* PRESENTACIÓN *

La tarjeta Arduino no sólo es uno de los sistemas electrónicos programables más populares entre la comunidad estudiantil a escala global, sino también entre aficionados, técnicos e ingenieros en electrónica, mecatrónica y áreas afines. Si bien el lenguaje nativo para programar esta tarjeta es una versión de C++ denominada Processing,, el aprender a programarla en este lenguaje puede ser todo un reto. Sobre todo para aquellos que no tienen experiencia en la realización de programas utilizando algún lenguaje de programación textual. 

Así pues, para una gran mayoría de nosotros la programación de cualquier dispositivo programable se vuelve más comprensible cuando se utiliza un lenguaje gráfico de programación. Por ejemplo, los lenguajes  KOP (Kontaktplan - Esquema de Contactos) y GRAFCET son dos de los lenguajes gráficos que más se utilizan para programar los PLC (Programmable Logic Controller - Controlador Lógico Programable). Estos dispositivos son autómatas programables que se utilizan comúnmente para controlar prácticamente cualquier tipo de proceso en la industria. En particular, el lenguaje KOP o ladder (escalera) es un lenguaje gráfico que es muy similar a los esquemas de la lógica cableada que se utilizan a nivel industrial para representar la conexión eléctrica de dispositivos electro mecánicos que se conectan entre sí para crear automatismos. De hecho estos esquemas han facilitado desde hace algunas décadas a la fecha, a técnicos e ingenieros, la realización de estrategias de control que se utilizan en la automatización industrial. Incluso, mucho antes de la llegada de los lenguajes de alto nivel de nuestros días.

Para facilitar la programación de la tarjeta Arduino a aquellas personas que no tienen experiencia previa de programación en C++ pero que tienen conocimientos de los lenguajes que se utilizan para programar los PLC, se ha desarrollado un sistema de programación al que he denominado como PLCmDuino el cual permite programar la tarjeta Arduino en lenguaje KOP sin requerir el uso del IDE (Integrated Development Environment - Entorno de Desarrollo Integrado) original de Arduino que utiliza el lenguaje C++ como plataforma de programación. Además, MikroPLAN también permite programar la tarjeta Arduino utilizando diagramas de circuitos lógicos así como de diagramas de flujo.

*** NUEVO ***

A partir de la versión 2023.01 (Fecha de liberación 21/03/2023), MikroPLAN incorpora en su IDE el compilador "FPGALadder" - de desarrollo original - que permite generar código VHDL a partir de estrategias de control realizadas con diagramas de escalera. 

El código VHDL generado por MikroPLAN cumple con el estándar IEEE por lo que los listados se pueden utilizar para programar FPGA de varias marcas.

En particular, MikroPLAN permite programar el FPGA EP2C5T144C8 de Intel de la tarjeta ALTERA Cyclone II (que se muestra en la foto) desde su propio IDE. Para ello, trabaja en conjunción con el software Quartus II de Intel. 

 

* EL SISTEMA PLCmDuino *

Consta de tres elementos básicos: Software de programación, firmware y una aplicación móvil

Software de programación MikroPLAN 

Es una aplicación de escritorio que permite al usuario la tarjeta Arduino en tres lenguajes gráficos:
- Diagramas de escalera
- Diagramas de circuitos lógicos
- Diagramas de flujo

En los diagramas de escalera se utilizan bloques de función similares a los utilizados para programar los PLC S7-200 de Siemens.

En los diagramas de circuitos lógicos o digitales se utilizan bloques funcionales que simulan desde operaciones lógicas simples: "Y", "O", "NO", hasta funciones más complejas como flip - flops, multiplexores, demultiplexores, contadores y algunos dispositivos TTL (Transistor Transitor Logic - Lógica Transistor Transistor).

En los diagramas de flujo se utilizan bloques que representan operaciones aritméticas y lógicas que se enlazan mediante flechas para conformar un conjunto de instrucciones que Arduino ejecutará de forma secuencial.

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Una vez creado el diagrama, MikroPLAN genera una secuencia de códigos numéricos (bytecode) que posteriormente se envían y almacenan en el chip de Arduino, el cual los ejecutará de forma inmediata.

La programación del chip puede realizarse desde MikroPLAN de forma alámbrica o bien inalámbrica utilizando un enlace Bluetooth. En este caso, la tarjeta Arduino deberá tener conectado un módulo HC-06 o HC-05 para comunicación Bluetooth. 

Con MikroPLAN también puedes crear estrategias de control de movimiento con hasta 3 motores a pasos y hasta 11 servomotores de CD. También puedes programar estrategias de control con PWM. Esto está disponible en cualquier de los tres lenguajes gráficos soportados.

Adicionalmente puedes utilizar MikroPLAN para controlar estrategias de automatización en FluidSIM

Y a partir de esta última entrega de MikroPLAN, es posible crear células virtuales de automatización y controlarlas desde programas creados con cualquiera de los tres lenguajes soportados.

