INFORME 4 - CIRCUITOS DIGITALES

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LABORATORIO DE CIRCUITOS DIGITALES
PRÁCTICA 4: CONOCIENDO ARDUINO 
PRESENTADO POR:
Isabel Cristina Yepes Echeverri
Michael Zapata Monsalve 
Anyi Natalia Ochoa Blanco 
PROFESORA:
Melisa Barrera Durango
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA ELÉCTRICA
MEDELLÍN 
2021-2
OBJETIVOS
· Familiarizarse con el hardware y software de Arduino.
· Encender y apagar un LED.
INTRODUCCIÓN
Arduino es una plataforma que engloba hardware y software abiertos, y que se constituye en una herramienta de diseño de proyectos, fácil de usar, está formado por una placa principal que cabe en la palma de la mano y contiene un Microcontrolador, memoria RAM y FLASH entre otros elementos. Para su uso requiere ser configurado de acuerdo con las necesidades del problema, lo cual es realizado utilizando una Interfaz Integrada de Desarrollo, que además de programar permite compilar y depurar el programa.
Arduino se ha convertido en una herramienta muy valiosa en el montaje de circuitos digitales y la aplicación de los conceptos y teoría básica de los sistemas numéricos, y el álgebra booleana. Al igual que TinkerCad como plataforma de simulación y montaje de los sistemas lógicos, nos facilita herramientas prácticas y con una representación muy real de los dispositivos.
Para esta práctica instalaremos el software Arduino y aprenderemos a utilizarlo a partir de códigos básicos que trae el programa, analizaremos el funcionamiento del algoritmo, variando el retardo asignado (delay) y si el código está bien debe aparecer el mensaje “Subido”. Finalmente, también haremos lo mencionado anteriormente en Tinkercad y veremos si el montaje funciona de manera correcta. 
METODOLOGÍA
Primero se investigó sobre el funcionamiento del software y la placa de Arduino, realizando así un acercamiento sobre la interfaz, comandos, parámetros y el lenguaje de programación, puertos de conexiones en la placa.
Luego de instalar el software de Arduino se procedió a realizar un código en el software que posteriormente se implementaría en la placa, en este caso lo implementamos en tinkercad. El objetivo de dicho algoritmo era encender y apagar un led por un segundo alternamente. En nuestro caso se enciende por 5 segundos y se apaga por tres segundos y así sucesivamente.
MARCO TEÓRICO
1. ¿Qué es un microcontrolador? ¿Qué es un microprocesador?
El Microcontrolador es un circuito integrado que es el componente principal de una aplicación embebida. Es como una pequeña computadora que incluye sistemas para controlar elementos de entrada/salida. También incluye un procesador y por supuesto memoria que puede guardar el programa y sus variables (flash y RAM). Funciona como una mini PC. Su función es la de automatizar procesos y procesar información. El microcontrolador se aplica en toda clase de inventos y productos donde se requiere seguir un proceso automático dependiendo de las condiciones de distintas entradas [1].
Se denomina microprocesador al circuito electrónico que procesa la energía necesaria para que el dispositivo electrónico en que se encuentra funcione, ejecutando los comandos y los programas adecuadamente. La Unidad Central de Procesos (CPU) de una computadora es un ejemplo de un microprocesador. Este componente electrónico forma parte de la tarjeta madre de una computadora y se caracteriza por ser un circuito integrado con miles y, a veces, hasta con millones de transistores y es el encargado de procesar y ejecutar las instrucciones codificadas en números binarios [2].
2. ¿Cuáles son los usos de los microcontroladores?
Los microcontroladores se encuentran por todas partes:
· Sistemas de comunicación: en grandes automatismos como centrales y en teléfonos fijos, móviles, fax, etc.
· Electrodomésticos: lavadoras, hornos, frigoríficos, lavavajillas, batidoras, televisores, vídeos, reproductores DVD, equipos de música, mandos a distancia, consolas, etc.
· Industria informática: Se encuentran en casi todos los periféricos; ratones, teclados, impresoras, escáner, etc.
· Automoción: climatización, seguridad, ABS, etc.
· Industria: Autómatas, control de procesos, etc.
· Sistemas de supervisión, vigilancia y alarma: ascensores, calefacción, aire acondicionado, alarmas de incendio, robo, etc.
· Otros: Instrumentación, electromedicina, tarjetas (smartcard), sistemas de navegación, etc [3].
3. ¿Qué es memoria FLASH y memoria RAM?
Las memorias flash son parte de nuestra vida cotidiana, y seguramente, contamos con alguna o algunas; 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. 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 [4].
La memoria RAM o Random Access Memory (memoria de acceso aleatorio) es un componente que forma parte del ecosistema de hardware, pasado y presente (quizás futuro), y que tiene como mayor finalidad crear un puente entre el sistema operativo, software, procesador y otros dispositivos para que estos intercambien información entre ellos.
