USB Host Shield para Arduino Uno Mega Due

INFORMACIÓN

El USB Host Shield, es un módulo que podrás montarlo a las placas de Arduino Uno, Duemilanove y Mega, para que funcionen cómo un USB Host y así puedan controlar dispositivos esclavos, cómo son: memorias USB, teclados, ratones, módulos bluetooth, etc. Este módulo está basado en el circuito integrado MAX3421E que es un controlador de periférico / host USB, está conectado a un socket USB tipo A hembra el cual provee alimentación al dispositivo USB esclavo. La interfaz con el microcontrolador se realiza mediante un bus SPI serial de alta velocidad.

El módulo está diseñado para aplicaciones de sistemas embebidos los cuales requieren de funcionalidad USB Host, es compatible con plataforma Arduino y opera a una velocidad 2.0, puede ser usado con cualquier otro micro que tenga interfaz SPI, en el Arduino UNO son los pines digitales 10, 11, 12 y 13, en el Arduino Mega son los pines 10, 50, 51 y 52, en ambas tarjetas el pin 10 es usado para habilitar el MAX3421E.

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ESPECIFICACIONES Y CARACTERÍSTICAS

• Modelo: USB Host Shield.
• Compatibilidad: Compatible con Arduino Uno, Mega 2560 y Due.
• Controlador USB: Utiliza el controlador MAX3421E.
• Alimentación: Alimentación a través del Arduino o de una fuente de alimentación externa 5 V.
• Interfaz de comunicación: SPI (Serial Peripheral Interface).
• Velocidad USB: Compatible con dispositivos USB 2.0 Full Speed (12 Mbps) y Low Speed (1.5 Mbps).
• Conectores:
  • Conector USB tipo A (host).
  • Conector ICSP (para conectar con Arduino Mega y Due).
• Interfaces de Comunicación: SPI para comunicación con la placa Arduino.
• Dimensiones:  55 mm x 55 mm x 30 mm.
• Peso: 18 g.

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DOCUMENTACIÓN Y RECURSOS 

• Datasheet
  • MAX3421E
  • Shield

• Pinout
• Dimensiones
• Esquemático
• Librería – Arduino IDE

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INFORMACIÓN ADICIONAL 

Dispositivos Admitidos:

• Dispositivos HID: teclados, ratones, joysticks, etc.
• Controladores de juegos: Sony, PS3, Nintendo Wii, Xbox360.
• Convertidores USB a serie: FTDI, PL-2303, ACM, así como ciertos teléfonos móviles y receptores GPS.
• Teléfonos y Tablet Android compatibles con ADK.
• Cámaras digitales: Canon EOS, Powershot, Nikon DSLR y P&S, así como PTP genérico.
• Dispositivos de almacenamiento masivo: memorias USB, lectores de tarjetas de memoria, discos duros externos, etc.
• Dongles Bluetooth.

Elementos del Módulo:

• Conector ICSP: Es para enviar / recibir datos mediante la interfaz SPI. Se utilizan las señales SCK, MOSI, MISO y RESET de este conector.

Pines:

• Power: Se utilizan para conectarse a los pines de alimentación de la placa Arduino. Se utilizan las señales RESET, 3.3V, 5V y GROUND de este conector.
• Analógicos: Se proporcionan para simplificar el montaje y proporcionar un paso a través de los headers protectores montados sobre el USB Host Shield.
• GPIN: Son ocho pines de entrada digital de uso general de 3.3V del MAX3421E. Se utilizan principalmente para interactuar con botones, codificadores giratorios y demás. Los pines GPIN también se pueden programar cómo una fuente de interrupción MAX3421E.
• GPOUT: Son ocho pines de salida digital de uso general de 3.3V del MAX3421E. Se pueden utilizar para muchos propósitos; Lo uso para manejar LCD de caracteres compatible con HD44780.
• I/O digitales 0-7: Cómo los pines analógicos ya mencionados, no son utilizados por el protector y se proporcionan solo para su comodidad.
• I/O digitales 8-13: En este grupo, el escudo en su configuración predeterminada usa los pines 9 y 10 para señales de interfaz INT y SS. Sin embargo, las placas Arduino de tamaño estándar, cómo Duemilanove y UNO, tienen señales SPI enrutadas a los pines 11-13 además del conector ICSP, por lo tanto, los protectores que usan pines 11-13 combinados con Arduinos de tamaño estándar interferirán con SPI. Las señales INT y SS se pueden reasignar a otros pines (ver más abajo); Las señales SPI no pueden.

Pads:

• Selector Power: Tiene 2 puentes de soldadura marcados como “5V” y “3.3V”. Se utilizan para diferentes potencias. La configuración que se muestra, cuando ambos puentes están cerrados, es adecuada para Arduinos, como UNO, Duemilanove, Mega y Mega 2560.
• Interfaz  Pads MAX3421E: Se utilizan para facilitar las modificaciones del blindaje. Los pads para señales SS e INT se enrutan a los pines 10 y 9 de Arduino a través de puentes de soldadura. En caso de que el pin sea tomado por otro escudo, es necesario un redireccionamiento, se corta un rastro y la almohadilla correspondiente se conecta con otro ping de E / S Arduino adecuado con un cable. Para deshacer la operación, se quita un cable y se cierra el puente. El pin GPX no se usa y está disponible en una almohadilla separada para facilitar una mayor expansión. Se puede utilizar como un segundo pin de interrupción del MAX3421E.
• Pad VBUS Power:  Esta almohadilla se utiliza en configuraciones de energía avanzadas.

¿Cómo Utilizar el USB Host Shield?

Para hacer funcionar la USB Host Shield con las placas de Arduino lo primero que debes hacer es lo siguiente:

• Antes de colocar la USB Host a un Arduino, asegúrate de hacer los siguientes puentes de soldadura.

• Estos puentes son necesarios, ya que permiten alimentar el módulo USB Host Shield así como habilitar el voltaje de suministro a los dispositivos USB que se conecten a este módulo. Si no se realizan estos puentes de soldadura, los problemas que presentaras es que no se carguen los códigos al Arduino Uno y en el Arduino IDE marque error.
• Ya que realizaste los puenteos de soldadura ya podrás insertarlo a las placas de Arduino y por último tendrás que cargar la librería “USB_Host_Shield_2.0“ al Arduino IDE, de acuerdo al dispositivo USB que requieras controlar la librería cuenta con ejemplos que te ayudarán a programar los dispositivos USB.

¿Qué debo hacer si no se detectan los dispositivos conectados al puerto USB?

Si llegas a tener problemas de comunicación en el puerto USB, se puede deber a un error en la comunicación con el dispositivo y el shield, sin embargo, esto se puede solucionar de una forma sencilla. El primer paso que debes hacer es abrir el ejemplo de la librería “USB Host Shield 2.0”, llamado “board_qc”, como se muestra en la siguiente imagen:

Una vez abierto el ejemplo lo vamos a cargar en nuestra placa de programación, es muy importante que al momento de hacerlo tengas conectado ya el dispositivo USB, esto hará que la shield y el dispositivo creen una comunicación bilateral; debes seguir las instrucciones que aparecen en el código de conectar GPIN0 a GPOUT7, GPIN1 A GPOUT6, y así sucesivamente, en la siguiente imagen se puede apreciar como quedaría:

Al momento de correr el programa, deberás abrir tu “Serial Port” y verificar que reconozca el dispositivo, posteriormente te irás a la misma carpeta de ejemplos y ahora en “HID” podrás seleccionar ejemplos como “USBHIDBootKbd” o “USBHIDBootMouse”, y detectará los dispositivos USB sin problema.