Tutorial

Ficheros de producción

Generalmente la producción final de una PCB es exactamente igual a los ficheros gerbers que hemos generado, pero hay ocasiones en las que existe la duda de si la producción va a ser exactamente igual a como queremos, por ejemplo si tenemos una ranura estañada (slot), o si tenemos vías rellenas de epoxy y queremos cerciorarnos de que cumplimos las especificaciones como vimos en el artículo de cambios de última hora en LibreServo. En todos estos casos no tan habituales, en JLCPCB tenemos la opción de poder comprobar los ficheros de producción antes de que nuestra PCB entre en producción. ¡Ojo! tendremos sólo 24 horas para confirmar los ficheros de producción, sino se autoconfirmarán, así que no os despistéis.

En Internet hay cientos de guías de cómo ajustar un PID y todos se pueden resumir en los siguientes sencillos pasos:

• Poner a cero K_D y K_I e incrementar K_P hasta que el sistema corrija el error y empiece a oscilar. Ese sería el máximo de K_P
• Incrementar K_D hasta que la oscilación de K_P se detenga
• Incrementar K_I levemente para que el sistema corrija totalmente el error

Parecen tres pasos sencillos y rápidos, pero la realidad es que al final se convierte en una suerte de intentar adivinar las constantes y tras cientos de pruebas y horas, si tienes suerte, consigues un PID relativamente estable. Es una tarea bastante engorrosa que pocas veces consigue llegar a un resultado totalmente satisfactorio.

Olvidémonos de todo ello e intentemos obtener K_P y K_D de forma matemática.

Vídeo comparativa PID

Resultado final

En esta última parte vamos a grabar el programa Hola mundo para STM32 que vimos en la anterior parte en el microcontrolador.

Compilar "Hola Mundo"

Lo primero que tenemos que hacer es compilar el código pulsando el botón de Build All y asegurarnos que todo ha ido correcto, deberemos de ver el mensaje de Build Finished. 0 errors. Es posible que la primera vez que compilemos nos muestre unos warning de funciones que hemos definido pero que no hemos utilizado. No pasa nada, es completamente normal.

Uso de ST-LINK

Antes de seguir con la configuración voy a hacer un pequeño inciso y explicar el uso de los programadores ST-LINK v2. Como hemos visto en la primera parte de este tutorial, en la sección de SWD en STM32, vimos que tan sólo necesitaremos 4 pines, incluyendo alimentación, para programar un microcontrolador STM32 mediante SWD. Los dos programadores que utilizamos, tanto el ST-LINK v2 de la placa stm32f0discovery como el clon de ST-LINK v2, se conectan al ordenador mediante USB y son reconocidos automáticamente, en el caso que se muestra además, es el clon que se ha detectado perfectamente como un ST-LINK v2 original. En el clon los pines a utilizar son los que se muestra en la foto y no requiere de mayor configuración salvo actualizar el firmware como veremos más adelante. Para usar el ST-LINK de la placa stm32f0discovery sí que necesitamos de unas pequeñas modificaciones.

Código base recién creado

En éste paso, ya tendríamos que tener el código generado como hemos visto en IDE para STM32. El código se genera por defecto en src y Drivers de nuestro proyecto. Nuestro fichero principal es main.c que está dentro de src. Abrirlo y cambiar la perspectiva a C/C++. Veremos que en la nueva perspectiva, la interfaz ofrece un montón de ayudas y marcadores de texto que nos hará el trabajo mucho más productivo y fácil.

Antes de nada, nos tenemos que fijar en que CubeIDE nos genera a lo largo de todas las secciones, ficheros y librerías un montón de secciones encajadas entre títulos /* USER CODE BEGIN 0 */ y /* USER CODE END 0 */. Es en dichas secciones, y sólo en dichas secciones, donde programaremos. Si programamos fuera de dichas sencciones, CubeIDE no respetará nuestro código y lo borrará la próxima vez que regeneremos el código base, por ejemplo tras añadir una nueva interfaz o configurar nuevos pines. A veces, CubeIDE nos genera varias secciones seguidas de USER CODE en la misma sección y a la misma altura, es indiferente en cuál programemos, es sólo para nuestro orden. Se aconseja no borrar o modificar secciones de USER CODE independientemente de que no programemos en ellas.

Lo primero que siempre hago en todos mis programas es una serie de definiciones y añadir unas pequeñas funciones básicas que me ayudarán mucho a la hora de hacer los primeros programas y pruebas.

En esta segunda parte, veremos el software que usaremos para un primer proyecto con microcontroladores STM32. En este punto, suponemos que ya tenemos una placa comprada o la hemos diseñado según hemos visto en diseño de un circuito electrónico con STM32.

Como comenté en la entrada Software para programar STM32, en diciembre del 2017 ST compró el IDE de programación Atollic TrueStudio que estaba basado en Eclipse y lo hizo gratuito para todos los usuarios. Ya desde ese primer momento, toda la comunidad sospechaba que ST volvería a hacer otro movimiento en su ecosistema de programación. Y así ha sido, el 2 de mayo de 2019 no habiendo pasado ni año y medio desde la compra de Atollic, ST anuncia la descontinuación del IDE de Atollic y la creación de un nuevo programa, el STM32CubeIDE. Dicho softare es la unificación de su ecosistema de programación donde se integra CubeMX, que es un generador de código base, con Atollic. A día de hoy, usar CubeIDE es como usar CubeMX y Atollic por separado pero bajo una misma interfaz. Aún así CubeIDE aún está bastante verde, pero como va a ser el camino a seguir y todo lo que se muestre es copia exacta de lo que se haría en CubeMX y Atollic, voy a hacer la documentación basándome en CubeIDE.

¿Qué es un IDE de programación?

Un IDE de programación no es más que un entorno de programación donde se ha unificado un editor de código, un compilador y un depurador (debug) todo ello bajo una misma interfaz gráfica.

Hace años me costó bastantes dolores de cabeza tener todas las piezas claras y como sé que el artículo más visitado de LibreServo es Software para programar STM32, voy a intentar realizar un artículo que conglomere todos los pasos necesarios para poner a funcionar desde cero un microcontrolador STM32, tanto a nivel de diseño electrónico, como de programación. Como LibreServo está basado en el microcontrolador STM32f302K8, todo irá referenciado a éste microcontrolador por facilidad, pero los pasos son exportables a todos los microcontrolador más comunes de la familia STM32 ARM Cortex de ST, de hecho, si es tu primer proyecto no sería la mejor opción con la que empezar, más que nada por el encapsulado que trae. El STM32F302C8 sería el gemelo pero en un encapsulado mucho más sencillo de soldar. Pero hay literalmente decenas de microcontroladores según lo que cada uno requiera.

Esquema electrónico mínimo para STM32

Recuerdo como si fuera ayer que cuando empecé a programar para microcontroladores ARM (casi siempre de ST), el tortazo que me pequé fue como poco curioso y eso que tenía un buen trasfondo de conocimientos en AVR. No fue hasta que me aconsejaron CooCox hasta que empecé a avanzar. Aún así, la configuración de los periféricos del microncontrolador, o incluso, ser capaz de arrancar el microcontrolador y simplemente hacer parpadear un led era ya todo un logro. No debería de ser el único "torpe", porque ST decidió sacar en Febrero del 2014 la herramienta CubeMX. En su lanzamiento tenía más bugs que funcionalidades y como yo ya me manejaba perfectamente con ARM lo instalé y lo dejé olvidado en un rincón de mi disco duro.

Configuración de LibreServo en CubeMX