Medidor de capacidad y inductancia

En este proyecto vamos a realizar un pequeño medidor de capacidad y inductancia que nos ayudara a tomar lecturas de esos componenetes tan peculiares, contruido a partir del microcontrolador 16F628, incorpora un lcd de 16×2 muy utilizado para poder visualizar la medición tomada.

No se requieren de componentes particularmente precisos para sus funcionamiento, a excepción de unos  condensadores “externos” que se caracterizan por su alta precisión y que utilizaremos  para sus puesta a punto.

Esquema eléctrico del medidor de capacidad y inductancia

Funcionamiento del medidor de capacidad y inductancia

Los dos condensadores de 1nF (“C” y “Ccal”) deben ser de bastante buena calidad (la estabilidad es importante.

Los dos condensadores de 10 uF del oscilador deben ser NUEVOS de tantalio (para resistencia / inductancia en serie baja). Alternativamente, se pueden utilizar condensadores de aluminio de “baja ESR”.

Puede agregar un condensador cerámico de 10nF en paralelo con cada uno, “solo para estar seguro”.

El cristal de 4MHz debe ser exacto, no vale que sea aproximado a 4MHz. Cada error del 1% en la frecuencia del cristal sera un error del 2% en el valor medido de la inductancia.

El inductor de 100uH debe tener una resistencia “CC” baja. Idealmente menos de uno o dos ohmios.

El relé debe ser de baja corriente, ya que el PIC solo puede proporcionar unos 30 miliamperios aproximadamente de corriente de accionamiento.

Microcontrolador 16F628A

La separación de los dos tipos de memoria son los pilares de la arquitectura Harvard, esto permite acceder en forma simultánea e independiente a la memoria de datos y a la de instrucciones. El tener memorias separadas permite que cada una tenga el ancho y tamaño más adecuado. Así en el PIC 16F628 el ancho de los datos es de un byte, mientras que la de las instrucciones es de 14 bits.

Distribución de los pines del PIC 16F628A

El PIC 16F628 incorpora tres características importantes que son:

  • Procesador tipo RISC (Procesador con un Conjunto Reducido de Instrucciones)
  • Procesador segmentado
  • Arquitectura HARVARD

Con estos recursos el PIC es capaz de ejecutar instrucciones solamente en un ciclo de instrucción. Con la estructura segmentada se pueden realizar simultáneamente las dos fases en que se descompone cada instrucción, ejecución de la instrucción y busqueda de la siguiente.

Display LCD 16x2

Distribución de los pines del LCD 16x2

Caracterisitcas técnicas

  • 16 caracteres x 2 líneas
  • Caracteres de 5×8 puntos
  • Tamaño de caracter: 5.23 x 3 mm
  • Puede mostrar letras, números, caracteres especiales, y hasta 8 caracteres creados por el usuario
  • Backlight de LED color azul
  • Caracteres color blanco
  • Interface paralela. Puede operar en modo de 8 bits, o de 4 bits para ahorrar pines del microcontrolador
  • Posee controlador KS0066U o equivalente on-board (compatible Hitachi HD44780)
  • Voltaje de alimentación: 5 V

Calibración del medidor de capacidad y inductancia

Comprobaciones previa a la puesta en marcha

  1. Compruebe que los componentes esten montados en su lugar.
  2. Compruebe que haya soldado todos los cables.
  3. Verifique la orientación del PIC, los diodo y el 7805.
  4. No olvide que el PIC (tal como se compró) no está programado.
  5. Debe programar el código del medidor LC antes de encenderlo.

Identificación de los jumpers

  • JP1 –> Check F2
  • JP2 –> Check F1
  • jp3 –> Lower C
  • jp4 –> Raise C

Procedimiento a seguir para la calibración

Encendemos el equipo, vamos a medir la corriente de suministro que debe ser inferior a 20 mA. El prototipo te marcara un consumo de unos 8 mA. Si no ve nada en la pantalla y todo lo demás está bien, intente ajustar el potenciómetro de contraste. Si está demasiado lejos, no verá nada. La pantalla debe mostrar brevemente la palabra Calibrando, luego C = 0.0pF (o alguna otra capacitancia hasta +/- 10pF).

Deje varios minutos de “calentamiento”, luego presione el botón “cero” para forzar una recalibración. La pantalla ahora debería mostrar C = 0.0pF.

Conecte un condensador a la entrada del medidor de LC y compruebe el valor de lectura que aparece en el lcd ( error +/- 10%).

  • Para aumentar el valor, une el jumper marcado con “JP4” en el diagrama.
  • Para disminuir el valor, une el jumper marcado con “JP3” en el diagrama.

El PIC almacenara la calibración, uedes repetir esto tantas veces como quieras.

Si el medidor tuviera un comportamiento erroneo, puede usar los jumper “JP1” y “JP2” para verificar la frecuencia del oscilador de la siguiente manera:

  • Une el jumper “JP2” para comprobar la frecuencia de funcionamiento libre “F1” del oscilador. Esta debería mostrarse como 00050000 +/- 10%. Si la lectura es demasiado baja (digamos por debajo de 00040000), perderá algo de precisión.
  • Une el jumper “JP1” para comprobar la frecuencia de “calibración” “F2”. Esa debería estar cerca del 71% (+/- 5%) de la lectura “F1” que obtiene al unir el jumper “JP2”. Si las dos frecuencias marcaran menos del 2%, entonces el relé podría estar “defectuoso”.

Si en el LCD se visualiza 00000000 para F1 o F2, vuelva a verificar el cableado alrededor del interruptor L / C, porque el oscilador no esta funcionando. La función de medición de la inductancia se calibra automáticamente cuando calibramos la función de capacitancia.

Todas las pruebas necesarias son para comprobar que el medidor se puede “poner a cero” con los terminales en cortocircuito.

Programación de PIC

Para la programación de microcontrolador podeis usar el TL866II Plus, este programador universal soporta mas de 16.000 microcontroladores, microprocesadores, PLD’s y memorias de mas de 135 fabricantes como Microchip, Atmel y ST.

Podeis adquirirlo en amazon haciedo click aquí por menos de 50 euros.

Programador TL866II Plus

El software para usar este programador es el XGpro, muy sencillo de instalar y usar, os lo podéis baja desde esta misma web haciendo click aquí.

Archivos para la programación del PIC

Código .HEX programación del medidor LC
Código .ASM del medidor LC

Lista de componentes

ResistenciasCondensadoresSemiconductoresVarios
R1, R4, R5 – 1kΩC1, C4. C7 – 10µF 10VIC1 – LM7805L1 – 100uH
R2, R7 – 47kΩC2 – 100nFIC2 – PIC 16F628LCD – Display 16×2
R3, R8 – 100KΩC3 – 22µF 16VD1 – 1N4004K1 – Relé 5v
R6 – 4,7KΩC5, C6 – 33pFD2 – 1N914Sw1 – Pulsador
Vr1 – 4,7KΩC8, C9 – 1nFx1 – 4MhzS1 – Interruptor
   S2 – Commutador (2  – 4)

Alimentación

  • V máx: Bateria 9v
  • I  máx: 0,5A

Interruptor Inteligente con NodeMCU ESP8266

En este proyectó vamos a realizar un interruptor inteligente con el modulo NodeMCU ESP8266 con estado de interruptor físico.

