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LÓGICA

ESTRUCTURA DE ACTIVIDADES

1. Objetivos e intencionalidad de las actividades

2. La lógica en la electrónica y la robótica

3. La luz me indica

4. Activa – desactiva

5. Controlando por luz

OBJETIVOS

Entender la lógica en la electrónica como el principio de control de los dispositivos que componen los artefactos tecnológicos de esta rama científica.

Comprender el concepto de la lógica en la electrónica mediante la visualización de los estados alto y bajo, por medio de los dispositivos de luz, como son el bombillo y el LED.

Entender el modo de funcionamiento y la importancia de los dispositivos mecánicos que se utilizan para permitir o no el paso de la corriente en un circuito.

Apropiar el conocimiento del funcionamiento del sensor óptico como dispositivo útil para múltiples aplicaciones.

Asimilar el modo de funcionamiento de los elementos de visualización

descritos, con el fin de poder darles uso en otras aplicaciones de robótica.

Intencionalidad

Se busca que el docente asimile el modo de funcionamiento de los elementos de visualización descritos en esta guía, como son el bombillo y el diodo LED.

Que el docente esté en la capacidad de transmitir la información que recibe, en estas actividades, a los estudiantes que participarán en los clubes de robótica que se crearán.

Además se pretende que, con el conocimiento adquirido con el desarrollo de estas actividades, el docente pueda darles nuevas aplicaciones a estos elementos en los dispositivos que pueda desarrollar.

LA LÓGICA EN LA ELECTRÓNICA Y LA ROBÓTICA

La lógica es una de las ramas de la filosofía que busca interpretar los actos de los individuos de acuerdo a las características que se presentan en su entorno. Buscamos comprender la manera por la cual reaccionamos, el modo en que pensamos, debido a ciertas circunstancias que pueden ser evaluadas. Este principio ha sido aplicado en gran medida a la electrónica y la robótica, que se vale de esperar algunas características del entorno para ejecutar acciones de control.

La lógica que se maneja en la electrónica se radicaliza en simplemente dos eventos: SI y NO. Esto ha hecho sencillo el desarrollo de sistemas que permitan

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ejercer control sobre los múltiples elementos que conforman un circuito.

En esta medida, para la robótica y la electrónica se conciben dos estados de acuerdo a los eventos que se nombraron anteriormente:

- El estado alto. Se denomina estado alto en la electrónica cuando, al revisar el estado del voltaje y de la corriente en un punto del circuito, SI se presenta el paso de corriente o se mide un valor de voltaje de más de 3 Voltios.

- El estado bajo. Al contrario que el estado anterior, un estado bajo se presenta cuando al medir en un punto del circuito, NO se percibe paso de corriente o el valor del voltaje medido es muy pequeño, de menos de 1 Voltio.

Matemáticamente, los estados de la electrónica se pueden operar por medio del uso del sistema numérico Binario, donde con el uso de los dígitos que dispone se puede nombrar cada estado descrito anteriormente:

- Se denomina ‘1’ lógico al estado alto,

- Y se llama ‘0’ lógico cuando se presenta un estado bajo.

Al uso de este sistema en la electrónica se le denomina la lógica binaria.

LA LÓGICA BINARIA

¿Por qué los binarios?

De modo matemático, la manera más sencilla de representar los estados lógicos es utilizando el sistema binario,

en el cual se manejan únicamente dos dígitos para expresar los números.

Por una parte se tiene el 0, que en todos los sistemas representa la nulidad. En el caso de la electrónica, cuando un sistema se identifica con el ‘0’, quiere decir que se encuentra desactivado, apagado, o en nivel bajo.

Por la otra parte se encuentra el 1, el complemento del estado bajo. Al representar este estado, se dice que el sistema está activado, con un nivel de voltaje de trabajo y en funcionamiento. Este es, por supuesto, el estado alto.

En la electrónica y la robótica, esta representación de estados en números es conocida como el manejo de bits.

MANEJO DE ESTADOS EN LÓGICA BINARIA

Cuando trabajamos sistemas robóticos, automatizados, siempre es necesario utilizar los dispositivos antes mencionados para poder controlar su comportamiento. En ocasiones con un solo elemento de este tipo es suficiente, pero en otros casos es necesario utilizar varios de estos dispositivos para hacer el control.

