CONTROLES DE SALIDAS CON ARDUINO
INTRODUCCIÓN
Señal analógica: es una señal que puede tomar infinitos valores
Señal digital: Es una señal que solo puede tomar dos valores 0 y 1 normalmente el 0
representa ausencia de tensión y el 1 presencia de tensión.
Arduino: consiste en una placa con un microcontrolador y una serie de entradas y
salidas que pueden ser analógicas y digitales. Permite el desarrollo de múltiples
diseños.
Para controlar las entradas y salidas del arduino utilizamos un programa
.
REALIZACIÓN PROGRAMAS PARA ARDUINO
Para la realización de estos programas utilizaremos ardublock que nos permite realizar
programas como si estuviésemos montando un puzle.
PIEZAS DE ARDUBLOCK
Algunos link de una programación en arduino encontramos en :
CONTROLES DE SALIDAS CON ARDUINO
INTRODUCCIÓN
Señal analógica: es una señal que puede tomar infinitos valores
Señal digital: Es una señal que solo puede tomar dos valores 0 y 1 normalmente el 0
representa ausencia de tensión y el 1 presencia de tensión.
Arduino: consiste en una placa con un microcontrolador y una serie de entradas y
salidas que pueden ser analógicas y digitales. Permite el desarrollo de múltiples
diseños.
Para controlar las entradas y salidas del arduino utilizamos un programa
.
REALIZACIÓN PROGRAMAS PARA ARDUINO
Para la realización de estos programas utilizaremos ardublock que nos permite realizar
programas como si estuviésemos montando un puzle.
PIEZAS DE ARDUBLOCK
Algunos link de una programación en arduino encontramos en :
Monoestable:Es un circuito multivibrador que realiza una función secuencial consistente en que al recibir una excitación externa; cambia de estado y se mantiene en él durante un periodo que viene determinado por una constante de tiempo. transcurrido dicho periodo, la salida del mono-estable vuelve a su estado original por lo tanto tiene un estado estable donde proviene de ese nombre y un estado casi estable.
En conclusión este circuito tiene la característica de que necesita de un pulso externo para cambiar de estado, pasado un período de tiempo, este regresa al estado anterior, es imposible mantener el estado activo indefinidamente. A este circuito comúnmente se le conoce como "Timer", Un buen ejemplo de esto, es nuevamente el circuito integrado 555, conectado como Multivibrador Monoestable
Astable
También conocido como oscilador de carrera libre, es un circuito capaz de cambiar de un estado a otro sin intervención externa, al ser conectado, automáticamente comienza su ciclo permaneciendo en un estado por cierto tiempo, cambiando al otro estado y permaneciendo en este el mismo tiempo que el estado anterior, Es decir, tiene un ciclo activo del 50%. Un buen ejemplo de esto es circuito integrado 555, conectado como Multivibrador Astable, con el cuál puede lograrse este efecto.
¿Como funciona el timer 555 astable?
En este caso, el 555 no tiene estado estable, la salida 3 va cambiando continuamente entre el nivel bajo y el alto continuamente, independientemente del estado de la entrada (2). El tiempo que estará la salida en alto y bajo dependerá de los componentes del circuito. Aquí tenemos la curva de funcionamiento:
Al tener un led a la salida estaría encendiéndose y apagándose todo el tiempo. Ya que genera una señal oscilante. El periodo de la curva, es el tiempo que tarda en repetirse un estado determinado, y en este caso será:
T = t1 + t2
t1 y t2 no tienen por que ser el mismo tiempo.
Pero como calculamos t1 y t2. Pues nada, igual que antes con una fórmula:
t1 = 0,693 x (R1 + R2) x C
t2 = 0,693 x Rb x C
t1 es el tiempo que estará en estado alto la salida (encendido el led) y t2 es el tiempo que estará en estado bajo la salida (led apagado).
