Cómo diseñar tu propio Arduino con Bluetooth

Clase 36 de 48Curso de Diseño de Circuitos Electrónicos

Resumen

Construye una versión personalizada de Arduino con Bluetooth, driver de motores y alimentación multivoltaje lista para prototipos con regletas. Aquí se detallan los requerimientos, componentes sugeridos y entregables, con foco en compatibilidad con el software de Arduino y en una integración práctica para pruebas rápidas.

¿Qué incluye la versión final y por qué es clave?

Esta propuesta integra lo esencial para interactuar con móviles y controlar actuadores sin circuitos externos. Se busca una placa compacta, versátil y fácil de depurar gracias a más opciones de visualización e interacción física.

¿Qué módulos y periféricos se agregan?

  • Módulo Bluetooth: conecta directo a celular; recomendado HC-05 o HC-06 por su configuración simple y casi plug and play.
  • Driver para motores: control seguro de dos motores con puente H L293 alimentado a 12 V desde un conversor; evita sobrecargar el microcontrolador.
  • Interacción física: cuatro pulsadores (push buttons) para pruebas y control local.
  • Entradas análogas: un trimmer (pequeño potenciómetro) integrado para leer variaciones analógicas sin accesorios externos.
  • Visualización: cuatro LEDs monocromáticos para estados y un LED RGB para alertas por color.
  • Expansión: regletas tipo Arduino para exponer pines usados y libres, compatibles con cables jumper y uso de shields.

¿Cómo se diseña la alimentación y el procesamiento?

La base es la alimentación por USB a 5 V y la generación de rieles adicionales para motores y lógica. Se preserva compatibilidad y se facilita el ensamble de componentes mediante regletas.

¿Qué esquema de alimentación se recomienda?

  • Entrada USB 5 V: origen de toda la energía.
  • Conversión a 12 V: mediante conversor DC-DC (mencionado como “conversor de CDC”) para el driver de motores.
  • Conversión a 3.3 V: para microcontrolador y electrónica restante.
  • Reutiliza el circuito de potencia trabajado en el proyecto uno si ya lo tienes validado.

¿Qué microcontrolador usar y cómo exponer pines?

  • Recomendado: ATmega32A4U (AT mega treinta y dos A cuatro U): rápido, pequeño y con suficientes pines, compatible con el software de Arduino.
  • Pines a regletas: conecta pines usados y libres a regletas tipo Arduino para prototipado con jumpers o conexión de shields.
  • Considera la distancia entre regletas como en Arduino para asegurar compatibilidad mecánica.

¿Cómo se estructuran entradas y salidas?

  • Entradas: cuatro pulsadores para eventos digitales y un trimmer para lectura analógica.
  • Salidas de motores: dos canales con potencia a 12 V a través del puente H L293, controlados desde el microcontrolador para variar velocidad y sentido sin riesgos.
  • Indicadores: cuatro LEDs monocromáticos y un LED RGB para estados, mensajes y alertas.

¿Qué debes entregar y qué habilidades demostrarás?

El objetivo es culminar con un diseño listo para fabricar, acompañado por documentación técnica completa.

¿Cuáles son los entregables?

  • Esquemático completo de la tarjeta con todos los bloques integrados.
  • Librerías de huellas que crearás para los componentes utilizados.
  • Diseño final del PCB con ruteo aplicado siguiendo buenas prácticas.
  • Archivos de fabricación necesarios para mandar a producir la placa.

¿Qué habilidades y conceptos aplicarás?

  • Diseño de alimentación multivoltaje: 5 V USB a 12 V y 3.3 V con conversores DC-DC.
  • Integración de microcontroladores: selección y conexionado del ATmega32A4U con pines expuestos.
  • Control de motores: uso de puente H L293 para manejo de potencia sin dañar el microcontrolador.
  • Conectividad Bluetooth: integración de HC-05/HC-06 para enlace con celular y pruebas rápidas.
  • Instrumentación de pruebas: uso de pulsadores, trimmer, LEDs y LED RGB para depuración visual y de entradas.
  • Diseño de PCB: creación de huellas, ruteo y preparación de archivos de fabricación.
  • Compatibilidad mecánica: uso de regletas tipo Arduino para shields y cableado con jumpers.

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