aporte fase 2 microelectronica

8/16/2019 Aporte Fase 2 Microelectronica

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APORTE

Fase 2

POR

GUSTAVO CANTILLO R - 85475194

MICROELECTRÓNICA -299008_12

PRESENTAO A

LUIS AL!ERTO SUARE"


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ESCUELA E CIENCIAS !#SICAS$ TEGNOLOG%A E INGENIER%A

UNIVERSIA NACIONAL A!IERTA & A ISTANCIA UNA

CEA SANTAMARTA

1' E A!RIL E 201(


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I)*+,.//)

Bienvenidos a éste aparte acerca de la plataforma arduino, a continuación adjuntouna pequeña reseña de la plataforma que también pueden encontrar en la

página http://wwwarduinocc/ o en su versión enespañol http://wwwarduinocc/es/ , sin embargo esta ultima versión no presentatoda la información actuali!ada " en muchos casos, es mejor usar la página eningles #ado que la plataforma tienen tanto material en internet, este tutorialpuede verse mas como la recopilación de una serie de lecturas guiadas acerca deltema pensada para ser trabajada en Bogotá $olombia, sin embargo aquellaslectores de fuera de la capital no deben desanimarse puesto que la ma"or%a de lastiendas donde se consiguen los componentes, placas " sensores para trabajararduino, son de caracter virtual " distribu"en a todo el pa%s

3.e es a+.),

$uando se habla de arduino, es necesario tener en cuenta que este se hallaconstituido por tres elementos fundamentales " que todos ellos se denominan bajoen mismo nombre &arduino', estos componentes son:

• (l hardware o placas de arduino

• (l entorno de programación o )#(

• (l lenguaje de programación

http://www.arduino.cc/http://www.arduino.cc/es/http://www.arduino.cc/es/http://www.arduino.cc/


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(n general estos componentes fueron creados con la finalidad de tener unaplataforma de electrónica abierta para la creación de prototipos basada ensoftware " hardware fle*ibles " fáciles de usar +e creó para artistas, diseñadores,aficionados " cualquiera interesado en crear entornos u objetos interactivos

E 6a+a+e

El hardware, en su ma"or%a, esta constituido por unabaquela electrónica desarrollada en torno a un microcontrolador de tmel, estasplacas se pueden adquirir ensambladas o construirlas directamente "a que en lapagina se encuentran los planos electrónicos " la licencia del producto lo permite,sin embargo resultan valer apro*imadamente lo mismo " nunca quedan con lacalidad de las placas originales (n la actualidad a $olombia están ingresandomuchas placas de arduino de origen chino, las cuales bajan un poco la calidad de

los materiales pero mantienen las mismas funciones que las placas originalesprovenientes de )talia, esta es la ra!ón por la cual algunos vendedores enmercado libre " tiendas online las ofrecen a un precio bastante bajo(stas placas han ido evolucionando as% como el software " es mejor comprar delas mas recientes como la -eonardo, la rduino .no 0 " las nanos basadas en el

tmega012, pero si lo que se necesitan son entradas " salidas en gran cantidad,lo mejor es la arduino 3ega -as primeras placas utili!aban un chip ft101 paracomunicarse por puerto usb al computador " un micro para ser programado, luegose utili!o un microcontrolador especial para cumplir esta función como en el casode los arduinos uno que tienen un micro para la comunicación " otro para serprogramado, actualmente se usa un 4nico microcontrolador que se encarga dellevar a cabo la comunicación " sobre el que también se descargan lasinstrucciones a ejecutar, este es el caso del arduino -eonardo por ejemplo-os lectores deben entender que en principio es posible crear una placa dedesarrollo al rededor de cualquier microcontrolador " lo que se logra con lasplacas de arduino es tener el microcontrolador listo para conectar a los sensores "actuadores que requerimos " programarlo, esto le confiere una gran velocidad e eldesarrollo de pro"ectos "a que cinco minutos luego de conectar tu placa porprimera ve! al computador "a puedes estar descargandole el primer programa aunsin saber programar 5or otro lado se tienen una serie de aditamentos llamadosshell &escudos o cascaras' los cuales le dan mas funcionalidad a las placas

