Kit Placa de Desarrollo STM32F103C8T6

Las diferencias son significativas y radican principalmente en la arquitectura del microcontrolador y sus capacidades:

• Arquitectura del CPU: El STM32F103C8T6 utiliza un procesador ARM Cortex-M3 de 32 bits, mientras que el Arduino UNO usa un ATmega328P de 8 bits. Esto se traduce en una mayor capacidad de procesamiento, mayor velocidad de reloj (típicamente 72 MHz para el STM32 vs 16 MHz para el UNO), y un manejo más eficiente de datos de mayor tamaño.
• Memoria: El STM32F103C8T6 (versión C8) suele tener 64KB de memoria Flash y 20KB de SRAM, comparado con los 32KB de Flash y 2KB de SRAM del ATmega328P. Esto permite programas más grandes y complejos.
• Periféricos: Los STM32 suelen tener una mayor cantidad y variedad de periféricos integrados, como múltiples temporizadores avanzados, más canales ADC de mayor resolución (12 bits vs 10 bits), más interfaces de comunicación (SPI, I2C, UART), y a veces DMA (Acceso Directo a Memoria).
• Niveles Lógicos: Las placas STM32 operan a 3.3V, mientras que el Arduino UNO opera a 5V. Esto es crucial al interactuar con sensores y otros componentes; se pueden requerir conversores de nivel lógico.
• Entorno de Desarrollo: Aunque se puede programar el STM32 con el Arduino IDE (usando cores STM32 específicos), el desarrollo nativo se realiza con herramientas más profesionales como STM32CubeIDE, Keil MDK, o IAR Embedded Workbench, que ofrecen mayor control y optimización pero tienen una curva de aprendizaje más pronunciada.

En resumen, el STM32F103C8T6 es una plataforma mucho más potente y con más periféricos, ideal para proyectos más exigentes que superan las capacidades de un Arduino de 8 bits.

El conversor USB a TTL (Transistor-Transistor Logic) es esencial para la comunicación entre tu PC y la placa STM32 Mini, especialmente para la programación y la depuración serie.

• Función: La placa STM32 Mini (a menudo llamada «Blue Pill») no siempre incluye un chip USB-UART integrado para la programación directa como un Arduino UNO. El conversor USB a TTL externo traduce las señales USB de tu PC a niveles lógicos TTL serie (RX, TX) que el microcontrolador STM32 puede entender, y viceversa.
• Conexión Típica:
  • PC: El conversor se conecta a un puerto USB de tu computador.
  • Placa STM32: Se conecta a los pines UART del STM32. Comúnmente:
    • TXD del conversor a RXD (usualmente PA10) del STM32.
    • RXD del conversor a TXD (usualmente PA9) del STM32.
    • GND del conversor a GND del STM32.
    • VCC del conversor (asegúrate que sea 3.3V si el conversor lo permite, o 5V si la placa STM32 tiene su propio regulador de 3.3V y puede tomar 5V en un pin VIN) al pin de alimentación correspondiente del STM32.
• Modo de Programación: Para cargar firmware a través del bootloader UART, a menudo necesitas configurar los jumpers BOOT0 y BOOT1 en la placa STM32 en una secuencia específica (ej. BOOT0 a HIGH, BOOT1 a LOW) y luego resetear la placa antes de iniciar la carga.

Este conversor es, por lo tanto, una herramienta clave para interactuar con la placa STM32 desde tu PC.

El STM32F103C8T6 es un microcontrolador popular y capaz para muchos proyectos debido a:

• Núcleo ARM Cortex-M3 de 32 bits a 72 MHz: Ofrece un buen equilibrio entre rendimiento de procesamiento y bajo consumo de energía.
• Memoria: 64KB de Flash para el programa y 20KB de SRAM para datos son suficientes para muchas aplicaciones embebidas.
• Periféricos Ricos:
  • Múltiples Temporizadores: Incluye temporizadores avanzados de 16 bits con capacidad de PWM, captura de entrada, y generación de eventos, ideales para control de motores, generación de señales, y temporización precisa.
  • ADC de 12 bits: Varios canales de conversión analógico-digital con mayor resolución que los ADC de 10 bits de Arduino, permitiendo mediciones analógicas más precisas.
  • Interfaces de Comunicación: Múltiples UARTs, I2C, y SPI, facilitando la conexión con una amplia gama de sensores, pantallas y otros periféricos.
  • DMA (Direct Memory Access): Permite la transferencia de datos entre periféricos y memoria sin intervención del CPU, liberando al procesador para otras tareas.
  • RTC (Real-Time Clock): Para mantener la hora y fecha, útil en registradores de datos y aplicaciones que requieren temporización a largo plazo.
• Bajo Consumo de Energía: Varios modos de bajo consumo para aplicaciones alimentadas por batería.
• Amplio Soporte y Comunidad: Al ser un chip popular, existe mucha documentación, librerías y una comunidad activa.

