English Version French Version Spanish Version

Plataforma de Hardware MIDIbox, Módulo Core

El módulo core es el cerebro de todos los proyectos basados en la Plataforma de Hardware MIDIbox. La parte principal de este módulo es el PIC18F452, un microcontrolador manufacturado por Microchip. Esta clockeado a 40 MHz (externamente con un cristal de 10 MHz) y ofrece suficiente rendimiento para manejar todos los módulos análogos y digitales con latencias inferiores a 1ms. El PIC es un "system on chip" (SoC, sistema en chip), esto significa que no solo contiene una CPU, además tiene un programa de memoria flah de 32k integrada, 1536 bytes de memoria de datos, 256 bytes EEPROM de datos, y un montón de periféricos útiles como conversor AD y UART (para MIDI). Decidí, hace mucho tiempo, usar controladores PIC para mis aplicaciones MIDI y seguí con esta familia de productos por su bajo precio y la disponibilidad mundial. A diferencia de otros microcontroladores más modernos, el PIC es fácil de programar, no requiere memorias externas, es casi indestructible y viene en un manejable paquete DIP, para que los que empiezan con la electrónica puedan trabajar con este chip sin el peligro de dañar los pequeños pins SMD en unos segundos con su soldador.

Una buena perspectiva para el futuro es que Microchip aún considera dispositivos compatibles con pines. La MBHP empezó con un PIC16F877, mientras siga suiendo usado el PIC18F452, y para venideros proyectos de memoria intensiva como MIDIbox SEQ V3 o MIDIbox SID V2 se usará el PIC18F4620. Mientras sea dada esta ruta de actualización no será necesario un cambio a otra familia de microcontroladores (como los dispositivos Atmel) con todas sus ventajas y desventajas, y las aplicaciones compatibles con el hardware/software son de esperar en los próximos años.

MBHP_CORE_V3

Hasta la fecha, el módulo core ha alcanzado su tercera versión. Hay algunas ligeras mejoras en el circuito y el fondo. De cualquier modo, se pueden seguir usando los módulos viejos. Se ha creado una página web especial con la antigua documentación para los usuarios que nunca hayan montado una tabla vieja

Descarga:

los datos PCB, pueden ser abiertos, modificados y convertidos con Eagle Light
Módulo Esquema Layout Data Vista rápida
MBHP_CORE_V3 mbhp_core_v3.pdf mbhp_core_v3.brd mbhp_core_v3.gif
Informaciones adicionales
Archivo Tamaño Descripción
mbhp_core_orderlist.txt 1k Reichelt lista de pedido

Puertos disponibles

El módulo core proporciona las siguientes interfaces:

Nombre Nº. de pins Descripción
J1 2 Conexión a fuente de alimentación. Se pueden usar tanto la salida de un transformador a 7V-10V, como un adaptador de pared. Se recomiendan 500 mA, especialmente si se usa una pantalla de fondo de lit, pero MIDIfilter y MIDImerger trabajan también a 100 mA. No importa si  AC o DC dado que el rectificador tras J1 convierte a DC de todos modos. Tampoco debe ser tenida en cuenta la polaridad.
J2 2 Cuando se usa como salida de +5V : para complementar otros módulos core en un medio multiprocesador solo debes montar las partes para la alimentación (X1, IC3, C5, C6) en un solo módulo core.
Restricción: el 7805 se calienta mucho cuando entrega cantidades por encima de los 500 mA, así que sólo deberían conectarse a través de este puerto módulos core sin pantalla backlit como MIDIO128, MIDImerger, MIDIfilter.
Cuando se usa como entrada de +5V : para complementar desde J2 de otro módulo core, o de una Unidad de Alimentación Estabilizada (Power Supply Unit / PSU ).En ambos casos el regulador de voltaje no debe ser conectado, como tampoco se puede dejar fuera el resto del circuito de estabilización entre J1 y J2 (X1, C5, C6) . Si el módulo core (y todos los módulos conectados a esta rama) drenan más de 100 mA, está recomendadpo montar C5 directamente a J2 (un pequeño cable entre los pads de soldadura exteriores de la izquierda-exterior de 7805 servirá).
Por favor, recuerda que suplementar múltiples módulos core desde un core "principal" está recomendado solo si el circuito completo no consume más de 500 mA, si no, el 7805 se calentaría demasiado! Es mejor gastar un 7805 para cada core, especialmente si se conectan LEDs y/o LCDs con luz trasera en todos los módulos.
Ejemplos del cableado J2 en  diagrama de interconexión SID  y en el ejemplo MIDIbox LC PSU.
J3 3 obsoleto desde v3
J4 4 Interfaz para  BankStick, módulos MBHP_IIC_* como MBHP_IIC_MIDI, y para el segundo puerto MIDI IN port para MIDImerger.
J5 10 Interfaz para  módulo AIN para MIDIbox64 y MIDIbox64E. También hay algunas aplicaciones que usan este pin como salida/entrada digital.
J6 5 Interfaz para módulo AIN para  MIDIbox64 y MIDIbox64E
J7 5 Interfaz para  módulo MF, también usado algunas veces para  MBHP_AOUT o el módulo MBHP_AOUT_LC.
J8 5 Interfaz para la cadena del módulo DOUT .
J9 5 Interfaz para la cadena del módulo DIN .
J10 8 Interfaz para extensiones de módulos específicos de aplicación como el módulo SID.
J11 4 Puerto digital MIDI IO, interfaz para  módulo LED/Thru/COM. También puede usarse para conectar en serie múltiples módulos core en una cadena MIDI larga (ver MIDIbox Link). Nota: No enchufes el octoacoplador (IC2, 6N138)  cuando estés usando el pin J11:MI (MIDI-IN) como una entrada, si no , la entrada Rx tomará los datos de dos fuentes diferentes, lo que no es soportado por el protocolo MIDI (point-to-point). Es necesario un MIDImerger para combinar múltiples fuentes MIDI IN.
En otras palabras:Tanto usando el módulo COM como conectando el J11:MO de un módulo core al J11:MI de otro módulo core, o conectando el módilo core directamente al Gameport, no debe conectarse el optoacoplador del otro módulo en el enchufe para evitar un flujo corrupto de datos MIDI
J12 3 Puerto MIDI OUT. Ver el esquema de cómo conectar un socket MIDI a este puerto..
J13 3 Puerto MIDI IN. Ver el esquema de cómo conectar a este puerto un socket MIDI.
J14 1 Usado por MIOS como línea de estrobe de sensor táctil. A veces se usa para correcciones de errores.
J15 16 Interfaz para un módulo de pantalla LC.

Componentes necesarios

Aquí hay una lista de los componentes utilizados. Podeis encontrar aquí una lista completa de pedido para Reichelt, lista de partes Mouser para US: ver página web de SmashTV, si tienes una lista de pedido para un distribuidor de tu país, ¡siéntete libre de publicarlo en esta página!

