sábado, 7 de diciembre de 2019
Laboratorio N° 14
''Año de la lucha contra la corrupción y la impunidad".
Laboratorio N° 12
Circuitos Digitales
Programacion Grafica de Arduino
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Alumno(s)
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Nota
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Grupo
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Ciclo 4C4
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Electrotecnia
Industrial – Electrónica Digital
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Fecha de
entrega
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I. CAPACIDAD
TERMINAL
●
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.
II. COMPETENCIA
ESPECIFICA DE LA SESION
●
Programar
la tarjeta ARDUINO UNO utilizando un lenguaje gráfico y comparar con lenguaje
de texto.
●
Conocer
el entorno de mBlock y todas sus posibilidades.
●
Realizar
programación básica utilizando software mencionado..
- CONTENIDOS A
TRATAR
●
Entorno
ARDUINO y tarjeta ARDUINO UNO
●
Entorno
de programación básica con mBlock
IV. RESULTADOS
●
Diseñan
sistemas eléctricos y los implementan gestionando eficazmente los recursos
materiales y humanos a su cargo.
V. MATERIALES
Y EQUIPO
●
IDE
Arduino y mBlock instalado.
●
Tarjeta
ARDUINO UNO
●
Componentes
accesorios.
●
Guía
de Laboratorio. El trabajo se desarrolla de manera GRUPAL.
●
PC
con Software de simulación.
VI. REPASO
DEL LABORATORIO ANTERIOR
●
Temporizadores
y Generadores de Clock
VII. FUNDAMENTO
TEÓRICO
●
Revise
los siguientes enlaces:
●
Proyectos
con Arduino:
●
Instalación
de IDE Arduino:
Instalación de mBlock:
- HISTORIA DE ARDUINO:Arduino fue inventado en el año 2005 por el entonces estudiante del instituto IVRAE Massimo Banzi, quien, en un principio, pensaba en hacer Arduino por una necesidad de aprendizaje para los estudiantes de computación y electrónica del mismo instituto, ya que en ese entonces, adquirir una placa de micro controladores eran bastante caro y no ofrecían el soporte adecuado; no obstante, nunca se imaginó que esta herramienta se llegaría a convertir en años más adelante en el líder mundial de tecnologías DIY (Do It Yourself). Inicialmente fue un proyecto creado no solo para economizar la creación de proyectos escolares dentro del instituto, si no que además, Banzi tenía la intención de ayudar a su escuela a evitar la quiebra de la misma con las ganancias que produciría vendiendo sus placas dentro del campus a un precio accesible (1 euro por unidad). El primer prototipo de Arduino fue fabricado en el instituto IVRAE. Inicialmente estaba basado en una simple placa de circuitos eléctricos, donde estaban conectados un micro controlador simple junto con resistencias de voltaje, además de que únicamente podían conectarse sensores simples como leds u otras resistencias, y es más, aún no contaba con el soporte de algún lenguaje de programación para manipularla. Años más tarde, se integró al equipo de Arduino Hernando Barragán, un estudiante de la Universidad de Colombia que se encontraba haciendo su tesis, y tras enterarse de este proyecto, contribuyó al desarrollo de un entorno para la programación del procesador de esta placa: Wiring, en colaboración con David Mellis, otro integrante del mismo instituto que Banzi, quien más adelante, mejoraría la interfaz de software. Tiempo después, se integro al "Team Arduino" el estudiante español David Cuartielles, experto en circuitos y computadoras, quien ayudó Banzi a mejorar la interfaz de hardware de esta placa, agregando los micro controladores necesarios para brindar soporte y memoria al lenguaje de programación para manipular esta plataforma. Más tarde, Tom Igoe, un estudiante de Estados Unidos que se encontraba haciendo su tesis, escuchó que se estaba trabajando en una plataforma de open-source basada en una placa de micro controladores pre ensamblada. Después se interesó en el proyecto y fue a visitar las instalaciones del Instituto IVRAE para averiguar en que estaban trabajando. Tras regresar a su país natal,recibió un e-mail donde el mismo Massimo Banzi invitó a Igoe a participar con su equipo para ayudar a mejorar Arduino. Aceptó la invitación y ayudó a mejorar la placa haciéndola más potente, agregando puertos USB para poder conectarla a un ordenador. Además, el le sugirió a Banzi la distribución de este proyecto a nivel mundial. Cuando creyeron que la placa estaba al fin lista, comenzaron su distribución de manera gratuita dentro de las facultades de electrónica, computación y diseño del mismo instituto. Para poder promocionar el proyecto Arduino dentro del campus, tuvieron que consultar con un publicista que más parte pasaría a formar parte del equipo Arduino: Gianluca Martino, quien la distribuyo dentro del instituto y promocionando a algunos conocidos y amigos suyos. Al ver su gran aceptación por parte de los alumnos y maestros y tomando en cuenta el consejo de Igoe, pensaron en su distribución nivel mundial, para lo cual contactaron a un amigo y socio de Banzi, Natan Sadle, quien se ofreció a producir en masa las placas tras interesarse en el proyecto. Un breve tiempo más tarde, al ver los grandes resultados que tuvo Arduino y las grandes aceptaciones que tuvo por parte del público, comenzó a distribuirse en Italia, después en España, hasta colocarse en el número uno de herramientas de aprendizaje para el desarrollo de sistemas autómatas, siendo además muy económica (300-500 pesos) en comparación con otras placas de micro controladores (800 pesos en adelante).