En este caso el circuito es con dos resistencias, la Rb será la que nos determine el tiempo que estará la salida desactivada. Vemos el circuito de conexión del 555 como astable
Tener en cuenta: La frecuencia es el número de veces que se repite un periodo en cada segundo. en nuestro caso nos interesa saber cuantas veces se repite cada segundo el encendido y apagado.
F = 1 / T
CIRCUITO INTEGRADO CONTADOR
Son circuitos integrados donde vienen incluidos los flip-flops conectados según el tipo de contador y las puertas. Estos contadores se pueden llamar de propósito general. El CI 74192 es un contador reversible BCD síncrono TTL, es decir, módulo-10. Tiene doble entrada de reloj, una para cuenta ascendente y una para cuenta descendente que conmutan en la transición del nivel BAJO al nivel ALTO del pulso.
La entrada de borrado síncrono se activa en nivel ALTO colocándo las salidas en nivel BAJO (0000) y se inicializa en cualquier número que se cargue en las entradas de datos en forma binaria y se transfieren asíncronamente a la salida BCD (A=QA, B=QB, C=QC, D=QD). La salida de arrastre se utiliza para conectar en cascada serie varios contadores.
Laboratorio experimentado:
Materiales
Display
Cables de conexión
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.
CONECXIÓN CON OSCILOSCOPIO Y
FRECUENCIOMETRO
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=30Hz
R1=1.2k
R2= 1.2k
C1=4uF
2.Prueba experimental el OSCILADOR ASTABLE mostrado y visualice la forma de
onda de salida mediante el OSILOSCOPIO.
3. El
circuito mostrado es un oscilador con el C.I. NE555 en modo MONOESTABLE con estas condiciones:
Para 500 ms ,
R2=100kohms
C1=4.7uF
Para 5 s
R2=1000kohms
C1=4.7 uF
Para 60 seg
R2=1000k
C1=50uF
4. OSCILADOR
ASTABLE, el contador, el decodificador y el display de 7 segmentos tal como lo
muestra la imagen para realizar un CONTADOR ascendente/descendente
Las calculadoras 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.
Los cables estaban en mal estado lo cual nos dificulto en el armado del laboratorio
Se pudo experimentar que mediante una calculadora de timer 555 no salio el mismo resultado que el experimentado
Conclusiones
Concluimos como funciona un astable como estable
El timer 555 nos ayuda a realizar señales de impulso de acuerdo a nuestras necesidades, sólo jugando con el cambio de resistencias
Las frecuencias y ciclos de trabajo resultantes, no dependen de la fuente de alimentación.
En el laboratorio no es posible alcanzar una onda simétrica pura. Lo que se puede hacer para alcanzar una onda cuyo ciclo de trabajo sea lo más cercano al 50%, Ra debe ser una resistencia mucho mayor al de Rb
Explicar él arduino y su funcionamiento así como en diferentes aplicaciones de la electrónica
2-Objetivos Específicos
- Introducción al Arduino.
-Primeros pasos con Arduino.
-Funciones básicas para su programación.
-Ejemplo de aplicación.
3-Marco Teórico
Arduino es una herramienta para hacer que los ordenadores puedan sentir y
controlar el mundo físico a través de tu ordenador personal. Es una plataforma de
desarrollo de computación física (physical computing) de código abierto, basada
en una placa con un sencillo microcontrolador y un entorno de desarrollo para
crear software (programas) para la placa.
Puedes usar Arduino para crear objetos interactivos, leyendo datos de una gran
variedad de interruptores y sensores y controlar multitud de tipos de luces, motores
y otros actuadores físicos. Los proyectos con Arduino pueden ser autónomos o
comunicarse con un programa (software) que se ejecute en tu ordenador. La placa
puedes montarla tú mismo o comprarla ya lista para usar, y el software de
desarrollo es abierto y lo puedes descargar
Hardware y cable USB
Vídeo :
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.
En el laboratorio aplicamos el arduino para la realización de l proyecto de innovación
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
2. Objetivos Específicos
Implementación de circuitos de aritmética binaria usando C.I.: Sumadores y restadores.
