sábado, 12 de junio de 2021
3.9 Señal Analógica y Digital
Cuando hablamos de
señales analógicas y señales digitales nos estamos refiriendo a las señales
electricas de intensidad y voltaje, que como veremos a continuación, pueden
presentar diferentes características fisicas. Empecemos por las señales
digitales
Una señal digital es
aquella que sólo presenta valores discretos 0 finitos. En electrónica se trabaja
con señales digitales. Para estudiar los valores de los voltajes e intensidades
tenemos en cuenta sólo dos valores. A esto le llamamos señal binaría.
Una señal analógica
es aquella que presenta valores continuos o infinitos valores posibles dentro de
un determinado rango. Las magnitudes fisicas como la temperatura, la luz... son
analógicas porque varían de forma natural tomando muy diversos valores. Igual
ocurre con las magnitudes eléctricas, que pueden ir variando a lo largo del
tiempo.
Funcionamiento de cada uno de los componentes electrónicos:
Pila/Batería
Es un dispositivo que genera la energía
necesaria para que se produzca el movimiento de los electrones a través del
circuito, es decir, genera una diferencia de potencial que provoca el flujo de
la corriente eléctrica alimentando a su paso a todos los dispositivos del
circuito.
Diodo
Podemos definir el diodo como un
componente electrónico que solo permite el paso de la corriente en un sentido,
es decir, son semiconductores y por tanto actúan como conductores solo en
determinadas condiciones.
LED
Un LED (Light Emisor Diode o Diodo Emisor de Luz) es un dispositivo electrónico que al paso de la corriente eléctrica a través de el emite luz. Para que esto ocurra, el LED se debe conectar de una forma determinada en el circuito, ya que si no, el LED no emitirá luz. Esto se debe a que los LED son diodos y por tanto solo conducen la corriente eléctrica en un solo sentido. Este sentido de conexión es lo que llamamos polarización directa.
LED
RGB
. Un
tipo especial de LED es el LED RGB. Este LED en realidad son tres LED (tres
semiconductores) en un encapsulado común, siendo cada uno de un color primario:
uno rojo, otro verde y otro azul. De ahí su nombre: Red, Green y Blue. La
mezcla exacta de estos tres colores da como resultado la luz blanca, pero
mezclando en “cantidades” diferentes obtendremos la luz del color deseado. Para
controlar el color de la luz emitida por el LED RGB se deberá pasar una
intensidad de corriente determinada por cada unos de los diferentes LED, por
ejemplo, si pasa corriente por el verde y el rojo, la luz que percibiremos será
de color amarillo.
Resistencia
Una
resistencia es un dispositivo electrónico que, como su nombre indica, opone
cierta resistencia al paso de la corriente eléctrica através de ella. La
función de las resistencias en los circuitos es la de proteger a otros
dispositivos, ya que, al limitar la corriente que pasa por ellas, evitan que se
vean afectados por altas intensidades.
Potenciómetro
Un potenciómetro es un dispositivo que
proporciona una resistencia variable según vayamos medicando su posición y
gracias a la rotación de un eje que se va desplazando interiormente sobre un
material resistivo. Al girar el potenciómetro, el contacto con la parte
resistiva hara que la resistencia que ofrece sea mayor o menor, en función de
nuestra necesidad en el circuito.
Pulsador
Un
pulsador es un dispositivo electrónico que permite o impide el paso de la
corriente eléctrica a través de el, y por tanto através del circuito o parte de
él.
Un
pulsador necesita mantener una presión sobre él para que actúe. Por norma
general, los pulsadores tienen un estado inicial donde no permiten pasar la
corriente, es decir, están normalmente abierto (NA), aunque también podemos
encontrar los que en su estado inicial están normalmente cerrados (NC)
permitiendo asi el paso de la corriente eléctrica y por tanto tendremos que
pulsarlo para abrir el circuito y cortar así el flujo de electrones.
Transistor
El transistor es un dispositivo electrónico que
puede actuar como amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. Su
funcionamiento se basa en los semiconductores.
Las partes de un transistor son las siguientes:
·
V Emisor: Emite electrones.
·
V Colector: Recibe electrones.