$uando compres un arduino, las principales caracteristicar a tener en cuenta encuanto al hardware son:

• 6amaño, por ejemplo para diseño de dispositivos de uso cotidiano enocasiones es mucho melor utili!ar los arduinos mini o nano que son depoco tamaño


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• 7umero de entradas/ salidas, es necesario saber cuantas entradas "cuantas salidas seran necesarias para el pro"ecto

• $apacidad de memoria del microcontrolador, por si reali!as programas mu" mu" grandes

• 8oltaje de operación

(l hardware del rduino uno 1, se muestran en la figura de arriba aunque nonecesariamente todos los arduinos son iguales, a continuacion describo a grosomodo cada una de estas

9 $onector .+B, que puede ser tipo B o mini, este provee la comunicaciónpara la programación " la toma de datos, también provee una fuente de

8#$ para alimentar al arduino, pero de baja corriente por lo que no sirvepara alimentar motores grandes por ejemplo +iempre que adquieran unaplaca de arduino no olviden pedir el cable de cone*ión .+B pues esterepresenta unos ;


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0 5lug de cone*ión para fuente de alimentación e*terna, el voltaje que sesuministra por aqu% debe ser directo " estar entre >8 " 928, incluso 1=8, generalmente se usa un adaptador, pero debe tener cuidado de que elterminal del centro del plug quede conectado a positivo "a que algunosadaptadores traen la opción de intercambiar la polaridad de los cables

? 5uerto de cone*iones@ constituido por > pines de cone*ión con lassiguientes funciones: (+(6, permite resetar el microcontrolador al enviarleun cero lógico 5in 008, este pin provee una fuente de 008#$ paraconectar dispositivos e*ternos como en la protoboard por ejemplo 5in 8,es una fuente de 8#$ para conectar dispositivos e*ternos #ospines A7#, que proveen la salida de cero voltios para dispositivos e*ternos5in 8in, este pin esta conectado con el positivo del plug 0 por lo que se usapara conectar la alimentación de la placa con una fuente e*terna de entre >" 918#$ en lugar del plug 0 o la alimentacion por el puerto .+B (stepuerto esta modificado en la versión 0 de rduino .no

5uerto de entradas análogas, aqu% se conectan las salidas de los sensores análogos (stos pines solo funcionan como entradas recibiendo voltajesentre cero " cinco voltios directos

> 3icrocontrolador tmega 012, es el microcontrolador implementado en los rduino uno " sobre el cual vamos a programar, en la versión +3# delarduino uno 1, se usa el mismo microcontrolador pero en montajesuperficial, en este caso las 4nicas ventajas que se me ocurren sonla reducción del peso " ganar un poco de espacio


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estan precedidos por el s%mbolo D , lo que indica que permiten su uso comosalidas controladas por ancho de pulso 5E3

915uerto de cone*iones, inclu"e entradas o salidas adicionales &de la 2 a la91', las salidas , 9= " 99 permiten control por ancho de pulso@ la salida 90

es un poco diferente pues tiene conectada una resistencia en serie, lo quepermite conectar un led directamente entre ella " tierra Finalmente ha" unasalida a tierra A7# " un pin (F que permite ser empleado comoreferencia para las entradas análogas