Para poder manejar y saber a cual de los elementos corresponde determinada tarea o si existe la necesidad de organizarlos. Y en esta organización entra a jugar un papel bien importante la lógica binaria.

Ejemplo: En el siguiente sistema se encuentran dos pulsadores, conectados a una cajita de control, la cual encenderá los bombillos que se indican de acuerdo a una tabla de respuestas.

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Pulsadores Bombillos

1 2 1 2 3

Bajo Bajo Bajo Bajo Bajo

Bajo Alto Alto Bajo Bajo

Alto Bajo Bajo Alto Bajo

Alto Alto Bajo Bajo Alto

Como puede observarse en el esquema, la cajita de control actuará de distinta manera dependiendo de la entrada que quede en contacto con la conexión de tierra del sistema (parte negativa de la fuente de energía). Pero para actuar de esta manera, tuvo que identificar ordenadamente el tipo de acontecimiento presentado para así ofrecer la respuesta adecuada. Estos acontecimientos pueden representarse en combinaciones de estados lógicos que, a la final, son comprendidos como números binarios.

Si no conoce la manera de trabajar con los números binarios, a continuación se describirá la forma de entenderlos y convertirlos en sistema decimal y viceversa, lo cual será muy útil para las prácticas posteriores y el trabajo con la estación de desarrollo de robótica educativa.

CONVESIÓN DECIMAL – BINARIA

En primera medida, hay que saber como convertir un número representado en sistema decimal al sistema binario, de modo de poder reconocer las salidas que se tendrán en la estación, y así obtener los resultaos esperados.

Esta operación es muy sencilla, y se reduce a realizar varias divisiones al número decimal entre el número 2, como se muestra en el ejemplo:

Para escribir el número resultante primero se escribe el cociente de la última división, y en su orden los residuos de las demás, siendo el último digito el cociente de la primera división.

CONVERSION BINARIA – DECIMAL

Cuando se tienen combinaciones de estados como el que se observó en el ejemplo anterior, se hace fácil programar un sistema para que responda a una entrada general de acuerdo a ciertos términos, revisar cada momento el estado de cada entrada y predecir una respuesta. Para ello, se dispone de la conversión de numeración binaria a decimal, para poder representar el estado de todas las entradas o salidas que se presentan en el sistema como un solo dato, que es más fácil de manejar.

Cuando una representación de entradas lógicas forma un número binario, y este

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se va a convertir al sistema decimal, hay que tener en cuenta el orden en que se encuentran los sistemas de entrada lógicos, y habrá que conservarlos así. En esta organización, cada estado adopta el nombre de bit (hay que recordar este nombre), y se enumera dependiendo su posición.

Para iniciar, se necesita tener claro el concepto de potenciación, que consiste en elevar un número n, en este caso llamado base, por un número x, que se conoce como exponente. Entonces, para proceder a elevar n a la x, se multiplica la base tantas veces como expresa el exponente.

Ejemplo: Elevar 6 a la 2. Para hacer esta operación, tenemos que representarla primero en su forma matemática, de esta manera:

6² = 6 x 6 = 36

De esta manera, se observa que elevar 6 a la 2 es multiplicar 6 dos veces, como lo indica el exponente.

Ejemplo. Elevar 8 a la 3. Se identifican las partes de la potenciación y se procede a realizar la representación matemática:

8³ = 8 x 8 x 8 = 512

Teniendo claro este concepto, convertir un número binario a decimal es muy sencillo. Basta tomar los estados organizados, y multiplicar su valor por un número que saldrá de una potenciación en la que la base siempre será el número 2, y el exponente dependerá del orden de bit que tenga cada número.

Ejemplo de conversión.

Estos conceptos son muy necesarios para las aplicaciones en las cuales se necesite utilizar la estación EDERA para extraer datos a través del puerto paralelo. Compleméntelo con el uso de las instrucciones inp y out en los programas ejemplo.

LA LUZ ME INDICA

Estados On – Off

El estado más simple de la lógica en la electrónica y la robótica es el encendido / apagado, puesto que de esto depende el funcionamiento o no de los equipos electrónicos, o la actuación de los robots.