Implementación de circuitos decodificadores y displays de 7 segmentos.
Utilizar un SIMULADOR para comprobar el comportamiento de los mismos.
3. Marco Teórico
Circuito Sumadores y Decodificadores BCD a 7 segmentos
SUMADORES Es un circuito que realiza la suma de dos palabras binarias. Es distinta de la operación OR, con la que no nos debemos confundir. La operación suma de números binarios tiene la misma mecánica que la de números decimales.
La suma de números binarios con dos o más bits, puede ocurrir el mismo caso que podemos encontrar en la suma de números decimales con varias cifras: cuando al sumar los dos primeros dígitos se obtiene una cantidad mayor de 9, se da como resultado el dígito de menor peso y “me llevo" el anterior a la siguiente columna, para sumarlo allí.
TIPOS
SEMISUMADOR (HALF ADDER)
El semi sumador (Half Adder) es un circuito combinatorio formado por compuertas
que tiene como función sumador dos bits (dos entradas) y obtener como resultado
la suma y el carry o lleva (dos salidas). A continuación se presenta su tabla de
verdad, su ecuación lógica, su símbolo y su circuito lógico.
SUMADOR COMPLETO (FULL ADDER) Tiene tres entradas, los dos bitas a sumar con el carry anterior (Ci) y dos salidas,
la suma y el nuevo carry (Co). Abajo se tiene la tabla de verdad, el símbolo y el
circuito lógico formado por dos semisumadores.
SUMADOR BINARIO DE 4 BITS
Este sumador es el circuito integrado 74283, suma dos números binarios de 4 bits
con el carry anterior (Co), o sea, en total 9 entradas y se obtiene a la salida los 4
bits del resultado de la suma y el nuevo carry (C4), en total 5 salidas. Es un
circuito integrado de 16 pines con la tierra (pin 8) y la fuente Vcc (pin 16). A
continuación se presenta la distribución de los pines del circuito, su diagrama
lógico y su símbolo lógico.
Diagrama lógico El esquema mostrado en la figura es el conexionado interno que presenta dicho sumador de 4 bits, configurado dentro del CI 7483
DECODIFICADORES
Son sistemas combinacionales que generan productos canónicos de una combinación binaria aplicada a sus entradas de manera que convierte un código binario de X bits en Y lineas de salida
TIPOS
Decodificadores excitados : se activa mas de una salida a la vez.
Decodificadores no excitados : solo se activa una salida a la vez.
Por ejemplo
El circuito de abajo
tiene dos entradas binarias (A y B), o sea, que puede ser 00 (=0), 01(=1), 10 (=2)
o 11 (=3) la salida se activa colocando un 0 en la salida correspondiente So, S1,
S2, S3. Para que funcione se requiere que el pin E=0.
DECODIFICADOR DE 3 A 8
El 74138 es un circuito integrado que decodifica un número binario de 3 bits a la
entrada A0-A1-A2 en 8 salidas Oo a O7. La salida correspondiente se activa según
el código presente en la entrada. Por ejemplo, si A2-A1-A0=011 (LHH) se activa
O3=L.
DECODIFICADOR DECIMAL
El 74147 es un decodificador decimal que tiene como entradas las líneas de 1 al 9
y como salidas el código binario que corresponde a la entrada activada. Funciona
con lógica negativa (activa con nivel bajo).
DECODIFICADOR BCD
BCD Quiere decir Binario Codificado en Decimal. Este circuito 7442 es un
decodificador cuya entrada es un número binario de 4 bits y su salida el
correspondiente número decimal.
DECODIFICADOR BCD A 7 SEGMENTOS
Es un decodificador cuya entrada es un número binario BCD y su salida son las
líneas (a, b, c, d, e, f, g) que se activan para formar el número decimal en un
display de 7 segmentos.
