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ISSN: 0328-5073 - Año 33ISSN: 0328-5073 - Año 33 Nº 394Nº 394 $199,90$199,90 combatIEnDo El coVID Bien, amigos de Saber Electrónica, nos encontramos nuevamente en las páginas de nuestra revista predilecta, para compartir las novedades del mundo de la electrónica. “En cuarentena con TOTO” Ya llevamos más de 10 meses de una pandemia que está azotando a gran parte de la población mundial y América Latina no es la excepción. He utilizado muy pocas veces este espacio para hablar del tema porque no queremos que confundan nuestra intención que es la de “educar” y compartir conocimientos. Claro que económicamente tenemos un rédito, pero ninguno de los que hacemos Saber Electrónica vivimos de nuestra querida revista… TODOS ten- emos ingresos externos y, en lo personal, sigo tan “involucrado” con esta tarea como en los comienzos, al- lá por 1986. En varias ocasiones hemos publicado artículos y compartido con nuestros lectores a través de e-mail ma- terial útil para “palear” los efectos del coronavirus y todos ellos continúan a su disposición en nuestra web. A continuación, transcribo el texto de uno de los comunicados que he realizado allá por el mes de abril: Estamos viviendo momentos difíciles en los que tenemos que extremar precauciones para minimizar la presencia de virus y bacterias en el ambiente. Desde Saber Electrónica queremos contribuir con "nuestro granito de arena" y por ello TODOS LOS DIAS daremos información, artículos, trabajos de investigación, proyectos, etc. sobre la forma en que podemos combatir Virus, Bacterias, Gérmenes, Malos Olores, etc. utilizando equipos electrónicos. Nos comunican que debemos lavarnos las manos e higienizar superficies, ventilar ambientes etc. Nunca está demás una precaución extra y por ello me pregunto: ¿Por qué no se emplean ionizadores para mejorar la calidad del aire? ¿Por qué no usar ozonizadores que permitan la eliminación de bacterias y partículas pesadas como las que originan malos olores? ¿Por qué no empleamos luz ultravioleta para desinfectar ambientes? Es sabido y comprobado que la luz ultravioleta, la producción de ozono y el ultrasonido son utilizados para DESINFECTAR AMBIENTES y muchos de ellos se emplean como elementos de asepsia. Es por ello que queremos compartir con Ud. algunos de los archivos presentes en el Pack: “SEGURIDAD ELECTRÓNICA” para que los descargue gratuitamente, se entere de la acción desinfectante de estos Editorial Quark SRL: Altolaguirre 310, 1874 V. Domínico, BsAs, Argentina, Tel: (11) 4206-1742 Director: Horacio D. Vallejo Dis tri bu ción en Ca pi tal: Carlos Can ce lla ro e Hi jos SH. Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942 Dis tri bu ción en Interior: DISA, Distribuidora Interplazas SA, Pte. Luis Sáenz Peña 1836 - Cap. 4305-0114 Número de Registro de Propiedad Intelectual Vigente: 966 999 EDIcIón DIgItal Año 33 - Nº 394 Edición Digital de Saber ElectrónicaEdición Digital de Saber Electrónica Lautaro, 2 años Vea en Internet el primer portal de electrónica interactivo. Visítenos en la web, y obtenga información gratis e innumerables beneficios. www.webelectronica.com.ar equipos electrónicos y también pueda armar sus propios equipos para reducir en más de un 99% la pres- encia de VIRUS y BACTERIAS en el radio de acción de estos equipos. Además, también le proponemos el armado de un OZONIZADOR PERSONAL a baterías (con autonomía de 8 horas) para que Ud. lo lleve consigo PARA REPELER los virus y bacterias en su entorno. Ud. puede descargar el material propuesto desde los siguientes links: Desinfectantes por Ultrasonido http://editorialquark.com.ar/descargas/Desinfectante_Ultrason.rar Ionizadores ambientales http://editorialquark.com.ar/descargas/Desinfeccion_O3.rar Desinfección por UV http://editorialquark.com.ar/descargas/Desinfeccion_UV.rar Espero que este material resulte de su interés. En las próximas ediciones seguiremos entregando material para que Ud. pueda “montar” sus propios equipos de protección. Hasta el mes próximo. Ing. Horacio D. Vallejo contEnIDo DEl DISco mUltImEDIa DE ESta EDIcIón Saber Electrónica nº 394 Edición Argentina Saber Electrónica nº 349 Edición Internacional club SE nº 174 cIrcUItoS ImprESoS Service y montajes nº 227 cD mUltImEDIa: InStalacIón DE aIrE aconDIcIonaDo cD multimedia para DEScarga: Si compró este ejemplar, Ud. puede descargar el disco multimedia de esta edición con el código dado en la portada, para ello, envíe un mail a cursos.se.virtuales@gmail.com diciendo que quiere el disco y coloque en “asunto” la clave que está en la portada de la revista que compró. El disco es un beneficio para quienes comprar el ejemplar. Edición Digital de Saber ElectrónicaEdición Digital de Saber Electrónica Saber Electrónica 5 AA rtículortículo dede ttApAApA NMEA es la abreviatura de National Marine Electronics Association (http://www.nmea.org). Es una asociación fundada en 1957 por un grupo de de fabricantes de electrónica para obtener un sistema común de comunicación entre las diferentes marcas de electrónica naval. Poco a poco se fueron sumando todos los fabricantes a este estándar, además de organizaciones ofi- ciales y gubernamentales. NMEA se creó para el intercambio de información digital entre productos elec- trónicos marinos. El primer protocolo estándar se llamó NMEA 0183, y es el que todavía utilizan y aceptan la mayoría de los equipos electrónicos que llevamos a bordo. Es un protocolo que define los requerimientos de datos y tiempo de transmisión en el formato serial a una velocidad de 4800 baudios (bits por segundo). Define también la norma que cada equipo sea emisor de NMEA y pueda ser escuchado por muchos receptores. La nueva versión NMEA 2000 mejora fundamentalmente en la velocidad de transmisión, pero no cambia en el concepto de conectividad. En este informe presentamos este protocolo y expondremos una parte del tra- bajo de grado de Jonathan García Álvarez de la Universidad de La Laguna. NMEA EvolucióN y Futuro EN lA ElEctróNicA MAriNA Artículo de tapa 6 Saber Electrónica IntroduccIón La Asociación Nacional de Fabricantes de Electrónica norteamericana más conocida como NMEA, es una asociación no lucrativa creada por una agrupación de profesionales de la indus- tria electrónica marina que junto con fabricantes, distribuidores e instituciones educativas se marcaron como objetivo entre otros, el poder armonizar y estandarizar todos aquellos equipos e instrumentos ubicados en la mesa de cartas por lo que crearon el conocido protocolo NMEA. La tecnología NMEA permite que los diferentes instrumentos de navegación se comuniquen entre ellos permitiendo la habilitación de toda la instrumentación marítima de una embarcación. Los primeros protocolos que aparecieron, hace más de treinta años, fueron los denominados NMEA0180 y NMEA0182, pero pronto fueron sustituidos por el NMEA0183 considerado hasta hace algunos años como el definitivo y que ha estado instalado en nuestras embarcaciones durante varias décadas. Sin embargo la tecnología evoluciona y la electrónica de las embarca- ciones también, por lo que hace unos años se desarrolló un nuevo estándar denominado NMEA2000 con el objetivo de suplir las carencias del protocolo NMEA0183. Pese a ello, este cambio está resultando algo más lento de lo esperado y hoy ambos protocolos conviven en el mercado actual. A pesar de esa convivencia conjunta en el mercado, NMEA 0183 sigue siendo el estándar de comunicaciones más utilizado y más frecuente en todo tipo de embarcaciones. Casi todos los sistemas de navegación actuales cuentan con entradas y salidas NMEA0183 que tienen dife- rentes velocidades de transmisión dependiendo de cuál es el destino de dicha comunicación. 