·Identificar las aplicaciones de
la Electrónica Digital.
·Describir el funcionamiento de
las unidades y dispositivos de almacenamiento de información.
·Implementar circuitos de lógica
combinacional y secuencial.
INTRODUCCIÓN
Antes de comenzar a programar con el Arduino, es necesario que conozcamos perfectamente el funcionamiento y la estructura de la misma.
Para ello hemos estado hablando en clase de qué es y para qué nos sirve la placa Arduino, cómo podemos alimentarla y cómo a través del software de Arduino podemos cargar los programas y ponerlos en funcionamiento.
Hemos visto como a través del Arduino podemos entrelazar conceptos de electrónica básica (y en un futuro próximo, no tan básica) con el lenguaje de programación, viendo casi de forma inmediato los resultados de aquellos programas que estamos probando.
De esta forma ustedes, los alumnos/as, pueden participar en clases mucho más interactivas que sacan lo mejor de nosotros y que nos permiten explotar nuestra creatividad e ilusión. Permitiéndome a mí, como profesora, disfrutar con lo que hacemos, dando clases creativas e intentando insuflar en ustedes la ilusión y el gusto por la resolución de retos tecnológicos.
programación mas circuito: led ,con encendido de pulso
Arduino tiene integrado un convertidor
análogo digital, por el cual podemos recibir voltajes entre o[V] y 5[V] para
ser traducidos en números entre o y 1023. Sin embargo, no contamos con un
convertidor digital análogo con el cual enviar señales de voltaje continuo
distinto a 5[V], como para, por ejemplo, controlar la intensidad de un LED.
Para solucionar el problema anteriormente planteado es que
se usan los pines que pueden enviar señales con modulación
por ancho de pulso PWM.
Para realizar esto, necesitamos conectar un LED a uno de los
pines que permiten señales PWM como salida. En la siguiente figura se muestra
un tipo de conexión simple.
programación mas circuito: control de on/of con potencio metro
En esta ocasión
aprendí sobre las entradas y salidas digitales de Arduino, las salidas
requieren especificar el pin y también el voltaje con valores de 0 a 100k. Y
las entradas analógicas no necesitan declararse pues los pines analógicos se
declaran como entrada automáticamente.
programación mas circuito: generador de sonidos con un buzzer
Para
esto aprenderemos a usar los puertos de entradas analógicas. Un buzzer es un
transductor piezoelectrico. Al hacer pasar voltaje, genera una onda de sonido
con una frecuencia dada. Por lo tanto puedes utilizarlo para algún tipo de
alarma o de señal auditiva que indique el paro o arranque de un proceso. Ten en
cuenta que la aplicación particular depende de ti.
vídeo de la programación
observaciones
El arduino es una herramienta de fácil uso, por ello en este laboratorio se desatollo de manera facil.
la programación del arduino es muy extensa , por ello hay que ver los aspectos que pueden mejorar ,con el arduino,cambiando datos, para que función.
conclusiones
con el desarrollo de este laboratorio se concluyo que los arduinos son herramientas que soluciona,actos lógicos, como encender o apagara un led, automatizar distintos equipos ,como puerta automática.
se ha demostrado que el arduino es una herramienta de fácil uso ,la programación enre otros aspecto puede resaltar esta laboratorio con arduino.
Lo que entendí de esta unidad de programación es cómo manejar atreves del programa arduino una serie de funcionamientos de ciclo de encendido y apagado de leds en los cuales en primera instancia fue el manejo de una especie de funcionamiento de semáforo el cual nosotros a través del programa como su nombre lo dice, programamos el encendido y apagado de cada uno de los leds y aparte en una forma de secuencia.
En esta unidad de programación aprendimos a manejar el programa arduino este programa nos serbia pasa hacer series de prendido y apagado con foquitos led tembien utilizamos resistores y un protoboat, primero hacimos un semáforo utilizamos tres led's, conectores y el protoboat para realizar la practica.