Este módulo wifi se conecta a Internet y envía y recibe datos desde la APP blynk.

Esquema eléctrico del interruptor inteligente con NodeMCU ESP8266

En estos días hay diferentes tipos de interruptores disponibles en el mercado. Se puede acceder a algunos interruptores mediante teléfonos inteligentes utilizando ciertas aplicaciones.

¿Que es el NodeMCU?

NodeMCU es una plataforma IoT de código abierto. Incluye el firmware que se ejecuta en el SoC Wi-Fi ESP8266 de Espressif Systems y el hardware que se basa en el módulo ESP-12. El término “NodeMCU” se refiere al firmware en lugar de a los kits de desarrollo. El firmware utiliza el lenguaje Lua. Se basa en el proyecto eLua y se basa en el SDK no operativo de Espressif para el ESP8266. Utiliza muchos proyectos de código abierto, como lua-cjson, y spiffs.

Identificación de los pines del NodeMCU ESP8266

Este pequeño módulo permite a otros microcontroladores conectarse a una red inalámbrica Wi-Fi y realizar conexiones simples con TCP/IP usando comandos al estilo.

El ESP8285 es como un ESP8266 pero con 1 MB de memoria flash interna, para permitir a dispositivos de un chip conexiones de Wi-Fi

Funcionamiento del interruptor inteligente con NodeMCU ESP8266

Una vez que que tengamos nuestro circuito montado y encendido, el modulo verificará si Internet está disponible y si se ha establecido una conexion, entonces el LED verde se iluminará. En caso de que Internet no esté disponible, se encenderá la luz roja.

Los relés controlarán los dispositivos de CA y también se pueden usar los interruptores para encender y apagar los dispositivos.

El cambio de estado en los interruptores se reflejará en la aplicación blynk. Alternativamente, también puede controlar los dispositivos usando blynk.

En caso de corte de energía o reinicio, el dispositivo se volverá a conectar como sincronizar el estado de blynk.

Modificación del Código

Sólo teneis que modificar el SSID, la contraseña y el token de autenticación y cargue el código en NodeMCU.

Recibirás un correo electrónico de blynk con respecto a auth tiken mientras configuras el proyecto en la aplicación Blynk.

Código programar PIC

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7
8
// Your WiFi credentials.
// Set password to "" for open networks.
char ssid[] = "Your Network SSID" ; // update SSID
char pass[] = "Network Password" ; // update password
 
// You should get Auth Token in the Blynk App.
// Go to the Project Settings (nut icon).
char auth[] = "Auth Token" ; // Update Auth Token

Video del funcionamiento

Lista de componentes

ResistenciasSemiconductores y varios
R1, R2, R3, R4 – 330ΩQ1, Q2 – BC547
R5, R6, R7, R8 – 1kΩD1, D2, D3, D4 – Diodos Led
 D5, D6 – 1N4007
 Relé 1, Relé 2 – +5v
 J1, J2 – conector de 2 puntos (pulsadores)
 J3, J4 – conector de 3 puntos 
 NodeMCU-ESP8266

Alimentación

  • V máx: 5Vdc
  • I  máx: 0.5A

Receptor de radiocomunicaciones para aviones

Con este receptor de radiocomunicaciones para aviones, podéis disfrutar escuchando todas las conversaciones entre pilotos y la torre de control que se crucen con vuestra antena.

Esquema eléctrico del Receptor de radiocomunicaciones para aviones

Descripción del receptor de radiocomunicaciones para aviones

Las comunicaciones entre aviones comerciales y tierra pueden ser interesantes, divertidas y, a veces, incluso inquietantes. Sin embargo, las señales de radios que se reciben alrededor de la frecuencia de los 136Mhz comúnmente utilizada para aviones (tanto militares como comerciales) no se encuentran fácilmente. Y los escáneres pueden ser complicados, grandes y costosos.

La bobina L1 se fabrica enrollando 2 vueltas de alambre magnético 22 (AWG) en una broca de 5/32. Este inductor se puede modificar para cambiar el rango de frecuencia del circuito.

La antena también se puede colocar en el ánodo de diodo marcado como D1 si la sobrecarga es un problema con ella conectada al emisor del transistor NPN Q1

El potenciometro ajustable VR1, se encarga de ajustar la regeneración y, por tanto, la sensibilidad.

Lista de componentes

CondensadoresResistenciasSemiconductores
C1, C2, C3, C6 – 1nFR1, R3 – 330KΩQ1 -2N918
C4 – 2.2pFR2 – 1MΩD1 – 1N82
C5 – 1pFR4 – 10KΩ L1 – (Ver descripción)
C7  – 15uF/16vR5 – 680Ω L2 – 1.8uH
C8 – 18pFVr1 – 4.7k Ant – alambre 18 pulgada
   

Alimentacion

  • V máx: 12Vdc
  • I  máx: 0.5A

Cargador para dispositivos mediante USB

En este proyecto vamos a realizar una fuente de alimentación para dispositivos USB, que te permite mediante un diseño muy sencillo alimentar dispositivos mediante USB (5Vdc) o tener un cargador para tu smartphone, tablet, etc…

Sencillo montaje para tener a mano para cuando el cargador del dispositivo que queremos alimentar o cargar no está disponible o se ha dañado.

Esquema alimentación dispositivos USB

Funcionamiento

El componente principal que se utiliza en el circuito integrado regulador de voltaje 7805, incorpora protección contra sobrecargas (limitación de corriente y protección térmica interna contra sobrecargas).

Estos reguladores vienen en diferentes versiones. La versión que vamos a utilizar es la que puede suministrar hasta 1.5A. Con esta cantidad de corriente, el circuito puede cargar las baterías o alimentar con comodidad hasta 3 dispositivos electrónicos.

Si tienes pensado utilizarlo para cargar mas de un dispositivo a la vez, es aconsejable montarle un disipador de calor al regulador de tensión.

En el esquema eléctrico del circuito se puede observar que también se puede conectar a una batería de 12 VDC de un automóvil a travez del terminal de entrada +VBat. Este terminal se conecta directamente al terminal positivo de la batería. El terminal negativo sera conectado a -Vbat que esta conectado a tierra del circuito.

Para evitar que se conecten simultáneamente la batería y la energía que viene del toma-corriente a través del transformador, se coloca un interruptor (S1) de dos polos, que permite que solo una de las conexiones esté activa a la vez.

Podemos observar que el circuito entra en funcionamiento a través de un LED rojo que se iluminará. Este esta conectado en serie con la resistencia R1 en la salida de alimentación del circuito.

Los condensadores C1 y C2 seran los encargado de estabilizar la tension de entrada al regulador IC1.

⚠ ATENCIÓN

Al terminal (+VBat) no se le pueden conectar voltajes mayores a 24 Vdc, ya que esto causaría un gasto de potencia excesivo en el regulador 7805 y una mayor producción térmica. Esto es debido al gran voltaje que habría entre los terminales de entrada y salida de dicho regulador.