Nombre de parte Valor Descripción
IC1 PIC18F452 (or PIC16F877-20)
El microcontrolador PIC - usa el PIC18F452 para diseños basados en MIOS. El PIC16F877 ya no está recomendado!
C1, C2, Q1 2*33pF
10 MHz for PIC18F462
20 MHz for PIC16F877-20
El circuito resonante para el oscilador interno del PIC. Nota: debe usarse un cristal de 10 MHz con corte paralelo (PIC16F877: 20 MHz!!!). También hay disponibles cristales para circuitos resonantes seriales (usados, sobre todo, en aplicaciones de radio) que no entregarán la frecuencia correcta en conexión con el oscilador PIC.
R1 100 Esta resistencia conecta la entrada low-active reset del PIC (MCLR#) con +5V. Durante el encendido, un flnco "lento" en esta entrada garantiza que el PIC será correctamente reseteado.Puedes conectar un botón Reset en el PIC que quieras, este botón debe conectarse entre el pin MCLR#-Pin y Vss (tierra). En este caso, la resistencia evita un reseteo de corta duración.
R2, R12 1k Estas resistencias de 1k a +5V (Pull-Up) son necesarias para la interfaz IIC. Sin estas resistencias, la MIDIbox puede colgarse, resetear frecuentemente o enviar datos MIDI no válidos una vez que intenta acceder un dispositivo IIC- así que , por favor, no omitas nunca estos componentes!
R3 10k no es realmente necesario ,-)
T1 BC337 controla la corriente a través de la luz trasera de la LCD
R4 1k protege la base del BC337 de corrientes altas
P1 10k Con este trimmpot se puede controlar la luminosidad de la luz trasera.
P2 10k este trimmpot controla el contraste de la LCD
IC2 6N138 Cada dispositivo MIDI viene con un optoacoplador que aísla la entrada MIDI del dispositivo que está al otro lado para evitar cualquier daño.
En caso de que no hayas encontrado un 6N138, puedes usar un 6N139 (es pin compatible). También se ha testado con éxito el 6N136, pero requiere una modificación en el circuito (gracias por las pruebas, Arto!)
R5, R6 5.6k, 1.2k Pull-Ups/Downs(subidas y bajadas) para el optoacoplador, valores sugeridos por Bjorn Julin.
D1 1N4148 Diodo de protección para la entrada MIDI, que evitan daños en el optoacoplador si se cambian los pins por error.
R7, R8, R11 220 Resistencias de protección para los puertos MIDI, limitan la corriente si los puertos MIDI se acortan por error.
R9, R10 10k Pull-Ups para entradas digitales, aseguran que no estén conectadas las señales definidas de los  módulos DIN.
IC3 7805 Un regulador de voltaje que regula el voltaje entrante para limpiar  5V independientemente de la carga corriente y la temperatura. Permite carga de corriente superior a 1.0A si se le pone un disipador apropiado, sin calentamientos superiores a 500mA está bien.
C5, C6 2200uF, 330nF para rechazos de ondulación en el lado de entrada del regulador.
C3, C4 10uF, 100nF Para rechazos de ondulación en el lado del circuito.
C7, C8 100nF Las resistencias de puenteo adicionales deben ser colocadas en la parte inferior del PCB, tan cerca de los pines de alimentación del PIC como sea posible
X1 B40C800 Un rectificador de puente (bridge rectifier) para 40V/800mA en paquete redondo. Normalmente un rectificador como este solo es necesario si la placa se alimenta con AC, pero es recomendable usarlo también con DC para prevenir los daños  si se cruzan las lineas de energía.Opcionalmente se puede reemplazar con 4 diodos 1N4001 como se muestra en el diagrama del circuito.
J* * Todos los conectores son opcionales, los cables tambien se pueden soldar directamente a la placa. Si no, recomiendo headers SIL (header sockets), conocidos por las placas madre de PC. Son baratos y muy útiles.
DIL SOCKETS No olvides comprar sockets para el PIC y el optoacoplador. El PIC necesita un socket DIL de 40 pines, el optoacoplador un socket DIL de 8 pines.
MIDI SOCKETS Se necesitan 2 sockets MIDI para MIDI In/Out.

Guía de soldadura

Empieza soldando los 4 puentes, lo que te evitará crear una placa de dos capas. Puedes usar patillas cortadas de resistencias y capacitadores, antes de tirarlos tras haber terminado todos los módulos.! :-)
La resistencia de 1k  R12 debería ser soldada pronto, porque será cubierta por el socket de 40 pines más tarde.
Empieza a montar las partes.
Mantén en mente que , para los capacitadores electrolíticos C5 y C4,para del diodo D1, para el transistor T1 y para los dos ICs (PIC y optoacoplador) tienes que tener en cuenta la polaridad. Si no estás seguro, solo compara el esquema, o abre el archivo.brd con Eagle.
Se puede doblar un poco el 7805 como se muestra en estra imagen. Esto es necesario si estás usando un conector DIL para el socket LCD  J8
Hay que añadir dos cables aislados en la parte inferior del PCB (ver también la vista rápida), solo si se necesitan módulos especiales (por ej.dispositivos IIC, módulo SID). En cuanto estés seguro de que los programas cargados no accederán nunca a esos dispositivos, podrás quitar estos puentes.
Dale energía al módulo en cuanto hayas montado todas las partes menos el PIC y el optoacoplador. Comprueba los niveles de voltaje entre los pines más importantes con un multimeter (analógico o digital, no importa) antes de conectar el PIC y el 6N138 en el socket:
IC1:MCLR(1) - IC1:Vss(12) = 5V
IC1:Vdd(11) - IC1:Vss(12) = 5V
IC1:Vdd(32) - IC1:Vss(31) = 5V
IC2(8) - IC2:(5) = 5V
Una foto de una placa terminada - notarás algunas diferencias entre este y los otros módulos core de mi sitio web, esto es porque he construído muchas variaciones.
La foto muestra la última versión.
El siguiente paso es cargar MIOS, y si esto no funciona, arreglar tus conexiones MIDI.

Añadido sobre soldaduras de cables (por petición popular)

corta primero el final del cable con un cuter
Los finales del cable deben ser estañados para asegurar buenas conexiones.
también hay que estañar los conectores
Ahora puedes soldar los cables a los conectores fácilmente, sin estaño adicional


Last update: 2015-09-24

Copyright 1998-2015, Thorsten Klose. All rights reserved.