informe de cuarto frio
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PROGRAMACIÓN EN ARDUINO
CUARTO FRIO
TECNÓLOGO EN MANTENIMIENTO ELECTRÓNICO E INSTRUMENTACIÓN
INDUSTRIAL
FICHA No. 396991
ING. IVAN DUARTE
INSTRUCTOR
CENTRO DE INDUSTRIA Y SERVICIO DEL META
CISM
Mayo, 06
2013
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FICHA No. 396991
ING. IVAN DUARTE
INSTRUCTOR
JOHN FREDY CORREAL CORDOBA
CRISTIAN FELIPE VARGAS RODRIGUEZ
APRENDIZ
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OBJETIVO GENERAL
Conocer los fundamentos teórico-prácticos de Programación en Arduino, por
medio del programación de sistemas electrónicos.
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OBJETIVOS ESPECIFICOS
Incursionar en el conocimiento de las Programación con Tarjeta Arduino.
Conocer las ventajas que ofrece la programación con Tarjeta Arduino.
Incursionar en el Diseño Electrónico (Teoría, Diseño Electrónico y Diseño
del Producto).
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INTRODUCCIÓN
En el Campo de la Programación Digital hay un mercado muy amplio y creciente
día a día, las aplicaciones de la electrónica tienden a ser innumerables.
Es importante incursionar ampliamente en este campo de la Electrónica,
experimentando las diversas maneras e que se puede programar, las tereas de
una maquina u equipo cualquiera que sea y que convine la Meca-trónica.
Los dispositivo electrónico necesitan una administración específica por medio de
micro controladores que determine la función que cumple dentro de un sistema de
circuitos electrónicos y que hacen parte de electrodomésticos, edificios
inteligentes, automóviles, maquinas electrónicas, instrumentos de medición en la
industrial, la medicina, el medio ambiente, astronomía y muchas otras ramas de
las ciencias de investigación.
Este trabajo obedece a una consulta llevada a cabo en internet, como parte del
proceso de formación de la titulación que estoy cursando. Se presenta como una
evidencia de conocimiento y los contenidos aquí consignados, tienen derechos de
autor y pertenecen a un sitio y persona que indican los enlaces de internet, cuando
es del caso.
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JUSTIFICACIÓN
En el desarrollo del proceso de aprendizaje y según las competencias que se
desarrollan está implícita la temática que abordaremos, por ende es importante
conocer los avances que ha habido en área de la Electrónica Digital y als ventajas
que ofrece la Tarjeta de Programación Arduino.
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CONTENIDO
PAG.
OBJETIVO GENERAL 1
OBJETIVOS ESPECIFICOS 2
INTRODUCCIÓN 3
JUSTIFICACIÓN 4
1. MARCO TEÓRICO 5
2. ARDUINO UNO 5
3. CUARTO FRÍO 10
4. ELEMENTOS UTILIZADOS 11
Arduino Uno 7
Display LCD 13
Sensor LM35 16
Led Emisor de Luz 18
Potenciómetro 19
Resistores 20
O.P. LM 358 20
5. EL SEMAFORO 21
6. ELEMENTOS UTILIZADOS 23
Arduino Uno
Equipo Semafórico
CIBEERGRAFÍA 24
CONTROL DEL DOCUMENTO 25
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CONTENIDO DE TABLAS
PAG.
1. Arduino Uno 7
2. Cuarto Frio 10
3. Montaje en Protoboard 11
4. Display LCD 13
5. Sensor LM35 16
6. Potenciómetro 19
7. Resistor 20
8. Semáforo 20
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MARCO TEÓRICO
ARDUINO UNO
Ilustración 1 Arduino Uno
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Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con
un microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la
electrónica en proyectos multidisciplinares.2 3
El hardware consiste en una placa con un microcontrolador Atmel AVR y puertos
de entrada/salida.4 Los microcontroladores más usados son
el Atmega168, Atmega328, Atmega1280, ATmega8 por su sencillez y bajo coste
que permiten el desarrollo de múltiples diseños. Por otro lado el software consiste
en un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje de
programación Processing/Wiring y elcargador de arranque (boot loader) que corre
en la placa.4
Desde octubre de 2012, Arduino se usa también con microcontroladoras CortexM3
de ARM de 32 bits5 , que coexistirán con las más limitadas, pero también
económicas AVR de 8 bits. ARM y AVR no son plataformas compatibles a nivel
binario, pero se pueden programar con el mismo IDE de Arduino y hacerse
programas que compilen sin cambios en las dos plataformas. Eso sí, las
microcontroladoras CortexM3 usan 3.3V, a diferencia de la mayoría de las placas
con AVR que usan mayoriamente 5V. Sin embargo ya anteriormente se lanzaron
placas Arduino con Atmel AVR a 3.3V como la Arduino Fio y existen clónicos de
Arduino Nano y Pro como Meduino en que se puede conmutar el voltaje.