4.800 baudios es la velocidad utilizada para la comunicación con plotters, antenas GPS o los diferentes instrumentos de navegación 38.400 baudios es la alta velocidad empleada para que se pueda utilizar con aquellos equi- pos que utilizan la información AIS tal y como los transpondedores o los receptores AIS. Esto en ocasionespuede suponer un problema. Digamos que dispone de un moderno trans- pondedor AIS que emite datos NMEA0183 de alta velocidad a 38.400 baudios y desea conec- tarlo, por ejemplo, con datos GPS o algunos plotters o PCs que solo tienen una entrada NMEA0183 y trabajan a una velocidad de 4.800 baudios. Ello se hace imposible debido a las diferentes velocidades. Pero hoy en día existen los denominados multiplexores NMEA que “ordenar” estos datos con diferentes velocidades para convertirlo en una salida “out” que puede conectarse a las entradas “in” de otros instrumentos. Pese a que NMEA es el protocolo más utilizado y estándar del mercado, muchos fabricantes crearon sus propios protocolos como el caso de SeaTalk utilizado por los equipos de Raymarine actualmente, Furuno que creó CAN o Simrad con el protocolo Simnet, lo que indirectamente obligaba a utilizar equipos marinos procedentes de la misma marca. Actualmente estas marcas están ofreciendo en sus equipos entradas y salidas NMEA0183 para que sea más fácil el inter- cambio de datos e igualmente han aparecido diferentes convertidores de datos que hacen posi- ble la combinación de equipos de electrónica náutica procedente de diferentes marcas al con- vertir los protocolos propios en protocolo NMEA. A pesar de que parece que NMEA0183 sigue estando muy presente como protocolo de comunicación y que parece que el cambio está costando más de lo esperado, está claro que el NMEA2000 lo sustituirá en los años venideros. Este nuevo estándar es muy fácil de utilizar y conectar los equipos a la red del barco resulta sencillo gracias a su un conector en “T” que per- mite que algunos instrumentos de navegación puedan alimentarse directamente de esta red NMEA2000. El objetivo de este nuevo estándar es así mejorar la velocidad de transmisión de datos y sobre todo facilitar la instalación y la conexión de los diferentes instrumentos de nave- gación. ¿Cuál es el futuro de los protocolos de comunicación? La conexión por cable ha pasado a mejor vida y hoy en día todo el mundo utiliza dispositivos electrónicos inalámbricos para diferentes aspectos de su vida cotidiana. Esto también está ocu- rriendo en el mundo de la electrónica marina y la navegación, donde el objetivo actual es el de poder ofrecer una red de datos que sea inalámbrica y que permita conectar la electrónica de las embarcaciones con dispositivos como tablets o móviles al sistema de navegación. Otro aspecto es el desarrollo de protocolos de código abierto como es el caso de Signal K que está permitiendo a otras marcas elaborar aplicaciones WiFi para permitir a dispositivos como tablets o smartphones acceder a los datos NMEA. A continuación, presentamos datos específicos de este protocolo. Saber Electrónica 7 NMeA: evolución y Futuro en la electrónica Marina Artículo de tapa 8 Saber Electrónica Saber Electrónica 9 NMeA: evolución y Futuro en la electrónica Marina Artículo de tapa 10 Saber Electrónica Talker Talker igfila se gifalnE omoomcco aññaeeñssaL empora rarrietila esteederole eunreervvesomdeop.12agur ,arreeritaly, setndeenecceorpstodadesela lkaltaloemje taecim tilttaes lkalta ENMrkeerlatnudeolpmejeej atcenneoccoma itúlatsste, .20183 A ENMrkeerlatldeel altaiorois infiie .02..00183 AE latopioopiprldeelsisahhacchladaaada nifdeneennneeenvi422)-SR((R0+..0 lk id .rkeerl sdai íoonvíeenvílE táesiórmfoinla occoátssenóicaacmronfialdeo aurragguriigF irtirtar aritlarotr ENMldeelritrpaA rpadetbiunpordoaadolortno 2.1 SR0183AEMNreerkllkaalT - [422 sa idinfiiera ausqueoddodaad0,2..00183 A pordoinifdeenneeenviquedaaadar 1][[1 an leelna leelpor es farftein s O1. saunnase zafreertni so cuaesraaritff ietirtaridtirtinidsa ansa 5V.nos uacsedaaadarpadetbioffO donndoeenitraP.aditrnveeridalias pa0V o5V naus422,-RS an ratremloll taarizliseraar donndoa artnocconnceensomdepoolleelde bildeeldoaadotssteleelrazilñaeeñasara pa esiotuitrnar emraarit :senneoicuaactissoddonoccosonnora depoomoomC.daaadarpadetbi que somem rslkalta ipequ poomoomcco ssrkeerlat piquenEOn2. raiglaem saantacueloso igtianip esiecoit 2aguriFalneenreervvesomdepo liasannaunocconatnueencolos onnoquesguoitnasámspoi cseozoneenimoomcdetbioOn .2 ansaiórmfoinid azfarfteinig lancua 2.. nausynóicaacmronfidedai 422-RSzafreertnileelngueenis lovvoleeldonndouac ínlíralararrietila a farfteinin jetaltes ílatroalomoccoarreeritaln 232-RSz afreertnileelonnoissi,422 ejatlovvoleely5V se eaín lo ,aneí sol, neene Saber Electrónica 11 NMeA: evolución y Futuro en la electrónica Marina Artículo de tapa 12 Saber Electrónica Saber Electrónica 13 NMeA: evolución y Futuro en la electrónica Marina Artículo de tapa 14 Saber Electrónica Saber Electrónica 15 NMeA: evolución y Futuro en la electrónica Marina Artículo de tapa 16 Saber Electrónica Saber Electrónica 17 NMeA: evolución y Futuro en la electrónica Marina Artículo de tapa 18 Saber Electrónica Saber Electrónica 19 NMeA: evolución y Futuro en la electrónica Marina Artículo de tapa 20 Saber Electrónica Saber Electrónica 21 NMeA: evolución y Futuro en la electrónica Marina Artículo de tapa 22 Saber Electrónica Saber Electrónica 23 NMeA: evolución y Futuro en la electrónica Marina Artículo de tapa 24 Saber Electrónica Saber Electrónica 25 NMeA: evolución y Futuro en la electrónica Marina Artículo de tapa 26 Saber Electrónica Saber Electrónica 27 NMeA: evolución y Futuro en la electrónica Marina Artículo de tapa 28 Saber Electrónica Saber Electrónica 29 NMeA: evolución y Futuro en la electrónica Marina Artículo de tapa 30 Saber Electrónica Saber Electrónica 31 NMeA: evolución y Futuro en la electrónica Marina Artículo de tapa 32 Saber Electrónica Saber Electrónica 33 TTalleraller aa uTomoTrizuTomoTriz Con la evolución del sistema de inyección a diesel existen innovadores sistemas de inyección comandados electrónicamente, los cuales resultan muy complejos. Se hace necesario el uso de equipos simuladores como el limpiador de inyectores electrónicos a diesel, sin embargo debido al exagerado costo de estos bancos, es necesaria la cons- trucción de un banco con características similares, el cual nos permita realizar la simu- lación y ver el estado de los inyectores, pero a un costo más económico en relación a la mayoría de equipos existentes en el mercado. Continuamos con la publicación de una serie de artículos destinados a sentar las bases de diseño de “bancos de prueba” para Inyección Electrónica en automóviles. Hemos analizado varias tesis de grado en ingeniería y post grado, seleccionando tra- bajos de Ecuador, Colombia y España para compartir con los lectores de Saber Electrónica. Basamos este artículo en trabajos de OSCAR DANIEL CABRERA GRÁJEDA de Bolivia y de BARCO VARGAS WILSON XAVIER y PACAY GUINGLA JHON ALVARO de Ecuador. Nuestros lectores podrán consultar los trabajos completos de los profesionales desde la bibliografía consultada. Diseño De Bancos De PrueBa De inyectores Parte 2 - características, comPonentes y suBsistemas Del Banco De PrueBa De inyectores Taller automotriz 34 Saber Electrónica Saber Electrónica 35 Componentes y Subsistemas del Banco de Prueba de inyectores Taller automotriz 36 Saber Electrónica Saber Electrónica 37 Componentes y Subsistemas del Banco de Prueba de inyectores Taller automotriz 38 Saber Electrónica Saber Electrónica 39 Componentes y Subsistemas del Banco de Prueba de inyectores Taller automotriz 40 Saber Electrónica Saber Electrónica 41 Componentes y Subsistemas del Banco de Prueba de inyectores Taller automotriz 42 Saber Electrónica Saber Electrónica 43 Componentes y Subsistemas del Banco de Prueba de inyectores Taller automotriz 44 Saber Electrónica Saber Electrónica 45 Componentes y Subsistemas del Banco de Prueba de inyectores Taller automotriz 46 Saber Electrónica Saber Electrónica 47 Componentes y Subsistemas del Banco de Prueba de inyectores Taller automotriz 48 Saber Electrónica Saber Electrónica 49 Componentes y Subsistemas del Banco de Prueba de inyectores Taller automotriz 50 Saber Electrónica Saber Electrónica 51 TT écnicoécnico RR epaRadoRepaRadoR Comenzamos a editar artículos sobre telefonía celular y teléfonos celulares en 1992 “hace casi 30 años” y el primer artículo sobre “cómo es un celular por dentro” lo escribí en 1998, en base a un teléfono de Nokia. Como mencioné en la edición anterior (y como lo hago desde el número uno de nuestra querida revista) pensamos que la educación debe ser gratuita y que lo que se debe cobrar son “los servicios de la educación” es decir, el tiempo de un docente, la generación de con- tenidos, etc. pero una vez amortizados, los contenidos deben estar a disposición de todos los que se quieran capacitar. Como nuestros lectores saben, en 2007 elaboramos una Carrera VIRTUAL de Técnico en Telefonía Celular con el aval de la Universidad Tecnológica Nacional de la República Argentina y muchos inescrupulosos han lucrado y siguen haciéndolo, al ofrecer dichos cursos por dinero, pero sin la debida asistencia. Muchos “crédulos” se sienten estafados porque al no cono- cer la mecánica y sin saber cómo se debe estudiar, hojean el contenido y ven que la explicación se realiza sobre teléfonos que hoy son viejitos como el Nokia 100 o el StarTac pero “no saben” que primero deben aprender en forma estructurada para luego poder dar servicio técnico a todo tipo de terminal, aún al Galaxy S10 o al iPhone 12. El mes pasado “me equivoqué” al decir que lleva- mos casi 20 años escribiendo artículos de telefonía celular… ya van casi 30… y sabemos que queda muchísimo por compartir; es por ello que en esta entrega compartimos la segunda parte del manual de reparación del termina GALAXY NOTE 8 de Samsung. Un Smartphone por Dentro Cómo eS Un manUal De ServiCio BloqUeS Wi-Fi, GpS y