Puedes consultar el Datasheet de este componente aquí.

Componentes

ResistenciasCondensadoresVarios
R1 – 4.7kΩC1 – 1000µF / 35VIC1 – 7805 + Disipador calor (Heatsink)
 C2 – 330nFD1 – led Rojo
 C3 – 100nFPR1 – Puente 1.5A 1000V
  TR1 – Transformador 9Vac 2A (240VA)
  S1 – interruptor (Swicth) 2 polos
Tabla de componentes de la fuente para dispositivos USB

Alimentación:

  • Vca máx: Red eléctrica
  • Vdc máx: 24Vdc
  • I  máx:

Componentes electrónicos en SMD

¿Qué son los componentes SMD?

Un componente tipo SMD (Surface Mounting Device)  se suelda de forma directa a la superficie de la PCB a través de los pads, dicha tecnología es denominada SMT, frente a los componentes de tecnología de agujeros pasantes o throughole que se fabrican con terminales que se sueldan en la parte contraria donde se inserta el componente. Los componentes electrónicos tradicionales se están abandonando cada vez más haciendo uso extensivo de los componentes SMD.

Diferentes tipos de componentes SMD

Ventajas de los SMD

El tamaño de estos componentes es muy reducido, ahorrando espacio en la placa y cantidad de cobre utilizada. Esta es una de las mayores ventajas de los SMD, ya que al ocupar tan poca superficie se minimiza también la longitud de las pistas. Además, la eliminación de los terminales hace que mejore la inductancia y la resistencia parásita que se da en el encapsulado.

También cuenta con una completa adaptación a las últimas tecnologías y soportan multitud de tipo de ácidos, disolventes y limpiadores lo que hace que podamos sumergir los circuitos en productos como la acetona para eliminar residuos de soldadura.

Su ligereza los hace perfectos para áreas como la aviación, la competición deportiva, el armamento militar…

Desventajas de los SMD

Uno de los principales problemas que acarrea el reducido tamaño de estos componentes es la correcta identificación de los mismos, ya que los fabricantes apenas cuentan con espacio para imprimir su código.

Por ello, se recurre a códigos que reflejan el part number que normalmente debe consultarse en páginas web que describen estas identificaciones.

Tipos de SMD

Los SMD Pasivos utilizan una amplia variedad de encapsulado, la mayoria son como los componentes electrónicos convencionales existentes como son las resistencias y condensadores, el cual el tamaño de los encapsulados están razonablemente estandarizados.

Otros componentes como bobinas, cristales y otros tienden a tener necesidades individuales y por lo tanto sus propios encapsulados varían de acuerdo a las propiedades.

Las resistencias y condensadores vienen en una variedad de encapsulados de distintos tamaños, se les atribuye, por ejemplo: 1812, 1206, 0805, 0603, 0402, 0201.

 

Tipos de tamaño de los SMD pasivos

Estas cifras no son un código extraño, sino que se refieren a las dimensiones en  décimas de pulgadas. En otras palabras, el 1206 mide .12? (3 mm) por .06? (1,5 mm) pulgadas.

Los tamaños más grandes, tales como 1812 y 1206 fueron los primeros que se emplearon, no obstante todavía  son de uso generalizado en grandes producciones. Sin embargo se puede encontrar uso en aplicaciones en las que mayores niveles de energía son necesarios, o cuando otras deferencias exigen los tamaños más grandes.

Las conexiones a la placa de circuito impreso se realizan por medio de áreas (o pads) metalizadas en los extremos del paquete. 

Conexion del SMD a las pistas

Las Resistencias SMD

las resistencias SMD son el componente más utilizado en electrónica y millones de resistencias se fabrican diariamente para la construcción de pequeños equipos electrónicos en caso de fallo es importante saber cómo reconocerlas y reemplazarlas (si bien es un proceso muy delicado).

Son muy diferentes a las clásicas y las podemos encontrar con forma rectangular, tienen áreas metalizadas en los extremos del cuerpo, que les permite ponerse en contacto con la placa de circuito impreso a través de la soldadura.

Resistencias SMD

¿Como indentificar el valor?

Leer el código de las resistencias SMD parecerá en principio un poco complicado porque hay varios códigos empleados hoy en día, pero las de un tamaño “manejable” resultan fáciles de distinguir para los usuarios con un poco de práctica.

Las más fáciles de leer son las que tienen códigos numéricos de 3 cifras. En ellas, los dos primeros dígitos son el valor numérico mientras que el tercer dígito es el multiplicador, es decir, la cantidad de ceros que debemos agregar al valor. Es un sistema similar al que se usa en los capacitadores.

Lectura del valor de la resistencia SMD

Códigos de tres cifras en resistencias con valores menores de 10Ω

Con el sistema anterior, el valor de resistencia menor que podemos codificar es de 10Ω y equivale al código “100” (10 + ningún cero), así que con valores de resistencia menores de 10Ω se usa la letra “R” que equivale a una coma.

Codigo de tres cifras para identifica el valor.

Por ejemplo, una resistencia con el código 4R7 equivale a 4,7Ω donde reemplazamos la “R” con una coma. Si el valor de la resistencia es menor de 1Ω, usamos el mismo procedimiento de la letra “R”, pero poniéndola como primera cifra. Por ejemplo, R39 equivale a 0,39Ω.

Códigos de cuatro cifras (resistencias de precisión)

codigo de cuatro cifras para identificar el valor.

Con el sistema de 4 cifras, el valor de resistencia menor que podemos codificar es de 100Ω y que equivale a ver impreso en la resistencia: 1000 (100 + ningún cero).
Para los valores de resistencia menores de 100Ω, se emplea la misma solución del sistema a 3 cifras y se agrega una letra “R” en lugar de la coma.

 

Además del sistema nombrado existen otros según acuerdos entre fabricantes y para resistencias de mucha precisión, existe un sistema de códigos llamado EIA-96 bastante más complejo de resolver si no contamos con la tabla de referencia.

Video explicativo para identificar el valor de las Resistencias SMD

Código EIA-96 para resistencias SMD (SMT)

​En este las primeras dos cifras del número leído es un número índice de una tabla en la que encontramos el valor equivalente mientras que la letra final equivale al multiplicador.

Para ver si una resistencia esta codificada en EIA-96, hay que observar si al final del código hay una letra.

El multiplicador 0,01 (resistencias con valores entre 1Ω y 9,9Ω) se puede codificar con la letra Y o a de igual manera también con la letra R. Lo mismo sucede con el multiplicador 0,1 (resistencias entre 10Ω y 99Ω) que se puede codificar con la letra X o también con la letra S.

Tabla para decodificar las resistencias SMD EIA-96

Tolerancias de las resistencias SMD

En los sistemas de codificación no hay ningún modo de indicar la tolerancia de las resistencias (la cuarta franja de color en las resistencias comunes). Aunque existen excepciones: las resistencias codificadas con números de 3 cifras suelen tener una tolerancia del 5% mientras que las resistencias con números de 4 cifras y las resistencias codificadas con EIA-96 tienen una tolerancia del 1%.