Siempre es necesario identificar estos estados en un circuito. La utilización de elementos como el interruptor y el pulsador hacen fácil la comprensión de los estados lógicos; sin embargo, los seres humanos siempre nos hemos servido de elementos visuales que hagan mucho más fácil esta tarea. Por ello, a continuación se mostrarán dos elementos que permiten esta misión

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El Bombillo

Tal vez el bombillo es uno de los elementos más comunes para identificar el estado de una conexión, como por ejemplo, la iluminación eléctrica en la casa. Sabemos que si hay luz, es porque el interruptor está cerrado, o si la nevera o el horno están iluminados, es porque la puerta esta abierta. Este es una manera muy sencilla de describir estados lógicos. El bombillo simplemente genera luz cuando por su filamento1 atraviesa una corriente eléctrica, de modo que este se calienta tanto, que se hace incandescente y emite luz.

El Diodo LED

El Diodo Emisor de Luz (LED, por Light Emiter Diode) es uno de los componentes más comunes en la rama de la electrónica y en la robótica, pues es un dispositivo mucho más pequeño que un bombillo, y necesita menos corriente y voltaje para poder funcionar, pues recuerde que un bombillo funciona con el valor de voltaje de 120 Voltios de la red eléctrica residencial, mientras que un LED lo hace con un voltaje de 5 Voltios, inclusive menos.

El funcionamiento del bombillo se asemeja al del LED, de modo que la mayoría de los principios que se expondrán a continuación se aplican a este elemento también.

1 Hilo conductor hecho comúnmente de

Tungsteno, que puede soportar elevadas temperaturas sin dañarse.

Ejercicio #1

1. Elementos Necesarios:

- Kit Juego de Luces.

- Baterías.

- Multímetro

2. Actividad de Observación

Teniendo como referencia la figura del diodo LED y sus partes, identifique cual es el ánodo y cual es el cátodo. Además, describa cuales son las dos características principales que permiten hacer esta identificación.

3. Disposición de los elementos

Circuito esquemático2 de trabajo y descripción gráfica de la conexión:

2 Un circuito esquemático es la representación

simbólica de los elementos que componen un montaje o conexión eléctrica o electrónica, y se desarrolla por medio de figuras que identifican cada dispositivo.

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4. Actividad de Medición Aplicando sus conocimientos en mediciones, efectúe las siguientes utilizando el multímetro y diligencie la tabla.

Mida el voltaje en el diodo LED.

Mida el voltaje que cae en la resistencia.

Mida la corriente del circuito.

Voltaje de

Fuente utilizado

Voltaje de LED

Voltaje de Resistencia

Corriente del

Circuito

A continuación, cambie de sentido la conexión del LED con respecto a la batería, realice nuevamente las mediciones, y diligencie la tabla.

Voltaje de

Fuente utilizado

Voltaje de LED

Voltaje de Resistencia

Corriente del

Circuito

5. Actividad de Análisis de Resultados

De acuerdo a los resultados obtenidos en las mediciones:

Describa las diferencias entre las mediciones realizadas en cada tipo de conexión del diodo LED a la batería.

¿Qué características principales puede identificar en el funcionamiento de un LED?

¿Por qué?

Ha de suponerse que la principal característica que se observó en el anterior ejercicio fue el hecho que el LED encendió cuando se conectó de una forma, y no de la otra.

Además de tener básicamente el mismo funcionamiento que el bombillo, el LED tiene una característica especial: Solo se ilumina cuando la corriente que lo atraviesa va en un sentido (de ánodo a cátodo), y no al revés. Esto es muy útil a la hora de revisar la conexión de los elementos en un circuito, como por ejemplo la errónea ubicación de la batería o la fuente, y para evitar posibles daños en algunos elementos cuando se conecta en serie, pues cuando se conecta en modo inverso (cuando no se ilumina), no permite el paso de la corriente, comportándose como un interruptor abierto.

¿Dónde está la resistencia? ¿? Si observa bien, en uno de los cables que viene

conectado al LED se encuentra la resistencia

que se muestra en la figura, que sirve como

protección contra corrientes altas para este.