pantalla Técnico Reparador 52 Saber Electrónica Saber Electrónica 53 SaMSUnG GaLaXY: cómo es un celular por dentro y cómo se lo Repara Técnico Reparador 54 Saber Electrónica Saber Electrónica 55 SaMSUnG GaLaXY: cómo es un celular por dentro y cómo se lo Repara Técnico Reparador 56 Saber Electrónica Saber Electrónica 57 SaMSUnG GaLaXY: cómo es un celular por dentro y cómo se lo Repara Técnico Reparador 58 Saber Electrónica Saber Electrónica 59 SaMSUnG GaLaXY: cómo es un celular por dentro y cómo se lo Repara Técnico Reparador 60 Saber Electrónica Saber Electrónica 61 MM icrocontrol adoresicrocontrol adores Estamos describiendo el diseño de un trazador de curvas utilizando FPGA. Las FPGAs son disposi- tivos que nos permiten describir un circuito digital usando un lenguaje específico (los dos más comu- nes son VHDL y Verilog) y que tras cargarlo en el integrado, es creado físicamente en el chip. Su nombre es un acrónimo inglés que significa matriz de puertas reprogramableo Field Programmable Gate Array. Internamente se componen principalmente de cables, puertas lógicas, biestables, y puer- tos de entrada y salida. Todo ello sin conectar, como una plantilla en blanco, hasta que se les carga un bitstream -un archivo generado a partir de la descripción del circuito-. Un símil que nos parece muy fácil de entender, es que las FPGAs son el equivalente a las impresoras 3D para los circuitos digitales. A diferencia eso sí de las impresoras, es posible reprogramar una FPGA tantas veces como se necesite, es decir, siguiendo con la analogía, el material imprimible nunca se acaba. En la edición anterior describimos estos dispositivos y propusimos una serie de artículos destinados a mostrar su potencial. En esta edición continuamos con la implementación del módulo. https://www.luisllamas.es/que-es-una-fpga http://robots-argentina.com.ar/didactica/un-fpga-en-un-arduino Juan Santiago Vega Martinez Diseño De un TrazaDor De Curvas Con FPGa implementación del Trazador 62 Saber Electrónica Microcontroladores Saber Electrónica 63 diseño de un trazador de curvas con FPGa 64 Saber Electrónica Microcontroladores Saber Electrónica 65 diseño de un trazador de curvas con FPGa 66 Saber Electrónica Microcontroladores Saber Electrónica 67 diseño de un trazador de curvas con FPGa 68 Saber Electrónica Microcontroladores Saber Electrónica 69 diseño de un trazador de curvas con FPGa 70 Saber Electrónica Microcontroladores Saber Electrónica 71 diseño de un trazador de curvas con FPGa 72 Saber Electrónica Microcontroladores Saber Electrónica 73 AAudioudio Estamos describiendo el diseño de un amplificador de audio valvular. La válvula elec- trónica, también llamada válvula termoiónica, válvula de vacío, tubo de vacío o bulbo, es un componente electrónico utilizado para amplificar, conmutar, o modificar una señal eléctrica mediante el control del movimiento de los electrones en un espacio "vacío" a muy baja presión, o en presencia de gases especialmente seleccionados. La válvula originaria fue el componente crítico que posibilitó el desarrollo de la electrónica durante la primera mitad del siglo XX, incluyendo la expansión y comercialización de la radiodifusión, televisión, radar, audio, redes telefónicas, computadoras analógicas y digitales, control industrial, etc. Algunas de estas aplicaciones son anteriores a la vál- vula, pero vivieron un crecimiento explosivo gracias a ella. En este artículo analizamos el diseño del canal de distorsión Autor: DAVID MORENO VALLS Audio RetRo: diseño y FAbRicAción de un AmpliFicAdoR de Audio A VálVulAs de 100W Rms el cAnAl de distoRsión 74 Saber Electrónica Audio Saber Electrónica 75 constRucción de lAs VálVulAs de VAcio 76 Saber Electrónica Audio Saber Electrónica 77 78 Saber Electrónica Audio Saber Electrónica 79 constRucción de lAs VálVulAs de VAcio 80 Saber Electrónica Audio Saber Electrónica 81 constRucción de lAs VálVulAs de VAcio 82 Saber Electrónica Audio Saber Electrónica 83 constRucción de lAs VálVulAs de VAcio 84 Saber Electrónica Audio Saber Electrónica 85 ODROID es una familia de ordenadores monoprocesador y tabletas creados por Hardkernel, una compañía de hardware libre con base en Corea del Sur. Si bien el nom- bre 'ODROID' es una combinación de 'Open' (abierto) y 'Droid', el hardware no es real- mente abierto dado que la propiedad intelectual de algunas partes del diseño pertenece a la compañía. Muchos sistemas ODROID pueden no sólo correr Android, sino también distribuciones Linux de uso común. Hardkernel ha lanzado diversos modelos de ODROID. La primera generación empezó a comercializarse en 2009, seguida por modelos con especificaciones más altas. Las pla- cas actuales se venden a unos 35 dólares la C1+, 45 dólares la C2 y 50 dólares la XU4. Los modelos C y N incluyen un SoC de Amlogic, mientras que los modelos XU, HC y MC llevan Exynos. En ambos casos las placas van dotadas de una CPU ARM y una GPU integrada. Las arquitecturas de CPU incluyen ARMv7-A y ARMv8-A, mientras que la capacidad de memoria está entre 1 y 4 GB de RAM. Para almacenar el sistema operativo y la memoria de los programas se emplean tarjetas SD, pudiendo ser de tamaño SDHC o MicroSDHC. La mayoría de placas disponen de entre tres y cinco puertos USB combi- nando 2.0 y 3.0, salida HDMI y jack de audio de 3.5 mm. La salida a bajo nivel está a cargo de varios pins GPIO que soportan protocolos comunes, tales como I²C. Los modelos actuales cuentan con un puerto Gigabit Ethernet (8P8C) y un zócalo para un módulo eMMC. Desde hace unos meses, en este espacio, estamos describiendo laa placas ODROID, hoy veremos en qué consiste el KIT USB. CC omputadorasomputadoras dede unauna ss ól aól a pp l aCal aCa Computadora de plaCa reduCida odroid odroid el Kit uSB 86 Saber Electrónica Computadoras de una sola placa Saber Electrónica 87 retoCando odroid para inStalar android 88 Saber Electrónica Computadoras de una sola placa Saber Electrónica 89 IntroDuccIón El microcontrolador PIC (microcontrolador progra- mable) es a menudo descripto como un "ordenador en un chip". Es un circuito integrado que contiene memoria, uni- dades procesadoras y circuitos de entrada/salida, en una sola unidad. Los microcontroladores PICAXE son PICs de Microchip (figura 1) que la empresa Revolution Education compra en "blanco" y luego los programa con una aplicación específica de control que permite que se Sistemas de DesarrolloSistemas de Desarrollo SiStemaS de Control Con PiCaXe Cuando en el año 2004 presentamos en Saber Electrónica (Nº 205) a los microcontrolado- res PICAXE dijimos que se trataba de un sistema muy fácil de aprender y de un potencial enorme. Los chips, fabricados por Microchip y programados por Revolutuion Education, son el equivalente a una CPU de una computadora de escritorio pero “en pequeño”, es decir, poseen en su interior una memoria de programa, una memoria de datos, un micro- procesador, un reloj interno y puertos para comunicarse con el exterior. Por lo dicho, con estos circuitos integrados es posible montar sistemas microcontrolados económicos y fáciles de programar. De hecho, no es preciso que el técnico, estudiante o hobbista sepa programar ya que la empresa propietaria (Revolution Education) ofrece gratuitamente un entorno de desarrollo para que se los pueda programar en diagrama de flujo. Si bien ya hemos publicado varios artículos y 3 libros sobre PICAXE, en este artículo hacemos una nueva presentación al tema, debido a que constantemente se van agregando “amantes de la electrónica”, y lo hacemos con un enfoque diferente para que también resulte útil a quie- nes coleccionan nuestra querida revista desde hace más de 10 años. Autor: Ing. Horacio Daniel Vallejo e-mail: hvquark@webelectronica.com.ar los pueda “programar” con un entorno de desarrollo muy fácil de emplear. De esta manera, se puede programar al PICAXE para que desarrolle alguna actividad especí- fica. A manera de ejemplo, un horno de microondas puede utilizar un solo microcontrolador para procesar información proveniente del teclado numérico, mostrar información para el usuario en la pantalla y controlar los dispositivos de salida (motor de la mesa giratoria, luz, timbre y magnetrón), figura 2. Un microcontrolador puede, a menudo, reemplazar a un gran número de partes separadas, o incluso a un circuito electrónico completo. Algunas de las ventajas obtenidas con el uso de microcontroladores en el diseño de productos son: * Aumento en la confiabilidad debido al menor número de partes. * Reducción en los niveles de existencia ya que un microcontrolador reemplaza varias partes. * Simplificación del ensamblaje del producto y pro- ductos finales más pequeños. * Gran flexibilidad y adaptabilidad del producto ya que las funciones del producto están programadas en el microcontrolador y no incorporadas en el hardwareelec- trónico. * Rapidez en modificaciones y desarrollo