Potencia de las resistencias

La potencia de las resistencias SMD al igual que con las Through Hole (de agujeros pasantes) depende de las dimensiones de estas. 

Condensadores SMD

Los condensadores SMD son usados en cantidades tan grandes como los resistores, es el componente más empleado después de estos. Existen diferentes tipos de condensadores, de cerámicos, de tantalio, los electrolíticos, etc…

Diferentes tipos de condensadores en SMD

¿Como identificar el valor del los condensadores SMD?

Normalmente, el conocimiento de estos códigos de condensadores básicos y de los sistemas de marcado de condensadores permite decodificar fácilmente códigos en la mayoría de los condensadores.

Indentificar el valor del condensador SMD
  • Marcas no codificadas: la forma más obvia de marcar los parámetros de un condensador es marcarlos directamente en la carcasa o en el encapsulado de alguna manera. Este método funciona mejor en condensadores más grandes donde hay suficiente espacio para las marcas.
  • Marcas abreviadas de condensadores: los condensadores más pequeños solo pueden tener espacio para unas pocas cifras impresas como un código para el valor. Este código de marcado de condensador usa tres caracteres.Tiene muchas similitudes con el sistema de código de color adoptado para las resistencias, pero sin la parte de color del esquema de codificación. Las dos primeras figuras se refieren a las figuras significativas, mientras que la tercera actúa como un multiplicador. El valor del condensador se indica en picofaradios para los condensadores de cerámica, película y tántalo, pero para los electrolíticos de aluminio, el valor se denota en microfaradios
Tabla valor multiplicador condensadores smd

Para valores pequeños, la letra R se usa para denotar un punto decimal, por ejemplo, 0R5 es 0.5, 1R0 es 1.0 y 2R2 es 2.2, etc.

Este esquema es ampliamente utilizado con condensadores de montaje en superficie donde el espacio es muy limitado.

  • Código de color: algunos condensadores más antiguos usan una forma de código de color. Este tipo de marcado de condensador se usa menos en estos días pero se puede ver en algunos componentes.
  • Códigos de tolerancia: algunos condensadores tienen un código de tolerancia. El código utilizado es en realidad el mismo que se usa con las resistencias, pero para completar este código de capacitor de tolerancia.

Transistores y Diodos (discretos)

Estos componentes discretos vienen presentados a menudo en un encapsulado pequeño de plástico. Las conexiones se realizan usando pines, que salen del encapsulado y asientan sobre el área de la placa. En el caso de los transistores al presentar 3 terminaciones, por la forma del encapsulado es imposible colocarlo mal.

Tipos de transistores y diodos en SMD

¿Como identificar el valor del transistor?

Para  poder identificar el valor de los transistores SMD, los fabricantes usan una leyenda de dos o tres caracteres. Para esto se necesitaría de un catalogo o manual de servicio.

Existe un catalogo denominado ‘SMD codebook’ el cual aporta mas de 3500 elementos SMD que ha sido desarroyado por el radioaficionado norteamericano R.P Blackwell (GM4PMK).

Este catálogo es extremadamente útil para poder identificar los transistores SMD y otros elementos similares.

Click aquí  para acceder a la pagina del SMD Codebook

Fragmento del Codebook SMD (GM4PMK)

Otra página web de grandísima ayuda es http://www.s-manuals.com/smd aquí vamos a encontrar aquellas combinaciones de tan solo 2 caracteres que nos encontramos al principio de nuestros componentes SMD. Tan solo clicando en nuestro número este nos lleva a una página con los posibles candidatos que puedan estar relacionados. También tipo/forma de encapsulado, el part number y el fabricante son mostrados. Y esto es verdaderamente útil, ya que puedes ir directamente al datasheet correcto.

Para circuitos integrados más grandes, con mayor número de pines, no tenemos que hacer tantos esfuerzos, pues tienen suficiente espacio para su identificación.

Para darte una pequeña ayuda sobre cómo interpretar y usar una guía de identificación de componentes SMD, os he preparado esta guía gratuita.

Representación de los transistores según su encapsulado

Tipos de transistores SMD

una vez sea identificado el encapsulado, se lee el código alfanumérico impreso encima del transistor SMD y hace una búsqueda en el catalogo mencionado anteriormente (SMD Codebook).

Los transistores digitales de montaje en superficie se fabrican con resistencias integradas en su encapsulado.

Dependiendo del modelos del transistor nos podemos encontrar varios tipos. los que tienen una resistencia conectada a la base, otros al emisor y tambien los hay con una resistencia conectada a la base y al emisor

Tipos de Transistores SMD con Resistencias incorporadas

Circuitos Integrados

la variedad en los circuitos integrados como en los thru-hole, dependerán del nivel de conexiones internas como los pines que requiera el encapsulado. Algunos de baja escala puedes oscilar entre 8-10, o 14-16 pines, mientras que en procesadores o chips VLSI pueden ser necesarios hasta 200 o más.

Circuitos Integrados en SMD

Por ejemplo, para los chips más pequeños, encapsulados como el SOIC (Small OutlineIntegratedCircuit) pueden ser utilizados. Son la versión SMT del clásico DIL  (Dual In Line) también llamados DIP, por ejemplo se los usan en la conocida serie lógica  74XXX. Además, hay versiones más pequeñas incluyendo TSOP (Thin Small OutlinePackage) y SSOP (Shrink Small OutlinePackage).

Los chips VLSI requieren un enfoque diferente. Regularmente, se emplean encapsulados con pines en los cuatro costados (quad flat pack). La separación de los pines depende del número de la cantidad requerida. Para algunos de los chips puede ser una distancia de 20 milésimas de pulgada. 

Circuito Integrado BGA

Otros encapsulados también están disponibles. Un conocido como BGA (BallGridArray) se utiliza en muchas aplicaciones. En lugar de tener las conexiones en el lado del paquete, que se encuentran debajo. Se sueldan mediante pequeñas esferas de estaño, como la totalidad de la parte inferior del encapsulado puede ser utilizado, se puede colocar mayor cantidad de pines o igual cantidad más grandes y espaciados obteniendo un fijamiento más fiable.

Simulador de Dado Digital a display

Dado digital
con
display 7 segmento

En este proyecto vamos a montar un simulador de Dado Digital a display de siete segmento.

Este es un proyecto económico, basado en componentes fáciles de adquirir y muy rapido de montar.

Esquema eléctrico del dado digital con display de un digito

Funcionamiento del simulador

Cuando pulsamos P1, enviamos una señal al contador proveniente del IC1 555″.

El contador está montado con el fin de tener una secuencia de conteo que va del 1 al 6 y vuelta a empezar.

La salida binaria del contador se traduce al código de siete segmentos por medio del bloque decodificador, el cual también incorpora  un controlador de pantalla LED de siete segmentos.

Cuando se abre el interruptor de botón, el contador se detiene en un numero aleatorio del 1 al 6, lo que simula la acción de tirar un dado.

El numero binario almacenado en el contador se decodifica y se muestra como un numero decimal en la pantalla.

Este circuito podría duplicarse con el fin de simular la acción de tirar un par de dados.

