LABORATORIO NRO. 6

ELECTRÓNICA DIGITAL

LABORATORIO Nº 6

PROGRAMACIÓN DE ARDUINO

1. 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.

2. COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESIÓN:

• Programar la tarjeta ARDUINO UNO utilizando un lenguaje gráfico y comparar con lengua de texto.
• Conocer el entorno de mBlock y todas sus posibilidades.
• Realizar programación básica utilizando software mencionado.

3. MARCO TEÓRICO:

Programación de un arduino

La programación de Arduino es la programación de un microcontrolador. Esto era algo más de los ingenieros electrónicos, pero Arduino lo ha extendido a todo el público. Arduino ha socializado la tecnología.

Programar Arduino consiste en traducir a líneas de código las tareas automatizadas que queremos hacer leyendo de los sensores y en función de las condiciones del entorno programar la interacción con el mundo exterior mediante unos actuadores.

Arduino proporciona un entorno de programación sencillo y potente para programar, pero además incluye las herramientas necesarias para compilar el programa y “quemar” el programa ya compilado en la memoria flash del microcontrolador. Además el  IDE nos ofrece un sistema de gestión de librerías y placas muy práctico. Como IDE es un software sencillo que carece de funciones avanzadas típicas de otros IDEs, pero suficiente para programar.

¿Para qué sirve Arduino? 

Arduino se puede utilizar para desarrollar elementos autónomos, conectándose a dispositivos e interactuar tanto con el hardware como con el software. Nos sirve tanto para controlar un elemento, pongamos por ejemplo un motor que nos suba o baje una persiana basada en la luz existente es una habitación, gracias a un sensor de luz conectado al Arduino, o bien para leer la información de una fuente, como puede ser un teclado, y convertir la información en una acción como puede ser encender una luz y pasar por un display lo tecleado.

HW Arduino

El HW de Arduino es básicamente una placa con un microcontrolador. Un microcontrolador (abreviado µC, UC o MCU) es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria. Está compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea específica. Un microcontrolador incluye en su interior las tres principales unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y periféricos de entrada/salida.

Características de un Microcontrolador:

• Velocidad del reloj u oscilador
• Tamaño de palabra
• Memoria: SRAM, Flash, EEPROM, ROM, etc..
• I/O Digitales
• Entradas Analógicas
• Salidas analógicas (PWM)
• DAC (Digital to Analog Converter)
• ADC (Analog to Digital Converter)
• Buses
• UART
• Otras comunicaciones.

Prueba laboratorio.

4. VIDEO DEMOSTRATIVO

5. OBSERVACIONES:

• El circuito estuvo un poco complicado por la confusión al conectar el cable.
• El programa se tuvo que descargar en un simulador de windows.
• El programa de simulación no salía por el contador, estaba mal calculado.
• El límite del contador es el F.
• Se demoró en el laboratorio pues no había una versión buena del programa requerido.

6. CONCLUSIONES

• La programación es similar a un lenguaje de alto nivel, sin embargo no es tan complejo de comprender, básicamente está en inglés.
• El arduino consiste en una placa con un controlador y un entorno de desarrollo y bajo costo nos permiten hacer varias tareas.
• El arduino es una herramienta muy importante en los equipos que pueden detectar o controlar sensores, luminarias, motores, etc.
• El arduino consiste en códigos que simplifican el proceso de trabajar con micro controladores.
• El arduino ha ayudado bastante al mundo actual con la gran tecnología existente el día de hoy.

7. FOTO GRUPAL:

• Bramon Vilca, Víctor Sthib
• Cutipa Arivilca, José Eduardo
• Sánchez Polanco, Bruno Daniel

LABORATORIO NRO. 5

ELECTRÓNICA DIGITAL

LABORATORIO Nº 5

TEMPORIZADORES Y GENERADORES 
DE CLOCK

1. 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.

2. COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESIÓN:

• Implementación de circuitos temporizadores.
• Implementación de circuitos generadores de clock.
• Implementación de circuito contador utilizando temporizadores y generadores de clock.

3. MARCO TEÓRICO:

3.1 Generador de clock: Se le conoce así al componente que produce impulsos con una determinada frecuencia, este generador suele servir como un controlador en una unidad funcional.

3.2 Composición: Es un multivibrador de corriente, el generador en ordenadores y en relojes suele ser un oscilador de cristal. En los automóviles el generador de clock para las luces intermitentes suele ser un reé con un temporizador.