del pro- ducto mediante cambios en el programa del microcon- trolador, y no en el hardware electrónico. Algunas de las aplicaciones que utilizan microcon- troladores incluyen artefactos domésticos, sistemas de alarma, equipo médico, subsistemas de automóviles y equipo electrónico de instrumentación. Algunos automó- viles modernos contienen mas de treinta microcontrola- dores - utilizados en una amplia variedad de subsiste- mas desde el control del motor hasta el cierre a control remoto, sin olvidar los sistemas de entretenimiento y hasta sencillos juguetes. La figura 3 muestra una “mas- cota electrónica” con PICAXE. En la Industria, los micro- controladores son usualmente programados utilizando programación en lenguaje C. Sin embargo, debido a la complejidad de este lenguaje, es muy difícil para estu- diantes muy jóvenes de bachillerato el uso adecuado de dichos lenguajes. El SIStEmA PIcAXE El sistema "PICAXE" es un sistema de microcontro- lador fácil de programar que utiliza un lenguaje BASIC 90 Saber Electrónica Sistemas de Desarrollo Microcontroladoos Figura 1 Figura 2 Figura 3 muy simple, el cual la mayoría de los estudiantes pue- den aprender rápidamente. El sistema PICAXE explota las características únicas de la nueva generación de microcontroladores de bajo costo FLASH. Estos micro- controladores pueden ser programados una y otra vez sin la necesidad de un costoso programador PIC. El poder del sistema PICAXE radica en su sencillez. No necesita de ningún programador, borrador o com- plejo sistema electrónico - el microcontrolador es pro- gramado (con un simple programa en BASIC o un dia- grama de flujo) mediante una conexión de tres cables conectada al puerto serie de cualquier computadora, o al puerto USB a través de un adaptador. Para que pueda operar, un circuito con PICAXE requiere sólo 3 componentes y puede ser ensamblado fácilmente en un tablero experimental para componentes electrónicos, en una placa común o en una placa PCB. EL sistema PICAXE puede ser de 8 terminales, 18 terminales, 28 terminales y 40 terminales. Cada uno de ellos puede tner diferentes características como ser dis- tinto tamaño de memoria RAM, inclusión de converso- res DA y AD, etc. Los chips más empleados son los de 18 pines y 28 pines. El controlador PICAXE-28 provee 22 pines de entrada/salida (8 salidas digitales, 8 entradas digitales y 4 entradas analógicas). El sistema PICAXE-18 provee 8 salidas y 5 entradas. Las características principales del sistema PICAXE son las siguientes: * Bajo costo y circuito de fácil construcción. * Hasta 8 entradas, 8 salidas y 4 canales analógicos. * Rápida operación de descarga mediante un cable serial. * Software "Editor de Programación" gratuito y de fácil uso. * Programación mediante lenguaje BASIC simple y fácil de aprender. * Editor de diagramas de flujo incluido en el "Editor de Programación". * Puede ser programado también mediante el soft- ware "Crocodile Technology". * Extenso número de manuales gratuitos y foro de apoyo en línea. * Varios paquetes experimentales ofrecidos por el fabricante (paquete de control remoto infrarrojo, paquete de servocontrolador, figura 4, etc.). comPonEntES DEl SIStEmA PIcAXE El sistema PICAXE consiste en tres componentes principales: El Software "Editor de Programación" El cable de programación EL chip PICAXE Este software debe ser ejecutado en una computa- dora tipo PC (PC de escritorio, notebook, nanobook, Tablet PC, etc.) y permite utilizar el teclado de dicha computadora para escribir programas en un simple len- guaje BASIC. Los programas también pueden generarse dibu- jando diagramas de flujo. Alternativamente, el software "Crocodile Technology" puede ser utilizado para simular circuitos electrónicos completos, programándolos con diagramas de flujo. El cable de programación es el cable que conecta el sistema PICAXE a la computadora. El cable sólo necesita ser conectado durante la des- carga de programas. No debe ser conectado cuando el PICAXE está siendo ejecutado debido a que el pro- grama está permanentemente almacenado en el chip PICAXE - aún cuando la fuente de alimentación no está conectada. El microcontrolador PICAXE ejecuta programas que han sido descargados al mismo. Sin embargo, para operar, el chip debe ser montado en un tablero electró- nico o placa de circuito impreso que provea una cone- xión al chip microcontrolador. El tablero electrónico puede ser diseñado por el usuario en una placa de circuito impreso aunque existen “placas de desarrollo” para cada tipo de PICAXE para aprender a usar este sistema. A los fines prácticos, describimos a continuación, un resumen del procedimiento de programación de un cir- cuito integrado PICAXE: 1 - Escriba el programa a cargar en el chip, en la computadora, utilizando el software "Programming Saber Electrónica 91 SiStemaS de Control Con PiCaXe Figura 4 Editor". La figura 5 muestra un programa realizado en diagrama de flujo que, posteriormente, habrá que con- vertir a BASIC a través del mismo “Programming Editor”. 2 - Conecte el cable de descarga desde la compu- tadora al PICAXE. 3 - Conecte la fuente de alimentación (batería) al PICAXE. 4 - Utilice el software "Editor de Programación" para descargar el programa. El cable de descarga puede ser removido posteriormente a la descarga. El programa comenzará a ejecutarse en el PICAXE automáticamente. Sin embargo, el programa puede ser reiniciado en cualquier momento presionando el inte- rruptor de reinicio. conStruccIón DEl EntrEnADor DE PIcAXE-08 Para aprender a utilizar el sistema PICAXE conviene comenzar por el componente básico de la familia, el PICAXE-08. Este chip posee 8 terminales, 5 de los cua- les permiten la conexión con el exterior (puertos I/O). En la figura 6 tenemos una imagen del PCB con la disposición de los componentes y la vista real del mon- taje. La lista de componentes es la siguiente: CT1: zócalo (Jack) estéreo de 3,5 mm. TB1: Borne para placa de circuito impreso de 2 ter- minales. R1: 10kΩ x 1/4W R2: 22kΩ x 1/4W C1: Capacitor de 100nF de polyester IC2: Zócalo de 8 pines PIC: Microcontrolador PICAXE-08 H1: Tira de 3 pines para circuito impreso H2: Tira de 7 pines para circuito impreso TB1: Portapilas de 4 pilas AA En la figura 7 podemos observar una vista del PICAXE-08 con sus principales características mientras que en la figura 8 se tiene el esquema de la placa hecho con Crocodile Technology. 92 Saber Electrónica Sistemas de Desarrollo Microcontroladoos Figura 5 Figura 6 Figura 7 Tal como se menciona en la figura, el número de líneas de memoria de programa es solo aproximado, ya que diferentes comandos requieren diferentes cantida- des de memoria. El pin3 es solo de entrada y el pin0 es solo de salida. La alimentación es de 3V a 5V aunque admite tensión de 6V (4 pilas de 1,5V). El conector H1 tiene un jumper que permite la pro- gramación del PICAXE-08 (jumper en parte superior) o bien poner el pin 0 como salida (jumper en parte inferior, tal y como figura en la imagen). El cable de programación puede ser armado por usted mismo, necesitará un conector DB9 hembra (que será el que se conectará a la computadora) y una ficha macho estéreo de 3,5 mm (que es la que se conecta al Jack de la placa entrenadora); también pre- cisará un cable de tres hilos (puede ser un cable mallado estéreo del tipo usado en auriculares) de un metro de longitud. En la figura 9 tiene el detalle para el armado del cable. El SoftwArE DE ProgrAmAcIón El software de programación que se utilizará para programar, compilar y transferir es el diseñado por “Revolución Educación Ltd” es de uso libre y para uso exclusivo en educación. Para instalarlo basta con ejecutar el archivo: “Programming Editor.msi” que lo descarga de: www.picaxe.com/Software/ Antes de poder probar un proyecto deberemos rea- lizar laconfiguración del software siguiendo los siguien- tes pasos: 1 - Seleccione el idioma español. 2 - Configure el puerto de conexión. Saber Electrónica 93 SiStemaS de Control Con PiCaXe Figura 8 3 – Seleccione el tipo de micro- contrador (en esta primera práctica será PICAXE-08). 4 - Conecte el cable de progra- mación entre PC y Entrenador. 