Tienes varias opciones para programar la STM32F103C8T6:

• Arduino IDE (con Cores STM32): Sí, es posible programar estas placas usando el entorno Arduino IDE. Necesitarás instalar un «core» o paquete de soporte específico para STM32 (como el «STM32duino» de Roger Clark o el oficial de STMicroelectronics). Esto te permite usar el lenguaje Arduino (basado en C++) y muchas librerías Arduino familiares. Es una buena opción para quienes vienen del mundo Arduino y quieren una transición más suave. La programación se suele hacer a través del conversor USB a TTL o un programador ST-Link.
• STM32CubeIDE: Es el entorno de desarrollo integrado (IDE) oficial y gratuito de STMicroelectronics. Está basado en Eclipse y proporciona herramientas completas para configuración, codificación (C/C++), compilación y depuración. Incluye STM32CubeMX, una herramienta gráfica para configurar periféricos y generar código de inicialización. Esta es la vía profesional y ofrece mayor control.
• Keil MDK, IAR Embedded Workbench: Son IDEs comerciales muy potentes y populares en la industria embebida, con compiladores optimizados y herramientas de depuración avanzadas.
• PlatformIO: Es una extensión para editores como VSCode que soporta el desarrollo para STM32, permitiendo usar diferentes frameworks (incluyendo Arduino framework y STM32Cube).

La elección dependerá de tu nivel de experiencia y los requerimientos de tu proyecto.

Ambas pantallas son útiles para diferentes tipos de visualización:

• Pantalla OLED de 0.96 pulgadas:
  • Comunicación: Estas pantallas suelen usar la interfaz I2C (dos hilos: SDA y SCL) o a veces SPI (tres o cuatro hilos). El STM32 tiene múltiples interfaces I2C y SPI.
  • Visualización: Son pantallas gráficas monocromáticas (generalmente blanco o azul sobre negro) con buena resolución (ej. 128×64 o 128×32 píxeles). Ideales para mostrar texto de varios tamaños, iconos, gráficos simples, y lecturas de sensores detalladas. Tienen excelente contraste y bajo consumo.
• Pantalla de 4 dígitos (7 segmentos):
  • Comunicación: Estas pantallas suelen controlarse directamente mediante pines GPIO del microcontrolador (un pin por cada segmento y un pin por cada dígito común, usando multiplexación) o a través de un chip controlador dedicado (como el MAX7219 o TM1637, que se comunicarían vía SPI o un protocolo similar). El kit no especifica si incluye este chip controlador, pero el STM32 tiene suficientes GPIOs para manejarla directamente si es necesario.
  • Visualización: Perfectas para mostrar números (0-9) y algunos caracteres alfabéticos limitados. Son muy brillantes y fáciles de leer a distancia. Ideales para mostrar contadores, relojes, lecturas numéricas directas (temperatura, voltaje), etc.

El STM32 puede manejar ambas pantallas, a menudo simultáneamente si es necesario, utilizando sus periféricos de comunicación y GPIOs.