·
V Base: Controla el paso de los
electrones.
Zumbador
Los zumbadores son dispositivos que convierten
señales eléctricas en sonido. Encontramos dos tipos de zumbadores, los activos
y los pasivos, la diferencia entre ambos es el fenómeno en el que basan su
funcionamiento.
Los zumbadores activos son dispositivos que
generan un sonido de una frecuencia determinada y fija cuando son atravesados
por una señal eléctrica.
Los zumbadores pasivos podremos realizar melodías,
ya que si nos permite variar el tono de sonido que emite.
Sensor
de luz (LDR)
Una LDR (light dependent resistor) es un
dispositivo cuya resistencia interna aumenta 0 disminuye en función de la luz
que incida sobre ella. A mayor incidencia de luz sobre ella, menos será la resistencia
y viceversa.
Sensor
de movimiento(PIR)
El sensor PIR (Passive Infrared o pasivo
infrarrojo) es un dispositivo de detección de movimientos basado en la
variación de las radiaciones infrarrojas que todos los cuerpos emiten en
función de su temperatura.
Sensor
de sonido
un dispositivo que detecta sonidos externos en
forma de ondas sonoras y las transforma en señales eléctricas. Por ello decimos
que actúa como un micrófono.
Sensor
de agua
Un sensor de agua es un dispositivo que detecta
la presencia de agua mediante unos filamentos conductores paralelos y grabados
en su superficie.
Sensor
de ultrasonido
Un sensor de ultrasonidos es un dispositivo que
es capaz de calcular la distancia a la que se encuentra un objeto utilizando
ondas de alta frecuencia. La señal es inaudible para el ser humano.
Sensor
de temperatura y humedad
Un sensor de temperatura y humedad es un
dispositivo que nos va a permitir conocer los valores de temperatura y humedad
relativa del ambiente en el que se encuentra. Ambas mediciones las podemos
obtener de forma simultánea gracias a un procesador interno que realiza dichas
mediciones.
Sensor
de inclinación
Los sensores de inclinación o TILT Sensors son
unos dispositivos capaces de detectar inclinaciones y ante ello abrir el paso a
la corriente eléctrica, es decir, si no detectan inclinación alguna la
corriente fluye por él sin ninguna resistencia, manteniendo el circuito cerrado,
pero ante un cierto ángulo de inclinación abren el circuito cortando así el
flujo de la corriente.
Pantalla
LCD
La pantalla LCD (Liquid Crystal Display o
pantalla de cristal liquido) es un componente que se encarga de convertir las
señales eléctricas de la placa de Arduino en información visual.
Motores
DC
El motor de corriente
continua (motor DC) es una máquina que transforma la energía eléctrica en
energía mecánica, dando lugar a un movimiento rotatorio.
El principio básico
de funcionamiento del motor se basa en la relación directa que existe entre la
corriente eléctrica y los campos magnéticos. Si por un conductor que se
encuentra dentro de un campo magnético le hacemos circular una corriente
eléctrica, se generará una fuerza mecánica (fuerza electromotriz).
Servomotores
Un servomotor es un motor eléctrico con dos
características concretas, que le hacen diferente:
·
Nos permite definir un ángulo de giro
determinado con mucha precisión.
·
Nos permite controlar la velocidad de
giro. Podemos hacer que espere un tiempo antes de que cambie de posición. Esta
velocidad de giro será baja en comparación con un motor DC.
Motores
paso a paso
Un motor paso a paso, o stepper motor, es un
dispositivo que transforma impulsos eléctricos en movimientos de rotación,
moviéndose un paso por cada impulso que reciben. Si se mueve 2° cada paso, para
hacer una vuelta completa (360°) tendrá que dar 180 pasos.
Protoboard
La placa protoboard es una base perforada de
material aislante (plástico) para la inserción de componentes electrónicos y
formar conexiones entre ellos. De esta forma se pueden realizar Circuitos de
forma ordenada y evitando parte del cableado.
