PRACTICA 2: Construcción de Semáforos mediante el uso de Arduino UNO.
Mediante el uso de Arduino UNO y su respectivo código de programación, elaborar un circuito que opere como un multi-semáforo, asimismo analizar el funcionamiento los componentes a usar, para así proceder a efectuar las simulaciones correspondientes en el software Proteus 8.
INTRODUCCION: (investigación).
Diodos LED:
Los diodos son componentes electrónicos que permiten el paso de la corriente en un solo sentido, en sentido contrario no dejan pasar la corriente. En el sentido en que su conexión permite pasar la corriente se comporta como un interruptor cerrado y en el sentido contrario de conexión como un interruptor abierto.
Un diodo Led es un diodo que además de permitir el paso de la corriente solo un sentido, en el sentido en el que la corriente pasa por el diodo, este emite luz.
Cuando se conecta un diodo en el sentido que permite el paso de la corriente se dice que está polarizado directamente.
Un diodo Led es un diodo que además de permitir el paso de la corriente solo un sentido, en el sentido en el que la corriente pasa por el diodo, este emite luz.
Cuando se conecta un diodo en el sentido que permite el paso de la corriente se dice que está polarizado directamente.
Diodos Led y sus Características.
Los Diodos LEDs tienen dos patillas de conexión una larga y otra corta. Para que pase la corriente y emita luz se debe conectar la patilla larga al polo positivo y la corta al negativo. En caso contrario la corriente no pasará y no emitirá luz. En la imagen siguiente vemos un diodo led por dentro.
Tablilla protoboard:
Un protoboard o también llamado Tabla de pruebas, es una herramienta indispensable para un electrónico, tanto así que cuando se inicie en la carrera en los 3 primeros semestres ya tendrás por lo menos 1 protoboard y cuando llegues a séptimo tendrás entre 4 y 7 de estas herramientas, como su nombre lo indica su función principal es hacer pruebas del funcionamiento de los diferentes circuitos electrónicos que creamos.
Los protoboard son pequeñas tablas con perforaciones en toda su área, en las cuales se colocan diversos componentes electrónicos, se distinguen por tener filas y columnas con lo que se puede saber en qué ubicación posicionar cada pieza, también cuentan con 2 rieles a los lados, los cuales se usaran como las líneas Positivas y Negativas de nuestro circuito.
En el segundo diagrama se pueden ver que hay unas “pistas” conectoras (Las “pistas” están ubicadas debajo de la placa blanca). Estas “pistas” son horizontales en la parte superior e inferior de la protoboard y son verticales en la parte central de la misma.
Nota: Las “pistas” mencionadas en el tutorial son unas tiras metálicas flexibles fabricadas de berilio-cobre
Las “pistas” horizontales superior e inferior normalmente se utilizan para conectar la fuente de alimentación y tierra, y son llamados “Buses”. Los circuitos integrados se colocan en la parte central de la protoboard con una hilera de patas en la parte superior del canal central y la otra hilera en la parte inferior del mismo. Puede observarse sin problema que las patitas del circuito integrado se conectan a una pista vertical diferente.
Resistores:
Se denomina resistencia (sobre todo en España) o resistor (en algunos países de Hispanoamérica, aunque también se usa resistencia en el argot eléctrico y electrónico) al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito eléctrico. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., se emplean resistencias para producir calor aprovechando el efecto Joule. Es un material formado por carbón y otros elementos resistivos para disminuir la corriente que pasa. Se opone al paso de la corriente.
La corriente máxima y diferencia de potencial máxima en una resistencia viene condicionada por la máxima potencia que pueda disipar su cuerpo. Esta potencia se puede identificar visualmente a partir del diámetro sin que sea necesaria otra indicación. Los valores más comunes son 0.25 W, 0.5 W y 1 W.
Puentes de Conexiones:
Un cable puente para prototipos (o simplemente puente para prototipos), es un cable con un conector en cada punta (o a veces sin ellos), que se usa normalmente para interconectar entre sí los componentes en una placa de pruebas. P.E.: se utilizan de forma general para transferir señales eléctricas de cualquier parte de la placa de prototipos a los pines de entrada/salida de un microcontrolador.
Los cables puente se fijan mediante la inserción de sus extremos en los agujeros previstos a tal efecto en las ranuras de la placa de pruebas, la cual debajo de su superficie tiene unas planchas interiores paralelas que conectan las ranuras en grupos de filas o columnas según la zona. Los conectores se insertan en la placa de prototipos, sin necesidad de soldar, en los agujeros que convengan para el conexionado del diseño.