5 - Escriba el código del pro- grama de prueba que luego será “descargado” en el PICAXE. Comenzaremos con la configura- ción del software: Al descargar el “Programming Editor” y ejecutar la aplicación apa- rece el cuadro de configuración, caso contrario se encuentra dentro del menú principal: Ver → opciones. En la ficha “Idioma” seleccionare- mos el Castellano, figura 10. En la ficha “Puerto Serie” selec- cionaremos el que utilizaremos (en el ejemplo de la figura 11 es el COM3). Lo lógico es utilizar el COM1 o COM2 dependiendo si se tiene conectado ratón con conexión serie o un módem. En la ficha “Modo” seleccionare- mos el microcontrolador que progra- maremos, en nuestro caso el PICAXE-08. En la figura 12 tenemos una pantalla correspondiente a una versión Ahora corresponde realizar la edición del código, luego la compilación y posteriormente la progra- mación. Para poder comunicar “nuestras intenciones” al microcontrolador debemos hacerlo siguiendo el siguiente protocolo: 1) Edición del código del programa: se puede rea- lizar de dos métodos diferentes: O Mediante diagramas de flujo: es un método sen- 94 Saber Electrónica Sistemas de Desarrollo Microcontroladoos Figura 9 Figura 10 Figura 11 cillo pero bastante limitado en sus posibilidades de pro- gramación. No cabe la posibilidad de reutilizar parte de los flujogramas en otros programas. O Mediante código de alto nivel como BASIC o C. El sistema PICAXE utiliza código BASIC. La ventaja de este tipo de programación es su potencia de programa- ción y la posibilidad de reutilizar parte del código de un programa en otro, dado que muchas rutinas son válidas para muchas aplicaciones. 2) compilación: una vez editado el código del pro- grama, bien utilizando comandos o bien flujogramas, deberemos codificarlo al lenguaje que utilizan los micro- controladores, o sea “1” y “0” . La aplicación encargada de realizar esa transformación recibe el nombre de com- pilador. 3) Programación: por último deberemos enviar esa información a la memoria de programa del microcontro- lador, el dispositivo encargado de realizar esa operación recibe el nombre de programador o loader. La ventaja del software y la “BIOS” que contienen los microcontroladores PIC del sistema PICAXE es que las operaciones anteriormente mencionadas las realizan la misma aplicación y de una forma sencilla sin tener que tener grandes conocimientos de ensamblador ni cono- cer y saber manejarlos diferentes dispositivos que per- miten realizar la programación del PIC. EjEmPlo DE ProgrAmAcIón Vamos a realizar nuestra primera programación y comprobación de su correcto funcionamiento con un sencillo programa, se trata de encender y apagar un Led de forma intermitente conectado a la salida de nuestra placa de prototipos. El programa lo realizaremos prime- ramente en código BASIC y posteriormente mediante flujogramas. El programa en BASIC que eberá escribir en el área de trabajo del “Programming Editor” es el siguiente: inicio: high 0 'enciende lED en pin 7 wait 1 'retardo 1 segundo low 0 'apaga lED en pin 7 wait 1 'retardo 1 segundo goto inicio 'salto a inicio Las sentencias de un programa se escriben en cada fila. Note que en la estructura del programa cada fila puede tener hasta 3 columnas en este caso. La primera columna se usa para sentencias, marcas, variables, etc. En nuestro caso en la primera fila se tiene el comienzo del programa, donde “inicio:” no es una instrucción, es simplemente una sentencia que está indicando que va a comenzar el programa y en algún momento diremos mediante instrucciones que “volveremos” al inicio. La segunda columna indica las instrucciones del programa y en la tercera columna ponemos indicacio- nes que son válidas solo para el programador, es decir, al compliar el programa esas frases no se tienen en cuenta. Como regla general, en un programa, en cada fila, lo que está después de ' no es tenido en cuenta. Posteriormente se analizarán cada uno de los comandos que se están utilizando. En la placa de desarrollo es necesario conectar un Led a través de una resistencia limitadora entre los ter- minales de salida 0 y GND y poner el jumper en función de salida (figura página 13). Para escribir el programa ejecute la aplicación “Programming Editor”, realice las operaciones de inicio antes mencionadas y cuando aparezca el e scritorio en blanco escriba las líneas del código de la aplicación Saber Electrónica 95 SiStemaS de Control Con PiCaXe Figura 12 Figura 13 (programa), tal como se muestra en la figura 14. Ahora debemos compilar el código y programar el PIC, aquí es donde entra en funcionamiento el sistema tan sencillo de aprendizaje y puesta en marcha de dis- positivos automatizados de forma autónoma utilizando este sistema. Para realizar la operación, de forma conjunta, basta con tener conectado el cable de programación y el jum- per en la posición de programación (jumper en los ter- minales de la parte inferior conmutados, tal y como figura el la página 13). Ejecutamos el comando de compilación y programa- ción, figura 15. También se puede ejecutar mediante el menú princi- pal: PICAXE → Ejecutar (o F5) La transferencia del código compilado se envía a la memoria de programa del PIC visualizando su evo- lución mediante una barra azul, como se muestra en la figura 16. Una vez que finalice el proceso se indicará el tér- mino de la transfe- rencia así como el tamaño ocupado en la memoria interna, figura 17. Para comprobar su funcionamiento solo resta cam- biar el jumper a la posición de salida del pin0, salida 7 (¡cuidado con la denominación de “pin 0” y “salida 7”!, no se corresponde “Terminal físico” con “pin” definido por los creadores de PICAXE). Si todo ha salido bien, el Led parpadeará intermiten- temente con una candencia de un segundo. ProgrAmAnDo mEDIAntE orgAnIgrAmAS flujogrAmAS) Los organigramas (también llamados flujogramas) son una herramienta muy útil que permiten representar gráficamente (dibujar) a los programas para hacerlos más fáciles de entender. El software Editor de Programación incluye un editor de organigramas que permite dibujar organigramas en la pantalla del ordena- dor. Estos organigramas se pueden convertir luego en código BASIC para descargarlos en el PICAXE. Los organigramas también pueden imprimirse y exportarse como figuras para incluirlos dentro de diagramas en la descripción de proyectos. A continuación enumeramos las instrucciones deta- lladas para dibujar/descargar un organigrama: 1 - Conecte el cable PICAXE a uno de los puertos serie de la computadora. Recuerde tomar nota del puerto serie al cual conecta el cable (normalmente COM1 ó COM2). 2 - Inicie el software "Editor de Programación". 3 - En el menú desplegable seleccione: Ver → Opciones, para acceder a la pantalla de opciones (esta puede que aparezca automáticamente). 4 - Haga clic en la lengüeta "Modo" y seleccione PICAXE-08. 5 - Haga clic en la lengüeta "Puerto Serie" y selec- cione el puerto serie al cual ha conectado el cable PICAXE. Haga clic en "OK". 6 - Cree un nuevo organigrama haciendo clic en el menú Archivo → Nuevo → Organigrama. 7 - Dibuje el organigrama arrastrando los bloques requeridos a la pantalla y luego utilizando el ratón para dibujar flechas para conectar los bloques. 96 Saber Electrónica Sistemas de Desarrollo Microcontroladoos Figura 14 Figura 15 Figura 16 Figura 17 Saber Electrónica 97 SiStemaS de Control Con PiCaXe 8 - Cuando termine de dibujar el organi- grama, puede conver- tirlo en un programa BASIC seleccionando el menú Organigrama→ Convertir Organigrama a BASIC. Luego el pro- grama BASIC puede descargarse en el PICAXE seleccionando en el menú PICAXE → Ejecutar. 9 - Para imprimir o salvar el organigrama, utilice las opciones en el menú de Archivo. 10 - Para exportar el organigrama como figura, utilice el menú Archivo → Exportar. Para exportar la imagen a un documento de Word seleccione el archivo tipo EMF. Para exportar el organigrama a una página web use el archivo tipo GIF. En la figura 18 podemos ver el aspecto que tendrá el programa en BASIC editado en la práctica anterior, pero esta vez utilizando la función de organigrama. A continuación explicamos la función de los distintos componentes de la pantalla de organigramas: Selección de componente: debe utilizar este comando para seleccionar y mover bloques. Cuando se selecciona un solo bloque, su código BASIC puede edi- tarse en la barra editora en la parte inferior de la ven- tana. Selección de área: se usa este comando para seleccionar un conjunto de bloques seleccionados mediante la formación de un área (pinchar y arrastrar con botón izquierdo). Zoom de área: amplía una zona, previamente seleccionada, mediante la técnica de pinchar y arrastrar. Zoom manual: amplía una zona de forma manual. Para acercar hacer clic y mover el ratón hacia arriba. Para alejar hacer clic y mover el ratón hacia abajo. mover: se usa este comando para mover el organi- grama completo alrededor de la pantalla. línea de conexión: se utiliza este comando para dibujar líneas entre los bloques. Se pueden hacer quie- bres en las líneas haciendo clic una vez. Cuando la línea está cerca de un bloque, ésta se pegará al punto de conexión del mismo. Interconexión de organigramas: este comando se utiliza cuando el organigrama es muy complejo y éste se puede simplificar en bloques más sencillos, utilizán- dolo posteriormente para la interconexión de los mis- mos de forma correspondiente. Etiqueta: se utiliza este comando para añadirle eti- quetas o títulos a los elementos del organigrama. Salida/ Si/ retardo/ Subrutina/ otras opciones: debe hacer