Diagrama de flujo del circuito

Diagrama Flujo del dado digital con display

En la Imagen anterior se muestra el diagrama de flujo.

La acción de oprimir el interruptor de entrada provoca que el contador corra en secuencia a través de los números binarios 001, 010, 011, 100, 101, 110, 001, 010, 011, etc.

Cuando se abre el interruptor, el último conteo binario se almacena en los flip-flops del contador 74192. Se decodifica mediante el circuito integrado 7447 y enciende la pantalla LED de siete segmentos.

Distribución de los pines del 74ls192

El C.I. temporizador 555 está cableado como multivibrador que genera una onda rectangular de 600hz.

A continuacion podemos ver la distribución de sus pines

Simulador de Dado Digital a display
Distribución de los pines del 555

El Circuito Integrado 74192 esta conectado como una contador ascendente módulo (del 1 al 6).

La compuerta NAND (IC4) carga el siguiente número en la secuencia de conteo, el cual es el 001 binario.

Se debe observar que las 3 salidas del contador “QA, QB, QC” cambian a un nivel alto por un tiempo extremadamente corto (menos que un micro segundo) , por lo tanto, el conteo temporal del 111 binario nunca aparece como un 7 en la pantalla LED.

Decodificador 7474 (Compuerta Lógica)

El circuito decodificador BCD de siete segmentos (IC3) es el encargado de traducir las entradas binarias (A, B, C) al código de 7 segmentos y controla los segmentos del LED con las salidas activas en BAJO (de A a G).

Las resistencias marcadas R3 a R9, sirven para limitar el flujo de la corriente que circula a través de los LED a un nivel seguro.

Observe que la pantalla LED de siete segmentos que se utilizó en la figura es una pantalla tipo ánodo común.

Distribución de los pines del 74LS192

Lista de Componentes

ResistenciasCondensadoresVarios
R1 – 33kΩ  1/4wC1 – 33nfIC1 – 555
R2 – 10kΩ  1/4w IC2 – 74192
R3 a R9 – 150Ω 1/4w IC3 – 7447
  IC4 – 7410
  Display 7 segmento (Anodo comun)
Tabla de componentes del dado digital

Alimentación:

  • V máx: +5 Vcc
  • I  máx: 0,5 A

Monitor de carga para batería

Monitor de carga
para
batería con LED´s

En este proyecto que os muestro a continuación vamos a realizar un monitor de carga de batería con LED´s, muy facil de construir.

Esquema eléctrico del monitor de carga de batería de 12v

Descripción del monitor de carga para batería

Basicamente este circuito lo que hace es monitorizar el proceso de carga de una batería, como por ejemplo la de un automóvil que generalmente suelen ser de 12 voltios.

Una vez se haya construido el circuito, es necesario hacerle unos ajustes finales y para ello se utilizara un multímetro digital, con lo que lograremos un ajuste preciso.

Para lograr nuestro objetivo utilizamos el circuito integrado LM3914.

Identificación de los pines del LM3914

El circuito integrado LM3914 es un medidor de voltajes analógicos y controlador de hasta 10 LEDs individuales. Estos LEDs pueden visualizarse en “modo barra” o “modo punto”, modo que puede habilitarse o deshabilitarse poniendo o quitando el pin 9 del circuito integrado a VCC.

Este circuito integrado está diseñado para visualizar el valor de una señal eléctrica, comparado con un valor de referencia de voltaje preestablecido.

Ajustes

Poner un voltaje de 12.65 V entre el terminal positivo y el terminal negativo de circuito, ajuste el potenciómetro (VR) hasta que el diodo LED 10 esté encendido. Después disminuir poco a poco este voltaje y verá que los otros LEDs se encenderán en secuencia hasta llegar al LED1.

Cuando solamente esté encendido el LED1 debe de haber un voltaje de aproximadamente 11.85 V entre los terminales del circuito.

Con un voltaje de 12.65 V o más la batería estará totalmente cargada y con un voltaje de 11.85 V o menos se considera que la batería está descargada.

Funcionamiento

Si conectamos nuestro monitor y los Diodos LEDs 1, 2 y 3 se encienden nos esta indicando que la carga de la batería es menor del 30%, si por el contrario son los Diodos LEDs 4, 5, 6 y 7 los que estan encendidos,  indican que la carga está entre un 30%  y el  50%, y por ultimo si los diodos LEDs 8, 9 y 10 son los que estan encendidos, nos indicaran que la carga de la batería es mayor del 50%.

Este circuito consume menos de 10 mA, siempre y cuando este escogido el “modo punto”. Lo que significa que sólo se enciende un LED a la vez. Si se utiliza el “modo barra”, el consumo de corriente es mayor.

La intensidad de iluminación que tienen los LEDs se puede cambiar modificando el valor de la resistencia R3. El diodo D1 se utiliza para prevenir una posible polaridad inversa.

Lista de Componentes

ResistenciasCondensadoresVarios
R1 – 56kΩC1 – 47µf / 25vD1 – 1N4007
R2 – 150kΩC2 – 0,1µfLD1, LD2, LD3 – Leds Rojo
R3 – 18kΩ LD4, LD5, LD6 LD7 – Leds Amarillo
R4 – 5k6Ω LD8, LD9, LD10– Leds Verde
VR – 10kΩ IC1 – LM3914
Tabla de componentes del monitor de carga de batería de 12v

Alimentación:

  • V máx: Batería
  • I  máx:

Controlador motores DC con python

Controlando Motores DC Con Python

Vamos a esperimentar con tu Rasberry PI y para eso, empezaremos montando un controlador para motores DC con programación python.

¿Que te parece?

Esto le permitirá a tu Raspberry Pi interactuar con el mundo real, haciendo posible la construcción de un robot, el encendido de un ventilador un día caluroso, o incluso expender una golosina para tu perro o gato mientras tú no estás en casa.

Rasberry PI controlandos motores DC

Introducción al controlador motores DC con python

Nuestro plan es conectar de manera segura uno o dos motores al Raspberry Pi, con la menor cantidad de componentes posible. Una vez que los componentes electrónicos estén colocados correctamente en la placa de pruebas, te mostraré cómo controlarlos fácilmente usando Python, primero haremos que el motor gire, y luego agregar controles para cambiar la dirección del motor, para que pueda ir hacia atrás.

Esta guía requiere un ojo cauteloso para distinguir errores, y un poco de coraje, especialmente si eres nuevo en el mundo de los conectores GPIO.

Me gustaría destacar que no me hago responsable de ningún daño causado a tu Raspberry Pi y/o componentes.

 

IMPORTANTE: No conectar ningún motor, no importa cuán pequeño sea, directamente al Raspberry Pi, ya que dañará tu Raspberry Pi.

 

El procesador principal sólo puede proveer potencia suficiente para encender un LED, aproximadamente 20mA. Un motor necesita al menos 400mA de corriente para empezar a funcionar.

