaje LM7805 que nos sirve para alimentar la mayoría de circuitos integrados incluyendo el microcontrolador y módulos conectados externamente a la placa. La fuente externa de alimentación puede ser AC o DC. Mientras que la tensión de alimentación respete el rango de 8 - 16V. 

La placa cuenta con otro conector de voltaje que es exclusivamente para alimentar a los relés, ya que los mismos estan separados de la placa principal con optoacopladores para evitar corrientes parasitas (armonicos) y que provoquen un mal funcionamiento, el voltaje de alimentación no debe superar los 13V DC. 

2. Módulo de Comunicación RS-232

USART (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter) transmisor/receptor síncrono/asíncrono universal es una de las formas más frecuentes de intercambiar los datos entre la PC y los periféricos. La comunicación serial RS-232 se realiza por medio del conector DB9F y el módulo USART del microcontrolador. El PLCPIC16F877A proporciona un puerto RS-232. Los pines del microcontrolador utilizados en esta comunicación están marcados de la siguiente manera: RX (receive data) - línea para recibir datos y TX (transmit data) - línea para transmitir datos. La velocidad de transmisión de datos es hasta 115 kbps. Para habilitar que el módulo USART del microcontrolador reciba las señales de entrada de acuerdo con el estándar RS-232 es necesario ajustar los niveles de voltaje por medio de un circuito IC tal como MAX202 (MAX232).

Los pines usados para este tipo de comunicación es RC6/RX,  RC7/TX este en combinación con la comunicación RS-485, se selecciona una de otra con la ayuda de los jumper J2 y J4 para seleccionar.

3. Módulo de Comunicación RS-485

La comunicación RS485 es un estándar de comunicación principalmente destinado a ser utilizado en aplicaciones de industria y automatización del hogar (Dómotica). Las características principales de este estándar de comunicación es la habilidad de intercambiar los datos entre los puntos remotos (a distancia hasta 1200m) y alta tolerancia a ruido acompañante. El sistema de desarrollo PLCPIC16F877A proporciona un conector utilizado para conectar dispositivos que utilizan la comunicación RS-485. El circuito 485 actúa como transmisor-receptor entre un dispositivo externo y el microcontrolador.

Los pines usados para este tipo de comunicación es RC6/RX,  RC7/TX  y  RC5 para control master/slave.

4. Reloj en tiempo real (RTC)

Gracias al circuito DS1307 incorporado el sistema de desarrollo PLCPIC16F877A es capaz de proporcionar informaciones acerca de tiempo real. Las prestaciones principales del reloj de tiempo real son:

El reloj de tiempo real se utiliza ampliamente en los dispositivos de alarma, controladores industriales, productos de consumo etc. El reloj de tiempo real proporcionado en el sistema de desarrollo PLCPIC16F877A se utiliza para generar una interrupción en tiempo programado. 

Los pines usados para la comunicación con el reloj (RTC) son RC3/clock y RC4/data, el pin de señal que tiene el reloj digital esta con un conector J6 para el uso cuando se lo necesitara.

5. Decodificador DTMF

En telefonía, el sistema de marcación por tonos, también llamado sistema multifrecuencia o DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency), consiste en lo siguiente:

Cuando el usuario pulsa en el teclado de su teléfono sea este convencional o celular la tecla correspondiente al dígito que quiere marcar, se envían dos tonos, de distinta frecuencia: una por columna y otra por fila, y el circuito integrado MT8870 decodifica esta señal y la pasa a una señal de 5 bits con esto el circuito decodificador se comunica con el PLCPIC16F877A.

En la siguiente tabla se puede observar el valor de la tecla y su respectivo valor decimal.

Donde Digit es la tecla presionada en teléfono convencional o celular.

Y ESt, Q1, Q2, Q3, Q4 es la transformación a 5 bits con la que se comunica digitalmente con el microcontrolador que posee el PLCPIC16F877A.