MAPAS DE KARNAUGH
Segmento A
Segmento B
Segmento C
Segmento D
Segmento E
Segmento F
Segmento G
RECUERDA:
LABORATORIO 03
PROCEDIMIENTO 1:
SIMULAR dicho circuito y completar la tabla siguiente:
Tendremos los siguientes resultados :
Armar circuito en el ENTRENADOR y verificar resultados
Visualización de Números Binarios (DECODIFICADORES)
Primer ejemplo:
ejemplo 2:
PROCEDIMIENTO 2:
Usando un Decodificador COMERCIAL: 7448
Realice la SIMULACION del circuito mostrado. Luego realice la IMPLEMETACION en el ENTRENADOR comprobando la tabla anterior
RESPONDER:
¿Qué
sucede si la SUMATORIA es superior a 9?, ¿qué número se muestra en el DISPLAY y
por qué?
Si la sumatoria es mayor a nueve
el resultado en el display simplemente es el encendido de los leds sin formar
un número por ejemplo si sumamos 0111+0011=1010 es decir 6+4=10
En el CI 7448, ¿para qué se utilizan los pines BI/RBO, RBI y LT?
RBI: ondulación de entrada de borrado
LT: ENTRADA DE PRUEBA DE LÁMPARA (ACTIVO BAJO)
BI: ENTRADA EN BLANCO
En el bloque del entrenador denominado HEX 7 SEGMENT DISPLAY, ¿para qué sirven las entradas LE, RBI y la salida RBO?
LT "Lamp Test"
Sirve para checar si el CI funciona al tener armado tu circuito y activarlo se deberan encender todos los segmentos del display
BI/RBO Blanking Input "Corte de salida / Fluctuación Corte de salida" se activa cuando lo está RBI y la entrada BCD es 0
Vimos que algunos de nuestros materiales no hacían buen contacto
Es muy importante conectar su gnd y vcc de los componentes digitales, como del sumador, si no se realiza esto simplemente no funcionará.
Algunos pones del contador tiene que ir conectados a negativo.
Algunos cables que se usaron, no estaban en buenas condiciones los cuales tuvieron que ser separadas del resto de conductores .
Si el labsoft no funciona es necesario reiniciarlo.
El cable usb de los equipos del protoboard no funcionaba, por lo cual tuvo que cambiarse.
CONCLUSIONES
Se debe verificar el uso buen del conexionado ya que de eso depende mis respuestas
Se debe verificar el funcionamiento de cada uno de los instrumentos para no tener respuestas erróneas
Al momento de usar los decodificadores vimos que todo dependía de las entradas y salidas ya que como resultado daba en el Dispay lo que nos ayudaba a identificar si alguna conexión estuviera mal
Al momento de rellenar la tabla vimos que uno de los cuadros nos salían con dos dígitos en la cual no podíamos ver el numero ya que solo utilizamos un display para la solución de esto seria aumenta otro display para poder tener los resultados
hay diferentes maneras de sacar el resultados de sumando ya que otros son mas complejos pero en el laboratorio vimos que hay una manera mas fácil.
Los códigos binarios representan números binarios, por lo cual se pueden realizar sumas de digitosbinarios para obtener un resultado.
Los números binarios se leen de derecha a izquierda.
Es muy importante conocer la de los dígitos binarios para poder realizar una suma, por ejemplo si tenemos un número 0101, podemos decir que el uno posicionado en número cero de la derecha represente a un 2^0, y esto es 1, luego tenemos a un cero, el cual no representa a nada, y en la segunda posición tenemos al uno, el cual es 2^2 que es cuatro y finalmente tenemos un 0. Si realizamos la suma de estos dígitos tenemos 4 +1 igual a 5, por ende el dígito binarios 0101 representa al 5.
Los ignotos binarios son muy importante para realizar por ejemplo contadores, los cuales son muy utilizados en las industrias.
Los displays se activan según la señal que se manda mediante y sumador o simplemente mediante dígitos binarios.