* Su nombre viene del nombre del bar Bar di Re Arduino donde Massimo Banzi pasaba algunas horas, el cual a su vez viene del nombre de un antiguo rey europeo allá por el año 1002.
* A la fecha se han vendido más de 250 mil placas en todo el mundo sin contar las versiones clones y compatibles.
Google ha apostado por el proyecto y ha colaborado en el Android ADK (Accesory Development Kit), una placa Arduino capaz de comunicarse directamente con spmartphones Android para obtener las funcionalidades del teléfono (GPS, acelerómetros, GSM, a bases de datos) y viceversa para que el teléfono controle luces, motores y sensores conectados de Arduino.
- video tutorial de experiencias realizadas en el laboratorio y programación y armado del caso mostrado.
- Observación y Conclusiones:
- En primer lugar fue muy contribuyente el programa de juegos, ya que o tomamos como practica para recordar cómo se programaba en arduino y basándonos en eso, pudimos realizar con éxito la solución al caso mostrado.
- se logró comprender el funcionamiento del software MBLOCK ya que gracias a este pudimos crear de forma mas sencilla el código con bloques y condicionales y así realizar satisfactoriamente el laboratorio.
- y para culminar resolvimos el caso propuesto utilizando variables y condicionales y con un poco de esfuerzo logramos culminar satisfactoriamente el proyecto dado.
lunes, 18 de noviembre de 2019
Laboratorio N°12 y 13
''Año de la lucha contra la corrupción y la impunidad".
Laboratorio N° 12
Circuitos Digitales
Matriz de Leds
Alumno(s)
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Nota
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Grupo
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Ciclo 2C5
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Electrónica
y Automatización – Circuitos Digitales
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Fecha de
entrega
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I. CAPACIDAD
TERMINAL
●
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.
II. COMPETENCIA
ESPECIFICA DE LA SESION
●
Implementación
de Registros en Serie
●
Contador
en Anillo con Registro serie
●
Identificación
de terminales y prueba de Matriz de Leds
CONTENIDOS A
TRATAR
●
Registros
Series
●
Contador
en Anillo
●
Matriz
de Leds.
IV. RESULTADOS
●
Diseñan
sistemas eléctricos y los implementan gestionando eficazmente los recursos
materiales y humanos a su cargo.
V. MATERIALES
Y EQUIPO
●
Entrenador
para Circuitos Lógicos
●
PC
con Software de simulación.
●
Guía
de Laboratorio. El trabajo se desarrolla de manera GRUPAL.
VI. REPASO
DEL LABORATORIO ANTERIOR
●
Contadores
especiales y Reductores de Frecuencia.
VII. FUNDAMENTO
TEÓRICO
●
Revise
los siguientes enlaces:
●
REGISTROS
EN SERIE
●
CONTADORES
EN ANILLO:
TEORIA DE MATRIZ DE LEDS:
Matriz de Leds
- Una matriz de leds es un display formado por multiples leds, en una distribucion rectangular. Existen distintos tamaños, el mas abitual es el de 8x8. Estos se dividen en filas y columnas claramente se tiene que ver con anterioridad la posicion de los Anodos y Catodos para realizar cualquier trabajo.