·Identificar las aplicaciones de
la Electrónica Digital.
·Describir el funcionamiento de
las unidades y dispositivos de almacenamiento de información.
·Implementar circuitos de lógica
combinacional y secuencial.
INTRODUCCIÓN.
En este
artículo haremos una breve introducción al Arduino, que básicamente es
una placa con un microcontrolador programable, barata y de fácil uso.
Lo primero que tenemos que
tener claro es, que es un microcontrolador y en que se diferencia con el microprocesador.
Todos alguna vez hemos entrado en contacto con ambos conceptos, es decir, todos
en casa tenemos un ordenador, ya sea de sobremesa, portátil… Pues bien, el
núcleo de nuestros ordenadores es un microprocesador, un chip encargado de
realizar operaciones complejas a partir de unas instrucciones (que llamaremos
programa) y unos datos de entrada obteniendo unos datos de salida. Para
procesar y almacenar estos datos necesitamos conectar el microprocesador a la
memoria RAM y demás dispositivos de E/S (Entrada/Salida), que se conectan
a través de la placa base.
Definido de forma escueta el
microprocesador, y teniendo en cuenta que habíamos dicho que el
microprocesador necesita que se conecte a la memoria a través de la placa base,
en el microcontrolador tenemos tanto la memoria donde almacenamos el programa,
como la memoria donde se almacena los datos, en el mismo ensamblado (en el
mismo chip).
Perdonad si me he tomado
licencias para definirlo, se que hay varias diferencias más, como el caso de la
ubicación de la memoria de datos y programa en referencia al microprocesador.
En gran cantidad de dispositivos actuales se puede
encontrar un contador electrónico, son innumerables los elementos que
incorporan algún tipo de contador electrónico. Del mismo modo hay en libros o
artículos de electrónica o en la misma red, donde se describen contadores,
sencillos o más complejos, pero todos diseñados con el mismo fin, contar unos
eventos que se producen con cierta regularidad, aunque a veces no tanto.
EL CONTADOR.
En unos
de mis artículos se describe un contador de dos dígitos capaz de mostrar
registros desde 00 a 99. Estoy refiriéndome al artículo contador de 00 a 99, en ese caso se trata
de un contador realizado mediante circuitos integrados de tipo comercial de la
serie CMOS 4000 (cuatro mil). Sin embargo en esta ocasión, aprovechando las
posibilidades que nos ofrecen los microcontroladores y en concreto Arduino,
trataré de describir cómo realizar uno de estos contadores de eventos. El
detector de entrada, puede ser cualquier elemento y de cualquier forma, lo
importante es que, entregue una señal digital adecuada, para su lectura.
En
principio vamos a necesitar de un sistema antirrebote (en inglés debouncing)
que sea fiable. Dos pulsadores para proporcionar los pulsos que vamos a contar,
uno para aumentar y el otro para disminuir sus respectivas cuentas. Por lo
tanto, una variable val para
leer si se presiona el pulsador y otra variable val2 para comparar con la
lectura anterior. De esta forma podemos saber si ha cambiado el estado de la
entrada. Una variable botonStado que
guarde el estado del pulsador. Un variable que guarde el número de pulsaciones.
Con estas variables, vamos a crear un código que lleve la cuenta a medida que
ésta aumente y la muestre en el monitor de Arduino, así, siempre habrá
constancia de las pulsaciones que se han producido.
Vamos a
empezar por escribir el listado del código que sea capaz de contar y mostrar la
cuenta desde 0 hasta 99. De esta forma resolveremos los problemas que se
presenten y lo haremos poco a poco de manera que podamos abordarlos con
seguridad de no abandonar por que los problemas nos abrumen.
El
siguiente listado está bastante bien comentado y espero que no haya problemas
para seguirlo, en caso de necesitar ayuda, diríjase al Autor que,
le atenderá tan pronto disponga de tiempo o diríjase al foro de Arduino.
