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MONTAJE

Control de Relé por Puerto USB Activando un Relevador por el puerto USB HID Las computadoras actuales, sobre todo las notebook y las nano, ya no traen puerto serial; lo que dificulta al electrónico la posibilidad de utilizar este puerto como medio de control. En esta nota se presenta el uso del puerto USB como una de las soluciones a la problemática ya mencionada, se comenta acerca de los microcontroladores con módulo USB integrado, el uso de la clase USB HID de Windows y el montaje de un pequeño circuito para activar un relevador genérico que puede usarse en innumerables aplicaciones del tipo casero, didácticas e incluso industriales. Autor: Ing. Federico Jesús Lugo Velázquez

Introducción En la actualidad vemos que cada vez más el uso del puerto serial ha disminuido considerablemente ya que en la mayoría de las computadoras actuales, sobre todo portátiles, no cuentan con dicho puerto, incluso no se está incluyendo en la tarjeta madre de fabrica, por lo que nos vemos en la necesidad de adoptar el uso de otros medios de comunicación como el USB. El uso de convertidores USB ya sea a Serial (DB9) y a Paralelo puede resolver este problema, pero se ha notado que en ocasiones son costosos y no presentan una solución eficiente, debido a que requie-

ren de una instalación muy específica y un driver para su funcionamiento correcto, sumándole aun la compatibilidad sobre los Sistemas Operativos.

Microcontroladores USB Microchip presenta un familia de microcontroladores que incorporan un módulo USB, como son el PIC18F2455, PIC18F2550, PIC18F4455 y PIC18F4550. En la Tabla 1 se observa de manera general las características de salidas, entradas, memoria, temporizadores, comparadores y periféricos de comunicación que posee cada una de las matrículas.

Tabla 1

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Las series PIC18F2455 y PIC18F2550 presentan un encapsulado tipo PDIP de 28 pines mientras que los PIC18F4455 y PIC18F4550 en un encapsulado tipo PDIP de 40 pines. Para el desarrollo de esta nota nos concentraremos en la serie 18F2550 ya que es un microcontrolador muy comercial en las tiendas de Electrónica y cumple con lo necesario para el desarrollo de esta aplicación. En la figura 1 se muestra el diagrama de pines que presentan los microcontroladores de 28 pines. Básicamente para conectar el PIC al conector USB de nuestra conveniencia, se usan los pines 15 y 16


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Control de Relé por Puerto USB Lista de Materiales

Figura 1

Figura 2 que corresponden a los datos D- y D+ respectivamente.

humana, permite mejoras en los dispositivos de entrada y salida facilitando el proceso de la instalación, prácticamente hace que los dispositivos tengan la característica de ser Plug and Play, es decir, conéctese y funcione. Esto se hace mediante un solo Driver HID que interpreta los datos de entrada y salida con la funcionalidad de nuestra aplicación, recalcando que este driver ya se encuentra instalado por el Sistema Operativo de la Computadora.

La Clase USB HID Montaje de Aplicación El USB en modo HID (Human Interface Device) o conocido también como dispositivo de interface

Con la información descrita anteriormente se pretende hacer

1-PIC18F2550 1-Cable con conector USB A macho (cable de Impresora). 1-Relevador a 5V 1-Transistor 2N3904 1-Cristal de cuarzo a 8MHz 2-Capacitores cerámicos de 22pF 1-Capacitor Electrolítico de 1uF 1-Resistencia de 1kΩ 1-Resistencia de 10kΩ 1-Resistencia de 180Ω 1-Diodo led una aplicación simple que permita activar y desactivar un relevador de 5 Volt con una pequeña interface en Visual Basic .NET, para esto podrá descargar el conjunto de archivos de www.webelectronica.com.ar, haciendo click en el ícono password e ingresando la clave: “activausb”. Se incluyen el código hexadecimal para el PIC y el archivo instalador de la interface de VB .NET. La lista de materiales que se requieren para el desarrollo de esta aplicación es la siguiente: Primeramente habrá que pro-

Figura 3

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Montaje

Figura 4 gramar nuestro PIC, para esto coloque el PIC18F2550 en un programador ya sea PicKit, JDM Programer, GTP USB o el de su preferencia, cargue el archivo “USB Relevador PIC18F2550.hex” descargado de nuestra web y prográmelo en el PIC. Es importante mencionar que no hay que modificar ninguno de los registros de configuración (fusibles) del PIC dentro del menú del software del programador que se use, ya que afectará el funcionamiento del montaje. Posteriormente estañe las puntas del cable USB A con referencia en la Figura 2, de tal manera que puedan ser conectados los cables a una protoboard. Con el Pic Programado, cable USB y componentes de la lista, arme en una protoboard el circuito como se muestra en la Figura 3, note que los pines 15 y 16 d e l PIC18F2550 van directamente a los pines D- y D+ respectivamente del cable USB, los pines 1 y 4 del cable USB proporcionan la alimentaFigura 7 ción de 5V a

Figura 5 500mA aproximademante, mientras que los pines 10 y 9 del PIC corresponden al oscilador de cuarzo de 8MHz, el pin 14 va un capacitor de 1µF que estabiliza el voltaje del regulador interno del modulo USB y la resistencia colocada en el pin 1 (MCLR') hace la función de mantener habilitado el PIC y ponga en marcha su programa, finalmente el led colocado en el montaje indica que el PIC está energizado y conectado al puerto USB de la computadora. El Software Para llevar a cabo la instalación ejecute el archivo “Setup USB Relevador.msi” descargado y siga la secuencia de instalación como se muestra en las figuras 4 y 5. Notara que en el escritorio de Windows estará la interface instalada mediante el icono mostrado en la figura Figura 6 6. Puesta en Marcha Una vez instalada nuestra interface y armado nuestro montaje con referencia en la Figura 3, conecte el cable USB a un puerto disponible de la computadora, inmediatamente el Sistema Operativo lo detectará como nuevo hardware y lo instalará de manera

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automática, cabe señalar que este proceso sólo toma unos segundos y se hace sólo una vez si es conectado en el mismo puerto USB de la computadora. Finalmente vaya al escritorio y ejecute la aplicación “USB_Relevador.exe” y emergerá la interface como se muestra en la Figura 7. El funcionamiento de la interface es muy básico, al presionar el Botón “Relevador ON” se enviará un “1” lógico al pin 0 del PORTB para poner en estado de saturación el transistor 2N3904 y energizar la bobina del relevador (en este momento el relevador pasa a normalmente abierto), mientras que cuando se presiona el botón “Relevador OFF” se enviará un “0” lógico por el mismo pin 0 del PORTB dejando en estado de corte al transistor y desenergizando la bobina del relevador (estado del relevador en normalmente cerrado). El archivo ejecutable “Setup USB Relevador” y “USB Relevador PIC18F2550.hex” para el PIC18F2550 pueden descargarse desde la página www.webelectronica.com.ar para puesta en marcha del montaje. En posteriores artículos se irá presentando más información y detalles del USB-HID para lectura de valores digitales, analógicos y manipulación de más funciones del PIC18F2550 y su módulo USB. 


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