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Programación de microcontroladores PIC en mikroC PRO
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Solución de problemas y errores con los microcontroladores PIC

 

Las condiciones de funcionamiento en un ambiente real (no simulado) pueden ocasionar problemas inesperados, incontables dolores de cabeza y pérdida de tiempo valioso, fundamentalmente debido al ruido eléctrico y algunos errores comunes.

Con el fin de disminuir al mínimo estos problemas y errores durante el trabajo con los microcontroladores PIC, se sugiere tomar muy en cuenta las siguientes recomendaciones y aplicarlas desde el inicio en el diseño de circuitos prácticos:

Errores con los pines no utilizados

Los pines de los microcontroladores PIC que no sean utillizados no se los debe tratar a la ligera, ya que pueden ocasionar graves problemas de funcionamiento. Se tienen las dos siguientes opciones para el tratamiento de estos pines:

Las dos opciones permitirán que el pin sea empleado en lo posterior ya sea como entrada o salida sin realizar modificaciones importantes en el hardware.

Problemas con el Reset maestro MCLR de los microcontroladores PIC

La hoja de especificaciones de los PICs 16F88, 16F628A y 16F877A muestra que el reset MCLR se producirá siempre y cuando se aplique un pulso negativo que tenga una duración mínima de 2us en este pin (TMCL).

Problemas y errores con los microcontroladores PIC. Fig. 1
 

Debido a que este tiempo es muy corto, es muy probable que se produzca un reset indeseado debido al ruido eléctrico (EMI, ESD o picos de voltaje) en el pin MCLR. Para evitar este problema con los microcontroladores PIC, que suele presentarse en ambientes industriales altamente contaminados eléctricamente, el fabricante sugiere emplear una red RCR, la cual puede tener los siguientes valores: R1=10k, R2=1,5k y C1=0,1 uF. El pin RA5/MCLR debe estar configurado como MCLR y no como E/S digital. Estos elementos se deben conectar lo más cerca que sea posible al pin MCLR (el fabricante recomienda que la longitud del conductor entre el pin y los elementos de protección sea máximo de 6 mm).

Problemas y errores con los microcontroladores PIC. Fig. 2
 

Problemas con el Brown Out Reset (reset por caida de voltaje)

Nota: Si se sospecha que el Brown Out Reset sigue ocasionando resets indeseados, incluso cuando se hayan implementado las medidas sugeridas a continuación, lo que se debe hacer es deshabilitarlo permanentemente por medio de los Bits de Configuracion.

Para tener la posibilidad de habilitar y deshabilitar el Brown-out Reset BOR a voluntad, se debe conectar siempre un capacitor de desacoplo de 100 nF (0.1 uF) lo más cerca posible de los pines de alimentación de los microcontroladores PIC (VDD-VSS), para evitar que se produzca un reset BOR indeseado (si está habilitado) cuando cualquiera de las salidas del microcontrolador cambia de estado. Este es uno de los errores frecuentes que suele ocasionar problemas con los microcontroladores.
El uso de condensadores de desacoplamiento (decoupling capacitors) en los pines de alimentación es absolutamente necesario. Se deben tener en cuenta los siguientes criterios:

Problemas y errores con los microcontroladores PIC. Fig. 3

Errores con relés (relays)