Requisitos

Para hacer funcionar este proyecto necesitarás:

 

  • Un Raspberry Pi con una tarjeta SD preinstalada con Raspbian
  • Una placa de pruebas para conectar todo sobre ella
  • Un chip controlador de motor L293 ó SN755410 (en este tutorial me referiré a ambos como L293)
  • Cables de puente para conectar todo (macho a macho y hembra a macho)
  • Uno o dos motores DC de 6v
  • 4 Baterías AA y portapilas

Pins GPIO

Si no has visto de cerca tu Raspberry Pi antes, ahora es el mejor momento para echarle un buen vistazo.

Hay 26 pins agrupados en dos filas de 13, y estos en su conjunto son llamados la cabecera de Entrada/Salida de Propósito General o GPIO. Son una mezcla de cuatro pins de alimentación, cinco pins de tierra, y 17 pins de datos.

Identificación de los pines del GPIO

Algunos de estos pins de datos tienen funciones extra, como un bus i2c, bus SPI, y conectores serie UART, los cuales pueden conectarse a otro hardware para permitirle al Raspberry Pi comunicarse con ítems como un Arduino, un Conversor Analógico/Digital (ADC) o placas adicionales como PiGlow o PiFace.

 

Atención: Al trabajar con los pins GPIO, hazlo siempre mientras el Pi esté desconectado, ya que cualquier accidente por conectar (o poner en cortocircuito) dos pins puede causar daño al Raspberry Pi.

Ensamblando el Circuito

a) Agregando alimentación y tomas a tierra

Es importante que hagas esto mientras que la alimentación al Raspberry Pi esté apagada o desconectada, ya que queremos evitar poner conectores en cortocircuito por error.

 

Lo primero que necesitas hacer es conectar los cables de alimentación y toma a tierra. Como con la mayor parte de los proyectos electrónicos, todo lo que se conecta junto requerirá una toma a tierra común. Esto se indica con los cables negros.

Conexión de los cables de alimentación a la controladora

La toma a tierra en el Raspberry Pi es el pin físico 6. Refiriéndonos a la Figura 1, este se identifica comenzando por el pin superior izquierdo, 3V3, contando de izquierda a derecha, por lo cual 5V es el pin 2, GPIO 2 (etiquetado 2) es el pin 3, y así sucesivamente.

La lectura de los números de pin en un Circuito Integrado (IC) se realiza fácilmente posicionando la muesca o punto hacia la izquierda, luego, al comenzar a contar desde la parte inferior izquierda, obtenemos el pin 1.

Identificando el Pin 1 (está en la esquina inferior izquierda)

b) Agregando los cables de datos

Ahora, vamos a conectar los tres cables  de datos que van desde los pins del GPIO al L293D.

Conectaremos el primer cable que va desde el pin 22 (GPIO 25) al pin 1 del L293D, el segundo cable lo vamos a conertar desde el pin 18 (GPIO 24) al pin 18 del L29eD y por ultimo el tercer cable se conectara desde el pin 16 (GPIO 23) al pin 7 del L293D.

Conexión de los cables de datos a la controladora

c) Conectar el motor

Seguidamente vamos a conectar los cables del motor.

Conectaremos el cable 1 del motor al pin 3 del L293D y seguidamente conectaremos el cable 2 del motor al pin numero 6 del L293D.

Conexión de un motor DC a la controladora

Es extremadamente importante que vuelvas a comprobar cada conexión otra vez antes de conectar las baterías. Sólo cuando estés seguro de que todo está en su lugar, conecta los cables de la batería a los rieles de alimentación de la placa.

d) Conectar un segundo motor (Opcional)

Una de las grandes características del L293D es que puede manejar dos motores independientemente y cada motor puede funcionar a distintas velocidades o direcciones. El uso de este IC hace posible la creación de un robot de dos ruedas, capaz de girar, moverse hacia adelante y hacia atrás con facilidad.

Conectar un segundo motor sólo involucra tres cables adicionales y otro motor. La conexión seria la siguiente:

El primer cable a conectar seria desde el pin 23 (GPIO 11) al pin 9 del L293D, el segundo cable conectariamos le pin 21 (GPIO 9) al pin 10 del L293D y por ultimo se conectará el pin 19 (GPIO 10) al pin 15 del L293D.

Conexión de dos motores a la controladora

Emcendido

Es importante chequear y doble chequear todo el cableado antes de conectarle cualquier fuente de alimentación a tu proyecto. Como el cableado puede ser un poco complicado, es fácil olvidarse de realizar alguna conexión y enviar 5V al 3.3V del Raspberry Pi.

Una vez colocada la nueva tarjeta SD Raspbian creada, conecta el Raspberry Pi como siempre, y enciéndelo.

Conecta las baterías, asegurándote de prestar atención a los rieles correctos (las franjas largas a lo largo de las partes superior e inferior, si tienes alguna), ya que queremos que solamente el cable negro se conecte a la toma a tierra, y solamente el cable rojo al positivo o alimentación del chip.

El próximo trabajo es decirle al Raspberry Pi que un motor, o dos, han sido conectados. Para esto, usaré un lenguaje llamado Python. Viene instalado en Raspbian, lo cual es un bonus. Si estás usando otro Sistema Operativo como Arch o PiDora, chequea que RPi.GPIO esté disponible.

Pruebas

Para que los motores puedan funcionar, haz doble click en LXTerminal en tu escritorio, para abrir una ventana de comandos. Aquí es donde escribirás código Python usando un programa llamado Nano. Nano es un editor de texto, similar a Notepad o TextEdit pero para la línea de comandos; te enseñaré algunos comandos sobre la marcha si es algo nuevo para tí.

 

Para encender el motor durante dos segundos, utiliza el siguiente código:

importRPi.GPIO as GPIO from time import sleep   GPIO.setmode(GPIO.BOARD)   Motor1A = 16 Motor1B = 18 Motor1E = 22   GPIO.setup(Motor1A,GPIO.OUT) GPIO.setup(Motor1B,GPIO.OUT) GPIO.setup(Motor1E,GPIO.OUT)   print "Turning motor on" GPIO.output(Motor1A,GPIO.HIGH) GPIO.output(Motor1B,GPIO.LOW) GPIO.output(Motor1E,GPIO.HIGH)   sleep(2)   print "Stopping motor" GPIO.output(Motor1E,GPIO.LOW)   GPIO.cleanup()

Las primeras dos líneas le indican a Python qué necesitamos en el programa.

 

La primera línea quiere acceder un módulo llamado RPi.GPIO. Este módulo maneja todo el trabajo duro que involucra encender y apagar los pins GPIO del Raspberry Pi.

 

La segunda línea obtiene sleep del módulo time, para hacer posible la pausa del script dándole tiempo de ejecutar cierta acción, en este caso, dejar un motor encendido durante pocos segundos.

 

La función setmode le dice a RPi.GPIO que use la numeración de placa del Raspberry Pi. Usaremos los números 16, 18 y 22 para decirle a Python que son los pins asociados con los motores.

 

Al utilizar el L293D puedes darle una dirección; una dirección es representada por el llamado pin A, y la contraria es el pin B. Para encender el motor usamos un pin llamado Enable, etiquetado como E en el script de prueba – este es el pin 22. Me explayaré sobre este tema más adelante.

 

Finalmente, se le comunica al Raspberry Pi que todas estas son salidas, lo que se hace con GPIO.OUT.