Si observa que el LED no enciende, o

emite muy poca luz, puede conectar más

baterías en serie para alimentarlo, pero

recuerde que el voltaje recomendado es

de máx. 5 Voltios.

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Comportamiento de un LED en un circuito de acuerdo a su conexión

Ejercicio #2

1. Elementos Necesarios

Kit Juego de Luces.

Multímetro

Estación EDERA


Las salidas de baja potencia de la estación EDERA tienen una característica especial. Por favor realice la siguiente actividad:

Ubique el multímetro de manera que pueda medir el valor del voltaje presente en una de las salidas de baja potencia.

Utilizando el programa EDERA, cambie el estado de la salida sobre la cual puso las puntas del multímetro. De acuerdo a sus mediciones llene la siguiente tabla:

Describa las observaciones más importantes de esta medición.

¿Para qué se hace esto?

Es necesario que usted comprenda de modo muy claro y, además, siempre recuerde que en la estación EDERA las salidas de baja potencia están invertidas con respecto al estado que se representa en los LEDs indicadores.

Si analiza las mediciones, cuando el LED de la salida correspondiente se encuentra encendido, el programa informa que hay un ‘1’ lógico, y entonces debería haber voltaje alto en esta salida; sin embargo, en este instante se mide un voltaje bajo. Por esta razón es que se dice que estas salidas están invertidas.


Se deben conectar uno de los LEDs del kit en las salidas de baja potencia, para poder realizar el ejercicio; pero en esta ocasión esta conexión se realizará de acuerdo a la forma que se describe en la gráfica:

Estado de la salida en el programa

Estado del LED de la estación

(encendido-apagado)

Voltaje medido en la salida

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Ejemplo de cómo conectar uno de los LEDs en EDERA. Todos los LEDs deben tener el ánodo conectado a la salida de 5 Voltios y el cátodo a su respectiva salida de potencia.

¿Por qué los conecto de esta manera? ¿?

De acuerdo como se vio en el primer ejercicio, para que enciendan los LEDs deberían estar

conectados uniendo el ánodo a la fuente de voltaje (+) y el cátodo al lado negativo (- o tierra).

Pero como se dijo antes, las salidas de baja potencia de la estación EDERA están invertidas con

respecto a lo que representan los LEDs indicadores. Por ello, para que los LED que usted va a

ubicar se enciendan debidamente para representar el estado que usted envía en el programa y

que se indica en la estación se hace esta conexión, que funciona así.

Cuando se representa un estado de „0‟ lógico, y de

modo que la salida está invertida, habrá presencia

de corriente en la conexión de la estación EDERA;

como al LED también le está llegando corriente

desde la salida de voltaje a la que está conectado su

ánodo (que en la figura se presenta como 5 Voltios),

estas corrientes se encuentran, y de modo que van en

distinta dirección, se „anulan‟, así que no habrá la

suficiente para encender el LED conectado.

Cuando se pone un estado de „1‟ lógico en la

salida, el LED de la tarjeta se enciende, pero el

voltaje en la conexión es de 0 Voltios, de modo

que no se presenta salida de corriente de la

tarjeta. Así, la corriente que llega al LED por el

ánodo puede atravesarlo sin obstáculo, de modo

que este se encenderá.

Tenga esta característica muy en cuenta al

momento de utilizar los LEDs en otras

aplicaciones con la estación EDERA.

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4. Actividad de trabajo

Teniendo completa la conexión del LED a la estación EDERA, abra el programa QuickBasic, y ejecute las siguientes líneas de comandos:

CLS Limpiar$ = " " Inicio: LOCATE 2, 20 COLOR 2 PRINT "PRIMER PROGRAMA DE PRUEBA DE LOGICA" LOCATE 5, 1 COLOR 6 PRINT "OPRIMA LA TECLA QUE SE INDICA DE ACUERDO A LA OPCION QUE DESEE:" LOCATE 7, 1 COLOR 4 PRINT "-Oprima la tecla E para encender el LED" PRINT "-Oprima la tecla A para apagar el LED" PRINT "-Oprima la tecla S para salir del programa" COLOR 8 Entrada: LOCATE 11, 1 PRINT Limpiar$ LOCATE 11, 1 INPUT "¿Cuál es su elección? => ", s$ COLOR 3 IF s$ = "E" OR s$ = "e" THEN LOCATE 15, 25 PRINT "El LED esta encendido" OUT 888, 1 GOTO Inicio ELSEIF s$ = "a" OR s$ = "A" THEN LOCATE 15, 25 PRINT Limpiar$ LOCATE 15, 25 PRINT "El LED esta apagado" OUT 888, 0 GOTO Inicio ELSEIF s$ = "s" OR s$ = "S" THEN GOTO Salir END IF GOTO Entrada Salir:

LOCATE 15, 25 PRINT Limpiar$ LOCATE 15, 25 PRINT "El LED se apaga antes de salir" OUT 888, 0 END

5. Actividad de análisis de resultados

De acuerdo a lo que observó en el desarrollo del programa, describa con sus palabras su funcionamiento (¿Qué hace?).

Utilizando los conocimientos adquiridos anteriormente en programación en QuickBasic, ¿de que manera puede incluir el uso de otros LEDs en la ejecución de este programa? Plantee un posible programa que permita el uso de un segundo LED, de modo que se pueda controlar el encendido y apagado de los dos diodos en el programa.

INVITACIÓN AL APRENDIZAJE

De acuerdo a los conocimientos que se espera haya obtenido hasta este momento, se puede plantear la siguiente actividad, en la cual puede involucrar el pensamiento algorítmico orientado a la programación en QuickBasic y el manejo de los elementos de visualización de los estados lógicos.

Actividad Planteada

Utilizando como concepto los ejercicios anteriores, realice una disposición de LEDs en una estructura (puede ser una pequeña maqueta de la casa como se ve en la figura, por ejemplo) y desarrolle un programa en QuickBasic que permita controlar el encendido y apagado de

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estos LEDs de acuerdo a su ubicación, preguntándole al usuario cual quiere encender o apagar.

Objetivo de la actividad

En esta actividad se busca que el docente sea capaz de comprender el funcionamiento de los elementos de luz que sirven para identificar los estados lógicos, y pueda relacionarlos con el uso de la estación EDERA, de modo que sirva como guía para que este pueda plantearse nuevos usos de la herramienta y sus kits en nuevas actividades.

¿Cómo hacerlo?

La finalidad de la actividad es que usted identifique la manera en la que puede manejar los LEDs desde la estación EDERA. El modo en que pregunte al usuario la luz que quiere encender o apagar es de su elección.

El programa simplemente realizará la función de preguntar al usuario el lugar de la estructura del cual desea conocer su ubicación (como por ejemplo en la maqueta de la casa, donde se encuentra el baño), y de esta manera el LED correspondiente a dicho lugar deberá encenderse, y el resto deberán permanecer apagados, con el fin de que

el usuario identifique correctamente el lugar que quería señalar.

Se requiere conocer el modo de extraer datos por el puerto paralelo por medio del programa (se utiliza la instrucción out), el modo de representar los estados en números decimales y algo de estructuras para programación (if, case).

ACTIVA – DESACTIVA

El Interruptor

Es el elemento principal en el estado encendido – apagado, puesto que su utilización establece el funcionamiento del circuito al cual está conectado.

Cuando utilizamos el interruptor, podemos permitir o no el paso de la corriente a través del circuito, y de esta forma controlar en primera instancia su funcionamiento. Es muy práctico utilizarlo cuando no necesitamos que algo esté encendido, como por ejemplo el bombillo o el televisor.

Ejercicio #3

1. Elementos necesarios

Kit Juego de Luces

Baterías


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Observe atentamente la distribución de los elementos tanto en el circuito

esquemático como en el gráfico de apariencia física, pues basándose en la correspondencia entre estos gráficos se espera que en adelante pueda realizar el montaje de los dispositivos.

3. Actividad de observación

La simplicidad de este ejercicio hace que la observación sea reducida a solamente dos puntos, de modo que puede usted observar a continuación la descripción del funcionamiento del interruptor en el circuito y compararlo con su montaje.


¿Cómo funciona el interruptor? ¿?

El modo en que funciona este dispositivo

es muy sencillo: En primera instancia, se

tiene un interruptor que no ha sido

activado. En este caso, la energía

eléctrica no puede llegar a los elementos

del circuito que la requieren y el

interruptor está abierto. De esta manera

sencilla se puede controlar si un circuito

funciona o no. El sistema en esta

condición está en Circuito Abierto.