Estos dos sensores de entrada proporcionan información valiosa para proyectos interactivos o de control:

• Sensor Giroscópico (ej. MPU-6050, aunque «050» es genérico): Un giroscopio mide la velocidad angular o tasa de rotación alrededor de uno o más ejes. Muchos módulos «giroscópicos» también incluyen un acelerómetro (midiendo aceleración lineal) y a veces un magnetómetro (midiendo campo magnético), formando una IMU (Unidad de Medición Inercial).
  • Aplicaciones: Estabilización de robots o drones, detección de orientación y movimiento, interfaces de usuario basadas en gestos, sistemas de navegación inercial simples, realidad virtual/aumentada. Se comunican típicamente vía I2C.
• Sensor de Botón Giratorio de 360° (Rotary Encoder Incremental): Este dispositivo convierte la rotación de su eje en pulsos digitales.
  • Funcionamiento: Usualmente tiene dos salidas de pulsos (Canal A y Canal B) que están desfasadas 90 grados. Al monitorear el orden en que estos pulsos cambian, el STM32 puede determinar la dirección de rotación (horaria o antihoraria) y contando los pulsos, la cantidad de rotación. Muchos también incluyen un pulsador al presionar el eje.
  • Aplicaciones: Navegación precisa por menús en pantallas, ajuste fino de parámetros (volumen, brillo, frecuencia), control de posición en robótica, entrada de datos numéricos.

El STM32, con sus temporizadores capaces de realizar conteo en cuadratura y sus interrupciones externas, es muy adecuado para leer eficientemente un rotary encoder.

Este módulo de fuente de alimentación para protoboard (a menudo basado en reguladores como el AMS1117) es muy conveniente:

• Alimentación del Módulo: Usualmente se alimenta a través de un conector DC jack (ej. 7-12V DC de un adaptador de pared) o a veces a través de un puerto USB (que suministra 5V).
• Salidas Reguladas: Proporciona salidas de voltaje regulado de 5V y 3.3V directamente a los rieles de alimentación de la protoboard. A menudo puedes seleccionar con jumpers si cada riel de la protoboard recibe 3.3V, 5V o se apaga.
• Importancia para STM32:
  • El microcontrolador STM32F103C8T6 opera a 3.3V. Este módulo te permite alimentar la placa STM32 Mini de forma segura y estable con 3.3V.
  • Muchos sensores y periféricos también operan a 3.3V o 5V. El módulo te permite tener ambos voltajes disponibles en la protoboard para alimentar diferentes componentes de tu proyecto.
  • Proporciona una fuente de alimentación más robusta y con mayor capacidad de corriente que la que podría ofrecer un puerto USB de PC directamente para muchos componentes simultáneamente.

Facilita la creación de prototipos limpios y bien alimentados, asegurando que el STM32 y sus periféricos reciban los voltajes correctos.

Esta es una consideración crítica al trabajar con placas STM32:

• Nivel Lógico del STM32: La STM32F103C8T6 opera con niveles lógicos de 3.3V. Sus pines GPIO emiten señales de 3.3V y esperan recibir señales de 3.3V.
• Tolerancia de Pines a 5V: Algunos pines GPIO del STM32F103C8T6 son tolerantes a 5V (FT – Five-volt Tolerant). Esto significa que puedes conectar una señal de 5V proveniente de un dispositivo externo (como un sensor que opera a 5V) directamente a estas entradas específicas sin dañar el STM32. Sin embargo, NO todos los pines son tolerantes a 5V. Siempre debes consultar el datasheet del STM32F103C8T6 y el esquemático de tu placa «Mini» específica para verificar cuáles pines son 5V-tolerantes.
• Conexión de Sensores/Periféricos de 5V:
  • Salida del STM32 (3.3V) a Entrada de Dispositivo 5V: Una señal de 3.3V del STM32 a menudo es suficiente para ser reconocida como un nivel ALTO por un dispositivo de 5V, pero no siempre. Verifica la hoja de datos del dispositivo de 5V para sus umbrales de VIH (Voltage Input High).
  • Salida de Dispositivo 5V a Entrada NO Tolerante del STM32: NUNCA conectes una señal de 5V directamente a un pin de entrada del STM32 que NO sea 5V-tolerante. Esto dañará el pin y posiblemente el microcontrolador. En este caso, debes usar un conversor de nivel lógico bidireccional o un simple divisor de voltaje (para señales unidireccionales) para reducir la señal de 5V a 3.3V.
• Alimentación de Periféricos: Alimenta los sensores y periféricos con el voltaje para el que están diseñados (3.3V o 5V). El módulo de fuente de alimentación del kit es útil para esto.

La regla de oro es: si tienes dudas, utiliza un conversor de nivel lógico. Es mejor prevenir daños al STM32.