Informe 4 lab digitales

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Conociendo ARDUINO
Informe #4
Paternina Fuentes Jhon Jairo
Ceballos Betancur Laura Yuliana
Universidad de Antioquia
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniaría Eléctrica
Laboratorio de circuitos digitales
Medellín
2021 1
Introducción
Para el ingeniero electricista, dentro de su labor, existen plataformas que engloban hardware y software abiertos, las cuales constituyen en una herramienta de diseño de proyectos, fácil de usar, la cual es el arduino. Está compuesto por una placa principal, del tamaño de la palma de una mano adulta y la cual tiene contenidos, un microcontrolador, memoria RAM y FLASH, entre otros elementos. Para utilizarlo debemos configurarlo dependiendo lo que necesitemos, lo cual es utilizando una interfaz integrada de desarrollo, puede programar, compilar y depurar el programa.
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Objetivos
· Familiarizarse con el hardware y software de Arduino.
· Encender y apagar un LED.
Equipos y elementos necesarios
· Software de diseño IDE, equipo de cómputo, placa arduino UNO, cable USB.
· Protoboard, potenciómetro, leds, resistencias, cables, pulsadores.
Resumen de la consulta previa
¿Qué es un microcontrolador? ¿Qué es un microprocesador?
Fig. 1.1 Fotografía de algunos microcontroladores de la empresa Microchip
Un microcontrolador es un circuito integrado digital que puede ser usado para muy diversos propósitos debido a que es programable. Está compuesto por una unidad central de proceso (CPU), memorias (ROM y RAM) y líneas de entrada y salida (periféricos).
Como podrás darte cuenta, un microcontrolador tiene los mismos bloques de funcionamiento básicos de una computadora lo que nos permite tratarlo como un pequeño dispositivo de cómputo.
Un microprocesador, también conocido como procesador, micro, chip o microchip, es un circuito lógico que responde y procesa las operaciones lógicas y aritméticas que hacen funcionar a nuestras computadoras. En definitiva, es su cerebro.
Pero un procesador no actúa por propia iniciativa, recibe constantemente órdenes de múltiples procedencias. Cuando encendemos nuestra computadora, lo primero que hace el micro es cumplir con las instrucciones de la BIOS (Basic input/output system), que forma parte de la memoria de la computadora. Una vez funcionando, además de la BIOS, será el sistema operativo y los programas instalados los que seguirán haciéndose obedecer por el microprocesador.
Pese a que los microprocesadores siempre nos hacen pensar en ordenadores, lo cierto es que están disponibles en multitud de 'cacharros' que nos rodean habitualmente, como cámaras de fotografía o vídeo, coches, teléfonos móviles... No obstante, es cierto que aquellos que se emplean en las computadoras son los más potentes y complejos.
¿Cuáles son los usos de los microcontroladores?
Fig. 1.2 Motor paso a paso controlado a través de un microcontrolador	
Un microcontrolador puede usarse para muchas aplicaciones algunas de ellas son: manejo de sensores, controladores, juegos, calculadoras, agendas, avisos lumínicos, secuenciador de luces, cerrojos electrónicos, control de motores, relojes, alarmas, robots, entre otros. El límite es la imaginación.
¿Qué es memoria FLASH y RAM?
La memoria Flash es un derivado de la memoria EEPROM. Es un dispositivo en forma de tarjeta, que se encuentra orientado a realizar el almacenamiento de grandes cantidades de datos en un espacio reducido, permitiendo la lectura y escritura de múltiples posiciones de memoria en la misma operación. Todo esto gracias a impulsos eléctricos, lo que además le otorga una velocidad de funcionamiento superior a la que presentaban las memorias del tipo EEPROM, que actuaban sobre una celda única de memoria por vez.
Este tipo de memoria, se basa en el uso de semiconductores. Además, de ser no volátil y re-escribible, lo que le otorga casi todas las características de una memoria RAM, con la ventaja de que lo que se guarda en este tipo de memorias flash, no se borra al desconectar el dispositivo del PC o del aparato en donde las utilizamos a diferencia de la memoria RAM
La memoria RAM es la memoria principal de un dispositivo, esa donde se almacenan de forma temporal los datos de los programas que estás utilizando en este momento. Sus siglas significan Random Access Memory, lo que traducido al español sería Memoria de Acceso Aleatorio, y es un tipo de memoria que te puedes encontrar en cualquier dispositivo, desde ordenadores de sobremesa hasta teléfonos móviles.
La memoria RAM tiene dos características que la diferencian del resto de tipos de almacenamiento. Por una parte, tiene una enorme velocidad, y por otra los datos sólo se almacenan de forma temporal. Esto quiere decir que cada vez que reinicies o apagues tu ordenador, lo normal es que los datos que haya almacenados en la RAM se pierdan.
¿Qué es lenguaje de maquina?
