PCB y montaje de Alarma GSM-GPS V4.
Esta página presenta el montaje propuesto
para la Alarma V4.
Se usa un PCB genérico
(mostrado en la primera figura), que sirve
para casi cualquier tipo de configuración de la alarma.
El
montaje se describe paso a paso. Se recomienda
encarecidamente
seguir el orden de montaje propuesto aquí, comprobandolo todo
tal como se
indica. Un montaje descuidado suele llevar a errores dificiles
de
encontrar posteriormente.
Mayo de 2009:
Hemos publicado el programa
para el PIC
gratuitamente (en formato HEX) y puesto en marcha un
foro de ayuda
entre usuarios / constructores de la alarma.
Toda la
informacion, y los programas, se suministran gratuítamente tal cual
están, sin ninguna garantía de buen funcionamiento. |
1.- La placa de circuito impreso.
El dibujo de la placa se ha hecho tal y cómo
se vería desde el lado
de los componentes. La figura superior sirve para imprimir, es un GIF
del que
hay que buscar la escala adecuada. Descarga
un PDF con el
dibujo ya correctamente escalado.
La figura inferior muestra el mismo circuito, con las
pistas coloreadas para
facilitar la descripcion del montaje. Usamos los componentes (las
resistencias y
diodos principalmente) de un modo un poco atípico, para
conseguir una placa de
una sola cara y sin puentes. Algunas resistencias y diodos
quedan verticales,
otros quedan tumbados con mayor o menos longitud de los terminales,
incluso
algunos quedan medio acostados. Por eso no se ha dibujado la serigrafía
de
componentes.
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Realizaremos la placa siguiendo el método
que mejor conozcamos (este
es el mío) , y taladraremos todos los agujeros (o
al menos todos los
que vayamos a usar, pues dependiendo del tipo de alarma que montemos,
dejaremos
partes sin usar).
Como se ve, dada la amplitud de las pistas, podemos incluso
usar una placa de
prototipos de las que llevan pads (no las que llevan tiras) y taladros
por toda
la placa.
2.- El zócalo y la alimentacion.
Comenzaremos soldando el zócalo en su posición,
esto nos permitirá hacer
comprobaciones con el tester, desde el lado de los componentes, entre
los
distintos pines del zócalo.
Arriba a la derecha se sitúa la entrada de corriente,
soldaremos ahí dos
pines o bien cualquier tipo de conector de alimentacion apropiado para
usarlo
con nuestra fuente de alimentacion. La pista negra es la que va a 0V la
pista
violeta va a +V. Ojo, no estamos alimentando todavía, solo ponemos el
conector.
Seguidamente
conectamos los componentes de la alimentacion para el PIC. Estos son:
un regulador 78L05,
dos condensadores electroliticos, un diodo zener de 5V1, y un diodo
1N4148 (en
otros esquemas hemos puesto un 1N4004, pero el 1N4148 es suficiente en
este caso
concreto) .
Todos estos componentes (los cinco) deben montarse en su
posición correcta, no se pueden invertir los
pines.
Si no sabes o no entiendes esto, no deberías
estar montando este circuito !
Esta disposicion, con el 78L05 tras el diodo y el otro
regulador fuera del
diodo (por decirlo de alguna forma), es ligeramente
diferente a la mostrada en
otros esquemas, pero es correcta, y mejor que la anterior.
Además,
debemos soldar un condensador de 100 nf entre la
linea de 0V y la de
5V, su posicion se ve en la figura de la derecha, está debajo del PIC,
es decir en el centro y abajo entre las pistas roja (5V) y negra
(0V).
Es
el momento de de aplicar la
alimentación, comprobaremos que entre los pines 5 y 14 del zócalo, hay
5V. Si
no es así, hay algo mal montado. Si todo está bien, quitamos la
alimentacion y
podemos seguir con el montaje.
3.- LED y Xtal.
El LED y una resistencia de 220 Ohm se
sueldan en serie en la salida RA3 del
PIC, es su PIN Nº 2. En la figura se muesta la pista de color naranja.
El orden
de montaje es indiferente, pero el LED tiene polaridad.
El Xtal de 3.579 Mhz (exactamente !) y
dos condensadores de 22 pF
(suelen ser cerámicos, tipo lenteja), van en las pistas de color
marron,
conectados a los pines 15 y 16 del PIC (la posicion de los
condensadores no se
ve en la figura de la derecha, puede verse en la figura general, arriba).
4.- Polarización de entradas.
Es obligatorio colocar siete
resistencias de 4K7 en otras
tantas entradas del PIC, se usen o no se usen, estas entradas han de ir
forzadas
a 0 o 5V a través de una resistencia. En la figura de la
derecha se han
coloreado de blanco estas siete resistencias.
- Reset (4) y RB0 (6), arriba a la izquierda, se
conectan a +5V.