90(ste led indica el estado del pin 90

9?7o se e*actamente la función de estos pines

9$hip de comunicación que permite la conversión de serial a .+B

rduino puede tomar información del entorno a través de sus pines de entrada detoda una gama de sensores " puede afectar aquello que le rodea controlandoluces, motores " otros actuadores (l microcontrolador en la placa rduino &de lamarca atmel' se programa mediante el lenguaje de programación rduino &basadoen Eiring' " el entorno de desarrollo rduino &basado en 5rocessing' .na ve!descargados en las placas -os pro"ectos hechos con rduino pueden ejecutarsesin necesidad de conectar a un ordenador, si bien tienen la posibilidad de hacerlo" comunicar con diferentes tipos de software &pej Flash, 5rocessing, 3a*3+5'-as placas pueden ser hechas a mano &de lo que se consigue abundante materialen la red' o compradas montadas de fábrica@ el software puede ser descargado deforma gratuita del las paginas oficiales de arduino, sin embargo recomiendodescargar de la pagina en ingles en donde obtendrán la versión mas actuali!ada-os ficheros de diseño de referencia &$#' están disponibles bajo una licenciaabierta, as% pues eres libre de adaptarlos a tus necesidades

rduino recibió una 3ención Gonor%fica en la sección #igital $ommunities de laedición del 1==> del rs (lectronica 5ri* (l equipo rduino &rduino team' es:3assimo Ban!i, #avid $uartielles, 6om )goe, Aianluca 3artino, and #avid 3ellis$redits

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Ve)*aas es:e)*aas e A+.),

-a plataforma rduino presenta las siguientes ventajas ante los pro"ectoselaborados con microcontroladores 5)$ &de 3icrochip'

http://wiring.org.co/http://processing.org/http://arduino.cc/en/Main/Softwarehttps://sites.google.com/site/temasdedisenoymanufactura/arduinohttp://wiring.org.co/http://processing.org/http://arduino.cc/en/Main/Softwarehttps://sites.google.com/site/temasdedisenoymanufactura/arduino


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9 rduino trae el programador incorporado, en la plataforma 5)$ es necesariocomprar el programador por separado alcan!ando este costos de hasta;1===== para los originales " desde ;>==== a ;91==== para las copiashechas en $olombia " del orden de ;?==== mas el tiempo para unprogramador hecho por nosotros mismos esto contrasta con el caso de

arduino en donde las versiones mas costosas del arduino uno cuestan unos;2==== &0' " "a incorporan programador " el chip a programar

1 rduino viene listo para usar, es mu" gratificante cuando se compra unarduino saber que puedo llegar a casa, conectar los sensores, losactuadores " programar inmediatamente esto no sucede con los 5)$ endonde se debe construir el circuito del 5)$ " la fuente en ona protoboardantes de poder reali!ar alguna prueba, aunque por all% vi en internet elpro"ecto 5)$#.)7C que consiste en una plataforma parecida a la dearduino pero implementada con 5)$s, esto es mu" bueno para losentusiastas de los 5)$s

0 -a plataforma hecha en $olombia &realmente en cualquier parte que no seala original )taliana' llamada F((#.)7C podemos conseguirla entre unos;9==== " ;9=== pesos mas económica que la versión italiana " con lasmismas prestaciones

? mi parecer los microcontroladores tmel utili!ados para construir lasplataformas arduino presentan mejores prestaciones que los de 3icrochip&esta es una opinión personal " puedo estar falseando por faltade información'

las plataformas de arduino pueden ser adquiridas en versiones de montajesuperficial que ocupan mu" poco espacio " consumen mu" poca potencia,este punto es relevante cuando diseñamos productos del tipoelectrodomesticos o productos electronicos de consumo

> l usar las librer%as, la programación en arduino es mas sencilla " fácil deaprender que la basada en (nsambler de los 5)$ ealmente las personasacostumbradas a programar en lenguajes como $ " $HH "a sabenprogramar los arduinos


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algunos microsegundos que en el caso de dispositivos de uso cotidiano sonirrelevantes, pero significativos a la hora de hacer adquisición de datos

1 (l hecho de que la plataforma venga "a ensamblada le quita fle*ibilidad alos pro"ectos, asi por ejemplo estar%amos obligados a usar un espacio "

forma acorde con el 5$B del arduino, para superar esto, se debe trabajarcon un microcontrolador diferente al de la plataforma " diseñar las 5$Bdesde cero como con los 5)$s