- Contador en anillo. Constituye un registro de desplazamiento en el cual la entrada del 1er Flip-Flops esta condicionada por la salida del ultimo, constituyendo así una cadena cerrada.
- La información introducida inicialmente circula permanentemente por los biestables sin perderse.
- si al comienzo un biestable es puesto en "1" y el resto en "0" (lo cual se logra con las entradas asincrónicas Set y Reset de cada Flip-Flop).
- En contador en anillo funciona pasándose de Flip- Flop a Flip-Flop un unico bit. Esto quiere decir que, en cualquier instante del proceso de conteo, solo un Flip-Flop tiene su salida Q=1. Esto provoca que el contador en anillo sea el contador mas fácil de decodificar.De hecho, sabiendo que el Flip-Flop esta a uno, conocemos en que estado se encuentra el contador.
Implementacion de Contador Jhonson,(SOFTWARE PROTEUS):
Video Tutorial Explicando lo Realizado en Laboratorio:
Observaciones y Conclusiones:
- Faltaba Cables para la realización del Laboratorio.
- A realizar una implementación de registros en serie.
- A realizar y entender el comportamiento de un contador en anillo con registro serie.
- A identificar de terminales y prueba de Matriz de leds.
- Describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de información.
- Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial.
¿Que he aprendido de esta experiencia?
- Implementar registros en serie de forma practica y en simulación.
- Armados de un Contador en Anillo con Registro serie.
- Logre identificar de terminales y prueba de Matriz de leds.
domingo, 17 de noviembre de 2019
Laboratorio N°10
''Año de la lucha contra la corrupción y la impunidad".
Laboratorio N° 10
Circuitos Digitales
Contador Jhonson Y Divisor de Frecuencia.
Circuitos Digitales
Contador Jhonson Y Divisor de Frecuencia.
Contador Johnson
El contador Johnson o contador conmutado en cola es una variación del contador en anillo que duplica el número de estados codificados, sin sacrificar su velocidad. Lo que si complica algo es la decodificación del estado.
Divisor de frecuencia
El JK flip-flop es un divisor-por-dos, porque el cambia de estado cada vez que un pulso activo alcanza su entrada; esto es, el primer pulso SETS (pone) al JK en lógica 1 (nivel H), y el segundo pulso lo RESETS (devuelve) a lógica 0 (nivel L).
Así, se requieren dos pulsos de entrada para proporcionar un pulso de salida. Las variables A y B de la figura 20 fueron escogidas para ilustrar esta división. Podemos considerar que A es la entrada para JK, y que B es su salida. Observemos que, por cada segmento igual de tiempo, sólo hay en B una cantidad de pulsos igual a la mitad de los pulsos presentes en A. Consecuentemente, la frecuencia de B es la mitad de la de A.
Si dos JK's son conectados en cascada (con la salida del primero manejando la entrada del segundo), el resultado será un circuito divisor-por-cuatro, porque la división por 2 del primer JK es dividida nuevamente por 2 en el segundo JK.
Contadores digitales Cuando se conectan en cascada flip-flops JK, el resultado es una división por 2n (2 a la segunda potencia n), donde "n" es el número de etapas en cascada. así, tres JK's en cascada dividirán por 8, porque 2(3) = 8. Ver en la figura 21 el diagrama de tiempos para un divisor por 8. 2n significa que se debe multiplicar entre sí la base 2 un número "n" de veces, para obtener la cantidad que representa.
Es bastante fácil hacer divisiones cuyo divisor sea un número entero potencia de 2. Es poco más complicado si se desea dividir por diez, por ejemplo, porque tres JK's dividen por 8 y un cuarto JK's dividiría por 16. Es necesario, entonces, usar cuatro JK's y monitorizar la cantidad acumulada.
Cuando la cantidad alcance diez, es necesario proveer un pulso de salida y reset todos los JK's para que arranquen de nuevo en cero. Para hacer esta división por 10 se consiguen circuitos integrados, conocidos como DIVISOR POR DECADAS, pero se puede implementar como aparece en el diagrama lógico de la figura 22.
Divisores de frecuencia digital Un circuito divisor-por-diez podrá, en efecto, contar de o a 9. En la siguiente imagen, aparecen representados los números binarios con su equivalente decimal al frente (observemos que, la acción descrita por esta tabla, implica que cada etapa del circuito lógico cambie de estado solamente cuando la etapa precedente pasa a lógica 1 a lógica 0, es decir, únicamente cuando "caiga el pulso").
