9 ago 2010

Cuando lo digital se vuelve analogo.

Ok. Vamos a realizar algo llamado PWM. Pulse Width Modulation o Modulación del Ancho del Pulso. A grandes razgos es un pulso a una frecuencia establecida cuyo ancho se establece en valores desde 0 (apagado) a 255 (totalmente encendido). Como la frecuencia establecida es bastante alta, el efecto perceptible es practicamente analogo.

El paraesquematico es mas o menos asi:

En construcción...

3 ago 2010

Cuando lo analogo se vuelve digital.

Bien, en esta entrada vamos a usar el ADC del Atmega8. ADC es el acronimo en inglés para Conversor Analogo Digital. Existen muchos elementos analogos que podemos usar a travez del ADC: Fotoceldas, termopares(para medir temperatura), sensores de presión, sensores de distancia, etc. En este caso vamos a usar una LDR (Resistencia Dependiente de la Luz) para saber si nuestro dia esta nublado (ok es medio inutil, pero algun ejemplo hay que dar). Para hacerlo mas interesante, vamos a agrega un boton para establecer el umbral de cambio.

Vamos a usar el mismo conexionado de Programus Interruptus. Con la excepción de que vamos a icluir una LDR y una resistencia de, digamos, 1Mohms.


Ahora vamos a elegir las opciones para nuestro Atmega8. Quedando asi:

Notemos que he dejado el bit 3 del puerto D como entrada con resistencia pull-up, de este modo no tenemos que agregar la resistencia de 10kohms externa.


El programa se encuentra aqui. Incluye las explicaciones.

Algunos ya se habran dado cuenta de que copiar el programa tal cual se los entrego sobreescribe todas las opciones que elegimos al generar el proyecto con el CodeWizard. No obstante sigo haciendolo por cuestiones didacticas.

En la siguiente entrada vamos a agregar una cosita mas. Algo llamado PWM.

Los quiero banda. Comenten.

2 ago 2010

A manera de Repaso.

Esta entrada puede parecer aburrida, sin embargo puede que sea la mas enriquecedora que hayamos escrito. A travez del tiempo que hemos pasado juntos he ido experimentando formas para poder comunicar la experiencia que yo he adquirido, tratando de evitar las partes donde me he dado de topes en la pared. Como se habran dado cuenta los programas escritos en C (ANSI C en este caso) confunden al sistema HTML que se usa en estos blogs y por tanto no se pueden simplemente pegar. Para tratar de que los programas pasen integros a sus manos, me encontre un sitio que alberga documentos de texto preformateado, asi que ahora pueden simplemente copiar y pegar la totalidad del programa.

Recordemos que el programa vacio nos lo genera el CodeVisionAVR a partir de la Herramienta CodeWizard:


Esta herramienta nos muestra una serie de etiquetas que nos permiten configurar los dispositvos internos del Atmega8 (o cualquier AVR de 32bits que muestre en la lista).

Hasta el momento hemos configurado lo siguiente.-

Chip:
En este caso elegimos la velocidad a la que esta corriendo el Atmega8 (ver "Fusibles. Jefa! ya llego la luz"). Obiamente escogeriamos el Chip Atmega8 u Atmega8L (practicamente es indiferente).



Puertos:

El Atmega8 tiene 3 puertos: B(8 bits) C(6bits) y D(8 bits).
Cada bit de cada puerto puede configurarse como salida, entrada (toogle) o entrada (con resistencia pull-up). Hasta este momento solo hemos usado salida y entrada (pull-up).


Interrupciones Externas:
Aqui elegimos alguno de los 2 pines de interrupciones externas. Éstas, al ser activado el pin establecido interrumpen el programa principal y ejecutan una rutina, dejando al programa continuar despues. El Atmega8 puede configurarse para 2 interrupciones externas INT0 e INT1 (patitas 4 y 5 respectivamente). El metodo de detección puede ser:

Low Level.- Se activa mientras el estado del pin se mantenga en 0 (bajo).
Any Change.- Se activa cada vez que el estado cambia de 0 a 1 o viceversa.
Falling Edge.- Se activa cuando el estado pasa de Alto a Bajo (o a 1).
Risin Edge.- Se activa cuando el estado pasa de Bajo a Alto (1 a 0).