Para evitar que los microcontroladores PIC operen de manera inesperada (por ejemplo RESET indeseado, ejecución incorrecta del programa) se tiene que colocar una red snubber entre los contactos de los relés electromecánicos y de estado sólido (TRIAC), esto ayuda a atenuar los transitorios que se producen en el momento de la conexión y desconexión del relé, especialmente cuando hay cargas inductivas (motores, solenoides). El snubber está formado por una conexión RC en serie, que puede ser C=0,1uF(100nF)/250V (el capacitor debe ser de alto voltaje ya que soportará normalmente los voltajes pico de CA) y R=100ohm/0,5W. Uno de los errores comunes suele ser pasar por alto la implementación de esta red lo que ocasionará problemas inesperados.
Originalmente el snubber recomendado es de 100nF/100ohm (esto es aplicable a las cargas que trabajan con altas corrientes), pero si la carga trabaja con muy baja corriente se quedará encendida permanentemente debido al paso de corriente a través de la red snubber. En estos casos se pueden probar varias alternativas de resistencia y capacidad hasta lograr eliminar los transitorios sin que la carga se encienda permanentemente. Por ejemplo puede probarse con 100nF y valores consecutivos de resistencia de 100ohm, 1k, 10k, 33k, 56k y 100k. Otra opción es 10nF y valores de resistencia de 100ohm, 1k, 10k, 33k, 56k y 100k, hasta lograr el resultado deseado. Como se puede concluir, la eliminación de los efectos nocivos producidos por el ruido eléctrico y la interferencia puede llegar a ser un proceso largo, basado en ensayo y error, pero debido a las particularidades de cada ambiente de trabajo esta es la única forma de lograr que el sistema opere correctamente.

Problemas y errores con los microcontroladores PIC. Fig. 4

Errores con las fuentes de alimentación de los microcontroladores PIC

Uno de los errores frecuentes que produce problemas con los microcontroladores es la regulación deficiente de la fuente o de las fuentes de alimentación, tanto del PIC como de los demás elementos (por ejemplo, relés de 12V). La regulación correcta de las fuentes puede ahorrar incontables quebraderos de cabeza a la hora de construir una aplicación real. Para obtener fuentes de alimentación de muy buenas características se deben emplear los reguladores de voltaje 7812 y 7805, con sus elementos asociados de acuerdo a las recomendaciones del fabricante.

Problemas y errores con los microcontroladores PIC. Fig. 5

LCD alfanumérico (con el controlador HD44780 o compatible)

Este LCD posee un terminal para el control de contraste (VLC) por medio de un potenciómetro, y dos terminales adicionales correspondientes al ánodo (A) y cátodo (K) de un diodo emisor de luz (LED) que se utiliza para el alumbrado de fondo del módulo LCD. El LED se polariza por medio de un resistor de 50 ohm / 0,25 W, lo que da como resultado una corriente de 25 mA aproximadamente.

Problemas y errores con los microcontroladores PIC. Fig. 6



Conexión de un relé electromecánico al PIC

Los relés electromecánicos (de contactos metálicos)  son muy útiles para el control de un sinnúmero de cargas eléctricas, tanto de CA como de CD. Son ampliamente utilizados por sus prestaciones y bajo costo. Se pueden conectar a un  microcontrolador por medio de un transistor de propósito general operando como interruptor de estado sólido y que actúa como amplificador de corriente.
Nota: Los valores indicados de la red snubber R3/C3 son únicamente referenciales (leer el artículo Funcionamiento errático del PIC que aparece más arriba en esta página).

Problemas y errores con los microcontroladores PIC. Fig. 7

Pines del oscilador externo

El circuito del oscilador se debe situar en la misma cara del PCB en la que está el microcontrolador. Como se ha recomendado previamente para otros elementos, el circuito del oscilador tiene que estar lo más cerca posible a los pines del PIC, se debe hacer el diseño de forma que la longitud de las pistas de conexión no sea superior a 12mm. Igualmente, los condensadores que acompañan al cristal se deben ubicar en la misma cara y tan cerca como sea posible al mismo. Se debe usar un anillo de blindaje a tierra (GND) diseñado en el mismo circuito impreso, alrededor del oscilador para aislarlo de los demás circuitos. Este blindaje se tiene que conectar directamente al pin GND del microcontrolador, y se debe evitar que existan pistas de otras señales dentro de este anillo. Adicionalmente, si el circuito es de doble o múltiples caras se tiene que evitar la presencia de pistas de otras señales bajo el lugar de ubicación del oscilador externo.

Problemas y errores con los microcontroladores PIC. Fig. 8


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