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Aplicaciones-de-Microcontroladores-y-Raspberry

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1.- DATOS DE LA ASIGNATURA. 
Nombre de la asignatura: 
 
Carrera: 
 
 
Clave de la asignatura: 
 
SATCA1 : 
Aplicaciones con Microcontroladores y 
Raspberry. 
 
Ingeniería en Tecnologías de la información y 
comunicación 
 
DGF-1902 
 
3-2-5 
 
2.- PRESENTACIÓN. 
 
Caracterización de la asignatura 
 
Está dirigida para el logro de cinco competencias que comprenden la 
caracterización, la programación y la aplicación de los microntroladores Pic’s, 
generalidades de arduino, programación de arduino, raspberry y Diseño de 
aplicaciones para celular, usando tecnologías inalámbricas. Para lograr lo 
anterior, es determinante que los contenidos de las materias precedentes 
(Telecomunicaciones, Tecnologías Inalámbricas, Circuitos Eléctricos, 
Matemáticas Aplicadas, Dispositivos Móviles) hayan sido entendidos. 
 
Esta asignatura aporta al perfil del ingeniero en TICS la capacidad para realizar 
proyectos utilizando Microcontroladores y raspberry en control de sistemas en 
un medio inalámbrico usando protocolos de comunicación inalámbricos 
emergentes y aplicarlos en el campo laboral (Industria y Domótica). 
 
 
Intención didáctica. 
 
En la unidad uno, se pretende que el estudiante desarrolle las competencias para 
caracterizar, seleccionar los Pic’s. 
 
En la unidad dos, se abordan las herramientas necesarias para la programación 
de los Pic’s utilizando diferentes tipos de lenguajes de programación. 
 
En la unidad tres, el estudiante aprenderá lo necesario para entrar al mundo de 
las tarjetas arduino. 
En la unidad cuatro, se abordaran casos prácticos donde puedan trabajar y 
aplicar los conocimientos recién adquiridos. 
En la unidad cinco, se trabajaran la generación de aplicaciones para celulares. 
En la unidad seis, se trabajara con la plataforma raspberry en prácticas. 
 
El ingeniero en TICS será capaz de usar los conocimientos previos de 
 
 
electrónica, circuitos y comunicaciones para innovar, diseñar y crear interfaces 
de control que faciliten los procesos de control en la Industria y la Domótica. 
 
3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR 
 
Competencias específicas: 
 
 Explicar la estructura y operación 
interna de los microcontroladores y 
cómo operan, así como definir que 
son y cuáles son los periféricos. 
 
 
 
 Utilizar las herramientas 
disponibles y realizar programas 
en lenguaje de programación para 
el desarrollo de aplicaciones con 
los microcontroladores. 
 
 Identificar las áreas de oportunidad 
y desarrollar aplicaciones basadas 
en microcontroladores para la 
solución de problemas con 
ingeniería electrónica siempre bajo 
un código ético y respetando el 
desarrollo sustentable del entorno 
 
Competencias genéricas: 
 
Competencias instrumentales: 
 
 Capacidad para búsqueda de 
información y manejo de 
información, así como destrezas 
en el manejo de cómputo y 
lenguaje de programación. 
 Capacidad para comprender, 
manipular y organizar información 
para resolver problemas y tomar 
decisiones. 
 Capacidad de comunicación oral y 
escrita, así como conocimientos 
en una segunda lengua. 
 
Competencias interpersonales: 
 
 Capacidad de trabajar en equipo. 
 Compromiso ético. 
 Capacidad crítica y auto critica. 
 Destreza social relacionada con 
las habilidades interpersonales. 
 Habilidad para trabajar en un 
ambiente laboral sano y de 
respeto. 
 
Competencias sistemáticas: 
 
 Capacidad de generar ideas y 
nuevas ideas 
 Capacidad para trabajar de forma 
individual. 
 Liderazgo. 
 Habilidad para adaptarse a nuevos 
cambios. 
 Capacidad para el análisis y 
diseño de proyectos. 
 Búsqueda del excito. 
 
 
 
 
4.- HISTORIA DEL PROGRAMA. 
Lugar y fecha de 
elaboración o revisión 
Participantes Evento 
INSTITUTO TECNOLÓGICO 
DE 
IZT APALAPA II 
19/MARZO/2018 
 
 
ACADEMIA EN TECNOLOGÍAS DE LA 
INFORMACIÓN Y COMUNICACIONES 
INTEGRANTES: 
ING. IVÁN ALEJANDRO GÓMEZ AYALA, 
ING. SALVADOR CUEVAS BUSTOS, 
ING. RAFAEL RUIZ CASTILLO, 
LIC. MARÍA VACA PARRA, 
ING. MICHEL LÓPEZ CELAYA, 
ING. DAVID RONQUILLO ARVIZU, 
QUÍM. ENRIQUE CAÑEDA GUZMÁN, 
MATL. ARMANDO MONTES RIVERA, 
ING. WILLIAM JIMÉNEZ LÓPEZ. 
TALLER INSTITUCIONAL DE 
CREACIÓN DE 
ESPECIALIDADES. 
 