clic en estos botones para ir al submenú de estos comandos y seleccionar la función correspon- diente. DIbujAnDo orgAnIgrAmAS Para dibujar un organigrama hacer clic en uno de los bloques de menús de comandos (Salida/ Si/ Retardo/ Otras opciones) de la barra de herramientas para ir al 98 Saber Electrónica Sistemas de Desarrollo Microcontroladoos Figura 18 Saber Electrónica 99 SiStemaS de Control Con PiCaXe submenú de comandos requerido. Seleccione el comando deseado y luego hacer clic en la pantalla, en el lugar donde desea situar el comando. No tratar de colocar el bloque exactamente en posición en primera instancia, ponerlo en la pantalla en las cercanías del área donde desea ubicarlo y luego usar el comando Seleccionar para mover el bloque a la posición correcta. Una vez que el bloque esté en posición, hacer clic en él de manera que sea resaltado. El código BASIC del objeto aparecerá en la barra editora en la parte inferior de la pantalla. Editar el código si lo requiere. unIEnDo bloquES Para unir bloques, se debe acercarlos uno al otro hasta que se junten. Otra opción es dibujar líneas entre los mismos usando el comando línea en la barra de herramientas. Notar que sólo es posible unir la parte inferior de un bloque únicamente con la parte superior de otro (no se pueden conectar líneas con líneas). Además, sólo se permite sacar una línea de la parte inferior de conexión de cada bloque. Para hacer diagramas ordenados, se pueden agre- gar quiebres a las líneas haciendo clic en las mismas. Al mover una línea cerca de un punto de conexión, la misma se pegará a este; para terminar la línea haga clic una vez más y la misma quedará en posición. Las líneas no pueden moverse. Si se trata de mover una línea la misma será borrada y tendrá que crear una nueva línea. SImulAcIón En PAntAllA Para simular el organigrama, haga clic en "Simular" en el menú Organigrama. El programa comenzará a ejecutarse en pan- talla. A medida que el programa se ejecuta, los bloques cuyos comandos están siendo ejecutados se irán resaltando en rojo. Las ventanas de "Entradas/Salidas" y "Variables" también aparecerán mientras se ejecuta la simulación, figura 19. Para cambiar los valores de las entradas haga clic en el respectivo interruptor en pantalla (mostrado debajo del LED) ó utilice la barra deslizadora de entradas analógicas. El tiempo de retardo entre un objeto y otro puede ser ajustado en las Opciones del Organigrama (menú Ver → opciones → organigrama). Note que algunos comandos representan acciones que no pueden ser simuladas en pantalla. En estos casos el comando es simplemente ignorado al ejecutar el organigrama. cArgA DE loS orgAnIgrAmAS En El PIcAXE: Los organigramas no se descargan directamente al microcontrolador. Primero el organigrama es convertido en un programa BASIC, el cual luego es cargado al PIC. Para convertir un organigrama seleccionar "convertir" en el menú Organigrama; el programa BASIC del organigrama será creado. Aquellos bloques que no estén conectados a los blo- ques "inicio" ó "sub" en el organigrama, serán ignora- dos al momento de hacer la conversión. La conversión se detendrá si se encuentra un bloque no conectado; por lo tanto, utilizar siempre un bloque "detener" para terminar el diagrama antes de iniciar una simulación o de convertir el diagrama. Note que es posible convertir y descargar rápidamente un organigrama presionando dos veces la tecla F5. cómo DEScArgAr El curSo DE PIcAXE Por razones de espacio no podemos “publicar” un curso completo que le enseñe a programar y utilizar a los microcontroladores PICAXE, sin embargo, Ud. puede descargar dicho material desde nuestra web: www.webelectronica.com.ar, haciendo clic en el ícono password e ingresando la clave para lectores: “curso- picaxe”. J 100 Saber Electrónica Sistemas de Desarrollo Microcontroladoos Figura 19 Proyectos Electrónicos 101 ConstruCCIón Del entrenADor De PICAXe-08 Tal como mencionamos en el Artículo de Tapa de esta edición, para aprender a utilizar el sistema PICAXE conviene comenzar por el componente básico de la familia, el PICAXE-08. Este chip posee 8 terminales, 5 de los cuales permiten la conexión con el exterior (puer- tos I/O). En la figura 1 tenemos una imagen del PCB con la disposición de los componentes y la vista real del mon- taje del entrenador propuesto. El microcontrolador Picaxe08 es el más pequeño de la familia y aunque tiene poca memoria para almacenar líneas de programa, su simplicidad permite incluso rea- lizar un entrenador en una placa de prototipos. Las características de este circuito se describen en la figura2. Debe tener presente que el pin 3 es de sólo entrada y el pin 0 es de sólo salida. Se puede alimentar el circuito con una tensión com- prendida entre 3 y 6V (aunque las especificaciones MontajeMontaje Proyectos con PIcAXe PlAcA entrenAdorA PIcAXe-08 – dAdo electrónIco MIcroBot – terMostAto ProgrAMABle – MAscotA electrónIcA Aprovechando el entrenador de PICAXE-08 descripto en el Artículo de Tapa de esta edición, propone- mos la realización de una serie de prácticas tendientes a familiari- zarse con los microcontroladores PICAXE y que también permiten la realización de montajes de mucha utilidad. Desde una cyber mascota hasta un dado electrónico, pasando por proyectos d e ilumina- ción, en esta entrega veremos cómo de forma sencilla puede pro- gramar un PICAXE-08 y con la ayuda de pocos componentes externos obtener los montajes mencionados. Autor: Ing. Horacio Daniel Vallejo e-mail: hvquark@webelectronica.com.ar Figura 1 102 Proyectos Electrónicos Montajes admiten sólo hasta 5V, si se ali- menta con 4 pilas de 1,5V en serie, el circuito responde bien). El pin 0 tiene doble función, se utiliza para la descarga del programa y como pata o pin de salida. Por este motivo, es nece-sario colocar un conmutador o un jumper para seleccionar la fun- ción del terminal. Este circuito puede suminis- trar unos 25mA por cada salida, por lo que sólo se deben conec- tar directamente pequeñas car- gas (Led, buzzer, parlante pequeño, etc.). Para conectar cargas que consuman corrientes superiores a 25mA se debe inter- calar un transistor, relé o circuito similar. En la figura 3 se puede obser- var el circuito de operación básico del PICAXE-08 con el cable de programación. Note la presencia de las dos resistencias (10kΩ y 22kΩ), indispwensables para el funcionamiento del chip. En la figura 4 podemos obser- var un esquema mejorado, que representa el circuito básico, al que se le han añadido cuatro LED para indicar el estado de las salidas, un microparlante conec- tado a la salida 0 y un LED indicador de fun- cionamiento. En la figura 5 tene- mos el diagrama de cir- cuito impreso en tamaño real con la ubi- cación de los compo- nentes mientras que en la figura 6 pude obser- var la lista de materia- les necesaria para el montaje del entrenador. En la figura 7 se observa una vista ampliada de la placa entrenadora (gentileza de Roberto Rodríguez Boero) con una des- cripción de los compo- Figura 2 Figura 4 Figura 3 nentes “sensibles” para el armado de proto- tipos. Note la presencia de un jumper en la placa, el cual no es necesario ya que fue reemplazado por una pista de cobre en el diseño propuesto de la figura 5. Una vez que haya montado el entrenador, para comprobar el correcto funcionamiento del circuito seguimos los siguientes pasos: 1) Conecte la alimentación (5V). 2) Conecte el cable de programación a la placa y a la computadora. 3) Coloque el interruptor “cargar programa” en posición de carga. 4) Ejecute el editor de programas (Programming Editor) en su PC e indique el tipo de chip que está usando (Picaxe-08). 5) Escriba uno de los programas de prueba y pulse el botón “cargar” en el Programming Editor. 