Construire une plaquette de développement (Pinguino – partie 2/4)

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Partie 1 : Présentation

> Partie 2 : Hardware

Partie 3 : Software

Partie 4 : Hello World

Après avoir fait un tour d’horizon du projet, nous allons maintenant réaliser notre plaquette de développement.

Le schéma électronique, issu du [1] wiki hardware, de la plaquette, est légèrement modifié pour y faire figurer le câblage du connecteur ICSP (en violet) :

diagramme Pinguino

Matériel nécessaire :

  • Un fer à souder et de l’étain ;
  • Un multimètre ;
  • Une plaquette d’essais ;
  • Un microcontrôleur PIC18F2550 ;
  • Un connecteur USB femelle type B ;
  • Un câble USB mâle type A – mâle type B ;
  • Une LED rouge ;
  • Une LED verte ;
  • Un Quartz à 20 MHz ;
  • un bouton poussoir (pour le reset) ;
  • 3 résistances (1 x 10Ko, 2 x 470 ohms) ;
  • 5 condensateurs (2 x 22 pF, 1 x 220 nF, 1 x 100 nF, 1 x 10 µF) ;
  • Un connecteur RJ11 (ou 5 pin mâles) pour le programmateur ICSP (pour charger le bootloader Pinguino) ;
  • Un programmateur de PIC pour charger le bootloader en mémoire.

Dans un premier temps il faut se procurer les composants. Le cœur du système est un microcontrôleur PIC 8 bits de chez Microchip. Il est possible d’obtenir des [2] échantillons gratuits sur le site officiel. Il faut créer un compte au préalable chez microchip, mais c’est rapide et gratuit. Choisir ensuite dans la liste déroulante à gauche le type de micro (dans notre cas, un micro 8 bits) et dans la liste à coté la référence exacte PIC 18F2550.

image DIP exemple

Exemple : un composant DIP 14

Après il suffit de faire attention au package du circuit intégré. Dans notre cas il faut privilégier la famille de package [3] DIP (Dual Inline Package), qui permet de pouvoir insérer facilement le composant sur une plaquette d’essai (ou breadboard). Si le package DIP n’est pas disponible, il faudra se rabattre sur ce qu’il y a mais il faudra prévoir quelques soudures délicates pour adapter le package à notre plaquette d’essai. Donnez une adresse mail et une adresse postale valides et il ne reste plus qu’à attendre le colis dans sa boite à lettre  !

Pins microcontrôleur :

Pin name

Digital I/O

Analog input

Other

Pin on Chip

Microchip name

0

Yes no I2C I/O – SPI SDI 21 RB0/AN12/INT0/FLT0/SDI/SDA

1

Yes no I2C SCL – SPI SCK 22 RB1/AN10/INT1/SCK/SCL

2

Yes no 23 RB2/AN8/INT2/VMO

3

Yes no 24 RB3/AN9/CCP2/VPO

4

Yes no 25 RB4/AN11/KBI0

5

Yes 26 RB5/KBI1/PGM

6

Yes 27 RB6/KBI2/PGC

7

Yes 28 RB7/KBI3/PGD

8

Yes Serial Tx 17 RC6/TX/CK

9

Yes Serial Rx – SPI SDO 18 RC7/RX/DT/SDO

10

Yes 11 RC0/T1OSO/T13CK

11

Yes PWM 12 RC1/T1OSI/CCP2/UOE

12

Yes PWM 13 RC2/CCP1

13

Yes Yes 2 RA0/AN0

14

Yes Yes 3 RA1/AN1

15

Yes Yes 4 RA2/AN2/VREF-/CVREF

16

Yes Yes 5 RA3/AN3/VREF+

17

Yes Yes 7 RA5/AN4/SS/HLVDIN/C2OU
Run Output only Run Led 6 RA4/T0CKI/C1OUT/RCV
USB+ USB 16 RC5/D+/VP
USB- USB 15 RC4/D-/VM
Vusb USB 14 VUSB
Reset Reset switch 1 MCLR/VPP/RE3
Vdd (5V) 20 Vdd
Vss (GND) 8 Vss
Vss (GND) 19 Vss
OSC1 Quartz 9 OSC1/CLKI
OSC2 Quartz 10 OSC2/CLKO/RA6