Firmware o software embebido PLCmDuino

Es el BIOS (Basic Input Output System - Sistema Básico de Entrada y Salida)  que se graba en la tarjeta Arduino UNO R3 o MEGA 2560 y que permite cargar programas desde MikroPLAN. No requiere el IDE de Arduino para grabarlo ya que el archivo HEX se puede grabar directamente en la tarjeta desde la aplicación. Una vez alojado en el chip, PLCmDuino recibe de MikroPLAN la secuencia de códigos que se generó durante la compilación del diagrama de la estrategia de control del usuario.  

El BIOS se comunica con MikroPLAN utilizando el puerto serial con el que se instaló el IDE de Arduino por primera vez en la computadora del usuario. Una vez que todos los códigos se han recibido, PLCmDuino los almacena en una área de la memoria no volátil del chip. Posteriormente, leerá cada uno de estos códigos de su memoria; los decodificará y ejecutará

Dependiendo del lenguaje que el usuario vaya a utilizar para programar el Arduino (escalera, compuertas lógicas y diagramas de flujo), el usuario deberá cargar el BIOS que corresponda. Es por ello que se incluyen tres versiones del BIOS:

- LADDER. Para programar la tarjeta Arduino con diagramas de escalera
- GATES. Para programar la tarjeta Arduino con diagramas de circuitos digitales o compuertas lógicas.
- FCHART. Para programar la tarjeta Arduino con diagramas de flujo.

Esto se aplica para los dos tipos de tarjeta que soporta MikroPLAN: Arduino UNO R3 y MEGA 2560

Aplicación móvil MobilePorts

Es una aplicación móvil para Android desarrollada exclusivamente para interactuar con el BIOS PLCmDuino cuando una estrategia de control programada por el usuario está corriendo en Arduino. La aplicación utiliza un enlace Bluetooth para comunicarse con el autómata el cual deberá tener conectado el módulo de comunicación mencionado anteriormente.

* ADQUISICIÓN DE DATOS Y SEÑALIZACIÓN DIGITAL *

Cuando el BIOS PLCmDuino se carga en el Arduino, permite utilizar esta tarjeta como sistema de adquisición de datos y señalización digital desde FluidSIM y LabVIEW

ACCESO DESDE FluidSIM

MikroPLAN te permite acceder a las entradas y salidas de Arduino desde las versiones 3.6 y 4.2 de FluidSIM

ACCESO DESDE LabVIEW

Puedes utilizar el firmware PLCmDuino en Arduino si deseas utilizar la tarjeta como sistema de adquisición de datos y señalización digital.

ACCESO A FACTORY I/O DESDE MikroPLAN (NO REQUIERE SHIELD)

Ahora también puedes controlar prototipos virtuales en FACTORY I/O desde MikroPLAN utilizando los tres lenguajes gráficos que soporta. También puedes comunicar esa aplicación con la tarjeta Arduino o cualquier dispositivo que utilice un puerto COM sin requerir un "shield" o hardware adicional. 

* PUEDES PROBAR PLCmDuino 

EN MODO EVALUACIÓN 

TOTALMENTE GRATIS *

Desde septiembre del año 2016, puedes programar PLCmDuino en modo de evaluación. Esto te permitirá probar la funcionalidad del sistema sin necesidad de una licencia de uso. Por tanto, todo aquel interesado en programar la tarjeta Arduino mediante diagramas de escalera, compuertas lógicas o diagramas de flujo puede grabar libremente el BIOS PLCmDuino en la cantidad de tarjetas Arduino UNO o MEGA que desee y programarlo desde MikroPLAN en modo evaluación. En este modo, todas las funciones del BIOS están habilitadas pero al cargar un programa en Arduino, únicamente se almacenará en su RAM. Esto quiere decir que si el usuario desenergiza la tarjeta Arduino, el programa se perderá. Para trabajar con PLCmDuino en este modo, no requieres una conexión a Internet.

* LICENCIA DE USO DEL BIOS *

Para eliminar la restricción que tiene el trabajar PLCmDuino en modo evaluación, se requiere de una licencia de uso del BIOS por cada tarjeta Arduino UNO o MEGA 2560 que vayas a a utilizar. También requieres una licencia si deseas acceder a FluidSIM desde MikroPLAN o PLCmDuino, así como para crear o editar prototipos virtuales en 3D de células de automatización.  

* PRECIOS DE LAS LICENCIAS *

Mediante la aplicación JOGATECHProyex que está incluida en el paquete de descarga, puedes solicitar una licencia de uso por el producto de interés. Ahí mismo se encuentran los precios en USD (dólares estadounidenses) o en MXN (pesos mexicanos). El pago se realiza a través de PayPal mediante el QR del producto que selecciones.

