microcontroladores

Actividad 7, 9 el alumno realizara un resumen y lo publicara en su blog

Los microcontroladores tienen memoria RAM y memoria ROM, donde la RAM significa memoria de acceso aleatorio, y la ROM, memoria de solo lectura, la memoria RAM la utilizamos para guardar datos los cuales ejecutaran un programa ejcutadoen el microprocesador.

Hay diferentes tipos de memorias ROM, tales como: OTP, EPROM, EEPROM y FLASH.

Las memorias OTP, son programables una vez, esta basa su funcionamiento en fusibles que una vez abiertos ya se puede modificar la información.

La memoria EEPROM es una memoria de solo lectura programable borrable eléctricamente

Tiene de ventaja, de que no necesita de ventana para poder ser borrado y puede ser grabado y borrado en el mismo grabador y como desventaja presenta que es lento en el proceso de grabación borrado y su número de veces de grabación es limitado.

Otras de las memorias es la FLASH estas pueden grabarse y borrarse cuantas veces quieran es programable en el circuito y su proceso de grabado o borrado se realiza en menor tiempo que en la memoria EEPROM, como desventaja se puede mencionar su costo.

El microcontrolador tiene distintas terminales de las cuales la mayoría se utilizan para comunicar al dispositivo con el mundo exterior solo las dos terminales de alimentación, las dos del cristal de cuarzo y la de reset son las que no se utilizan, cuando se dice que no ase comunica es que nada a la señal de entrada , salida y control.

Un microcontrolador por lo general contiene oscilador que es un circuito de reloj que suministrara pulsos al microcontrolador ya que sin el circuito de reloj aun con la fuente de voltaje conectada el dispositivo no funcionaria según lo planeado.

En general se usa mas oscilador de cristal de cuarzo ya que resulta más preciso en ciertas aplicaciones, existen ciertos microcontroladores que inclusive ya traen este oscilador integrado. La función es indispensable, por que es análogo a un ejemplo mecánico, por ejemplo sin el oscilador el programa del microcontrolador no funciona.

microcontroladores

Actividad 4
El facilitador proporcionara la información sobre los antecedentes históricos del microcontrolador y microprocesador, así como las aplicaciones más comunes de cada uno de ellos, elaborando un resumen para publicarlo en su blog.

Antecedentes y aplicaciones del microprocesador y microcontrolador.
Los microprocesadores son dispositivos electrónicos para procesar información que es manipulado por un programa. Estos tienen una arquitectura y una de las mas usuales Von Neumann es una forma de trabajo y es la forma en que funcionan.
Esta tiene un bus de datos, que esta en comunicación con el CPU con las memorias y periféricos. La desventaja es que cuando se tiene solo un bus solamente se tienen una vía no se puede transmitir información en mas de una dispositivos a la ves.
Otra arquitectura es la Harvard.
Existen buses independientes, es decir separados de las memorias de datos y de programas, lo cual ayuda que los programas se ejecuten en un tiempo mas corto, ya que al mismo tiempo se ejecuta una instrucción de la memoria ROM , el procesador quizá busca alguna información de la memoria RAM.
El microcontrolador es un dispositivo muchísimo mas complejo que el microprocesador en su interior tiene todo lo necesario para que su procesador interno realice todas las funciones de control que le son encomendadas, pueden trabajar con arquitectura Harvard o Von Neumann.
Hoy en día los microcontroladores tienen diferentes aplicaciones y son de gran utilidad, en nuestra casa los encontramos en diferentes electrodomésticos, en la industria, etc. Si no existieran los microcontroladores muchos de los electrodomésticos de hoy en día serian muy diferentes ya que tendríamos que diseñar circuitos muy complicados o muy laboriosos.