 

Pour les composants discrets (LEDS, résistances, capacités), le quartz à 20 MHz et les fils, vous pouvez en commander sur les sites suivants :

  • [4] dealextreme qui a le mérite d’offrir les frais de port. Deux bémols cependant. Le premier c’est le délai, forcément étant donné que le site est basé à l’étranger. Le deuxième c’est que je ne suis pas sur que l’on soit dispensé de taxes à la douane. En ce qui me concerne je n’ai pas eu de soucis lors de ma commande ;
  • [5] Farnell avec frais de port ;
  • [6] Radiospares avec frais de ports ;
  • [7] RS particuliers, radiospares pour les particuliers avec les frais de port offerts le week end ;
  • [8] Les pages jaunes ! Une méthode qui a pas mal marché pour moi jusqu’ici pour trouver une boutique près de chez soi !
connecteurs image

Les différents connecteurs (mâle)

Le connecteur USB femelle de type B doit pouvoir se trouver sur l’un des liens suivants. De mon côté je l’ai récupéré sur une imprimante qui a rendu l’âme ! Il faut savoir qu’il y a deux types de connecteurs A et B et deux genres mâle et femelle. Auquel s’ajoute les type mini-USB et micro-USB. Si vous n’arrivez pas à trouver un type B femelle, vous pouvez toujours acheter une rallonge USB mâle-femelle type A, couper l’extrémité femelle, dénuder les fils et les connecter directement au montage. Ou bien encore acheter deux rallonges, une en guise de cable (pour relier le Pinguino au pc) l’autre pour réccupérer le connecteur femelle type A qui sera intégré à la plaquette. Les solutions ne manquent pas.

  1.  Alimentation +5 V
  2. Données (D-)
  3. Données (D+)
  4. USB Type A & B (femelle)

    USB Type A & B (femelle)

    Masse (GND)

Pour pouvoir facilement insérer le connecteur femelle sur la plaquette d’essai, le plus simple est de souder le connecteur sur une petite carte veroboard (se trouve également sur les liens plus haut) :

Connecteur USB soudé sur carte veroboard

1 : cable USB mâle type A – mâle type B ;

2 : plaquette d’essais ;

3 : carte veroboard ;

4 : connecteur USB femelle type B.

Pour terminer, voici le brochage du connecteur :

Et voici le résultat sur carte veroboard (figure ci-dessous). Remarquez les borniers à vis (en gris) reliés aux pins libres du Pinguino et le bornier orange relié à la masse et au 5V, pour faciliter l’interfaçage avec de futurs périphériques.

Pinguino sur carte veroboard

Dans le cas de notre projet open hardware, le microcontrôleur ne possède pas de bootloader. Il va donc falloir le charger en mémoire. Et pour cela il faut se procurer ou acheter du matériel qui va s’avérer coûteux au regard du coût global du projet.

Il existe de nombreuses ressources sur le web concernant des projets open hardware de programmateur de PIC mais ce n’est pas l’objet de ce billet. Voici les 2 modèles microchip disponibles à l’achat :

  • Programmateur ICD3, pour environ 150€ ;
  • Programmateur PICkit3 à environ 60€.

Celui que j’utilise au boulot est le premier modèle mais le second est largement suffisant puisque ce qui nous intéresse c’est de charger le bootloader une fois et non faire du développement et du débuggage sur cible.

Pour l’achat de ces 2 modèles vous pouvez faire un tour sur radiospares par exemple :  [9] Achat programmateurs de PIC.

Dans le prochain billet je détaillerai la partie logicielle.

Références :

[1] wiki hardware ;

[2] échantillons gratuits sur le site officiel ;

[3] DIP (Dual Inline Package) ;

[4] dealextreme ;

[5] Farnell ;

[6] Radiospares ;

[7] RS particuliers ;

[8] Les pages jaunes ;

[9] Achat programmateurs de PIC.

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