Este es
el listado del código, puede copiarlo y pegarlo en su editor de texto
preferido, para seguir el proyecto.
programación 1 :luces intermitentes
programacion 2:encender led con un pulsador
programación 3:contador de pulsos
programador 4:conteo ascendente y descendente mediante un pulsador .
vídeo de la experiencia
conclusiones
Existen
plataformas de hardware libre, como lo es el Arduino, una placa con un
controlador y un entorno de desarrollo, su sencillez y bajo costo nos permiten
hacer múltiples diseños y múltiples tipos de uso de éste.Recurrimos al uso del Arduino puesto que permite realizar muchas tareas, ahorrando elementos electrónicos y en sustitución, el uso de un lenguaje de programación, lo que hace que sea de muy fácil uso. Debido a que fuimos asignados a un experimento que usara elementos electrónicos, y tocamos el tema de Arduino, decidimos hacer algo que involucrara los elementos electrónicos que vimos en clase, además que fuera algo novedoso y singular.
En este laboratorio se ha
demostrado queel arduino es un
herramienta de uso diario, que soluciona
problemas proporcionales a sistemas que han decodificado , el problema lógico ,este
puede resolver con programaciones que deben ser introducidos en el arduino,
estos códigos siempre expresan con símbolos.
En el aspecto de conexionado,
que era el mayor temor que se tenia a priori, resultó bastante exitoso con la
única contrariedad mencionada en el tema 2, el hecho de que los pines 0 y 1 del
Arduino estén conectados a la hora de hacer la carga del programa.
1.Revise
la TEORIA de MULTIVIBRADORES Biestables, Monoestables y Astables.
1.El
circuito mostrado es un oscilador con el C.I. NE555 en modo astable. Dibuje
dicho circuito en el simulador ISIS PROTEUS. Al momento de simular el LED debe
parpadear. Modifique los valores de R1, R2 y C1 hasta obtener una frecuencia de
2 Hz, 30 Hz y 100 Hz. Compruebe utilizando el OSCILOSCOPIO y FRECUENCIMETRO
incorporado en el simulador.
Pruebe
de forma experimental el OSCILADOR ASTABLE mostrado y visualice la forma de
onda de salida mediante el OSILOSCOPIO
1.El
circuito mostrado es un oscilador con el C.I. NE555 en modo MONOESTABLE. Dibuje
dicho circuito en el simulador ISIS PROTEUS. Al momento de simular el LED debe
encender momentáneamente cada vez que se presione el Pulsador. Modifique los
valores de R1 y C1 hasta obtener un tiempo de salida de 500 ms, 5 segundos y 1
minuto. Compruebe utilizando el OSCILOSCOPIO y CONTADOR DE TIEMPO incorporado
en el simulador.
1.Pruebe
de forma experimental el OSCILADOR MONOESTABLE mostrado y visualice la forma de
onda de salida mediante el OSILOSCOPIO.
1.Finalmente
conecte el OSCILADOR ASTABLE, el contador, el decodificador y el display de 7
segmentos tal como lo muestra la imagen para realizar un CONTADOR
ascendente/descendente
1.CONTENIDO DEL INFORME EN EL BLOG:
a.Teoría de osciladores ASTABLES Y
MONOESTABLES
b.Video
tutorial editado y subtitulado explicando las experiencias hechas en el
laboratorio:
c.Observaciones
y conclusiones. ¿Qué he aprendido de esta experiencia? (en modo texto)
d.Integrantes
(incluye foto de todos)
I.RESÚMEN
·Oscilador Monoestable
(Temporizador)
·Oscilador Astables (Generadores
de Clock)
·Circuito contador integrado.
Introducción
y características
El dispositivo 555 es un circuito integrado muy estable
cuya función primordial es la de producir pulsos de temporización con una gran
precisión y que, además, puede funcionar como oscilador.
Sus características más destacables son:
Temporización desde microsegundos hasta horas.
Modos de funcionamiento:
Monoestable.
Astable.
Aplicaciones:
Temporizador.
Oscilador.