6) Cambie la posición del conmutador de carga y verifique que los actuadores (Leds y/o parlante) hagan lo que indica el pro- grama que cargó en el PICAXE. PruebA De lAs sAlIDAs De lA PlACA entrenADorA El programa que mostramos a continuación prueba las salidas. Es necesario colocar el jumper que habilita los LED en la posición correcta. Siga los pasos descriptos anterior- mente y en el paso (5) escriba lo siguiente: prueba: 'sentencia para inicio de programa high 0 'enciende LED en pin 0 wait 1 'retardo 1 segundo high 1 'enciende LED en pin 1 wait 1 'retardo 1 segundo high 2 'enciende LED en pin 2 wait 1 'retardo 1 segundo high 4 'enciende LED en pin 4 wait 1 'retardo 1 segundo Una vez cargado el programa, y estando el interruptor de carga de la placa entrenadora en la posición que habilita la salida “0” los Leds se encenderán de a uno con períodos de un segundo para quedar todos encendi- dos al culminar el programa. Cada vez que quite la alimentación de la placa y vuelva a colocarla se reiniciará el proceso. Proyectos Electrónicos 103 Proyectos con PICAXE Figura 5 Figura 6 104 Proyectos Electrónicos Montajes Prueba del Parlante A continuación mostramos el programa que deberá cargar en el PICAXE-08 y que prueba el altavoz conec- tado a la salida 0 de la placa entrenadora. Es necesa- rio colocar el jumper que habilita el altavoz en la posi- ción correcta. Siga los pasos descriptos anteriormente y en el paso (5) escriba lo siguiente: prueba: 'máscara para retorno del programa sound 0, (100,20) 'sonido en la salida 0 de tono 100Hz y ‘duración 20 milisegundos pause 100 'retardo de 100 milisegundos sound 0, (110,30) 'sonido en la salida 0 de tono 110Hz y ‘duración 30milisegundos pause 100 'retardo de 100 milisegundos sound 0, (115,40) 'sonido en la salida 0 de tono 115Hz y ‘duración 40 miliseguindos pause 100 'retardo de 100 milisegundos sound 0, (120,50) 'sonido en la salida 0 de tono 120Hz y ‘duración 50milisegundos goto prueba 'vuelve al principio del programa Cuando haya cargado el programa y haga la prueba correspondiente (el interruptor de carga debe estar del lado de la habilitación de la salida 20”) el buzzer o par- lante emitirá un sonido variable en tono. VerIfICACIón De lAs entrADAs Realizaremos un programa para verificar el funcio- namiento de las entradas de la placa. En el ejemplo se ha hecho para la entrada 1, pero deberá repetirlo para el resto (entradas 2, 3 y 4). Una vez cargado el programa, se conecta un trozo de cable al positivo de la alimentación y una resistencia de 10kΩ entre la entrada a probar y masa. Para probar la entrada en cuestión hay que tocar con el extremo del cable al borne de dicha entrada. Al hacer esto debe cambiar el sonido emitido por el buzzer. Siga los pasos descriptos al comienzo y en el paso (5) escriba lo siguiente: prueba: 'sentencia de inicio sound 0, (7, 10) 'sonido inicial de espera pause 300 'retardo 300 milisegundos if input1 is on then sonido 'Si la entrada 1 está anivel 'alto, se ejecuta la subrutina "sonido" goto prueba 'vuelve al inicio del programa sonido: 'subrutina sonido sound 0, (120, 10) 'sonido agudo en 0 de duración 10 pause 30 'retardo 30 milisegundos sound 0, (120, 10) 'sonido agudo en 0 de duración 10 pause 30 'retardo 30 milisegundos sound 0, (120, 10) 'sonido agudo en 0 de duración 10 pause 30 'retardo 30 milisegundos sound 0, (120, 10) 'sonido agudo en 0 de duración 10 pause 30 'retardo 30 milisegundos sound 0, (120, 10) 'sonido agudo en 0 de duración 10 pause 30 'retardo 30 milisegundos Figura 7 Proyectos Electrónicos 105 Este proyecto utiliza un entre- nador básico PICAXE-08 conectado a una placa proto- tipo en la que se han montado los componentes necesarios: LEDs, resistencias, pulsador y conector. En la figura 8 se puede apre- ciar el diagrama en bloques de este proyecto y en la figura 9 el circuito eléctrico para que usted pueda guiarse en el montaje. El proyecto final tendrá una apariencia similar a la imagen de la figura 10, donde: · Output – pin0 (patita 7) esta conec- tada a LEDs 0 · Output – pin1 (patita 6) esta conec- tada a LEDs 1 · Output – pin2 (patita 5) esta conec- tada a LED 2 · Output – pin3 (patita 3) esta conec- tada a LEDs 4 · Input – pin3 (patilla 4) esta conectada al pulsador Podrá hacer una prueba de los Leds del dado para lo cual deberá cargar en el pICAXE-08 el siguiente programa: arranque: low 0 low 1 low 2 low 4 inicio: let pins = 23 ' todos los LEDs on (16+4+2+1) wait 1 ' espera de 1 segundos let pins = 0 ' todos los LEDs off wait 1 ' espera de 1 segundos let pins = 1 ' todos los LEDs pin 0 on, resto off wait 1 ' espera de 1 segundos let pins = 2 ' todos los LEDs pin 1 on, resto off wait 1 ' espera de 1 segundos let pins = 4 ' todos los LEDs pin 2 on, resto off Proyectos con PICAXE dAdo electrónIco Figura 8 Figura 9 Figura 10 106 Proyectos Electrónicos Montajes wait 1 ' espera de 1 segundos let pins = 16 ' todos los LEDs pin 4 on, resto off wait 1 ' espera de 1 segundos let pins = 0 ' todos los LEDs off wait 1 ' espera de 1 segundos goto inicio ' repite el bucle Recuerde no confundir el número de la "patita" del chip con el número del pin de entrada/ salida. También debe recordar que en la placa prototipo PICAXE-08 cuande se cargue el programa deberemos ajustar el jumper (o el interruptor de carga) correctamente, al igual que para ejecutar el programa. En la siguiente tabla se brinda el programa que deberá tipear en el “Programming Editor” para luego cargar en el PICAXE. Ante la demanda por parte de muchos de los visitan- tes de la pagina de algún proyecto sencillo de micro- robot, www.tecnologiafacil.net publicó un pequeño "bichillo" que además de ser completamente analógico es muy veloz (sorprendente). Es ideal para estudiantes que quieran iniciarse en la robótica o como una practica escolar para niños. Como puede imaginar, estemicro-bot sigue la luz, MIcroBot “cokIe-luz” Figura 11 Proyectos Electrónicos 107 esta provisto de dos LDR en la parte delantera lo que le da una apariencia de antenas. Es posible regular la sen- sibilidad lumínica con los dos resistores ajustables en el circuito, aunque también puede ser necesario cubrir con capuchas opacas las LDR si es que el nivel de luz es excesivo y COKIE-LUZ corre descontrolado. COKIE-LUZ No lleva ruedas, se apoya en la parte delantera sobre los ejes de los motores de 3V DC y en la parte trasera sobre un alambre de cobre rígido de 2,5 mm. Los ejes de los motores tie- nen dos pedaci- tos de funda plás- tica para que se agarren al suelo. El circuito, mos- trado en la figura 11, lo componen 4 transistores de bajo consumo estándar un par de resistencias dos ajus- tables y las LDR propiamente dichas, lo que hace que su fabricación sea sumamente barata. La lista de mate- riales y el aspecto físico de cokie lo puede ver en la figura 12. Cuando realice el montaje (puede hacerlo en placa de circuito impreso tipo universal, figura 13) debe tener la precaución de cruzar las LDR por la parte de abajo, es decir, la LDR de la derecha formara parte del circuito de la izquierda actuando sobre el motor izquierdo y la LDR de la izquierda debe actuar sobre el motor dere- cho. En la figura 14 puede ver un detalle del armado de este robot sobre una placa de circuito impreso tipo uni- versal. Ahora bien, el mismo circuito puede montarse pro- gramando un PICAXE-08 lo que permitirá que el lector pueda practicar cambiando el programa para que el robot se desplace en forma distinta a la explicada. En la figura 15 se tiene el circuito eléctrico del cokie-luz con PICAXE y en la figura 16 se reproduce el diseño PCB para este montaje, que incluye el espacio para el porta- pilas de 2 pilas “AAA”. Figura 13 Proyectos con PICAXE Figura 12 Figura 14 108 Proyectos Electrónicos Montajes El programa que deberá cargar en el PUCAXE-08 es el siguiente: '************************** '** Cokie Luz *********** ' Robot seguidor de luz '*************************** principal: low 1 low 2 if pin3 = 0 then dcha if pin4 = 0 then izda goto principal dcha: high 2 goto principal izda: high 1 goto principal Figura 16 Figura 15 Proyectos Electrónicos 109 El DS18B20 es un sensor digital de temperatura con un rango de -55ºC a +125ºC, figura 17. Tiene la ventaja de utilizar únicamente 3 cables de conexión y produce una salida digital de alta precisión con una resolución 0,5 ºC, sin necesidad de utilizar un convertidor analó- gico / digital (ADC). La salida es lineal en función de la temperatura. Es ideal para la realización de sencillos termostatos electrónicos. El protocolo de comunicación del sensor es compli- cado, dado que los datos son enviados en ambas direc- ciones uno tras otro al utilizar únicamente un cable, por ello es habitual utilizar un microcontrolador para la comunicación. El circuito básico para el control del sensor de tem- peratura es el mostrado en la figura 18. La lista de materiales para este proyecto es la siguiente: R1 4K7 (amarillo, violeta , rojo) R2 1K (marrón, negro, rojo) R3 330 (naranja, naranja, marrón) R4,R5 10K (marrón, negro, naranja) R6 22K (rojo, rojo, naranja) D1 1N4001 Diodo C1 100nF condensador de poliester LED1 LED 5mm Q1 BC547 transistor PZ Altavoz piezoeléctrico CT2,3 Pines con jumper CT4 Pines con jumper IC1 PICAXE-08M microcontrolador IC2 DS18B20 sensor digital de temperatura serial PCB Placa prototipos Es un circuito completo que puede ser usado, por ejemplo, como un termostato que a una temperatura determi- nada active el disposi- tivo conectado en las salidas (output) y/o al mismo tiempo indique mediante señales acús- ticas y/o luminosas que la temperatura ha alcan- zado el umbral progra- mado. El circuito está basado en un microcontrolador de 8 pines PICAXE-08M e incluye diferentes componentes, para dis- tintas funciones, tal como se describe en la tabla 1. Si desea realizar este diseño simplemente como práctica, puede Proyectos con PICAXE terMostAto ProgrAMABle Figura 17 Tabla 1 Figura 18 110 Proyectos Electrónicos Montajes montar el circuito en una placa de prototipos