LABORATORIO NRO.13

PROYECTOS CON ARDUINO 

FASE 1: SEMÁFORO CON ARDUINO 

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 ESPECÍFICA DE LA SESIÓN:

- Programación de circuitos contadores con Arduino
- Estructuras de control en programación

- Escritura de datos por puerto serial 

III.FUNDAMENTO TEÓRICO:

1.Arduino:
Es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares.Por otro lado Arduino nos proporciona un software consistente que implementa el lenguaje de programación de arduino y el bootloader ejecutado en la placa.

2.¿Para que sirve Arduino?
Sirve para desarrollar elementos autónomos conectado a dispositivos e interactuar tanto con el hardware como con el software.También nos sirve para controlar un elemento o dispositivo.

3.¿Qué puedo hacer con Arduino?
Se puede hacer casi todo.Arduino es una plataforma para controlar un microcontrolador y por lo tanto puede hacer todo lo que puede hacer una MCU.Arduino es un sistema autónomo programado que realiza una o varias tareas específicas.Un arduino puede hacer las tareas de un autómata e intercambiar datos con un SCADA (Supervisión,Control y Adquisición de datos).

4.HW Arduino:
El HW Arduino es básicamente una placa con un microcontrolador.Un microcontrolador es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar órdenes grabadas en su memoria.Un microcontrolador incluye en su interior 3 principales unidades funcionales de una computador.
Sus caracteristicas de un microntrolador:
-Velocidad del reloj
-Tamaño de la palabra
-Memoria: SRAM, Flash, EPROM, etfc.
-I/O Digitales
-Entradas Analogicas 
-Buses
-UART
-DAC (Digital to Analog Converter)
-ADC (Digital to Analog Converter) 
   

5.SW Arduino:
Es un IDE,entorno de desarrollo integrado.Es un programa informatico compuesto por un conjunto de herramientas de programación.
El IDE de arduino consiste en un editor de código, un compilador, un depurador y un constructor de interfaz gráfica.

IV MATERIALES:

Programa con arduino:

Este programa nos ayudará para hacer la programación.

Fuente de Poder:

Esta fuente de poder nos va proporcionar el voltaje que necesitamos para nuestro circuito.

Entrenador de Circuitos:

Este dispositivo nos ayudará principalmente para realizar las conexiones para nuestro circuito.

Arduino:

Leds:

Resistencia:

Cables o Conectores: 

V.TAREAS GUIADAS DENTRO DEL LABORATORIO:

1.Proyecto de Led intermitente:

-Programación:

-Circuito implementado a escala real:

2.Proyecto de Contador de Pulsos:

-Programación:

-Circuito implementado a escala real:

3.Proyecto de Semáforo:

-Programación:

-Circuito implementado a escala real:

VI.VIDEO DEMOSTRATIVO DEL TRABAJO:

VII.OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:

OBSERVACIONES:

• Se observó que la programación en el arduino debe ser clara y también se debe respetar minuciosamente la escritura de todos los comandos para un buen funcionamiento.
• Se observó que para grabar una programación en el arduino primero debemos darnos cuenta de que el arduino esté correctamente conectado con el ordenador y este lo reconozca o en caso contrario instalar los drivers correspondientes.
• Se observó en el laboratorio que al utilizar el Arduino, tuvimos que conectar a nuestra PC y hacer las respectivas configuraciones para que funcione de manera correcta y proceder a programar.
• Se observó en el Arduino que una vez hecho la programación y cuando procedemos a compilar y subir esta información, el Arduino tiene la capacidad de grabar la información y no borrarse, por más que este no esté conectado a una fuente.
• Se observó que si la programación está mal hecha, el programa no podrá compilar, ni mucho menos subir al Arduino la información.
• Se observó que en el Arduino contiene entradas y salidas de tipo digital y analógico, de los cuales se utilizará de acuerdo que queremos programar.

CONCLUSIONES:

• Se concluye que el comando "if" nos permite insertar condiciones y cuando estas se cumplen se ejecuta una serie de declaraciones (operaciones) que se escriben dentro de llaves.
• Se concluye que el arduino se enfoca en acercar y facilitar  el uso de la electronica y programacion de sistemas con sus diferentes herramientas y su sencilla práctica.
• Se concluye que se logró aprender el lenguaje de programación básico del arduino para así poder empezar a programar.
• Se concluye que se logró realizar durante el laboratorio una programación básica en las diferentes tareas.
• Se concluye que se logró realizar todas las tareas que se propuso durante todo el laboratorio, como programar el funcionamiento de un semáforo básico.
• Se concluye que para poder programar es necesario saber el lenguaje de programación del Arduino y todos los comandos que este utiliza.
• Se concluye que el Arduino es una plataforma de prototipos para programación más fáciles de poder entender y poder empezar a programar.  

VII.BIBLIOGRAFIA Y WEBGRAFIA:

• Mandado, Enrique (1996) Sistemas electrónicos digitales.  México D.F.: Alfa omega. (621.381D/M22/1996)
• 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

IX.EQUIPO DE TRABAJO:

-Gonzalo William Pereyra Barreto
-Anthonny Serrano Vallenas
-Gustavo Alonso Mamani de la Cruz

LABORATORIO NRO.12

FASE 4:DISEÑO DE LETRAS CON MATRIZ DE 5X7

I.CAPACIDAD TERMINAL:

• Identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital.
• Implementar circuitos de logica combinacional y secuencial.
• Describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de información.