- RB2 (8), abajo a la izquierda, se conecta a 0V.
- RB4, RB5, RB6, RB7 (10, 11, 12, 13),
abajo a la derecha, se pueden poner individualmente a 0V o 5V, según
convenga.
Como se puede ver en la figura, se ha previsto que cada una de
las
resistencias que polarizan las entradas RB5~RB7, se pueda conectar a 0V
o a 5V,
en la figura se muestra la linea blanca interrumpida, para hacer más
evidente
esta posibilidad. En otros esquemas hemos puesto RB7 a +5V,
y las otras tres a
0V.
Comprobamos
con el tester todas estas
entradas, debemos medir la resistencia entre cada PIN y VCC o GND.
Alimentamos
el circuito sin
colocar el PIC, con un cable podemos hacer un puente entre
los pines 2 y 14
del zócalo, se ha de encender el LED. Si el LED no
se enciende, es que
está mal colocado (recordemos que tiene polaridad).
Con
la alimentacion desconectada, pinchamos
el PIC de la Alarma4, y aplicamos nuevamente la alimentación.
Se
encedera el LED durante unos segundos, luego se apagará. Si
esto no sucede,
es que el circuito oscilador (Xtal y condensadores) no está bien
montado,
repasaremos las soldaduras.
Si
todo va bien, desconectamos la
alimentación y retiramos el PIC del zócalo.
5.- Conexion de datos.
Es (casi)
imprescindible montar la conexión de datos, y un
cable de conexion al PC, de
otro modo la alarma sería prácticamente inutil.
El
cable se puede montar con un MAX232 y un regulador 78L05. Esta placa no
lleva
alimentacion para el cable, por eso debemos hacerlo
autoalimentado con su propio
78L05. El cable acabará en tres pines (GND, TX, RX) hembra o macho.
Montamos una tira de cuatro pines (macho
o hembra) en la posición que
se indica en la figura de la derecha. En este conector conectaremos
indistintamente el cable de conexion al PC o el telefono.
La resistencia de polarizacion de RB0 ya la hemos montado
anteriormente.
Montaremos un diodo 1N4148 en la posicion que se
indica (ojo con la
polaridad) en serie en la linea RB0.
Montamos una resistencia de 4K7 en la
posicion que se indica, en serie
con la linea RB3.
El cuarto PIN del conector, proporcionará la alimentacion al
telefono.
Podemos dejar esta parte para el final, pues este PIN no se usa en las
conexiones con el PC y además el telefono puede -de momento- funcionar
con su
bateria, es decir que podremos incluso probar el telefono sin haber
construido
su alimentación.
Pinchamos
el PIC, aplicamos
alimentación al módulo, lo conectamos al PC con el cable. Arrancamos el
programa Goofy.exe, y podemos leer la configuarcion, modificarla,
grabarla,
familiarizarnos con las distintas opciones, etc... La
configuracion de las
entradas de sensores se debe ajustar ahora a la elegida durante el
montaje de
las resistencias que van a RB4~RB7.
Si tenemos el movil (modem GSM), podemos
construir su cable, sacando las
cuatro lineas VCC, GND, TX y RX, desde el conector
de movil (procedente de un
manos libres) a una tira de cuatro pines (hembra o macho).
Podemos
probar el movil conectado al
módulo, comprobamos que responde las llamadas de voz y datos, etc...
6.- Salida de sirena y auxiliar.
Los
pins RA1 (18) y RA0 (17) corresponden a las salidas de Sirena y
Auxiliar
respectivamente. Los componentes que menjan estas salidas pueden
dejarse sin
montar, si no se van a usar.
Si alguna de estas salidas se usa, se colocará una
resistencia de 4K7 en
serie a la salida y un transistor 2N2222. Para el
caso que esta salida
vaya a menejar un rele, se ha previsto la colocacion de un
diodo 1N4148
de proteccion. Puede omitirse el diodo si la carga que se va a manejar
desde el
transistor no es una carga inductiva.
7.- Entradas RB4~RB7.
Para
las entradas RB5, RB6 y RB7 se ha previsto en el
trazado de la placa un tipo de
conexion flexible, es decir configurable
a gusto del usuario, dependiendo de las
necesidades de sensores e interruptores.
Ya he mos visto que cada una de las lineas se puede polarizar
a 0V o 5V, con
resistencias (que ya deben eestar colocadas). En la
figura se puede ver una
linea blanca que use las pistas de color verde. Aqui se colocará una
resitencia
en serie de 4K7 si el pin correspondiente esta polarizado
a 0V, o bien un
puente (un cablecillo) si la correspondeinte entrada se
polarizó a 5V.
Las seis entradas externas se situal a la derecha en la placa,
estas entradas
se unen a las pistas verdes por diodos.