automatizacion y control

Actividad 3
Los alumnos realizaran una investigación acerca de los diferentes tipos de sensores que existe, incluyendo sus características principales, configuración, voltaje de alimentación y aplicaciones industriales más comunes realizando un resumen en su cuaderno.
Un sensor es un dispositivo capaz de transformar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, en magnitudes eléctricas. Las variables de instrumentación dependen del tipo de sensor y pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, etc.
Sensores inductivos
Los sensores inductivos son una clase especial de sensores que sirven para detectar materiales metálicos ferrosos. Son de gran utilización en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia de objetos metálicos en un determinado contexto (control de presencia o de ausencia, detección de paso, de atasco, de posicionamiento, de codificación y de conteo).
Para la elección de un sensor inductivo se deben tener en cuenta las características que el fabricante nos proporciona. A continuación se proporcionara una serie de características: la alimentación indica el margen en el que puede alimentar el sensor. Se suele indicar también el rizado permitido en caso de C.C. Y la frecuencia en caso de C.A. una tensión de funcionamiento típico son 12 v para continuar y 120 v para alterna. Algunos sensores permiten alimentación en continua o en alterna por los mismos bornes y con un amplio margen de tensión, típicamente 12 entre 240 volts.
Sensores Capacitivos
Las sustancias metálicas y las no metálicas, tanto si son líquidas como sólidas, disponen de una cierta conductividad y una constante eléctrica. Los sensores capacitivos detectan los cambios provocados por estas sustancias en el campo eléctrico de su área de detección. La evaluación de los cambios proporciona información exacta sobre la presencia de objetos en esta área o, por ejemplo, los niveles de material en contenedores y silos.
Características
Alto nivel de estabilidad con temperatura.
Alcances de detección mejorados para reservas funcionales.
Nivel elevado de inmunidad contra:
– Descarga electrostática, p. ej. en la producción de plástico o madera
– Interferencias electromagnéticas, p. ej., causadas por receptores radiotelefónicos y teléfonos móviles
– Voltaje de choque de interferencia causado por dispositivos de conmutación o válvulas solenoides
– Alta frecuencia conducida, p. ej. convertidores de frecuencia o fuentes de alimentación conmutadas.

Sensores retroreflectivos
Tienen el generador de luz y el receptor, en un mismo cuerpo. El haz luminoso
emitido por la fuente, será reflejado hacia atrás, al receptor, mediante un reflector (por ejemplo reflectores triples o cinta reflectora), cualquier interrupción del haz
luminoso viene evaluada por el receptor, y con ello la conmutación de la salida.
Ventajas:
• Facilidad de instalación del sensor y del reflector.
• El reflector puede montarse en objetos móviles, por
ejemplo en cintas transportadoras
Desventajas:
• Distancia sensible inferior al sistema de emisor receptor
separados, debido a que el haz luminoso
debe recorrer doble distancia, del emisor al reflector,
y retorno al receptor.
• Los objetos brillantes pueden ocasionar reflexiones y
con ello errores.
Sensores de color
•Identificación, comprobación y selección según colores.
•Reconocimiento exacto del color utilizando hasta 3 fuentes distintas de luz (Rojo, Azul y Verde).
•Detección de hasta tres colores en un mismo sensor.
•Programación sencilla mediante Teach-in.
•También disponible con conductores de fibra óptica.
Tabla de selección
Grupo de producto Alcance/ Distancia de exploración Tensión de Alimentación Frecuencia de conmutación Comentario

CS 1
12.5 / 60 mm 12...30 V 1 kHz

CS 3
12.5 / 60 mm 12...30 V 0.3 kHz

CSL 1
9 / 20 mm 12...30 V 1 kHz con conduct. fibra óptica

CSM1
12.5 mm 19.2...28.4 1.5 kHz

Sensores de movimiento
Son elementos sensores para detectar pequeños o grandes movimientos (por ejemplo el movimiento
de una mano) generalmente suelen ser detectores por infrarrojos o por reflexión directa, muchas veces
están protegidos contra la contaminación lumínica y se pueden usar varios sin que interfieran entre si.
Debido a su utilización como detectores para alarmas o como elementos de seguridad, pueden estar
alimentados a pilas (debido a su ubicación en determinadas aplicaciones)
Características
.
Distancia de detección metros (2,5... m minimo)
Rango detección horizontal en grados (95º)
Rango detección vertical en grados (50º)
Tensión de alimentación en cc, ca
Salida V máx (30 V)
Tiempo de decisión ms (23 ms)
Tiempo de salida ms (60ms)
Temperatura de funcionamiento -20ºc a + 55ºC

microcontroladores

Actividad 3 Cada alumno realizara su blog y publicara sus comentarios de la actividad 1:

Importancia de las automatizaciones en las empresas
La automatización es de gran importancia en las empresa ya que se va a dar en la misma un proceso de mecanización de las actividades industriales para reducir la mano de obra, simplificar el trabajo para que así se de propiedad a algunas maquinas de realizar las operaciones de manera automática; por lo que indica que se va dar un proceso más rápido y eficiente.
Unas de las ventajas de la automatización son las siguientes:
Mejorar la calidad y uniformidad del producto
Minimizar el esfuerzo y los tiempos de producción.
Mejorar la productividad reduciendo los costos de manufactura mediante un mejor control de la producción.
Mejorar la calidad mediante procesos repetitivos.
Reducir la intervención humana, el aburrimiento y posibilidad de error humano.
Reducir el daño en las piezas que resultaría del manejo manual.
Aumentar la seguridad para el personal.
Ahorrar área en la planta haciendo más eficiente:
El arreglo de las máquinas
El flujo de material
Al darse una mayor eficiencia en el sector de maquinaria, lograra que la empresa industrial disminuya la producción de piezas defectuosas, y por lo tanto aumente una mayor calidad en los productos que se logran mediante la exactitud de las maquinas automatizadas; todo esto ayudara a que la empresa industrial mediante la utilización de inversiones tecnológicas aumente toda su competitividad en un porcentaje considerable con respecto a toda su competencia, y si no se hace, la empresa puede sufrir el riesgo de quedarse rezagado.
Los sistemas automatizados han remplazado al hombre en actividades que en las empresas antes realizaban de forma manual por sus trabajadores y también han hecho que ciertas actividades que forzosamente tienen que ser realizadas por el hombre se hagan de manera más rápida y sencilla.
En conclusión hemos tenido muchos avances en el área industrial gracias a las automatizaciones y sin ella diversos servicios no serian de calidad.

Como se logra diseñar un sistema de manufactura automática.
E l sistema de manufactura automática se desarrolla casi siempre en la industria cuando se hace algunos trabajos sin que se utilice la intervención del hombre, y esto se hace con algún dispositivo lógico programable como lo pueden ser un PLC, un microcontrolador, etc.
Los dispositivos lógicos programables son los que controlan todas las actividades, dichos dispositivos se dividen en dos grupos depende la función que se quiera realiza estos son los sensores y los actuadores.
Un sensor es un dispositivo que a partir de la energía del medio, proporciona una señal de salida que es función de la magnitud que se pretende medir.
Se denomina sensor primario al dispositivo que transforma la magnitud física a medir en otra magnitud transducible.
Desde el punto de vista de la forma de la variable de salida, podemos clasificar los sensores en dos grupos: analógicos, en los que la señal de salida es una señal continua, analógica; y digitales, que transforman la variable medida en una señal digital, a modo de pulsos o bits. En la actualidad los sensores más empleados son los digitales, debido sobre todo a la compatibilidad de su uso con los ordenadores.

Un actuador es un dispositivo que produce un movimiento lineal o rotativo por medio de la utilización de una fuente de energía bajo la acción de un elemento de control.

Los actuadores son alimentados a través de electricidad o fluidos como aire, aceite, agua o algún tipo de gas (como nitrógeno o, en el caso de algunos gasoductos, gas natural), convirtiéndolos a través de un mecanismo -como un motor, pistón u otro dispositivo-, en un desplazamiento físico. Entonces, de acuerdo al medio que utilizan reciben su nombre: Actuadores eléctricos, electrohidráulicos, neumáticos, etc.