y conec- tarle el entrenador PICAXE-08 a la que previamente se le sustituyó el PICAXE-08 por el PICAXE-08M. El código que deberá escribir en el “Programming Editor”, para luego descargar en la memoria del PICAXE se muestra a continuación: Con este montaje se pretende introducirnos en el mundo de la robótica BEAM. El cerebro está constituido por un microcontrolador PICAXE-08. Dispone de 3 sali- das: 2 Leds y un parlante piezoeléctrico, asimismo, dis- pone de dos entradas: un sensor de luz (LDR) y un pul- sador. Con la programación adecuada podemos dar res- puesta a estímulos luminosos o mecáni- cos, esta respuesta puede ser de forma visi- ble (Leds) o acústica (parlante piezoeléc- trico). El circuito eléctrico se muestra en la figura 19, note la presencia de una resistencia variable con la luz (LDR) conec- tada en una de las entradas del PICAXE, este componente detectará la luz y podrá hacer que la “mascota electrónica” actúe en consecuencia. Por ejemplo, podría progra- marse el chip para que de día la mascota esté despierta (Leds encen- didos) y de noche dicha mascota se duerma (se apa- guen los Leds). Dependiendo la hora del día la mascota podría emitir sonidos (a través del parlante) indicando que tiene hambre o que es hora de su paseo diario. Cuando el “amo” cumple con los requerimientos de su mascota (lo hace apretando el pulsador), ésta se calla. cIBerMAscotA (cIBerPet) Figura 19 Proyectos Electrónicos 111 Lo explicado constituye simplemente una “idea” de lo que podría programarse y el lector deberá “encontrar” las sentencias adecuadas, es decir, realizar el programa de acuerdo con sus propias ideas. Para programar la mascota deberá escribir el pro- grama en el “Programming Editor”, una vez que lo eje- cute en su PC y luego descargar la aplicación en la memoria del PICAXE utilizando el cable de programa- ción, siguiendo los pasos que hemos explicado al comienzo de esta nota cuando presentamos a la tarjeta entrenadora PICAXE-08. En la figura 20 se tienen imágenes de la placa de circuito impreso. El montaje no reviste consideraciones especiales y para la fabricación de la placa de circuito impreso puede seguir las indicaciones dadas en el artículo sobre “Ayuda al Principiante” dada en esta misma edición. PráCtICA 1 Una vez armada la placa, proponemos que comience a practicar con su mascota virtual. El siguiente programa realizará el encendido y apagado de forma intermitente del Led conectado a la pata 7 del PICAXE- 08 (salida: Pin0). Usted podrá escribir el código BASIC o hacer el diagrama de flujo y luego realzar la compilación, tal cual lo hemos explicado, para luego descargar la aplicación en el interior del PICAXE-08. El código BASIC para esta práctica es el siguiente: inicio: high 0 'enciende LED en pin 7 wait 1 'retardo 1 segundo low 0 'apaga LED en pin 7 wait goto inicio 'salto a inicio En la figura 21 puede observar el dia- grama de flujo (flujograma) correspondiente a esta práctica. En el Programming Editor deberá construir el esquema tal como se muestra (en el Artículo de Tapa de esta edi- ción se muestra cómo hacerlo). Sugerimos que realice ambas experiencias, es decir, comprobar el comportamiento del circuito cuando descarga el código BASIC y luego hacer lo mismo partiendo desde el flujo- grama. Proyectos con PICAXE Figura 20 Figura 21 112 Proyectos Electrónicos Montajes PráCtICA 2 El código que escribimos a continuación permite el encendido y apagado de forma intermitente del Led conectado en la patita 3 del PICAXE-08 (salida: Pin4) inicio: high 4 'enciende LED en pin 3 wait 3 'retardo 1 segundo low 4 'apaga LED en pin 3 wait 3 goto inicio 'saltoa inicio El flujograma se muestra en la figura 22. PráCtICA 3 Ahora proponemos el encendido y apagado alterna- tivamente de dos Leds conectados en las patitas 3 y 7 (salidas: Pin4 y Pin0). inicio: high 0 'enciende LED en pin 7 wait 1 'retardo 1 segundo low 0 'apaga LED en pin 7 wait 1 high 4 'enciende LED en pin 3 wait 1 low 4 'apaga led en pin 3 wait 1 goto inicio 'salto a inicio El flujograma se muestra en la figura 23. PráCtICA 4 Para obtener sonido directamente del microcontrola- dor se puede conectar un zumbador piezoeléctrico entre el pin de salida y la masa. El comando “sound” hace que el PICAXE genere un sonido en la pata de salida especificada en dicho comando, con una frecuencia y duración también espe- cificada en el commando. Por ejemplo: sound 2, (50,100) Esta sentencia indica que se va a generar un sonido en el pin 2 (patita 7 del integrado) con un tono “50” y una duración de 100 milisegundos. El valor “0“ de la frecuencia se corresponde con un silencio. Los valores del 1 al 127 son tonos cada vez más agudos y del 128 al 255 sonidos limpios también cada vez más agudos. La duración está indicada en milisegundos. Nuestra mascota electrónica, pese a ser muy senci- lla, posee componentes que permiten efectuar una serie de pruebas para que el lector compruebe la potenciali- dad de un PICAXE. En esta práctica se persigue la generación de 3 tonos diferentes a través del parlante piezoeléctrico conectado en la patita 5 del PICAXE-08 (salida: Pin2). Figura 22 Figura 23 Proyectos Electrónicos 113 El código a escribir en el Programming Editor es el siguiente: inicio: sound 2, (50, 100) 'sonido en altavoz piezo del pin 5, ‘out 2 tono (0..127), duración ms sound 2, (100, 100) 'otro tono sound 2, (120, 100) 'otro tono pause 1000 'pausa de 1000ms = 1 seg goto inicio El flujograma se muestra en la figura 24. PráCtICA 5 En esta oportunidad vamos a verificar la acción de las entradas del PICAXE. Al descargar el siguiente código en el chip, si se activa el interruptor conectado en la patita 4 (entrada: Pin3) enciende el Led conectado en la patita 7 del PICAXE-08 (salida: Pin0). Deberá escribir el siguiente código: inicio: if input3 is on then led 'si la entrada 3 es "1" salta a ‘subrutina led sino a inicio goto inicio 'salto a inicio led: high 0 'enciende LED pin 7 wait 2 'encendido durante un retardo ‘de 2 segundos low 0 'apagado LED pin 7 goto inicio El flujograma se muestra en la figura 25. PráCtICA 6 Tenemos conectada una LDR en la patita 6 (entrada: Pin1) del PICAXE-08. Con el programa que propone- mos en esta práctica visualizaremos el valor que nos da el convertidor Analógico/Digital (DAC) a través del “Debug” de la aplicación (presenta el valor de las varia- bles b0..b13, tanto en valor decimal como digital). Escriba el siguiente código inicio: readadc 1,b0 'lee la señal analógica de LDR y ‘carga en variable b0 debug b0 'transmite el valor b0 a la pantalla del PC pause 100 'pausa goto inicio 'saltar a inicio Al cargar el programa al PICAXE-08 se abrirá el depurador (Debug) mostrando el valor de las variables b0..b13. Deberemos fijarnos en el valor que toma la variable b0 que es donde se almacena el valor gene- rado por el convertidor DAC, anotaremos el valor justo en el momento que la intensidad lumi- nosa que nos interesa detectar se presente. Cada muestreo será indicado visualmente a tra- vés del Led conectado a la pata 7 del PICAXE-08 (salida: Pin0). Terminamos el tema aquí, pero Ud. puede realizar muchas más prácticas. J Proyectos con PICAXE Figura 24 Figura 25 114 Proyectos Electrónicos Montajes Saber Electrónica 115 AA rtículortículo dede ttApAApA Curso Programado de Logo Todo sobre eL móduLo de ConTroL unIVersaL de sIemens Estamos describiendo el funcionamiento, programación e implementación de un módulo LOGO. Comenzamos esta serie en Saber Electrónica Nº 384 y lo hacemos en base a uno de los manuales de LOGO que explica el montaje, la programación y la aplicación de dis- positivos LOGO-0BA4 y módulos de ampliación de LOGO, así como la compatibilidad con las versiones anteriores 0BA0-0BA3 (0BAx son los últimos cuatro caracteres del número de referencia, que distinguen una serie de otra). En estos artículos encontrará la información de cableado en la Información de producto de LOGO, que acompaña a cada dispositivo, así como en el manual de LOGO. Asimismo, en la ayuda en pantalla de-LOGO!Soft Comfort que tiene instalada en su PC encontrará más información acerca de la programación de LOGO! LOGO!Soft Comfort es el software de programación para los PC. Funciona con Windows, Linux, Mac OS X y le ayuda a conocer LOGO!, a escribir programas independientemente de LOGO y a comprobar, imprimir y archivar datos. Selección de Horacio Daniel Vallejo 116 Saber Electrónica Artículo de tapa Saber Electrónica 117 curso programado de loGo de Siemens 118 Saber Electrónica Artículo de tapa Saber Electrónica 119 curso programado de loGo de Siemens 120 Saber Electrónica Artículo de tapa Saber Electrónica 121 curso programado de loGo de Siemens 122 Saber Electrónica Artículo de tapa 4ª forros.qxd:Maquetación 1 15/10/13 10:37 Página 1 4ª de forros.qxd:sumario 223 21/11/13 18:13 Página 4ªFo1
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