LCD: Nuesto Atmega puede configurarse facilmente para escribir en un LCD de texto. En este caso se elige el puerto y el programa nos muestra que bit(patita en este caso) se conecta a que pin del LCD. Tambien se escoge la cantidad de caracteres del LCD.

























Ariba se muestra el paraesquematico de conexion. En este caso del puerto B.

Esas son las que hemos usado hasta el momento.

Ahora bien. Ya que hemos generado el programa "vacio" con el CodeWizard.

Me declaro ser incapaz de hacer un curso formal de ANSI C, asi que les dejo un vinculo con un curso muy amplio sobre ANSI C.

30 jul 2010

Programus Interruptus.

Ok vamos a explorar una función muy interesante de los microcontroladores llamada Interrupciones Externas.

Como lo indica su nombre, interrumpen la ejecución del programa sin importar donde se encuentre y ejecutan una función o subrutina, dejando continuar el problema despues.

Aprovechando que tenemos montado el LCD del post anterior (Lucy in the Chair with Diamonds) vamos a agregar un boton en la patita5 del Atmega8 (PORTD.3/PIND.3) y a su vez a tierra. En esta ocación vamos a utilizar una resistencia de 10kohms externa (en configuración pull-up). Paralelo al boton conectaremos un capacitor de 0.1uF (100 nF) para evitar los rebotes.

El paraesquematico es mas o menos asi:



Ahora vamos al CodeVisionAvr.
Generamos nuestro proyecto con estas caracteristicas:

Aqui se encuentra el programa completo.


Los cambios importantes respecto a anteriores programas son:

La inlcusión de la libreria stdlib.h que incluye la función itoa(entero, cadena). Esta función nos permite convertir valores numericos en cadenas de texto para mostrarlas en el LCD con la función lcd_puts(cadena);

La rutina que se ejecuta cada vez que se activa la interrupción.


// External Interrupt 1 service routine
interrupt [EXT_INT1] void ext_int1_isr(void)
{
while(PIND.3==0){}
l++;
if(l>65535)l=0;
}


La definición de la variable l que se tiene que realizar antes de la rutina de interrupción.




Como habra notado re-hicimos nuestro contador, con un programa mas corto y con mejor presentación gracias a nuestra pantalla de LCD.

El manejo de interrupciones nos sera muy util cuando realicemos programas mas complicados. Aunque en programas simples y meramente lineales yo prefiero no emplearlos.

En la siguiente entrada vamos a emplear el ADC (conversor Analogo-Digital) que incluye nuestro querido Atmega8.
Recuerden exponer sus dudas y sus inquietudes en la sección de comentarios. Es esa parte la que en realidad mantiene vivo un blog.

29 jul 2010

Lucy in the Chair With Diamonds (LCD)

Ok. Ya hicimos hemos pasado de un 555 a un 4017 a un par de 4026, incluso hemos interactuado con nuestro microcontrolador. Ha sido duro, pero lo hemos superado. El asunto de la programada de una computadora es mas fácil que el de un microcontrolador por que tenemos una pantalla y podemos ver códigos de error y valores de las variables, etc. Bueno, que tal si agregamos un pequeño Display de Cristal Liquido (LCD) a nuestro protoboard.

Quizá la parte mas desafiante de este proceso sea Comprar el lcd. En AG Electronica el precio mas bajo es de $44 pesotes mexicanos mas iva por un LCD de 16 caracteres. Para algunas personas (yo incluido) ese precio puede detenernos un momento. La alternativa es ir a uno de esos deshuesaderos de partes electronicas. Asi me hice yo de un LCD de 40 caracteres x 2 lineas por solo $60.00 neto. Practicamente cualquier LCD de 16 pines nos es útil. He encontrado algunos de 16 caracteres en $10.00 Pesos Mexicanotes. Asi que la primer tarea sera hacernos de un LCD.

La siguiente parte ya es mas fácil. Conexionado del LCD:

Ok no fue tan fácil, de hecho creo que a partir de este punto va a ser mas fácil trabajar con esquemáticos.

Tomese en cuenta que no estoy incluyendo las conexiones del programador.

Bien.
Vamos al CodeVisionAVR

Elegimos el Atmega8 a 8mhz y en la pestaña lcd seleccionamos el puerto D y el numero de caracteres que tenga nuestro display. Por default podemos poner 16, si es mas grande se puede modificar mas adelante.
Como veran las conexiones que ya hicimos son las mismas que aparecen en la pantalla.