* LICENCIAS GRATUITAS *

A partir del 18 de septiembre de 2022, puedes solicitar una licencia gratuita por 7 días para varios de los productos JOGATECH. Sólo tienes que utilizar la aplicación JOGATECHProyex y seleccionar la opción "Gratis" al generar la solicitud de licencia.

Consulta el "Manual del Usuario de MikroPLAN.PDF" para que conozcas de manera detallada como realizar la solicitud de licencia de cualquiera de nuestros productos.

 

 

* PAQUETE PARA DESCARGAR *

ProyexDuino_20240202.zip

Esta carpeta comprimida contiene entre otros archivos:

- Precios actualizados del catálogo

- MikroPLAN v2023.06. Ejecutable para programar la tarjeta Arduino con diagramas de escalera (archivos KOP y AWL); de circuitos digitales (archivos HDL y DGC) y diagramas de flujo (archivos FCH). También permite utilizar la tarjeta Arduino como sistema de adquisición de datos y señalización digital desde FluidSIM y LabVIEW. Además permite el control de prototipos virtuales en 3D de sistemas automatizados en MikroPLAN y FACTORY I/O utilizando los lenguajes de programación soportados. También permite programar el FPGA EP2C5T144C8N de la tarjeta ALTERA Cyclone II mediante diagramas de contactos.

- JOGATECHProyex v2024.01. Ejecutable para cargar varias versiones del BIOS PLCmDuino en la tarjetas Arduino UNO y MEGA. También es visor de documentos protegidos mediante DRM (Digital Rights Management - Manejo Digital de Derechos de Autor) utilizando un formato propio. Soporta la generación de licencias en línea, gratuitas y permanentes.

- MobilePorts. Archivo APK para Android para controlar desde tu móvil tu Arduino con PLCmDuino

- Firmware PLCmDuino UNO LADDER v5.25. Archivo HEX para cargarlo en la tarjeta Arduino UNO R3 y que te permitirá programarla mediante diagramas de escalera.

- Firmware PLCmDuino UNO GATES v2.45. Archivo HEX para cargarlo en la tarjeta Arduino UNO R3 y que te permitirá programarla mediante diagramas de circuitos digitales.

- Firmware PLCmDuino UNO FCHART v1.45. Archivo HEX para cargarlo en la tarjeta Arduino UNO R3 y que te permitirá programarla mediante diagramas de flujo

- Firmware PLCmDuino MEGA LADDER v5.25. Archivo HEX para cargarlo en la tarjeta Arduino MEGA 2560 y que te permitirá programarla mediante diagramas de escalera.

- Firmware PLCmDuino MEGA GATES v2.45. Archivo HEX para cargarlo en la tarjeta Arduino MEGA 2560 y que te permitirá programarla mediante diagramas de circuitos digitales.

- Firmware PLCmDuino MEGA FCHART v1.45. Archivo HEX para cargarlo en la tarjeta Arduino MEGA 2560 y que te permitirá programarla mediante diagramas de flujo.

Todas las aplicaciones que se incluyen en la carpeta no tienen restricción alguna en cuanto a su distribución y/o aplicación

* INSTALACIÓN DEL PAQUETE *

REQUERIMIENTOS

- Windows XP, Vista, 8, 8.1,10 u 11

- Versión redistribuible de Visual Studio 2015 y/o el Microsoft .NET Framework 3.5 

- Si vas a utilizar el lenguaje de escalera de MikroPLAN para programar la tarjeta ALTERA Cyclone II con el FPGA EP2C5T144C8 de Intel descarga la versión web de 64 bits del software Quartus II de Intel

PROCEDIMIENTO DE PRIMERA VEZ

Después de descargar la carpeta "ProyexDuino_AAAAMMDD.zip", descomprime su contenido en la unidad C, de tal manera que en tu PC exista la trayectoria (path) como:

C:\ProyexDuino

Consulta el capítulo 1 del manual del usuario de MikroPLAN para mayores detalles.

SI YA TIENES UNA LICENCIA
1. Realiza una copia de respaldo del archivo "JOGATECHLicencias.Dll" que se encuentra en la carpeta cuya ubicación es "c:\ProyexDuino\Dll"

2. Borra totalmente la carpeta "ProyexDuino".

3. Sigue el procedimiento de "PRIMERA VEZ" para la versión más reciente.

4. Copia el respaldo del archivo "JOGATECHLicencias.Dll" a la nueva carpeta en la misma ubicación en la que se encontraba anteriormente. Permite que Windows reemplace la versión que se encuentra ahí con la versión de respaldo.

 

* TUTORIALES *

Visita nuestro canal en YouTube para que consultes tutoriales sobre el uso del programa y otros temas afines a la mecatrónica y a la automatización.

* CONTACTO *

Para cualquier duda, comentario, reporte de algún "bicho" de software o sugerencia adicional puedes escribirme a:

jogatech.mi@gmail.com

¡ Gracias por leer el blog !

Estoy para servirte :)