Software Proteus 8:
Proteus es una aplicación para la ejecución de proyectos de construcción de equipos electrónicos en todas sus etapas: diseño del esquema electrónico, programación del software, construcción de la placa de circuito impreso, simulación de todo el conjunto, depuración de errores, documentación y construcción.
Sin la utilización de la suite Proteus, el proceso para construir un equipo electrónico basado en un microprocesador se compone de cinco etapas. Sólo al final del proceso somos capaces de detectar los errores y cualquier problema exige volver a ejecutar el ciclo completo
Software de Arduino:
Arduino no solo proporciona las placas (Hardware), sino que nos proporciona un software consistente en un entorno de desarrollo (IDE), un lenguaje de programación simplificado para el HW y el bootloader ejecutado en la placa. La principal característica del software (IDE) y del lenguaje de programación es su sencillez y facilidad de uso.
El software hecho para Arduino es portable, es decir, el mismo firmware que hemos hecho para un Arduino/Microcontrolador, sirve para otras placas Arduino u otras placas compatibles Arduino como el ESP8266.
Arduino promete ser una forma sencilla de realizar proyectos interactivos para cualquier persona. Para alguien que quiere hacer un proyecto, el proceso pasa por descargarnos e instalar el IDE buscar un poco por internet y simplemente hacer “corta y pega” del código que nos interese y cargarlo en nuestro HW. Luego hacer los cableados correspondientes con los periféricos y ya tenemos interaccionando el software con el Hardware. Todo ello con una inversión económica mínima: el coste del Arduino y los periféricos.
Relevadores, rele o relay:
El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes.
Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico. Como tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una nueva señal con corriente procedente de pilas localesa partir de la señal débil recibida por la línea. Se les llamaba “relevadores”. De ahí el término “relé”.
LISTA DE MATERIAL:
· Arduino UNO
· Resistores
· Protoboard
· Puentes de conexiones
· Software Proteus 8
· Relevadores (en caso de necesitar el montaje a físico con tensiones altas).
DESARROLLO (Diagrama y código).
· Se establecen las denominaciones de cada color de los 4 semáforos. Según sea sus 3 colores principales, y este tipo de variables será de tipo constante y de numero de enteros, ya sea High = 1, o de Low = 0.
· Se trabajara con los pines del Arduino 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 y 13.
· En void setup se procede a establecer la condición inicial de los estados de cada semáforo
· Así mismo, se establecen como salida todos los pines digitales del Arduino UNO a excepción de los pines 0,1 (datos).
· En Void Loop es aquel sitio del programa que opera como bucle, o ciclo indefinido, el cual repetirá cada instrucción establecida cíclicamente dentro de sus parámetros.
· Debido a que el código es muy grande y repetitivo, solo se procederá a explicar los comandos a usar en el semáforo 1, debido a que para los demás semáforos el código a usar es igual, solo cambiando los comando a sus respectivos semáforos
· El color verde durara 4 segundos en cada semáforo.
· Pasando por 3 parpadeos para pasar al color amarillo que durara 2 segundos
· Por último el color rojo durara 4 segundos en cada semáforo.
Esquema de Conexiones.
Diagrama en Físico.
Simulación del programa de Proteus:
Simulación en Físico.
OBSERVACIONES:
Debido al alto nivel de complejidad de esta práctica para simularse físicamente, mediante el uso de semáforos de 120v, usando relevadores, puesto que carecíamos de estos, se procedió a la simulación mediante el programa Proteus 8 anteriormente visto en clases.
CONCLUSIONES:
Esta fue nuestra 2 práctica de este parcial en el laboratorio de prácticas, en el cual hemos cumplido con nuestro objetivo planteado de crear un circuito de 4 semáforos con el uso de nuestro Arduino, así como, un análisis de cada componente usado, el cual fue fundamental, para saber cómo proceder con las conexiones, así como para la elaboración de nuestro código en el Software de la plataforma de Arduino, el cual fue muy extenso, pero bien aplicados nuestros conocimientos en este para efectuar un código lo suficientemente eficiente como el control de 4 semáforos simultáneamente, y además que este fuese en gran medida entendible por cada uno de nosotros en el equipo. Además la extensión del código no es de gran importancia para la ejecución de los programas del procesador de Arduino debido a la gran potencia de procesamiento de este. Por lo cual se cumplió de manera efectiva el objetivo de nuestra práctica.
BIBLIOGRAFIA:
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