Divisor de frecuencia.
Modulador de frecuencia.
Generador de señales triangulares.
Pasemos ahora a mostrar las especificaciones generales del 555 (Vc =
disparo):
Especificaciones
generales del 555
Vcc
5-Voltios
10-Voltios
15-Voltios
Notas
Frecuencia
máxima (Astable)
500-kHz a 2-MHz
Varia con el Mfg y el diseño
Nivel de
tensión Vc (medio)
3.3-V
6.6-V
10.0-V
Nominal
Error de
frecuencia (Astable)
~ 5%
~ 5%
~ 5%
Temperatura 25° C
Error de
temporización (Monoestable)
~ 1%
~ 1%
~ 1%
Temperatura 25° C
Máximo
valor de Ra + Rb
3.4-Meg
6.2-Meg
10-Meg
Valor
mínimo de Ra
5-K
5-K
5-K
Valor
mínimo de Rb
3-K
3-K
3-K
Reset
VH/VL (pin-4)
0.4/<0.3
0.4/<0.3
0.4/<0.3
Corriente
de salida (pin-3)
~200ma
~200ma
~200ma
A
continuación se mostrarán los modos de funcionamiento que posee este circuito
integrado. En los esquemas se hace referencia al patilla je del elemento, al
igual que a las entradas y salidas de cada montaje.
mono estable
Se denomina monoestable a un circuito que
permanece estable en un solo estado. “El circuito 555
configurado como monoestable entrega a su salida un solo pulso de ancho
establecido por el
diseñador del circuito. La señal de disparo (trigger) debe ser de nivel bajo y
de muy corta duración.
La
duración del estado alto de la señal de salida estará determinada por la
resistencia R1 y el capacitor C1 a través de la siguiente formula:
t=1.1 x R1 x C1 Al
conectarlo de modo Monoastable va a emitir solamente un pulso al ser activado,
para emitir otro pulso tiene que volverse a activar. Este puede ser usado en
las alarmas, porque una vez activado solo se desactiva hasta que se cargue el
capacitor. Se conecta asi:
este
circuito funciona de la siguiente manera, al presionarse el switch sw1 comienza
a cargarse el capacitor, lo que provoca que se active la salida y se prenda el
led. cuando se termina de cargar el capacitor, el circuito se apaga y se vuelve
a prender hasta que se vuelva a presionar sw1. otra vez los valores pueden
variar para ajustar el tiempo de duración.
Funcionamiento
mono estable
Cuando la señal de disparo está a nivel alto (ej. 5V con
Vcc 5V) la salida se mantiene a nivel bajo (0V), que es el estado de reposo.
Una vez se produce el flanco descendente de la señal de
disparo y se pasa por el valor de disparo, la salida se mantiene a nivel alto
(Vcc) hasta transcurrido el tiempo determinado por la ecuación:
T = 1.1*Ra*C
Es recomendable, para no tener problemas de sincronización que el
flanco de bajada de la señal de disparo sea de una pendiente elevada, pasando
lo más rápidamente posible a un nivel bajo (idealmente 0V).
NOTA: en el modo monoestable, el disparo debería
ser puesto nuevamente a nivel alto antes que termine la temporización.
astable
El 555 es un generador de pulsos (Timer) que puede llegar a ser muy útil cuando estas comenzando a armar tus circuitos. Este es uno de los circuitos integrados mas conocidos y mas utilizados. Según el tipo de fabricante recibe una designación distinta tal como TLC555, LMC555, uA555, NE555C, MC1455, NE555, LM555, etc. Los usos que le puedes dar van desde hacer un contador, reloj, hasta una alarma.Conectarlo en modo Astable significa que va a estar emitiendo un pulso constante. Para que opere de este modo se tiene que conectar de la siguiente manera:
Como
pueden observar en el circuito lo único que no es variable es el capacitor C2,
esto es debido a que solo es un capacitor de seguridad, no es necesario
conectarlo, pero a veces no funciona el circuito a menos de que este ese
capacitor, por lo que es recomendable conectarlo (utiliza valores muy bajos,
puede ser cualquier capacitor de "lenteja"). Los otros valores varían
dependiendo del tiempo que se desee; a continuación están las formulas.