 

Una vez configurado el script, el Raspberry Pi está listo para encender los motores. Encenderá algunos pins, esperará dos segundos, y luego los apagará, lo que puede leerse en el resto del script.

 

Guarda y sal del programa presionando CTRL-X. En la parte inferior de la consola, aparecerá un mensaje preguntando si quieres confirmar los cambios. Presiona Y y Enter para confirmar. Ahora, estás de regreso en la consola para correr el script y ver cómo el motor se pone en marcha.

sudo python motor.py

Si el motor no se encendió, revisa el cableado o las baterías. Debuggear y encontrar por qué algo no funciona puede ser irritante, ¡pero es un paso muy útil en el aprendizaje de algo nuevo!

Ahora gira hacia atrás

Es brillante tener un motor girando, pero es aún mejor hacerlo girar al revés, así que te enseñaré cómo hacerlo.

 

No necesitamos hacerle nada al cableado, esto es tarea puramente de Python. Esto se logra creando un nuevo script, al que llamaremos motorback.py. Para crear el script en Nano, ingresa el comando:

 

nano motorback.py

 

Escribe el siguiente código:

 

importRPi.GPIO as GPIO from time import sleep   GPIO.setmode(GPIO.BOARD)   Motor1A = 16 Motor1B = 18 Motor1E = 22   GPIO.setup(Motor1A,GPIO.OUT) GPIO.setup(Motor1B,GPIO.OUT) GPIO.setup(Motor1E,GPIO.OUT)   print "Going forwards" GPIO.output(Motor1A,GPIO.HIGH) GPIO.output(Motor1B,GPIO.LOW) GPIO.output(Motor1E,GPIO.HIGH)   sleep(2)   print "Going backwards" GPIO.output(Motor1A,GPIO.LOW) GPIO.output(Motor1B,GPIO.HIGH) GPIO.output(Motor1E,GPIO.HIGH)   sleep(2)   print "Now stop" GPIO.output(Motor1E,GPIO.LOW)   GPIO.cleanup()

 

CTRL-X, luego Y seguido de Enter para guardar.

 

Este script es muy similar al anterior, pero por si no lo has notado, le asignamos low al Motor 1A y high al Motor 1B.

 

High y low son nombres en programación para encendido y apagado.

 

Para detener el motor, debes asignarle low a Motor1E.

 

Enable es el interruptor para encender y apagar el motor, sin importar qué estén haciendo A y B.

 

Si esto te parece confuso, échale un vistazo a esta Tabla de Verdad para ver qué está pasando.

Tabla de verdad motor DC

Hay sólo dos estados que le permiten girar al motor, cuando Enable está encendido o high, y A ó B están high, pero no ambos a la vez.

 

Para el caso de dos motores, mira el siguiente script. Lo único diferente es un par de líneas más para configurar el segundo motor.

 

 

import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
Motor1A = 16
Motor1B = 18
Motor1E = 22
Motor2A = 19
Motor2B = 21
Motor2E = 23
GPIO.setup(Motor1A,GPIO.OUT)
GPIO.setup(Motor1B,GPIO.OUT)
GPIO.setup(Motor1E,GPIO.OUT)
GPIO.setup(Motor2A,GPIO.OUT)
GPIO.setup(Motor2B,GPIO.OUT)
GPIO.setup(Motor2E,GPIO.OUT)
print "Going forwards"
GPIO.output(Motor1A,GPIO.HIGH)
GPIO.output(Motor1B,GPIO.LOW)
GPIO.output(Motor1E,GPIO.HIGH)
GPIO.output(Motor2A,GPIO.HIGH)
GPIO.output(Motor2B,GPIO.LOW)
GPIO.output(Motor2E,GPIO.HIGH)
sleep(2)
print "Going backwards"
GPIO.output(Motor1A,GPIO.LOW)
GPIO.output(Motor1B,GPIO.HIGH)
GPIO.output(Motor1E,GPIO.HIGH)
GPIO.output(Motor2A,GPIO.LOW)
GPIO.output(Motor2B,GPIO.HIGH)
GPIO.output(Motor2E,GPIO.HIGH)
sleep(2)
print "Now stop"
GPIO.output(Motor1E,GPIO.LOW)
GPIO.output(Motor2E,GPIO.LOW)
GPIO.cleanup()

Instalación Lcd PC1602F en RasberryPI

Conectando el LCD PC1602F-B
a la
Raspberry PI

Existen varias formas de conectar una Lcd PC1602F en la Rasberrypi de manera más optima como por ejemplo con el método de I2C que explicaré en otro artículo con más calma. Este método es realmente sencillo a la par de práctico donde podremos observar y comprender el funcionamiento de los puertos GPIO de nuestro juguetito… así como una introducción al lenguaje de programación Python!

Montando un LCD PC1602F-B en una Raspberry Pi

Conectando el Lcd PC1602F en Rasberrypi

Antes de empezar

Tenemos que tener claro que este artículo describe una forma diferente de conexión de un LCD de 16×2 a nuestra Raspberry Pi debido a que el modelo que utilizo de pantalla tiene los pines 15 y 16 al principio del tramo por lo tanto el esquema varia…

Normalmente se utilizará una resistencia variable para regular el contraste, no obstante yo no la utilizaré ya que Raspberry Pi no es capaz de alimentar el LCD a plena potencia y por lo tanto los niveles de contraste y luz no son elevados ni necesitan regulación alguna.

Material necesario

  • LCD 16×2 con controlador hitachi HD44780.
  • Raspberry Pi ( tipo B ).
  • Protoboard.
  • Cables de conexión.
  • Raspberry Pi board connect.

a) Esquema visual

Podemos observar la Raspberri Pi y justo debajo la protoboard! el color de los cables es indiferente… más adelante podemos ver un esquema relacional de los pines que se utilizarán y donde irán conectados.

Conexión de cables del LCD al Rasberry PI

En la imagen podemos ver como he utilizado dos cables amarillos… sencillamente, me he quedado sin colores! los cables rojos ( positivo ) y negros ( negativos ) indican eso… y el cable blanco ( negativo ) está es el contraste del LCD! que va conectado directamente a negativo.

b) Esquema electrónico

A continuación podemos ver el esquema electrónico donde por un lado tenemos los pines GPIO de nuestra Raspberry Pi y por el otro el PC1602F-B relacionados…

Esquema de conexión del LCD16x2 al GPIO de la rasberry PI

En lo único que se tiene que prestar atención es en las conexiones que contienen el positivo y el negativo que alimentan el LCD!

Paquetes necesarios

El control de los puertos GPIO lo vamos a realizar por medio de Python.. y por lo tanto necesitaremos su entorno de desarrollo para que funcione el código fuente que más tarde expondré… sudo apt-get install python-dev python-pip python-setuptools git.

sudo apt-get install python-dev python-pip python-setuptools git

Una vez tenemos los paquetes instalados en nuestra distribución… instalaremos el control de GPIO de la siguiente forma… sudo easy_install -U distribute sudo pip install rpi.gpio –upgrade.

sudo easy_install -U distributesudo pip install rpi.gpio --upgrade

Ahora lo tendríamos que tener todo listo para que nuestro código funcione sin problemas…

Código fuente

El código ha sido extraído de Adafruit.