5.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO (COMPETENCIA ESPECÍFICA A 
DESARROLLAR EN EL CURSO). 
Conocer, diseñar, Programar y aplicar sistemas basados en microcontroladores, 
arduino, raspberry y sus interfaces para realizar proyectos de control de forma 
inalámbrica. 
 
6.- COMPETENCIAS PREVIAS. 
 Manejar principios de programación 
 Manejar sistemas numéricos básicos, binario, hexadecimal 
 Usar paquetes de software para simulación 
 Manejar instrumentos de medición eléctrica o electrónico 
 Interpretar diagramas esquemáticos eléctricos y electrónicos 
 Diseñar y analizar circuitos digitales y analógicos, utilizando herramientas 
computacionales. 
 Comprender las leyes esenciales en el análisis de circuitos eléctricos y 
electrónicos (ohm y kirchhoff). 
 Realizar tipos de conexiones en serie, paralelo y serie paralelo de dispositivos 
eléctricos. 
 Manejo de Diodos y Transistores, Amplificadores operacionales y 
Temporizadores. 
 Manejar sistemas electrónicos de comunicaciones inalámbricos. 
 
 
 Comprender el proceso de transmisión y recepción de señales (modulación, 
demodulación, multiplexado y demultiplexado). 
 Manejar diferentes tipos de antenas y patrones de radiación. 
 Conocer las propiedades de la programación orientada a objetos. 
 Programar y saber usar las funciones en el ambiente de dispositivos móviles. 
7.- TEMARIO 
UNIDAD TEMA SUBTEMA 
1. Generalidades sobre 
los microcontroladores 
(Pic´s). 
 
1.1. Reseña historia sobre los Pic’s (micro 
controladores) 
1.2. Diferencia entre microcontroladores y 
microprocesadores 
1.3. Tipos de PICS :Tipo de familia ,Modelo 
concreto, Fabricantes y modelos de micro 
controladores 
1.4. Arquitectura (interna y externa) 
1.5. Periféricos 
1.6. Organización de la memoria 
2. Programación de 
PIC’s usando PBP y 
un grabador de PIC’s 
para realizar 
diferentes funciones 
especificas. 
2.1. Introducción a los comando PBP. 
2.2 Manejo de entradas digitales 
(Pulsadores, switch, sensores digitales, etc). 
2.3 Manejo de salidas digitales (leds, 
zumbadores, displays, LCD’s, etc.). 
2.4 Manejo de entradas analógicas (CAD 
externos o internos). Salidas analógicas (CDA 
externos o internos). Señales PWM. 
2.5 Tipos de comunicación con diferentes 
dispositivos (Serie, I2C, ISP, Bluetooth, etc.). 
Para comunicarse con memorias, 
potenciómetros digitales, RF, etc. 
3. Generalidades sobre 
arduino. 
3.1 Reseña sobre arduino. 
3.2 Tipos de arduino. 
3.3 Arquitectura interna y externa. 
3.4 Lenguaje de programación 
4 Programación de 
arduino (lenguaje C) 
enfocado en diversas 
funciones específicas. 
4.1. Introducción a los comando de arduino. 
4.2 Manejo de entradas digitales (Pulsadores, 
switch, sensores digitales, etc). 
4.3 Manejo de salidas digitales (leds, 
zumbadores, displays, LCD’s, etc.). 
4.4 Manejo de entradas analógicas (CAD 
externos o internos). Salidas analógicas (CDA 
externos o internos). Señales PWM. 
4.5 Tipos de comunicación con diferentes 
dispositivos (Serie, I2C, ISP, Bluetooth, etc.). 
 
 
Para comunicarse con memorias, 
potenciómetros digitales, RF, etc. 
5 Diseño de 
aplicaciones en 
telefonía móvil con 
App Inventor para 
comunicación 
bluetooth y arduino. 
5.1 Introducción al lenguaje de programación 
de App Inventor. 
5.2 Generación de aplicaciones para activar 
salidas digitales. 
5.3 Generación de aplicaciones para activar 
salidas analógicas. 
5.4 Generación de aplicaciones para 
monitorear entradas digitales y analógicas. 
6 Raspberry 
generalidades y 
programación. 
6.1 Introducción a las tarjetas raspberry. 
6.2 Programación para raspberry. 
6.3 Manejo de entradas y salidas digitales. 
6.4 Manejo de entradas y salidas analógicas. 
6.5 Tipos de comunicación. 
 