Configuramos D como salida, B como entrada con resistencias Pull-up y C como entrada toogle (sin resistencias Pull-up )

Aqui esta el codigo que vamos a programar. (Dar click para visualizar)

La explicación esta integrada en el archivo de texto. No obstante



while (1)
{
lcd_clear(); //borra la pantalla
lcd_putsf("Atmega8 LCD"); //Escribe un primer texto
delay_ms(1000); //Espera 1 segundo
lcd_clear(); //borra la pantalla
lcd_putsf("Otro texto"); //Escribe un segundo texto
delay_ms(1000); //Espera 1 segundo
};
}


Como veran el programa muestra dos textos que se alternan a intervalos de 1 segundo.

Confieso que la primera vez que lo hice mande que dijera 2 grocerias... Pero astedes pongan lo que les agrade.

De tarea, extiendan el programa para que se aviente al menos 4 versos del poema que les agrade. Cambien los valores de los tiempos y añadan una pausa mayor al final.


En la siguiente entrada vamos a hecharle candela muchachos. No desarmen su protoboard. (prometo que lo agrego en menos de 2 dias)

Los fusibles. "Jefa... ya llego la luz"

Me tropece con los atmega16 y atmega32, a causa de que AG Electronica por un momento se quedo sin atmega8, pense que podia simplemente llegar y programar igual que el m8 (abreviemos). Cuando ejecute mi programa la mitad del puerto C no funcionaba. Yo casi chillaba por que pense que por un descuido le habria dado alguna descarga y me lo habia cargado... Pero no, resulta que los m16 y m32 vienen configurados de fabrica con esas terminales activadas para JTAG, que no es mas que la conexión para otro tipo de programadores. Asi fue como descubri los fusibles.

No se por que se les quedaria ese nombre (fusibles/fuses) a ese grupo de bits, sin embargo permiten ciertas configuraciones dentro del chip, como la velocidad del reloj y el umbral de desactivación (brown-out).

Es ahi donde esta lo interesante, ya que nuestro chip m8 esta programado de fabrica para trabajar a 1Mhz, pero cambiando estos fusibles, ¿Facilmente podemos hacerlo trabajar a 8Mhz! Sin un cristal externo.

Esta es la dirección de una pagina que nos genera una linea de comando de acuerdo a lo que necesitemos.

Primero escogemos el microcontrolador (en este caso el Atmega8)

Ahora cambiaremos la velocidad a Int R.C. osc 8 Mhz:



Hay que tener cuidado de no cambiar el control que dice [Reset Disable] puesto que el programador podria dejar de funcionar. Damos click en Apply Feature Settings y al final de la pagina nos genera algo asi:


Si agregamos esa linea a avrdude -p m8 -c usbasp (que define nuetro chip y programador), queda asi:


avrdude -p m8 -c usbasp -U lfuse:w:0xe4:m -U hfuse:w:0xd9:m


lo ejecutamos desde la terminal de ms-dos:


Y listo, solo tenemos que configurar el chip a 8mhz cuando usemos el CodeVisionAVR:



Por cierto echenle un ojito a estos videitos:

Clavetero Virtual Un robotito que se aprende el ritmo que le enseñemos.


P.O.V. Un interesante efecto visual. (el desorden que se ve detras es mi desorden habitual y es la razón por la que no pongo fotografias.

En algun punto vamos a realizar estos proyectos.

Conteos, los rebotes y el mundo real.

Saludos.

Si me hicieron caso y no desarmaron su protoboard de la entrada anterior, genial. Si no aguantaron los 6 meses que me avente de vacaciones.... Pos perdon otra vez, habra que armarlo de nuevo.

Suponiendo que ya estamos listos, vamos a consegir un boton pulsador normalmente abierto. Existen muchos modelos y tamaños, cualquiera nos sirve mientras puedan conectarle las patitas al protoboard.


Ahora vamos a colocarlo en el Protoboard y conectar una patita a tierra y la otra al pin 2 que es el bit0 del puerto D. (se leera como PIND.0 y se escribira como PORTD.0).

Quedando mas o menos asi:



Notese que puse mas gruesos los cables del boton, pero es solo para facilitar su identificación, puede usarse cualqier cablecito mientras no este encuerado.