Para empezar, primero lo descargaremos…

git clone https://github.com/Adafruit_Python_CharLCD-master

Y ahora accederemos al directorio… cd Adafruit_Python_CharLCD-master/

cd adafruit_python_charLCD-master/adafruit_charLCD

Y podemos ver que tiene el siguiente contenido: root@raspberrypi:/home/pi/adafruit_python_charLCD-master/adafruit_charLCD

Funcionamiento

#!/usr/bin/python

from rpi_CharLCD import rpi_CharLCD
from subprocess import *
from time import sleep, strftime
from datetime import datetime

lcd = rpi_CharLCD()
lcd.begin(16,2)

def run_cmd(cmd):
             p = Popen(cmd, shell=True, stdout=PIPE)
             output = p.communicate()[0]
             return output

while 1:
             lcd.clear()
             lcd.message('Hello moto!\n')
             lcd.message('Funciona!! funciona!!')
             sleep(2)

Como podemos ver es un sencillo script que realiza una llamada a la librería de «rpi_CharLCD.py» y que más tarde realiza un búcle (while) donde envía el mensaje cada dos segundos (sleep(2)).

Utilizando la función «lcd.message» enviamos el mensaje a nuestro LCD, así mismo utilizando «lcd.clear()» limpiamos la pantalla.

Principios y fundamentos de la robótica

Principios y fundamentos
de la
robótica

En éste articulos vamos a hablar sobre los principios y fundamentos de la robótica.

Principios y fundamentos de la robótica

Introducción al principios y fundamentos de la robótica

La robótica es la rama de la ingeniería mecánica, de la ingeniería eléctrica, de la ingeniería electrónica, de la ingeniería biomédica, y de las ciencias de la computación, que se ocupa del diseño, construcción, operación, estructura, manufactura, y aplicación de los robots.

 

La robótica combina diversas disciplinas como la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial, la ingeniería de control y la física. Otras áreas importantes en robótica son el álgebra, los autómatas programables, la animatrónica y las máquinas de estados.

 

El término robot se popularizó con el éxito de la obra R.U.R. (Robots Universales Rossum), escrita por Karel Čapek en 1920. En la traducción al inglés de dicha obra la palabra checa robota, que significa trabajos forzados o trabajador, fue traducida al inglés como robot.

Las tres leyes de la robótica

Las tres leyes de la robótica son un conjunto de normas elaboradas por el escritor de éxito Isaac Asimov que se aplican a la mayoría de los robots de sus obras y que están diseñados para cumplir órdenes. En ese universo, las leyes son «formulaciones matemáticas impresas en los senderos positrónicos del cerebro» de los robots (líneas de código del programa que regula el cumplimiento de las leyes guardado en la memoria principal de aquellos). Aparecidas por primera vez en el relato «Círculo vicioso» (Runaround, 1942), establecen lo siguiente:

  1. No hará daño a un ser humano ni, por inacción, permitirá que un ser humano sufra daño.
  2. Un robot debe cumplir las órdenes dadas por los seres humanos, a excepción de aquellas que entren en conflicto con la primera ley.
  3. Debe proteger su propia existencia en la medida en que esta protección no entre en conflicto con la primera o con la segunda ley.1

Cualidades de la Robótica

  • Diseño y fabricación. Todo robot se forma a partir de una estructura que aloja al resto de elementos. Esta puede diseñarse y fabricarse según los gustos, criterios y necesidades del interesado.
  • Mecánica. Sea el tipo de robot que sea, seguro que emplea dispositivos como motores y actuadores, que le doten de tracción y le permitan realizar todo tipo de movimientos y maniobras.
  • Electricidad/Electrónica. El robot tiene que interactuar con el entorno que le rodea. Para ello precisa de dispositivos y sensores electrónicos que le permitan detectar obstáculos, medir distancias respecto a un objeto, conocer en qué posición se encuentra, detectar sonidos, identificar voces, etc.
  • Programación. Tanto los dispositivos mecánicos como los electrónicos tienen que relacionarse entre sí en aras a realizar un trabajo. Para ello se emplea una tarjeta controladora que, bajo la acción de un programa, se encarga de leer y evaluar el estado de los diferentes sensores para poder realizar las maniobras, movimientos o acciones que fueran necesarias.

Tipos de Robots

Industriales

Industriales, son robots que se utilizan en un entorno de fabricación industrial. Por lo general, éstos suelen ser articulaciones y brazos desarrollados específicamente para aplicaciones tales como la soldadura, manejo de materiales, unión de piezas, pintura y otros. También podríamos incluir algunos vehículos guiados automáticamente.

Robot industrial en proceso almacenamiento

Servicio personal

De servicio, están a la vanguardia en este tipo de robots. En esencia, esta categoría se compone de cualquier robot que pueda utilizarse fuera de una instalación industrial, aunque pueden ser subdivididos en dos tipos principales: los robots que pueden ser utilizados para trabajos profesionales, y la segunda, los robots que se utilizan para el uso personal.

Robot de servicio a uso personal

Domésticos o del hogar

Domésticos o del hogar, son los que se utilizan para las tareas del hogar. Se suelen ver como aspiradoras robóticas, limpiadores de piscina etc…

Robot doméstico o del hogar

Médicos

Médicos, se utilizan en la medicina y en las instituciones médicas. En primer lugar, tenemos los robots de cirugía. También podemos incluir la maquinas que se utilizan para levantar personas y algunos vehículos guiados automatizados.

Robot médico en proceso análisis

Militares

Militares, son los que utilizan para las aplicaciones militares. Este tipo de robots incluye robots de desactivación de bombas, de transporte, aviones de reconocimiento y sobretodo los robots especializados en la búsqueda y rescate de personas.

Robot militar en reconocimiento

Entretenimientos

De Entretenimiento, son los robots que se utilizan para el entretenimiento. Esta categoría es de las más amplias en cuanto a tipo de robots. Pueden ser desde robots juguete simple hasta brazos robóticos articulados usados como simuladores de movimientos.

Robot de entretenimiento

Espaciales

Espaciales, son los utilizados en el espacio. Este tipo incluiría robots utilizados en la estación espacial internacional, así como vehículos de marte y otros robots que se utilizan en el espacio.

Robot de exploración espaciales

Educación

Educacionales, son robots espaciales para enseñar robótica usados en las escuelas de todo el mundo e incluyendo también aquellos robots que son solo para el ámbito del aprendizaje.

Robot educativo de aprendizaje

Los robots didácticos deben cumplir con una serie de requisitos

  • Debe ser ampliable. Además de los dispositivos que traiga de serie se le debe poder añadir otros nuevos con objeto de proporcionarle nuevas prestaciones.
  • Debe ser programable. El mismo robot puede hacer múltiples tareas en función del programa que se grabe sobre su tarjeta controladora en un momento dado.
  • Debe ser autónomo. En robot no puede estar permanentemente “enganchado” a un ordenador. Una vez grabado un programa, el robot debe poder desenvolverse con total autonomía.

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