Practica con potenciómetro y visualizador de 7 segmentos
int
a=1;
int b=2;
int c=3;
int d=4;
int e=5;
int f=6;
int g=7;
int variable;
void setup() {
// put your
setup code here, to run once:
pinMode(a,OUTPUT);
pinMode(b,OUTPUT);
pinMode(c,OUTPUT);
pinMode(d,OUTPUT);
pinMode(e,OUTPUT);
pinMode(f,OUTPUT);
pinMode(g,OUTPUT);
}
void loop() {
// put your
main code here, to run repeatedly:
variable=analogRead(A5);
if(variable>0 && variable<300
){ //Desde 0 v hasta 1.46 v
digitalWrite(a,LOW);
digitalWrite(b,LOW);
digitalWrite(c,LOW);
digitalWrite(d,LOW);
digitalWrite(e,LOW);
digitalWrite(f,LOW);
digitalWrite(g,HIGH);
}
else
if(variable>300 && variable<600){
// desde 1.46v hasta 2.93
digitalWrite(a,HIGH);
digitalWrite(b,LOW);
digitalWrite(c,LOW);
digitalWrite(d,HIGH);
digitalWrite(e,HIGH);
digitalWrite(f,HIGH);
digitalWrite(g,HIGH);
}
else
if(variable>600 && variable<900){ // desde 2.93 v hasta 4.39
digitalWrite(a,LOW);
digitalWrite(b,LOW);
digitalWrite(c,HIGH);
digitalWrite(d,LOW);
digitalWrite(e,LOW);
digitalWrite(f,HIGH);
digitalWrite(g,LOW);
}
else
if(variable>900 && variable<1023){ //desde 4.39 hasta 5
digitalWrite(a,LOW);
digitalWrite(b,LOW);
digitalWrite(c,LOW);
digitalWrite(d,LOW);
digitalWrite(e,HIGH);
digitalWrite(f,HIGH);
digitalWrite(g,LOW);
}
}
PANTALLAS LCD JUNTO CON POTENCIOMETROS Y LED
#include <LiquidCrystal.h>
#define LED 3
#define POTENTIOMETER 5
#define PIN1 7
#define PIN2 8
#define PIN3 9
#define PIN4 10
#define PIN5 11
#define PIN6 12
LiquidCrystal lcd(PIN1, PIN2, PIN3, PIN4, PIN5, PIN6);
int value;
void setup(){
pinMode(PIN1, OUTPUT);
pinMode(PIN2, OUTPUT);
pinMode(PIN3, OUTPUT);
pinMode(P9 j IN4, OUTPUT);
pinMode(PIN5, OUTPUT);
pinMode(PIN6, OUTPUT);
pinMode(LED, OUTPUT);
digitalWrite(LED, LOW);
lcd.begin(16, 2);
lcd.print("LED encendido");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("0%");
}
void loop()
{
value = analogRead(POTENTIOMETER);
analogWrite(LED,map(value,0,1023,0,255));
lcd.clear();
lcd.print("LED encendido");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(map(value,0,1023,0,100));
lcd.print("%");
delay(60);
}
CORRIDA
POTENCIOMETROS CON ZUMBADORES en tinkercad
Nos ayudaremos del potenciómetro para subir el volumen al zumbador
código
Leds Simultáneamente por medio de menú tinkercad
Este Circuito donde los Leds los encenderemos o apagaremos por medio de un menú de números.
codigo
tinkercad Leds Simultáneamente.
En este circuito irá encendiendo los LED de color verde y los LED de color rojo de forma intermitente (simultáneamente).
CODIGO
CORRIDA
1.1 Importancia de la programación en lenguaje ensamblador.
La importancia del lenguaje ensamblador radica principalmente que se trabaja directamente con el microprocesador; por lo cual se debe de conocer el funcionamiento interno de este, tiene la ventaja de que en él se puede realizar cualquier tipo de programas que en los lenguajes de alto nivel no lo pueden realizar. Otro punto sería que los programas en ensamblador ocupan menos espacio en memoria.
El
lenguaje ensamblador, es un lenguaje de programación de bajo nivel. Consiste en
un conjunto de mnemónicos que representan instrucciones básicas para los
computadores, microprocesadores, microcontroladores y otros circuitos
integrados programables. Implementa una representación simbólica de los códigos
de máquina binarios y otras constantes necesarias para programar una
arquitectura de procesador y constituye la representación más directa del
código máquina específico para cada arquitectura legible por un programador.