3.3 Temporizador 555: Es un circuito integrado cuya función principal es producir impulsos de temporización con presición, entre sus funciones secundarias están la de oscilador , divisor de frecuencia, modulador o generador.
Este circuito integrado incorpora dentro de si, dos comparadores de voltaje, un flip flop, una tapa de salida de corriente, un divisor de voltaje por resistor y un transistor de descarga.
El 555 tiene diversas aplicaciones, como: Control de sistemas secuenciales, divisor de frecuencias, modulación por ancho de pulso, generación de tiempos de retraso, repetición de pulsos, etc.

 3.3.1 Funcionamiento:
Se alimenta de una fuente externa conectada entre sus terminales 8 (+Vcc) y 1(GND) tierra; el voltaje de la fuente va desde los 5 voltios hasta 15 voltios de corriente continua, la misma fuente se conecta a un circuito pasivo RC, que proporciona por medio de la descarga de su capacitor una señal de voltaje que esta en función del tiempo, esta señal de tensión es de 1/3 de Vcc y se compara contra el voltaje aplicado externamente sobre la terminal 2 (TRIGGER) que es la entrada de un comparador.
La terminal 6 (THRESHOLD) se ofrece como la entrada de otro comparador, en la cual se compara a 2/3 de la Vcc contra la amplitud de señal externa que le sirve de disparo.
La terminal 5(CONTROL VOLTAGE) se dispone para producir modulación por anchura de pulsos, la descarga del condensador exterior se hace por medio de la terminal 7 (DISCHARGE), se descarga cuando el transistor (NPN) T1, se encuentra en saturación, se puede descargar prematuramente el capacitor por medio de la polarización del transistor (PNP) T2.
Se dispone de la base de T2 en la terminal 4 (RESET) del circuito integrado 555, si no se desea descargar antes de que se termine el periodo, esta terminal debe conectarse directamente a Vcc, con esto se logra mantener cortado al transistor T2 de otro modo se puede poner a cero la salida involuntariamente, aun cuando no se desee.
La salida esta provista en la terminal (3) del microcircuito y es además la salida de un amplificador de corriente (buffer), este hecho le da más versatilidad al circuito de tiempo 555, ya que la corriente máxima que se puede obtener cuando la terminal (3) sea conecta directamente al nivel de tierra es de 200 mA.
La salida del comparador "A" y la salida del comparador "B" están conectadas al Reset y Set del FF tipo SR respectivamente, la salida del FF-SR actúa como señal de entrada para el amplificador de corriente (Buffer), mientras que en la terminal 6 el nivel de tensión sea más pequeño que el nivel de voltaje contra el que se compara la entrada Reset del FF-SR no se activará, por otra parte mientras que el nivel de tensión presente en la terminal 2 sea más grande que el nivel de tensión contra el que se compara la entrada Set del FF-SR no se activará.
3.4 Contadores de rizado: Son dispositivos contadores que tienen conectados los flip flops en forma asíncrona, es decir, que no,tienen conectadas las entradas de reloj (CLK) en paralelo, sino que tiene que esperar que el primer flip flop, al activarse por el pulso conmute generando una salida, la cual active o coloque en modo de conmutación al siguiente flip flop, el cual con el siguiente pulso conmuta activando al siguiente y asi sucesivamente. El modo de conmutación en los flip flop se consigue colocando las entradas J y K en ALTA (1 lógico).

El módulo de un contador está determinado por la cuenta máxima a la que es diseñado, es decir, si el contador es diseñado para que cuente de 0.

Armado del circuito astable

Pruebas con el Osciloscopio

Con 1 ms

Con 10 µs

Con 1 s

Armado del circuito monoestable

Funcionamiento en máximo

Funcionamiento en mínimo

4. VIDEO DEMOSTRATIVO

5. OBSERVACIONES:

• Los tipos de Multivibrador Mono estable, versión pulsador tiene dos estados mínimo y máximo, variando su tiempo de duración de estado.
• Podemos cerrar o abrir circuitos con salidas de circuitos combinacionales.
• Si al circuito se le aumenta de valor las resistencias, el LED parpadeará más lento.

6. CONCLUSIONES

• Comprobamos el circuito integrado 555 siendo un contador de una sola cifra.
• Comprobamos que el multivibrador astable se caracteriza por una salida de onda cuadrada.
• Se lograron implementar circuitos generadores de clock sin dificultades.
• Se logró implementar circuito contador utilizando los temporizadores y generadores de clock.

7. FOTO GRUPAL:

• Bramon Vilca, Víctor Sthib
• Cutipa Arivilca, José Eduardo
• Sánchez Polanco, Bruno Daniel