Los actuadores modernos pueden ser equipados con un gran número de dispositivos electrónicos que permiten obtener el estado de funcionamiento de la unidad, como su posición, el torque aplicado, entre otros datos. También logran protegerlo de posibles sobreesfuerzos mediante el uso de sensores de torque. Además, cuentan con un sistema de doble sellado que permiten aislarlos de las agresiones del medioambiente (polvo, humedad, gases ácidos, etc.)
En conclusión los sensores y actuadores son los dispositivos del sistema de medida y control que interactúan con el sistema físico que se pretende controlar, los primeros permiten la toma de medidas de las distintas magnitudes físicas que se van a analizar; mientras que los actuadores posibilitan la modificación de dicho sistema, y estos dispositivos ayudan ampliamente a la automatización manufacturera debido a sus cualidades en en el área industrial.

Definición de microcontrolador
Un microcontrolador es un dispositivo electrónico capaz de llevar a cabo procesos lógicos. Estos procesos o acciones son programados en lenguaje ensamblador por el usuario, y son introducidos en este a través de un programador.
Un microcontrolador es un solo circuito integrado que contiene todos los elementos electrónicos que se utilizaban para hacer funcionar un sistema basado con un microprocesador; es decir contiene en un solo integrado la Unidad de Proceso, la memoria RAM, memoria ROM, puertos de entrada, salidas y otros periféricos, con la consiguiente reducción de espacio.
El microcontrolador es en definitiva un circuito integrado que incluye todos los componentes de un computador. Debido a su reducido tamaño es posible montar el controlador en el propio dispositivo al que gobierna. En este caso el controlador recibe el nombre de controlador empotrado.
En conclusión creo que el microcontrolador es un gran avance ya que este trajo diversas ventajas en el circuito impreso por su amplia simplificación de circuitería, el costo para un sistema basado en microcontrolador es mucho menor y, lo mejor de todo, el tiempo de desarrollo de su proyecto electrónico se disminuye considerablemente. Y este actualmente esta siendo empleado en nuestra vida cotidiana juguetes, horno microondas, televisores, computadoras, impresoras, módems, el sistema de arranque de nuestro coche, etc.

Elementos del microcontrolador y forma de operación básica.

La gran mayoría de microcontroladores son de la marca microchip estos son los PIC. Aunque no son los microcontroladores que más prestaciones ofrecen, en los últimos años han ganado mucho mercado, debido al bajo precio de éstos, lo sencillo de su manejo y programación y la ingente cantidad de documentación y usuarios que hay detrás de ellos; la arquitectura que maneja microchip es la de Harvard esta tiene la unidad central de proceso (CPU) conectada a dos memorias (una con las instrucciones y otra con los datos) por medio de dos buses diferentes.

Una de las memorias contiene solamente las instrucciones del programa (Memoria de Programa), y la otra sólo almacena datos (Memoria de Datos).

Ambos buses son totalmente independientes y pueden ser de distintos anchos. Para un procesador de Set de Instrucciones Reducido, o RISC, el set de instrucciones y el bus de memoria de programa pueden diseñarse de tal manera que todas las instrucciones tengan una sola posición de memoria de programa de longitud.

Además, al ser los buses independientes, la CPU puede acceder a los datos para completar la ejecución de una instrucción, y al mismo tiempo leer la siguiente instrucción a ejecutar.

Ventajas de esta arquitectura:

El tamaño de las instrucciones no esta relacionado con el de los datos, y por lo tanto puede ser optimizado para que cualquier instrucción ocupe una sola posición de memoria de programa, logrando así mayor velocidad y menor longitud de programa.
El tiempo de acceso a las instrucciones puede superponerse con el de los datos, logrando una mayor velocidad en cada operación.

Una pequeña desventaja de los procesadores con arquitectura Harvard, es que deben poseer instrucciones especiales para acceder a tablas de valores constantes que pueda ser necesario incluir en los programas, ya que estas tablas se encontraran físicamente en la memoria de programa (por ejemplo en la EPROM de un microprocesador).