Los pines seleccionados para la comunicación con el decodificador son los siguientes:

Decodificador            Pin Microcontrolador

ESt                      =                 E0

6. Receptor IR 38.5Khz

El receptor infrarojo se encarga de captar la señal emitida por un control remoto (SONY), y enviarla hacia el microcontrolador para que este interprete el codigo SIRC y poder realizar tareas en función al a tecla presionada en el control remoto SONY.

El protocolo de comunicación que tienen los controles IR SONY es el SIRC y este trabaja a una frecuencia de 38.5 Khz.

En la siguiente tabla se puede ver los valores por cada tecla en el control del bit menos significativo al bit mas significativo y con esto crear el firmware para el microcontrolador.

El pin usado para la comunicación con el receptor IR es el RC2.

7. Reles

Los dispositivos industriales normalmente necesitan más corriente de lo que un microcontrolador puede proporcionar por sus pines de E/S. Para habilitar una conexión entre el microcontrolador y tales dispositivos, el sistema de desarrollo dispone de 6 relés por medio de los que es posible proporcionar un voltaje de alimentación de hasta 250V. Cada relé dispone de un contacto normalmente abierto (NO) y otro normalmente cerrado (NC). Los 6 relés son totalmente independientes osea cada relé tiene libre sus pines NO NC con lo cual se puede controlar: 

8. Buzzer (Audio)

El buzzer es un dispositivo que transforma una forma de energía a otro tipo de energía (transducción). Al aplicar voltaje entre sus terminales este emite un sonido con una frecuencia constante audible al oído humano. Este elemento se lo usa para emitir mensajes sonoros ya sea para alarmas, inicio o finalización de procesos, etc. 

 El pin del buzzer esta combinado con el relé 2, el pin de control es el RD2 del puerto D del microcontrolador.

9. Microcontrolador PIC 16F877A

El CPU a cargo de todo el sistema es el PIC 16F877A cuyas características principales se las mostrara a continuación:

10. Entradas Digitales

Este sistema de desarrollo también dispone de optoacopladores cuya función es de aislar galvánicamente las señales llevados a las entradas del microcontrolador desde los dispositivos industriales. El voltaje de entrada no debe superar el nivel de trabajo que en este caso es de 12v a 30 V DC en sus terminales de entrada. 

Los pines para las entradas digitales son las siguientes:

RA0 = Entrada Digital RA0 / Entrada Analogica RA0 seleccionable entre analogo y digital SW2

RA1 = Entrada Digital RA1 / Entrada Analogica RA1 seleccionable entre analogo y digital SW2

RA2 = Entrada Digital RA2

RA3 = Entrada Digital RA3

RA4 = Entrada Digital RA4

RA5 = Entrada Digital RA5

11. Entradas Analógicas

La conversión analógica digital, es la que nos permite transformar una señal analógica (un voltaje AC), en una representación digital (números binarios) del valor correspondiente a la tensión en el pin de entrada para poder trabajar con ella. Se utiliza en infinidad de aplicaciones lo mas común es usarla para leer señales provenientes de sensores (temperatura, viento, acelerómetros, etc.).

Este sistema usa la entrada RA0 y RA1 para la conversión análoga-digital.

RA0 = Entrada Digital RA0 / Entrada Analogica RA0 seleccionable entre analogo y digital SW2

RA1 = Entrada Digital RA1 / Entrada Analogica RA1 seleccionable entre analogo y digital SW2

12. Botón RESET

Este sistemas cuenta con un botón de reset a 0 lógico con lo cual si el sistema por alguna razón tiene un funcionamiento erróneo o que no concuerda con el programa principal dando una pulsación sobre el botón el microcontrolador retornara a su estado inicial de programación.

13. Microcontroladores Soportados

El sistema de desarrollo PLCPIC16F877A viene con el microcontrolador PIC16F877A en el encapsulado DIP40. En caso de que este microcontrolador no convenga a sus necesidades, es posible sustituirlo por otro. Al elegir la sustitución apropiada para el microcontrolador dado, lo más importante es prestar atención a su patillaje.