Básicamente es la memoria principal del sistema y como tal dispone de una gran velocidad de lectura y escritura, ya que se comunica con casi todas las partes de un PC actual. Es un tipo de memoria volátil, lo que significa que los datos que almacena se mantendrán en ella mientras tenga la energía suficiente para funcionar correctamente [5].
4. ¿Qué es el lenguaje de máquina? 
También conocido como código máquina, se trata del lenguaje que pueden ejecutar los ordenadores y otros sistemas de computación. Tiene una importancia fundamental, dado que reúne las instrucciones que recibe una máquina a la hora de llevar a cabo los procesos para los que haya sido programada [6].
5. ¿Qué es el lenguaje de alto nivel?
Un lenguaje de programación de alto nivel se caracteriza por expresar los algoritmos de una manera adecuada a la capacidad cognitiva humana, en lugar de la capacidad con que los ejecutan las máquinas. Estos lenguajes permiten una máxima flexibilidad al programador a la hora de abstraerse o de ser literal. Permiten un camino bidireccional entre el lenguaje máquina y una expresión casi oral entre la escritura del programa y su posterior compilación. Por lo general suelen estar orientados a objetos, a eventos o a funciones, pudiendo estos combinarse. Asimismo, pueden ser compilados o interpretados. Algunos ejemplos son: Java, PHP, Python, Javascript, C#. [7].
6. ¿Qué es el monitor Serial de Arduino?
El monitor serie es una de las partes más importantes del IDE de Arduino porque es nuestra ventana para la comunicación entre Arduino y el ordenador, que se hace a través del cable USB.
Para realizar la conexión mediante puerto serie únicamente es necesario conectar nuestra placa Arduino empleando el mismo puerto que empleamos para programarlo. El monitor serie muestra los datos enviados por el Arduino a través del puerto serie también nos permite mandar datos al Arduino mediante el puerto serie, es una pequeña utilidad integrada dentro de IDE Standard que nos permite enviar y recibir fácilmente información a través del puerto serie. Su uso es muy sencillo, y dispone de dos zonas, una que muestra los datos recibidos, y otra para enviarlos [8].
7. ¿Qué son las bibliotecas de Arduino?
Las bibliotecas en Arduino son programas realizados por terceros, que nos van a ayudar a añadir nuevas funcionalidades a nuestros programas de Arduino, generalmente, con nuevas instrucciones para poder utilizar nuevos componentes no estándar en nuestros montajes [9].
ANÁLISIS DE RESULTADOS
MONTAJE (BLINK).
El montaje, corresponde al ejemplo del código Blink, el cual tiene comofuncionalidad encender y apagar los LEDs de transmisión (TX) y recepción (RX) que corresponden a la salida 13 del arduino. El código de este ejemplo se observa a continuación:
PROCEDIMIENTO 
A continuación, se ilustra la implementación en arduino del encendido de un LED en Tinkercad. 
El código que usamos para encender el LED es el siguiente:
En Arduino Delay es una función que hace que el procesador espere. Por ejemplo, esta espera permite no hacer nada y esperar hasta la ejecución de la siguiente instrucción durante un retardo de tiempo definido. Entonces esta función tiene un parámetro de entrada del tipo entero, que es la espera en milisegundos. En nuestro caso, el delay hace que el LED se mantenga encendido por 5000 milisegundos y luego ejecuta la otra orden que hace que el LED esté apagado durante 3000 milisegundos.
CONCLUSIONES
· En el pasar del tiempo se puede apreciar la importancia que tiene ARDUINO en nuestro ámbito de estudio, pues nos permite trabajar por medio de simulaciones y también en medio físico, facilitando así el aprendizaje en los estudiantes, además, aprender a usar esta herramienta junto con TINKERCAD nos da un valor agregado para mejorar nuestros proyectos académicos. 
· Los circuitos digitales pueden expresarse a través de muchas estructuras, dependiendo de las necesidades y conocimientos del que esté realizando la práctica, para obtener el mismo resultado.
BIBLIOGRAFÍA
1. https://hetpro-store.com/TUTORIALES/microcontrolador/ 
2. https://www.significados.com/microprocesador/ 
3. https://sites.google.com/site/dcosijopil/unidad-5-arquitecturas-embebidas-o-microcontroladores/5-4-aplicaciones-de-los-microcontroladores 
4. https://culturacion.com/que-es-una-memoria-flash/ 
5. https://hardzone.es/reportajes/que-es/memoria-ram-pc/ 
6. https://www.universidadviu.com/es/actualidad/nuestros-expertos/conociendo-el-lenguaje-de-maquina 
7. https://www.universidadviu.com/co/actualidad/nuestros-expertos/lenguaje-de-alto-nivel-los-mas-utilizados 
8. https://aprendiendoarduino.wordpress.com/tag/monitor-serie/ 
9. https://openlanuza.com/librerias-en-arduino/