Cuando se oprime, se juntan dos

placas metálicas de sus extremos por

medio de un puente también metálico,

de manera que la corriente puede

recorrer el circuito, y el interruptor

está cerrado como se observa en la

figura. En este estado, el sistema se

considera en Circuito Cerrado.

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Ejercicio #4


- Kit Juego de Luces - Baterías


Montaje número 1

Montaje número 2 3. Actividad de trabajo y observación

A continuación, realice el montaje del circuito número 1, y accione los interruptores de la siguiente forma. Observe el estado del LED en cada caso:

1º- Interruptor 1 abierto, Interruptor 2 cerrado. 2º- Interruptor 1 cerrado, Interruptor 2 abierto. 3º- Interruptor 1 cerrado, Interruptor 2 cerrado.

Enseguida, realice el montaje del circuito número 2 y siga los mismos pasos que con el circuito número 1.

Analice detalladamente los montajes que se han descrito anteriormente, y refiera cual es su funcionamiento de acuerdo a lo observado en la actividad.

_________________________________ La manera en la que trabajan los interruptores en los montajes anteriores son denominadas operaciones de conjunción lógica, o simplemente operaciones lógicas. ------------------------------------------------------- En este caso, cada interruptor participa de modo activo para conseguir un estado lógico (en este caso encendido-apagado) en el LED que se conecta en el circuito. Para el montaje número 1, los interruptores se encuentran dispuestos para ejecutar la operación lógica ‘O’ (no es un cero, es la vocal o. En inglés se denomina OR).

Observe que para este circuito, el LED se encenderá si el interruptor 1 O el interruptor 2, O los dos a la vez se encuentran cerrados.

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En el caso del montaje número 2, el circuito representa, por medio de los interruptores conectados en serie, la operación ‘Y’ (llamada AND en inglés). En el montaje de esta operación, el LED encenderá si y solo si el interruptor 1 Y el interruptor 2 se encuentran cerrados. En ningún otro caso podrá llegar corriente al diodo LED, de modo que, si no se cumple la condición, este no podrá encender.

EL PULSADOR

El pulsador es otro de los dispositivos que permiten representar los estados lógicos en los circuitos y su funcionamiento es muy sencillo, simplemente consta de un conector en estado abierto el cual, al ser oprimido, permite el paso de la corriente.

Ejercicio #3 1. Elementos necesarios - Kit Juego de Luces - Batería 2. Disposición de los elementos


Utilice el circuito de la figura para desarrollar la actividad. Analice su funcionamiento y describa el modo de operación del pulsador. Además, hágase los siguientes cuestionamientos: - ¿Es similar o diferente su

funcionamiento con respecto al interruptor?

- ¿Por qué? - ¿Cómo funciona el pulsador?

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Como ya se había dicho, el pulsador es simplemente un conector en estado abierto el cual, al ser oprimido, permite el paso de la corriente. Sin embargo su gran diferencia con respecto al interruptor es que mientras este (el interruptor) mantiene el último estado hasta que sea oprimido nuevamente, el pulsador tiene un único estado siempre, que solo cambia cuando se oprime pero que al soltarse, recupera su estado original.

Ejercicio #5


- Kit Juego de Luces - Estación EDERA


La ubicación de los pulsadores en la forma que se describe es importante para efectos del control que se busca realizar en esta actividad.


Una vez que haya finalizado la conexión de los pulsadores a las entradas digitales de la estación, proceda a realizar los siguientes pasos:

Ubique y ejecute el programa EDERA.

Identifique la sección del programa que describe las Entradas Digitales.

Oprima los pulsadores y observe las variaciones.


De acuerdo a las observaciones que hizo en el programa, describa los cambios que notó al oprimir los pulsadores.

¿Cómo funcionan los pulsadores en la estación?

El modo en que se deben conectar los pulsadores a la estación no es resultado de improvisar.

Cuando no hay componentes conectados en las entradas de la estación, el programa identifica que hay presencia de voltaje en estas, debido a

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que por las conexiones con los interruptores integrados a la estación hay paso de corriente hacia dichas entradas,

de esta forma se asume siempre el estado de nivel alto.