II.OBJETIVOS:

• Identificar las aplicaciones de la electrónica digital durante la experiencia.
• Describir el funcionamiento de del circuito que se realizará.
• Implementar circuitos de lógica secuencial y combinacional.

III.FUNDAMENTO TEÓRICO:

1.Matriz de leds:

Una matriz de Leds consiste en un arreglo de Leds que pueden ser encendidos y apagados individualmente desde un microcontrolador. Pueden pensar en ella como una pantalla de pocos pixeles en los cuales pueden presentar gráficos y textos, tanto estáticos como en movimiento. Existen dos tipos de matrices, en los cuales en una matriz los cátodos de cada led vana conectada a las filas y el ánodo a las columnas, y en el otro caso los cátodos de cada led van conectadas a las columnas y el ánodo a las filas.

2.Contador de Desplazamiento 4017:

Es un contador que esta estructurado por un contador Johnson de 5 etapas. El CD4017 cuenta con 16 pines en total de los cuales, la alimentación del circuito integrado se hace por medio del pin 16 y debido a su tecnología CMOS, puede ser alimentado desde 3 a unos 15 voltios de corriente continua.

3.Contador 74190:

Un contador es un circuito secuencial construido a partir de biestable y puertas lógicas capaz de almacenar y contar los impulsos(a menudo relacionados con una señal de reloj),que recibe en la entrada destinada a tal efecto, asimismo también actúa como divisor de frecuencia.Normalmente, el cómputo se realiza en código binario, que con frecuencia será el binario natural o el BCD natural(contador de décadas).

4.Decodificador 7447:

El decodificador integrado 7447 es un circuito lógico que convierte el código binario de entrada en formato BCD a niveles lógicos que permiten activar un display de 7 segmentos en donde la posición de cada barra forma el número decodificado. Este módulo nos enseñará a realizar un decodificador BCD a 7 Segmentos con salida para un Display de ánodo común.

IV.MATERIALES:

Programa Proteus:
Este programa nos ayudará para la simulación del circuito y ver sus diversas funciones.

Fuente de Poder:
Esta fuente de poder nos va a proporcionar el voltaje que necesitamos para nuestro circuito.

Entrenador de circuitos:
Este dispositivo nos ayudará principalmente para realizar las conexiones para nuestro circuito.

Matriz de 5x7:

Resistencias(330 ohms):

Integrado 4017:

Compuerta NOT (7404):

Cables o Conectores:

Contador 74190:

Integrado 7447:

V.TAREAS GUIADAS DENTRO DEL LABORATORIO:

1.Implementar un circuito con la matriz 5x7 formando una "E":

-Circuito implementado a escala real:

-Circuito implementado en Proteus:

2.Implementar un circuito con la matriz 5x7 formando una "A":

-Circuito implementado en Proteus:

VI.VIDEO DEMOSTRATIVO DEL TRABAJO:

VII.OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:

OBSERVACIONES:

• Se observó que para poder tener un clock para nuestro circuito se implantó un astable que genera pulsos, esto se realizó gracias a un CI 555.
• Se observó que en la matriz de leds se pudo ver la letra “E” que se formó tras terminar de armar el circuito.
• Se observó que cuando al circuito le damos una señal de clock de mayor frecuencia, se observará que la letra “E” será estática.
• Se observo que debido al empleo una matriz led de 5 columnas el reiniciado debe ser en el quinto salto en el caso del circuito integrado 4017 y en el quinto conteo en el caso del contador.
• Se observo que para poder ver la letra en la matriz la frecuencia en las entradas clock (tanto en el circuito integrado 4017 y en el contador 74190) deben ser la misma y alta.

CONCLUSIONES:

• Se concluye que se logro implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial.
• Se concluye que se logró describir el funcionamiento del circuito que se realizó durante el laboratorio.
• Se logró entender el funcionamiento de cada una de los componentes del circuito realizado.
• Se concluye que se tuvo que negar las entradas a la matriz 5x7 y el 7447 para que logre funcionar el circuito.
• Se concluye que para crear nuevas condiciones para realizar otras letras en la matriz es necesario realizar la tabla de verdad y analizar que números se deben obtener en la entrada del decodificador.
• Se concluye que al usar el decodificador para formar condiciones que van al cátodo de la matriz estas son limitadas por lo tanto solo se podrá crear todas las letras. 

VIII.BIBLIOGRAFIA Y WEBGRAFIA:

• Floyd, Thomas (2006) Fundamentos de sistemas digitales.  Madrid.: Pearson Educación (621.381/F59/2006) Disponible Base de Datos Pearson
• Mandado, Enrique (1996) Sistemas electrónicos digitales.  México D.F.: Alfa omega. (621.381D/M22/1996)
• Morris Mano, M. (1986) Lógica digital y diseño de computadoras.  México D.F.: Prentice Hall (621.381D/M86L)

IX.EQUIPO DE TRABAJO:

-Gonzalo William Pereyra Barreto
-Anthonny Serrano Vallenas
-Gustavo Alonso Mamani de la Cruz