La polaridad de los diodos depende a su
vez de la polaridad de las conexion de ese PIN, y esto a su vez influye
en la
configuracion interna del PIC que se hace con el programa goofy.exe.
En caso de duda, consulta en la
lista de correo
especificando claramente
cuantas entradas necesitas, y si se activan a nivel alto o a nivel bajo.
Tambien en esta figura se puede ver que el sensor de
movimiento, conectado en
RB4, la pista de color marron en el dibujo, se pude conectar tanto a
5V como a
0V, y de puede poner en vertical o en horizontal,
según interese para que su
sensibilidad sea máxima.
En
este momento ya tenemos una
alarma, con todas sus funciones fundamentales, entrada de sensores,
ON/OFF,
sensor de movimiento, salida para sirena, salida auxiliar,
configuracion por
conexion al PC, avisador remoto GSM, configuracion por conexion GSM.
8.-
Alimentacion del telefono.
Instalemos
el regulador 7806 para alimentar el teléfono, de
modo que éste se
cargará desde a bateria del vehículo. Este regulador tambien es
necesario para
alimentar el GPS (si se va a usar).
Además colocamos una resistencia de 10 Ohm, 1 Watio
en serie entre la
salida del regulador y el PIN de alimentacion del conector.
Excepcionalmente, con algunos teléfonos, los 6V de este
regulador no son
suficientes para comenzar el proceso de carga, tendremos que usar un
7808 que da
8V, esto da buen resultado para el teléfono pero nos complica la
alimentacion
del GPS, además aumenta el calor disipado por la resistencia. Por eso,
si
funciona con el 7806 (la mayor parte lo hace), preferimos usar un 8606.
El regulador ha de ir refrigerado, atornillandolo a un
disipador metálico.
Se puede poner acostado sobre la placa con su disipador (hay espacio
para ello),
o bien se puede poner por el lado de las soldaduras, atornillado a la
caja, si
se usa una caja metálica.
Comprobaremos
que el teléfono,
conectado por su cable al conector de cuatro pines, entra en carga al
aplicar la
alimentacion, el regulador se calienta (no en exceso), y cuando termina
de
cargar, el propio teléfono corta el proceso de carga, esto se repite
periódicamente .
9.- Conexion del GPS.
Este
circuito se ha diseñado para el GPS HICOM HI-203, HI204,
y similares,
con conexion serie 232 (no USB !), este GPS acepta
una alimentacion de 4 a 6
Voltios (ojo, otras marcas requieren 5V, o 12V).
Usaremos un conector minidin (la
contraparte del que lleva el GPS),
del que sacaremos tres cables: VCC, GND y TX.
Para no complicar el circuito impreso, la conexion de los tres
cables del GPS
se encuentra en distintos puntos del circuito, no se ha previsto un
conector en
el circuito, los cables se sueldan cada uno en un PAD y queda el
conector
minidin (aereo) como método para desenchufar el GPS.
La conexion de datos va a la pista pintada de azul
(RB2), soldaremós
ahí el cable TX y soldaremos tambien una
resistencia de 4K7 en
serie, en la poscion marcada, en esta imagen, abajo a la
derecha.
La conexion VCC del GPS va directa a 6V,
a la salida del 7806 (abajo a
la izquierda en esta figura). ATENCION: Si hemos
usado un 7808,
necesitaremos rebajar la tension proporcionada al GPS usando -por
ejemplo-
varios diodos en serie, no podemos meter 8V directamente al GPS, o se
quemará.
La conexion GND del GPS se hace en la
pista pintada de color gris,
arriba a la izquierda en esta figura. La salida RA2
lleva una resistencia
en serie de 4K7 que gobierna un
transistor 2N2222, y este es
el que activa/desactiva la alimentacion del GPS.
Una
vez montado el GPS, con el modulo
conectado al PC, podemos ver que el módlo se enciende al aplicar
alimentacion a
la alarma, se apaga automáticamente diez minutos despues de armarse la
alarma
(despues de 10 minutos de estar el led destellando).
Tambien,
en una conexion directa con
el PC, o bien vía modem, podemos encender/apagar el GPS, podemos ver
las
sencias NMEA que envía el GPS, y podemos practicar la conexion desde un
programa navegador.
Se
recomienda hacer primero pruebas
con una conexion local, para despues repetirlas en una conexion GSM.
10.- Navegador (GPS IrDa).
La
salida de datos del GPS con formato infrarrojo (apto para ser captado
por un
PocketPC por su puerto COM4) se hace por el PIN RB1, ahí conectaremos una
resistencia 4K7 y un transistor 2N2222, de
la salida del transistor
llevaremos un cable hasta el salpicadero del vehículo, donde ponemos un
LED (o
más en serie) y en serie al led una resistencia limitadora que conecta
el LED
con VCC del vehículo (unos 12V).