Ejercicio #6 1. Elementos necesarios

- Kit Juego de Luces - Estación EDERA

2. Disposición de los elementos Ya conocida la forma de conectar los LEDs a las salidas de baja potencia de la estación y los pulsadores en las entradas

digitales, se pide conectar todos los elementos del kit a la estación para desarrollar el ejercicio. 3. Actividad de trabajo

A continuación, introduzca las siguientes líneas de comando en QuickBasic y ejecute el programa.

CLS Limpia$ = " "

Para que se pueda generar una variación de señal que la estación pueda comprender, se conecta el pulsador entre la entrada digital y la referencia o tierra.

Así, cuando el pulsador sea oprimido, la estación podrá identificar claramente que esta acción se ha realizado, pues al estar conectado con la referencia (tierra o GND), identificará el cambio de estado de un voltaje que le suministren los interruptores de la estación a recibir 0 Voltios por la entrada.

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PRINT "OPRIMA LA TECLA ESCAPE PARA TERMINAR EL PROGRAMA"

LOCATE 4, 20: COLOR 2 PRINT "OPRIMA UNO DE LOS TRES PULSADORES Y OBSERVE LA SALIDA EN LOS LED"

X = 0 DO COLOR 4:X = INP(889) SELECT CASE X CASE 0 'CUANDO NO SE OPRIME NINGUN PULSADOR

LOCATE 7, 20: PRINT Limpia$ LOCATE 7, 20 PRINT "NO HAY NINGUN PULSADOR OPRIMIDO"

CASE 1 'CUANDO SE OPRIME EL PULSADOR CONECTADO A LA ENTRADA 1

LOCATE 7, 20 PRINT "SE OPRIME EL PULSADOR DE LA ENTRADA 1"

OUT 888, 240 CASE 2 'CUANDO SE OPRIME EL PULSADOR CONECTADO A LA ENTRADA 2


OUT 888, 195 CASE 3 'CUANDO SE OPRIME EL PULSADOR CONECTADO A LA ENTRADA 3


OUT 888, 15 END SELECT LOOP UNTIL INKEY$ = CHR$(27) OUT 888, 0 END

4. Actividad de análisis de resultados De acuerdo a lo que pudo evidenciar en la ejecución del programa que se presentó: - ¿Cuál es el funcionamiento de este

programa? - ¿Cuántas entradas sería posible

revisar por medio de la estación y el programa?

Invitación al aprendizaje Con base en las anteriores actividades, conecte de manera adecuada los LEDs y pulsadores a la estación EDERA. Se propone crear una estructura para niños que les permita identificar en un gráfico hecho en cartón la ubicación de algunas figuras geométricas, cuando sea oprimido el pulsador con el nombre de dicha figura. Se debe desarrollar un programa en QuickBasic que permita realizar esta operación. En la siguiente ilustración se muestra un ejemplo de la posible colocación de los elementos en la estructura.

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CONTROLANDO POR LUZ El Sensor Óptico

El sensor óptico es uno de los dispositivos más comunes y prácticos en la electrónica, porque tiene la misma función que un pulsador, pero trabaja con luz.

En la imagen anterior se describe su forma física, y enseguida se propone una aplicación para conocer su funcionamiento.


- Sensor óptico del Kit Estación Meteorológica.

- Fuente de 5 Voltios - Multímetro

2. Disposición de los elementos Utilizando la fuente de voltaje que viene con la estación EDERA, realice la siguiente configuración del sensor óptico.

Teniendo completo el montaje, realice la siguiente actividad.

- Ubique el selector del multímetro

en la sección de continuidad. - Ponga las puntas del multímetro

en la salida de dato del sensor y la conexión de referencia. Mida la resistencia del sensor.

- Utilizando un elemento plano, interrumpa el paso de la luz entre el diodo LED y el fotodiodo. Mida la resistencia del sensor.


Observe detalladamente las mediciones realizadas, y describa la

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característica que cambia en el sensor cuando hay paso de luz y cuando se interrumpe.

¿Cómo funciona el sensor óptico? ¿?