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A;.s/) e .) A+.),

5ara sacar adelante un pro"ecto con arduino, lo primero es conseguir una de lasplataformas de programación disponible en el mercado, las distintas opciones sepueden apreciar en la página http://arduinocc/en/3ain/Gardware , se escogenseg4n la aplicación que se tenga, en este paso es mu" importante conocer el tipode señal proveniente de los sensores &rango, análoga o digital', as% como lacantidad de señales a recibir, similarmente sucede con las salidas@ algunas deestas 5$B que se hallan en la pagina anterior son realmente e*tensiones de losprogramadores que les permiten por ejemplo comunicación inalámbrica, porcelular o manejo de distintos motores entre otras

(n particular "o prefiero el rduino uno para iniciarse en el mundo de laprogramación con esta plataforma, en Bogotá &$olombia' e*isten diferentesproveedores como lo son sigmaelectronica, tienda derobótica, 3icroelectronicoscom, en mercado libre o en el segundo piso del centrocomercial de la $ra con $ll9 en el centro de la ciudad, es importante quepidan garant%a sobre el producto pues en raras ocasiones los microcontroladoresvienen defectuosos

-as partes del rduino uno 1, se muestran en la siguiente figura aunque nonecesaria mente todos los rduinos uno son iguales "a que e*isten diferentesversiones

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https://sites.google.com/site/temasdedisenoymanufactura/arduinohttp://arduino.cc/en/Main/Hardwarehttps://sites.google.com/site/temasdedisenoymanufactura/arduinohttps://sites.google.com/site/temasdedisenoymanufactura/arduinohttp://arduino.cc/en/Main/Hardwarehttps://sites.google.com/site/temasdedisenoymanufactura/arduino


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es/a+


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P+>e+,s ?as,s /,) A+.), .),

5ara comen!ar a programar primero debemos instalar la placa a utili!ar, siguiendolos pasos numerados a continuación:

• $onectar la placa al puerto usb, esto hará que se inicie la instalación, peroesta por lo general falla

https://sites.google.com/site/temasdedisenoymanufactura/arduinohttps://sites.google.com/site/temasdedisenoymanufactura/arduino


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• para hacer la instalación nos vamos al panel de control " entramos aladministrador de dispositivos

• .na ve! en el administrador damos clic derecho sobre el puerto de arduino

que debe aparecer con una advertencia " all% seleccionamos Ictuali!arsoftware de controladorI


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• Eindows nos mostrara una advertencia como la de la figura, le damosinstalara este software de controlador de todas formas " esperamos a quetermine la instalación, al final en el administrador de dispositivos debedesaparecer la advertencia anterior


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para tener acceso al código, abre el ejecutable de arduino " en los ejemplosabre la opción BlinJ como se muestra en la figura


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verifique el programa " luego carguelo en la la placa de arduino &todo estose hace en la interface', asegurece de usar el puerto adecuado en

el men4 Cption/+erial 5ort, seleccione alguno de la lista hasta que ladescarga funcione, lo que se sabe porque los leds * " 6* parpadean .nave! descargado el programa el led del pin 90 debe parpadearintermitentemente

5ara comprender el programa lo mejor es dirigirse a la pagina defundamentos " leerla completa, "a que es aqu% donde se da la estructura dela programación en arduino

.na ve! terminada la lectura anterior, sugiero continuar con la lectura de losejemplos de la pagina de arduino para adquirir mas dominio en el software, tengaen cuenta que todos los códigos están en el programa

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http://arduino.cc/es/Tutorial/Foundationshttp://arduino.cc/es/Tutorial/Foundationshttp://arduino.cc/es/Tutorial/Foundationshttps://sites.google.com/site/temasdedisenoymanufactura/arduinohttp://arduino.cc/es/Tutorial/Foundationshttp://arduino.cc/es/Tutorial/Foundationshttps://sites.google.com/site/temasdedisenoymanufactura/arduino


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