Diseño hardware y desarrollo de librerías para la implementación de una plataforma open source basada en un microcontrolador PIC como alternativa a la plataforma Arduino UNO

Abstract

[spa] En este proyecto se ha diseñado una plataforma electrónica de desarrollo que permite la realización de proyectos electrónicos tanto a nivel usuario como a nivel profesional. Además, se han desarrollado cinco librerías básicas para la utilización de la misma.37 El proyecto está basado en la plataforma ampliamente conocida: Arduino UNO, pero con la particularidad de estar diseñada con un microcontrolador PIC de la marca Microchip. La innovación en este sentido viene de la necesidad palpable en elmundo de la electrónica de disponer de una plataforma multifuncional para diseños electrónicos que reciba todo el soporte deMicrochip, cosa que a día de hoy no existe.66 Arduino fue creado por David Cuartielles, ingeniero electrónico Massimo Banzi, diseñador y desarrollador web, en 2005 en Italia. Surgió por la necesidad de poder acceder a una plataforma para desarrollo de proyectos electrónicos de bajo coste, funcional y para múltiples usos y en base a esta motivación se creo lo que ahora conocemos como Arduino.54 Arduino, como marca, ofrece un amplio catálogo de placas de desarrollo con las cuales abarca un gran nicho de mercado en cuanto a diseño electrónico se refiere. Dentro de todos los productos que Arduino ofrece, podemos encontrar desde placas básicas multifuncionales, como es la conocida ArduinoUNO, hasta robots sobre ruedas, como el Arduino Robot.54 La plataforma PIC resultante de la realización de este proyecto integra en su interior un microcontrolador PIC18F25K80 que, además de incluir todos los módulos disponibles en la plataforma Arduino UNO, integra en su interior un módulo de comunicación CAN-Controller Area Network y más memoria RAM, factores que hacen de esta plataforma una implementación superior a la plataforma Arduino UNO.53 La plataforma PIC resultante del desarrollo de este proyecto utiliza un gestor de arranque llamado TinyMulti Bootloader+ que nos ofrece una manera rápida y sencilla de programar elmicrocontrolador sin necesidad de disponer de hardware o software adicional más que la plataforma y un cable conector de USB. Además,Microchip nos ofrece una herramienta de desarrollo software gratuita conocida como MPLAB el cual integra la información pertinente de cada uno de los microcontroladores PIC, la cual integra diferente compiladores tanto para lenguaje C/C++ como para ensamblador o assembler. La programación externa de la plataforma, sin utilizar el gestor de arranque, corre a cargo de un dispositivo hardware, proporcionado también porMicrochip, el cual nos permite programar el microcontrolador a partir del puerto de comunicación ICSP-In-Circuit Serial Programming.129 En cuanto a las librerías, en este proyecto se desarrollan cinco de ellas, las cuales se pueden considerar fundamentales para la utilización de cualquier plataforma electrónica: • IODigital: Se encarga de gestionar todo lo relativo a los pines de entrada y salida configurados como digitales. • UART: Encargada de facilitar la comunicación serie utilizando el protocolo UART. • ADC: Nos ofrece una interfaz sencilla para poder leer valores de tensión provenientes de una fuente externa. • PWM: Nos permite obtener una salida de tensión regulable por software en uno de los pines de la plataforma. • T0: Nos permite configurar lapsos programables de tiempo y hacer uso de la rutina de servicio de interrupción.