El sensor óptico está conformado por dos diodos: un diodo LED parecido al que se vio en las actividades anteriores pero que emite luz infrarroja, y un diodo receptor llamado fotodiodo, que es un elemento fotosensible, o sea, que es sensible a los cambios de luz, conectado en modo inverso (principio similar a la conexión inversa del LED).

Cuando el LED emite luz (o sea que está encendido), esta luz es recibida por el fotodiodo, que permitirá el paso de corriente a través de él siempre y cuando la luz permanezca visible. De esta manera, hace que toda la corriente se dirija directamente a la referencia (tierra o GND), y no hay voltaje para las entradas digitales, presentándose un cero lógico, o un nivel bajo.

Por el contrario, cuando el LED no esté en funcionamiento, o se bloquee la vista entre éste y el fotodiodo, el sensor no recibirá luz, de modo que se comportará como circuito abierto, y no

permitirá el paso de corriente. Así, la corriente se dirigirá a las entradas digitales, poniéndolas en estado alto o uno lógico, indicando la situación de interrupción de la luz.


- Sensor óptico - Estación EDERA


El modo de conexión del sensor óptico a la estación EDERA se realiza como se describe en la primera figura de la siguiente página.

3. Actividad de observación.

Para realizar esta pequeña actividad, ejecute el programa EDERA, y revise el estado de la entrada digital a la cual conectó el sensor óptico.

Interrumpa el paso de la luz entre el diodo LED y el fotodiodo, y vuelva a revisar el estado de la entrada en el programa.


Utilizando la explicación que se dio anteriormente sobre el correcto

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funcionamiento del sensor óptico, puede deducirse que este dispositivo permite representar los estados lógicos en programas por medio de

interrupción de la luz. En el siguiente ejercicio podrá darse cuenta de una de las aplicaciones en las cuales el uso del sensor óptico es muy útil.

Ejercicio #9


- Sensor óptico - Estación EDERA

2. Disposición de los elementos.

Como de muestra en la figura anterior.

3. Actividad de Trabajo Teniendo como base la disposición del sensor óptico en la estación EDERA, ejecute el programa QuickBasic, y escriba en este las siguientes líneas de comando:

CLS

PRINT “PARA TERMINAR EL

PROGRAMA OPRIMA LA TECLA

ESCAPE (ESC)”

OPEN "COM1:1200,N,8,2,CD0,CS0,DS0"

FOR RANDOM AS #1

COM(1) ON 'Activa intercepción de

eventos en puerto 1.

ON COM(1) GOSUB C

Y = 0

X = 0

PRINT "LISTO"

OUT (890), 1

SLEEP 1

20

OUT 890, 0

L$ = " "

DO

PRINT #1, CHR$(67)

SLEEP 1

LOCATE 13, 15

PRINT L$

LOCATE 13, 15

PRINT "El valor del Contador es de:";

X;

LOOP UNTIL INKEY$ = CHR$(27)

COM(1) OFF

OUT (890), 4

END

C: X = INP(&H3F8)

RETURN


De acuerdo a la forma en la que se debió conectar el sensor óptico a la estación EDERA, además del resultado de la ejecución del programa anterior, describa el modo de funcionamiento del sistema implementado.

¿Qué hace este esquema?

De acuerdo a lo que se observó en el montaje anterior, se pudo evidenciar que el sensor estaba conectado a una entrada especial de la estación EDERA, denominada entrada de contador.

Obviamente, esta entrada sirve como un sistema de conteo de las veces que se interrumpe el paso de la luz entre el diodo LED y el fotodiodo del sensor. Como cuando se realiza esta acción el estado de la salida del sensor cambia, la estación EDERA cuenta las veces que la

salida del sensor se pone en estado alto. De esta manera, se puede trabajar este ejercicio para aplicarlo a una gran variedad de actividades.

Invitación al aprendizaje

Con el conocimiento del manejo del sensor óptico en la estación EDERA, implemente el esquema del ejercicio #9 y realice una aplicación sencilla en la cual pueda utilizar estos dispositivos. Por ejemplo, podría ser un sistema que permita contar el número de personas que entran por una puerta, cuando cada persona debe pasar una tarjeta en la ranura del sensor. Cree un programa en QuickBasic que permita conocer este número.

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