Ensamblador es el lenguaje de programación utilizado
para escribir programas informáticos de
bajo nivel, y constituye la representación más directa del Código
máquina específico para cada arquitectura de
computadoras legible por un programador. Aun hoy se utiliza en la programación
de handler o manipuladores de
dispositivos de hardware.
Características
El código escrito en lenguaje ensamblador posee
una cierta dificultad de ser entendido ya que su estructura se acerca al
lenguaje máquina, es decir, es un lenguaje de bajo nivel.-
El lenguaje ensamblador es difícilmente
portable, es decir, un código escrito para un microprocesador puede necesitar
ser modificado, para poder ser usado en otra máquina distinta. Al cambiar a una
máquina con arquitectura diferente, generalmente es necesario reescribirlo
completamente.
-
Los programas hechos por un programador experto
en lenguaje ensamblador son generalmente mucho más rápidos y consumen menos
recursos del sistema (memoria RAM y ROM) que el programa equivalente compilado
desde un lenguaje de alto nivel. Al programar cuidadosamente en lenguaje
ensamblador se pueden crear programas que se ejecutan más rápidamente y ocupan
menos espacio que con lenguajes de alto nivel.
-
Con el lenguaje ensamblador se tiene un control
muy preciso de las tareas realizadas por un microprocesador por lo que se
pueden crear segmentos de código difíciles y/o muy ineficientes de programar en
un lenguaje de alto nivel, ya que, entre otras cosas, en el lenguaje
ensamblador se dispone de instrucciones del CPU que generalmente no están
disponibles en los lenguajes de alto nivel.
-
También se puede controlar el tiempo en que tarda
una rutina en ejecutarse, e impedir que se interrumpa durante su ejecución.
VENTAJAS
VELOCIDAD:
Como trabaja
directamente con el microprocesador al ejecutar un programa, pues como este
lenguaje es el más cercano a la máquina la computadora lo procesa más rápido.
EFICIENCIA DE TAMAÑO:
Un programa en ensamblador no ocupa mucho espacio en memoria
porque no tiene que cargan librerías y demás como son los lenguajes de alto
nivel
FLEXIBILIDAD:
Es flexible porque todo lo que puede hacerse
con una máquina, puede hacerse en el lenguaje ensamblador de esta máquina; los
lenguajes de alto nivel tienen en una u otra forma limitante para explotar al
máximo los recursos de la máquina. O sea que en lenguaje ensamblador se pueden
hacer tareas específicas que en un lenguaje de alto nivel no se pueden llevar a
cabo porque tienen ciertas limitantes que no se lo permiten.
DESVENTAJAS
TIEMPO DE PROGRAMACIÓN:
Como es un lenguaje
de bajo nivel requiere más instrucciones para realizar el mismo proceso, en
comparación con un lenguaje de alto nivel. Por otro lado, requiere de más
cuidado por parte del programador, pues es propenso a que los errores de lógica
se reflejen más fuertemente en la ejecución.
PROGRAMAS FUENTE GRANDES:
Por las mismas razones que aumenta el tiempo, crecen los
programas fuentes; simplemente requerimos más instrucciones primitivas para
describir procesos equivalentes. Esto es una desventaja porque dificulta el
mantenimiento de los programas, y nuevamente reduce la productividad de los
programadores.
PELIGRO DE AFECTAR RECURSOS
INESPERADAMENTE:
Que todo error que podamos cometer, o todo riesgo que
podamos tener, podemos afectar los recursos de la máquina, programar en este
lenguaje lo más común que pueda pasar es que la máquina se bloquee o se
reinicialice. Porque con este lenguaje es perfectamente posible (y sencillo)
realizar secuencias de instrucciones inválidas, que normalmente no aparecen al
usar un lenguaje de alto nivel.
FALTA DE PORTABILIDAD:
Porque para cada máquina existe un lenguaje ensamblador;
por ello, evidentemente no es una selección apropiada de lenguaje cuando
deseamos codificar en una máquina y luego llevar los programas a otros sistemas
operativos o modelos de computadoras.
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