8.- Sugerencias
didácticas (desarrollo de competencias genéricas) 
 Impulsar la búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuentes 
acerca de los Microcontroladores más actuales. 
 Fomentar y realizar actividades grupales que propicien la comunicación, 
intercambio de ideas y la reflexión que lleven a la colaboración de y entre los 
estudiantes. 
 Revisar artículos técnico/científicos relacionados con aplicaciones de electrónica 
y microprocesadores. 
 Utilizar medios visuales para mejor comprensión de los estudiantes de los temas 
cuando lo requieran. 
 Realizar prácticas en laboratorio mediante el uso de simuladores antes de 
llevarlos a cabo en forma física. 
 Propiciar el uso del software adecuado para la simulación, implementación y 
programación de los Microcontroladores. 
 Plantear la realización de prácticas para resolver problemas reales con sistemas 
digitales con Microcontroladores. 
 Fomentar el uso de diferentes transmisores y receptores para la 
implementación de controles de sistemas de forma inalámbrica. 
 Utilizar antenas de acuerdo a las necesidades del proyecto de control 
inalámbrico. 
 
 
 Utilizar conexiones Bluetooth en proyectos. 
 Fomentar el uso de transmisión vía laser. 
 Realizar prácticas usando aplicaciones de celular hechas en clase. 
 Realizar prácticas donde se ponga a prueba el funcionamiento de la tarjeta 
raspberry. 
9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN 
 Asistencia, participación en clase y cuestionario escrito (teoría y laboratorio) 
 Planteamientos de soluciones a problemas planteados en clases 
 Informes de prácticas 
 Examen practico 
 Examen escrito 
 Realización de proyectos. 
 
10.- UNIDADES DE APRENDIZAJE 
Unidad 1: Generalidades sobre los Microcontroladores (Pic´s). 
Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje 
 Explicar la estructura y operación 
interna de los microcontroladores y 
cómo operan, así como definir que 
son y cuáles son los periféricos. 
 Comparar las diferencias más 
importantes entre un 
Microprocesador y un 
Microcontrolador. 
 Interpretar y analizar las 
diferencias más importantes entre 
las arquitecturas computacionales 
de los Microcontroladores más 
usados. 
 Aprender a manejar y consultar 
manuales del fabricante. 
 Clasificar y catalogar los diferentes 
tipos y sus características de los 
Microcontroladores mediante un 
cuadro comparativo para elegir el 
modelo más adecuado a las 
necesidades de un proyecto. 
 
Unidad 2: Programación de PIC’s usando PBP y un grabador de PIC’s para realizar 
diferentes funciones especificas. 
Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje 
 Utilizar las herramientas 
disponibles y realizar programas 
en lenguaje de programación para 
el desarrollo de aplicaciones con 
los microcontroladores. 
 
 Instalar y usar las herramientas 
(software) de desarrollo para la 
edición, ensamblado, compilación, 
simulación, depuración (debug) de 
los programas. 
 Comprobar la programación del 
 
 
chip mediante ejemplos simulados 
y físicos. 
 
Unidad 3: Generalidades sobre arduino. 
Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje 
 Identificar los elementos y 
características de las tarjetas 
arduino. 
 Estudiar los diferentes tipos de 
tarjetas de arduino que hay en la 
actualidad. 
 Diferenciar las ventajas y 
desventajas de seleccionar un 
determinado tipo. 
 Usar los diferentes tipos de 
comandos usados en Arduino para 
generar programas. 
 
Unidad 4: Programación de arduino (lenguaje C) enfocado en diversas funciones 
específicas. 
Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje 
 Realizar programas que puedan 
aplicarse para las diferentes 
situaciones que se pueden 
encontrar en la industria o uso 
privado. 
 Generar prácticas donde usen 
diferentes comandos de Arduino. 
 Simular y armar las prácticas 
vistas en clase. 
 Realizar el análisis y diseño 
necesario para poder hacer las 
prácticas de forma adecuada. 
 
Unidad 5: Diseño de aplicaciones en telefonía móvil con App Inventor para 
comunicación bluetooth y arduino. 
Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje 
 
 
 Identificar los proyectos donde se 
puede realizar proyectos haciendo 
uso de programación de 
dispositivos móviles para 
controlarlos de forma inalámbrica. 
 
 Manejar las herramientas mínimas 
y los conocimientos para poder 
implementar un control por 
Bluetooth. 
 Implementar aplicaciones usando 
el dispositivo móvil como entrada o 
salida al microcontrolador o al 
arduino. 
 Controlar de leds, relevadores, 
relevadores de estado solido, 
motores, iluminación en una casa, 
domótica, etc. 
 
