Laboratorio N7

SENSORES Y ACTUADORES DIGITALES CON ARDUINO 

1. CAPACIDAD TERMINAL:
  • Identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital.
  • Describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de información.
  • Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial. 

2. COMPETENCIA ESPECÍFICA DE LA SESIÓN:
  • Programación de sensores digitales con Arduino.
  • Programación de actuadores Digitales con Arduino.
  • Implementación de proyecto con sensores y actuadores Digitales.

3. CONTENIDOS A TRATAR:
  • Sensores Digitales.
  • Actuadores Digitales.
  • Programación de proyecto con Arduino.

4. MARCO TEÓRICO:
a. Programación utilizando IDE Arduino:
IDE – entorno de desarrollo integrado, llamado IDE (sigla en inglés de integrated development environment), es un programa informático compuesto por un conjunto de herramientas de programación. Puede dedicarse en exclusiva a un solo lenguaje de programación o bien puede utilizarse para varios. Un IDE es un entorno de programación que ha sido empaquetado como un programa de aplicación, es decir, que consiste en un editor de código, un compilador, un depurador y un constructor de interfaz gráfica (GUI). Además en el caso de Arduino incorpora las herramientas para cargar el programa ya compilado en la memoria flash del hardware a través del puerto serie.






b. Manejo de Sentencias :
Un programa es una sucesión de sentencias que son ejecutadas secuencialmente.

Las primeras tres son asignaciones, y la última es una llamada a función. Al ejecutar el programa, cada una de estas sentencias es ejecutada, una después de la otra, una sola vez. Además de las sentencias simples, que son ejecutadas en secuencia, existen las sentencias de control que permiten modificar el flujo del programa introduciendo ciclos y condicionales. Un condicional es un conjunto de sentencias que pueden o no ejecutarse, dependiendo del resultado de una condición. Un ciclo es un conjunto de sentencias que son ejecutadas varias veces, hasta que una condición de término es satisfecha.



Condicional if:

La sentencia if («si») ejecuta las instrucciones sólo si se cumple una condición. Si la condición es falsa, no se hace nada.



Condicional if-else:
La sentencia if-else («si-o-si-no») decide qué instrucciones ejecutar dependiendo si una condición es verdadera o falsa.

Condicional if-elif-else:
La sentencia if-elif-else depende de dos o más condiciones, que son evaluadas en orden. La primera que es verdadera determina qué instrucciones serán ejecutadas.


Ciclo while:
El ciclo while («mientras») ejecuta una secuencia de instrucciones mientras una condición sea verdadera.


Ciclo for con rango:

El ciclo for con rango ejecuta una secuencia de sentencias una cantidad fija de veces.

Para llevar la cuenta, utiliza una variable de control que toma valores distintos en cada iteración.


Salir de un ciclo:
Además de las condiciones de término propias de los ciclos while y for, siempre es posible salir de un ciclo en medio de una iteración usando la sentencia break. Lo lógico es que sea usada dentro de un if, para evitar que el ciclo termine prematuramente en la primera iteración.


Saltar a la siguiente iteración:
La sentencia continue se usa para saltar a la iteración siguiente sin llegar al final de la que está en curso.

c. Programación de un Semáforo:

Para poder programar un sistema de semáforo se debe realizar los siguientes pasos:
Primero void setup() . Dentro de esta función principal escribiremos las sentencias de configuración que necesitaremos para que Arduino trabaje correctamente. Éstas se ejecutarán al iniciar Arduino y una única vez. Con ellas, por ejemplo, asignaremos la característica de entrada/salida a los pines, el modo de comunicación serial, activaremos los sensores que vayamos a necesitar, escribiremos órdenes de inicio del programa…etc. Algunas de estas sentencias pueden ser: pinMode( , ), Serial.begin(,), sensors.begin(,)…

La segunda función principal es void loop() . Ésta debe ir siempre después de void setup(). En ella escribiremos todas las sentencias, bucles y llamadas a funciones que necesitemos que nuestro Arduino repita constantemente. Se escribirán en orden de ejecución. Ejemplo de éstas pueden ser digitalWrite( , ), Serial.print(“ “), if( )…

d. Programación Analógica con Arduino:

Una señal eléctrica analógica es aquella en la que los valores de la tensión o voltaje varían constantemente y pueden tomar cualquier valor. En el caso de la corriente alterna, la señal analógica incrementa su valor con signo eléctrico positivo (+) durante medio ciclo y disminuye a continuación con signo eléctrico negativo (–) en el medio ciclo siguiente.

Un sistema de control (como un microcontrolador) no tiene capacidad alguna para trabajar con señales analógicas, de modo que necesita convertir las señales analógicas en señales digitales para poder trabajar con ellas.

La señal digital obtenida de una analógica tiene dos propiedades fundamentales:

Valores. Que valor en voltios define 0 y 1. En nuestro caso es tecnología TTL (0 – 5V)

Resolución analógica: nº de bits que usamos para representar con una notación digital una señal analógica.

En el caso de un arduino Uno, el valor de 0 voltios analógico es expresado en digital como B0000000000 (0) y el valor de 5V analógico es expresado en digital como B1111111111 (1023). Por lo tanto todo valor analógico intermedio es expresado con un valor entre 0 y 1023, es decir, sumo 1 en binario cada 4,883 mV.

Arduino Uno tiene una resolución de 10 bits, es decir, unos valores entre 0 y 1023.

Arduino Due tiene una resolución de 12 bits, es decir, unos valores entre 0 y 4095.


5. VIDEO EXPLICATIVO:





 6. OBSERVACIONES:
  • Se utilizo la función timer para poder establecer tiempos de cambio
  • Solo se utilizo las entradas y salidas digitales del arduino
  • Para simular el semáforo se utilizo el entranador de circuitos lógicos,el cual solo contaba con un solo color

 7. CONCLUSIONES:
  • Se logro completar la programacion del semáforo en la placa de arduino. Esto gracias a que la placa de arduino cuenta con salidas digitales que nos permiten realizar diversas simulaciones binarias ademas arduino cuenta con timers que nos controlan el tiempo de disparo de las entradas ,ejemplo de esto es el semáforo y la representación de sistemas numéricos 

8. INTEGRANTES:
Huillca Quispe, Sergio.       
Galindo Oviedo, Joseph 
Mendoza Ruiz, Eduardo Fernando                                           

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