Las letras A, B, C y D se refieren a los JK's del diagrama en bloques (block diagram). Los JK's están numerados de derecha a izquierda de tal forma que sus estados, cuando se tabulen, aparezcan en el orden convencional establecido para los números binarios.
Contadores digitales Cuando todos los flip-flops están en el estado lógico 0, ellos tienen el número CERO. Cuando A está en lógica 1, C en lógica 0, y D está en lógica 1, los flip-flops tienen número 5. El razonamiento anterior se puede aplicar para cualquier número, entre 0 y 15.
Para dividir por 10, es necesario detectar el número 9, y aprovechar la caída de su pulso para reponer todas las etapas del circuito. Para este número, A es lógica 1, B es lógica 0, C es lógica 0 y D es lógica 1, datos que escritos en forma de expresión Booleana nos da lo siguiente:
E = A no-B no-C D, que se lee "E es igual a A and no-B and no-C and D"(el and significa la conjunción y en español, pero se ha dejado su equivalente inglés para visualizar mejor la clase de compuerta electrónica necesaria para implementar esta expresión del álgebra do boole: la AND.
Como se muestra en la parte superior de la siguiente figura, se usa una compuerta NAND de cuatro entradas para implementar esta función. Observemos que los JK flip-flops proporcionan directamente las salidas para No-B y NO-C. La salida B es lógica 1 cuando B no es lógica 1. Toda vez que el número 9 es detectado, la salida de la compuerta AND se pasa a lógica 1. Este nivel lógico sirve como señal de salida para el circuito divisor-por-diez, y como señal de reset para todos los JK.
Observemos que se ha incluido un circuito monoestable one-shot (OS) entre la salida y la línea de entrada reset para los flip-flops. El monoestable genera un puslo de logitud definida cada vez que el DATA PULSE cae (cada que el pulso propio del divisor cambia de nivel alto a nivel bajo), de ancho suficiente para dar tiempo a que todos los flip-flops se repongan (recordemos que está de por medio el tiempo de propagación, que, aunque es de unos 20 nanosegundos es TTL, es digno de tener en cuenta). Este mismo principio de REALIMENTACION (feedback) es usado para generarla salida y el reset de cualquier otro divisor.
. OBSERVACIONES
- Es preferible que antes de hacer la implementación del circuito, hacer su respectiva simulación para así conocer el funcionamiento y evitar errores en cuanto a conexiones.
- Es importante primero revisar el funcionamiento de cada flip-flop, ya que de encontrarse alterado o con falla, perjudicará al funcionamiento correcto del circuito.
- En el laboratorio se usó un generador de cloc, el cual su pin CT debe de estar conectado a tierra necesariamente para el correcto funcionamiento del circuito.
- Antes de proceder al armado revisar la continuidad de los cables para evitar errores futuros.
. CONCLUSIONES
- Se concluye que se conoció el funcionamiento del contador Johnson, así como el respectivo análisis de su tabla de verdad.
- Se concluye que con n flip-flops, un contador Johnson es capaz de codificar 2n estados, y aunque la decodificación se complica, la velocidad de conteo es igual a la del contador en anillo.
- Concluimos que se llama divisor de frecuencia a un dispositivo electrónico que divide la frecuencia de entrada en una relación casi siempre entera o racional, la forma de la señal de salida puede ser simétrica o asimétrica. La señal de entrada frecuentemente tiene forma de una onda cuadrada pero también puede ser sinusoidal o de otras formas.
- Concluimos que a partir de una adecuada conexión de varios flip-flop, se puede obtener un circuito digital divisor de frecuencia, los cuales son dos tipos de divisores de frecuencia, de manera par e impar, la cual depende de las conexiones entre los flip-flops.
- En conclusión, en un divisor de frecuencia impar, el periodo varía de manera impar, es decir, cierto tiempo este prendido y un durante un tiempo diferente permaneces apagado.
- Se concluye que el divisor de frecuencia par, consecutivamente cada biestable divide la frecuencia a la mitad y el periodo multiplica el doble, así que la idea es ir acoplando biestables hasta obtener la frecuencia deseada.
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