El lenguaje de máquina, o código de máquina, es un lenguaje de bajo nivel compuesto por binario dígitos (unos y ceros). Idiomas de alto nivel, Tales como rápido y a la C + + debe ser compilado en lenguaje máquina antes de que el código se ejecute en una computadora.
Como las computadoras son digital dispositivos, solo reconocen datos binarios. Cada programa, video, imagen y personaje del texto se representa en binario. Este binario datos , o código de máquina, se procesa como datos de entrada por el CPU. La resultante salida es enviado a la sistema operativo o un solicitud, que muestra los datos visualmente. Por ejemplo, el ASCII el valor de la letra "A" es 01000001 en el código de máquina, pero estos datos se muestran como "A" en la pantalla. Una imagen puede tener miles o incluso millones de valores binarios que determinan el color de cada píxel.
Mientras que el código de máquina está compuesto por 1 y 0, diferentes arquitecturas de procesador use un código de máquina diferente. Por ejemplo, un procesador PowerPC, que tiene un RIESGO arquitectura, requiere un código diferente que un Intel x86 procesador, que tiene un CISC arquitectura. UNA compilador debe compilar de alto nivel código fuente para la arquitectura correcta del procesador para que un programa se ejecute correctamente.
¿Qué es lenguaje de alto nivel?
Un lenguaje de alto nivel es un lenguaje de programación diseñado para simplificar la programación de computadoras. Es de "alto nivel" ya que se eliminan varios pasos del código real que se ejecuta en la computadora procesador. Nivel alto código fuente contiene fácil de leer sintaxis que luego se convierte en un lenguaje de bajo nivel, que puede ser reconocido y ejecutado por un específico CPU.
¿Qué es el monitor Serial de arduino?
El monitor serial es el ‘cable’ entre el ordenador y el Arduino UNO. Permite enviar y recibir mensajes de texto, útiles para la depuración y también control de Arduino. Por ejemplo, es posible enviar comandos desde el ordenador para encender LEDs.
¿Qué son las bibliotecas arduino?
Las librerías son trozos de código hechas por terceros que usamos en nuestro sketch. Esto nos facilita mucho la programación y permite la abstracción haciendo que nuestro programa sea más sencillo de hacer y de entender. En este apartado también veremos cómo escribir o modificar librerías.
Disponemos de infinidad de librerías a nuestra disposición para facilitarnos el trabajo, todas ellas son open source y disponemos de su código.
Las librerías normalmente incluyen los siguientes archivos comprimidos en un archivo ZIP o dentro de un directorio. Estas siempre contienen:
· Un archivo .cpp (código de C++)
· Un archivo .h o encabezado de C, que contiene las propiedades y métodos o funciones de la librería.
· Un archivo Keywords.txt, que contiene las palabras clave que se resaltan en el IDE (opcional).
· Muy posiblemente la librería incluye un archivo readme con información adicional de lo que hace y con instrucciones de cómo usarla.
· Directorio denominado examples con varios sketchs de ejemplo que nos ayudará a entender cómo usar la librería.
Procedimiento y Resultados
1- Instalarel software.
2- Primer ejemplo.
Desde arduino tonamos el ejemplo Basic y luego blink
Simulamos en tinkercad utilizando el código anterior
Conclusiones
Para el ingeniero electricista, el uso de software y hardware es muy importante dado que con estos elementos puede verificar y comprobar los montajes, diseños que haya hecho para así evitar fallas. Uno de estos elementos es el arduino, puesto que, este es libre, flexible y fácil de utilizar para los creadores y desarrolladores.
Con arduino, podemos leer datos de sensores (temperatura, luz, presión, etc.) y controlar cargar como lámparas y motores. Dicho estos vemos las posibilidades que hay tanto para un ingeniero electricista, como para otras ramas del saber.
Bibliografía
¿Qué es un microcontrolador? Consultado (julio 2021) en:
1. ¿Qué es un microcontrolador? – Sherlin.xBot.es
¿Qué es un microprocesador? Consultado (julio 2021) en:
¿Qué es un microprocesador? | Consumer
Que es una memoria Flash. Consultado (julio 2021) en:
Qué es una memoria Flash - Culturación (culturacion.com)
Memoria RAM: que es, para que sirve. Consultado (julio 2021) en:
Memoria RAM: qué es, para qué sirve y cómo mirar cuánta tiene tu ordenador o móvil (xataka.com)
Lenguaje de máquina. Consultado (julio 2021) en:
Definición del lenguaje de máquina (techlib.net)
Lenguaje de alto nivel. Consultado (julio 2021) en:
Definición de lenguaje de alto nivel (techlib.net)
Monitor serie. Consultado (julio 2021) en:
Monitor Serie | Aprendiendo Arduino (wordpress.com)
Librerías Arduino. Consultado (julio 2021) en:
Librerías Arduino | Aprendiendo Arduino (wordpress.com)