El tiempo de carga y descarga (en segundos) del circuito se da por las
siguientes formulas:
tc=ln(2)*(R1+R2)*C1
td=ln(2)*(R2)*C1
Funcionamiento
astable
En este modo se genera una señal cuadrada oscilante de frecuencia:
F = 1/T = 1.44 / [C*(Ra+2*Rb)]
La señal cuadrada tendrá como valor alto Vcc (aproximadamente) y
como valor bajo 0V.
Si se desea ajustar el tiempo que está a nivel alto y bajo se
deben aplicar las fórmulas:
Salida a nivel alto: T1 =
0.693*(Ra+Rb)*C
Salida a nivel bajo: T2 =
0.693*Rb*C
procedimiento del laboratorio
circuito mono estable
VARIACION DE R1 PARA F=2Hz
R1= 4.7
R2=4.7
C1=47uF
VARIACION DE
R1 PARA F=30Hz
R1=5 k
R2= 3.5k
C1=4uF
VARIACION DE
R1 PARA F=60Hz
R1=1.2k
R2= 1.2k
C1=4uF
circuito astable
Para 500 ms ,
R2=100kohms
C1=4.7uF
Para 5 s
R2=1000kohms
C1=4.7 uF
Para 60 seg
R2=1000k
C1=50uF
vídeo de demostración
conclusiones y observaciones
Observaciones
·El circuito integrado de timer
555 muestran diferentes datos para obtener una salida de por ejemplo 500 ms, en
la calculadora tenemos 4.7 uF y 100kohms, en cambio poniedo estos datos en
proteuus nos vota un tiempo de 315 ms.
·Se ha observado que los
cables estaban en mal estado lo cual nos dificulto en el armado del
laboratorio
·En el simulador proteus , se observó,
para buscar lo compontes electrónicos se ha de buscar por códigos .
·Los código de los componentes electrónicos,
son la identificación de cada una de ellas, con estas podemos buscar las características.
·Al cambiar el la conexión de
una salida de timer 555, se cambia la configuración, tiene nuevas funciones.
Conclusiones:
·En este
laboratorio se ha comprobado que el circuito integrado 555 es un Contador de una sola cifra.
·Con el desarrollo
de este laboratorio se dé mostro que estos contadores 555 dependiendo de su
conexión es que se da de forma ascendente o descendente, siendo utilizados para
variados propósitos.
·En resumen
dentro de estos contadores hemos podido realizar los flip flop, estos al llegar
a su tope máximo lo que hacen es volver a contar, así repetitivamente varias
veces.
·En uno de estas
experiencias, con el monoflop que podemos hacer es que el tiempo de pulsos
disminuya, nos referimos a que sea más lento el conteo.
·Para este
procedimiento se usó el generador de cloc’k, este es el que permite hacer el
conteo repetitivo y manda los pulsos para que sigan secuencia binaria.
·El circuito integrado
timer 555 nos ayuda a realizar señales de impulso de acuerdo a nuestras
necesidades, esto se logra cambiado magnitudes de las resistencias
II.PROXIMO LABORATORIO:
·Programación con Arduino.
III.BIBLIOGRAFIA Y WEBGRAFIA RECOMENDADA
·Floyd, Thomas (2006) Fundamentos de sistemas digitales. Madrid.: Pearson Educación (621.381/F59/2006) Disponible Base de Datos Pearson
·Morris Mano, M. (1986) Lógica digital y diseño de computadoras. México D.F.: Prentice Hall (621.381D/M86L)
·Tocci, Ronald (2007) Sistemas digitales: Principios y
aplicaciones. México D.F.: Pearson
Educación. (621.381D/T65/2007) Disponible Base de Datos Pearson