Ahora bien abrimos el codevision como de costumbre, pero esta vez vamos a definir los puertos C y B como Salidas (out) y al puerto D como entrada (in) con resistencias pull-up.

Asi mero:

Eso de las resistencias Pull-up solo significa que el atmega8 va a conectarse por dentro de forma que las entradas sean consideradas positivas hasta que algun dispositivo las ponga a tierra. Esto es muy util por que de otro modo tendriamos que poner las resistencias nosotros por fuera. En este caso la entrada se leera como un 1 hasta que se presione el boton, en cullo momento se leera como un 0.


Dicho esto vamos a crear el programa

Agregamos la libreria del retraso de tiempo con #include<delay.h>
en la parte de las variables globales vamos a integrar:


int l; // (l sera el numero a contar)
char seg []={63,6,91,79,102,109,125,7,127,103};
// (seg son los valores para expresar cada numero)


Como ven es la misma mecanica del post anterior, con la excepción de la configuración de entrada del puerto D.

El programa varia un poco:


while (1)
{
if(l==100)l=0; //si el valor de l llega a 100, lo regresa a 0.
if(PIND.0==0)l++; // si el PIND8 se encuentra en nivel bajo(tierra) incrementa el valor de l.
PORTC=2; //Pone el PORTC.0 en bajo y el PORTC.1 en alto encendiendo asi el display unidades.
PORTB=seg[l%10]; //presenta el numero en el display. (leer post anterior para explicación)
delay_ms(5); //espera 5 milisegundos
PORTC=1; //Pone el PORTC.0 en alto y el PORTC.1 en bajo encendiendo asi el display decenas.
PORTB=seg[l/10]; //presenta el numero en el display.(leer post anterior para explicación)
delay_ms(5); //espera 5 milisegundos
PORTB=0; // Pone el puerto B en 0 apagando ambos displays (por un tiempo efimero)
};
}


Hasta aqui vamos a compilar y montar del modo tradicional.

Ahora podemos pulsar el boton y ver como el aparatito cuenta.

Intentalo antes de seguir leyendo.



Asi es. Cuenta tan rapido que nos parece que esta generando numeros al azar.

Esto ha sido por que la instrucción if(PIND.0==0)l++; solo detecta si el boton esta pulsado. De este modo como el ciclo se repite cada 10milisegundos aproximadamente, no nos da tiempo a soltar el boton.

Asi que cambiamos el programa un poquitin.


if(PIND.0==0){ // en caso de que el PIND.0 este en nivel bajo:
l++; // incrementa el valor de l y...
while(PIND.0==0){} //mientras esta en nivel bajo "hace nada"
} // fin de la condición

Asi que el programa queda asi:


while (1)
{
if(l==100)l=0; //si el valor de l llega a 100, lo regresa a 0.
if(PIND.0==0){ // en caso de que el PIND.0 este en nivel bajo:
l++; // incrementa el valor de l y...
while(PIND.0==0){} //mientras esta en nivel bajo "hace nada"
} // fin de la condición
PORTC=2; //Pone el PORTC.0 en bajo y el PORTC.1 en alto encendiendo asi el display unidades.
PORTB=seg[l%10]; //presenta el numero en el display. (leer post anterior para explicación)
delay_ms(5); //espera 5 milisegundos
PORTC=1; //Pone el PORTC.0 en alto y el PORTC.1 en bajo encendiendo asi el display decenas.
PORTB=seg[l/10]; //presenta el numero en el display.(leer post anterior para explicación)
delay_ms(5); //espera 5 milisegundos
PORTB=0; // Pone el puerto B en 0 apagando ambos displays (por eso el tiempo efimero)
};
}


Probemoslo ahora y veremos una gran mejoria.

Si aun notamos que cuenta de mas, es por que los botones son perfectos, y al momento de hacer contacto hacen "falsos contactos" rapidisimos, que para nosotros son imperceptibles, pero que un microcontrolador serio como nuestro querido atmega si toma en cuenta. Esos falsos contactos son conocidos como "rebotes" o "bounces" y existen dispositivos que se encargan de anularlos llamados "debouncer". En nuestro caso para solucionarlo, simplemente vamos pedir a nuestro chip que espere 40 milisegundos. La instrucción es delay_ms(40); pero les dejo de tarea donde deben agregarla. Despues de while(PIND.0==0){}