 
 
 
Unidad 6: Raspberry generalidades y programación. 
Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje 
 
 
 Realizar programas en el lenguaje 
de programación para los 
raspberry para las diferentes 
situaciones en la industria o uso 
privado.. 
 
 Generar prácticas donde usen 
diferentes comandos de raspberry. 
 Simular y armar las prácticas 
vistas en clase. 
 Realizar el análisis y diseño 
necesario para poder hacer las 
prácticas de forma adecuada. 
 
11.- FUENTES DE INFORMACIÓN 
1. Barret, S.F., Pack, D. J., Microcontrollers Fundamentals for Engineers And 
 Scientists (Synthesis Lectures on Digital Circuits and Systems), 1a Ed., 
Morgan and Claypool Publisher, Seattle, WA.U.S.A., 2006. 
2. Angulo Amusastegui, J., MicrocontroladoresDSPic Diseño Práctico, 1a. Ed., 
 McGraw-Hill, Madrid, España, 2006. 
3. Galeano, G., Programación de Sistemas Embebidos en C, 1a. Ed. , 
Alfaomega, Colombia, 2009. 
4. Pallás, R., Reverter, F., Circuitos De Interfaz Directa Sensor-Microcontrolador, 
 1a. Ed., Alfaomega, Marcombo, Colombia, 2009. 
5. Vesga, J. C .,Microcontroladores Motorola Freescale - Programación, 
 Familias y sus distintas aplicaciones en la industria, 1a. Reimpresión de la 1a. 
 Ed., Alfaomega, Colombia, 2008. 
6. Valdés, F., Pallás, R., Microcontroladores - Fundamentos y Aplicaciones con 
 PIC, 1a. Ed., Alfaomega, Colombia, 2007. 
7. Dogan, I., Advanced PIC Microcontroller Projects in C: From USB to RTOS 
with the PIC 18F Series, 1a. Ed., Newness, U. S. A. , 2008. 
8. Gadre, D. V., Programming and Customizing the AVR Microcontroller, 1a. Ed., 
 McGraw-Hill, California, U. S. A. , 2000. 
9. Axelson, J., USB complete: Everything you need to develop custom USB 
peripherals, 1a. Ed., Lakeview Research, U. S. A., 1999. 
10. Hyde, J., USB design by example: A practical guide to building I/O devices, 1a. 
 Ed., Wiley, New York, U. S. A. , 1999. 
11. National Instruments; 2 de junio de 2008; Introducción a CAN. [web en línea]. 
 Disponible desde internet en: http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/7183. 
 [con acceso el 27 de enero de 2010]. 
12. Lajara, Jose, Sistemas Integrados con Arduino, 1ª. Ed. Alfaomega, Marcombo. 
13. Torrente, Oscar, Arduino, Curso Practico de Formacion, 1ª. Ed. Alfaomega, RC 
libros. 
14. Tojeiro Calaza, German, Taller de Arduino, Un enfoque practico para 
principiantes, 1ª. Ed. Alfaomega, Marcombo. 
 
 
15. Reyes Cortes, Fernando, Arduino, Aplicaciones en Robotica, Mecatronica e 
Ingenierias, 1ª.Ed. Alfaomega. 
16. Ferran Fábregas, Aprender Raspberry Pi con 100 ejercicios prácticos, Ed. 
Marcombo. 
17. German Toledo Calaza, Raspberry Pi2 para electrónicos, Ed. Marcombo. 
18. Simon Monk, Ejercicios prácticos con Raspberry Pi, Ed. Marcombo 
12.- PRÁCTICAS PROPUESTAS 
1. Instalación y configuración del software para uso de las herramientas de 
desarrollo (editor, compilador y grabador) PicBasic Pro. 
2. Programación de un circuito que encienda y apague un Led cada 2 segundos 
empleando un microcontrolador PIC16F84A . 
3. Programación básica de un Pic conexión del puerto serie con software. 
4. Pruebas de conexión entre computador y microcontrolador. 
5. Programar un visualizador con pantalla LCD. 
6. Alarma GSM con un microcontrolador
PIC y un teléfono móvil. 
7. Control remoto con mensajes SMS con modem GSM. 
8. Sistema de control remoto supervisorio GSM para un dispositivo y una alarma. 
9. Encendido de lámpara por medio de modulo bluetooth con 
microcontroladores. 
10. Control de diferentes dispositivos electrónicos usando microcontroladores. 
11. Control de diferentes dispositivos electrónicos con arduino de forma 
automática o a control remoto por dispositivos móviles. 
12. Control de dispositivos por medio de la tarjeta raspberry con entradas/salidas 
digitales/analógicas.

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