Arduino se puede utilizar para desarrollar objetos interactivos autónomos o puede
ser conectado a software del ordenador (por ejemplo:Macromedia
Flash, Processing, Max/MSP, Pure Data). Las placas se pueden montar a mano o
adquirirse. El entorno de desarrollo integrado libre se puede descargar
gratuitamente.
Al ser open-hardware, tanto su diseño como su distribución es libre. Es decir,
puede utilizarse libremente para el desarrollo de cualquier tipo de proyecto sin
haber adquirido ninguna licencia.
El proyecto Arduino recibió una mención honorífica en la categoría de
Comunidades Digital en el Prix Ars Electrónica de 2006
El Arduino Uno es una placa electronica basada en el microprocesador
Atmega328 ( ficha técnica ). Tiene 14 pines digitales de entrada / salida (de las
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cuales 6 se puede utilizar como salidas PWM), 6 entradas analógicas, un
16 MHzresonador cerámico, una conexión USB, un conector de alimentación, una
cabecera ICSP, y un botón de reinicio.Contiene todo lo necesario para apoyar el
microcontrolador, basta con conectarlo a un ordenador con un cable USB o el
poder con un adaptador AC-DC o batería para empezar.
El Uno se diferencia de todos los consejos anteriores, ya que no utiliza el chip
controlador FTDI USB-to-serial. En su lugar, se cuenta con
el ATMEGA16U2 ( Atmega8U2 hasta la versión R2) programado como convertidor
USB a serie.
Revisión 2de la junta Uno tiene una resistencia tirando de la línea HWB 8U2 a
tierra, por lo que es más fácil de poner enmodo DFU .
Revisión 3 de la junta directiva tiene las siguientes características nuevas:
1.0 pinout: añadido SDA y SCL pines que se encuentran cerca del pin
AREF y otros dos nuevos pernos colocados cerca del pin RESET, el IOREF que
permiten a los escudos para adaptarse al voltaje suministrado desde la pizarra. En
el futuro, escudos será compatible tanto con la placa que utiliza el AVR, que opera
con 5V y con el Debido Arduino que opera con 3.3V. El segundo es un pasador no
conectado, que está reservado para usos futuros.
Stronger circuito de RESET.
Atmega 16U2 reemplaza el 8U2.
"Uno" significa uno en italiano y se nombra para celebrar el próximo lanzamiento
de Arduino 1.0. El Uno y la versión 1.0 será la versión de referencia de Arduino,
moviéndose hacia adelante. El Uno es el último de una serie de placas Arduino
USB y el modelo de referencia para la plataforma Arduino, para una comparación
con las versiones anteriores, consulte elíndice de la placa Arduino .
Resumen
Microcontroladores ATmega328
Voltaje de funcionamiento 5V
Voltaje de entrada
(recomendado) 7-12V
Voltaje de entrada (límites) 6-20V
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Pines E / S digitales 14 (de los cuales 6 proporcionan PWM)
Pines de entrada analógica 6
DC Corriente por I / O Pin 40 mA
Corriente CC para Pin 3.3V 50 mA
Memoria Flash 32 KB ( ATmega328 ) de los cuales 0,5 KB utilizado
por gestor de arranque
SRAM 2 KB ( ATmega328 )
EEPROM 1 KB ( ATmega328 )
Velocidad del reloj 16 MHz
CUARTO FRÍO
Ilustración 2 Cuarto Frio
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Un Controlador electrónico de temperatura permite combinar la capacidad de sensor remoto y sensores intercambiables con exactitud
electrónica, promediando la temperatura total de cuarto.
ELEMENTOS UTILIZADOS
Barra Led LM016L
Sensor LM35
Led Emisor de Luz
Potenciómetro
Resistores
LM 358
O.P. LM358
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MONTAJE EN PROTOBOARD
Ilustración 3 Montaje en Protoboard
PROGRAMACIÓN
#include <LiquidCrystal.h>
int Pot = A5;
int Temp = 0;
int Dato = 0;
int verde = 7;
int amarillo = 6;
int rojo = 1;
LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2);
void setup() {
lcd.begin(16, 2);
lcd.print("Temperatura");
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pinMode(rojo,OUTPUT);
pinMode(amarillo,OUTPUT);
pinMode(verde,OUTPUT);
}
void loop() {
{
lcd.setCursor(0,1);
Dato=analogRead(Pot);
Temp = map(Dato,0,1024,0,100);
lcd.print(Temp);
lcd.print("C ");
lcd.print(Dato);
delay(100);
}
{
if(Dato<=266)
digitalWrite(verde,HIGH);
if(Dato>=267)
digitalWrite(verde,LOW);
}
{
if(Dato<=368)
digitalWrite(amarillo,HIGH);
if(Dato>368)
digitalWrite(amarillo,LOW);
if(Dato<=266)
digitalWrite(amarillo,LOW);
}
{
if(Dato<=523)
digitalWrite(rojo,HIGH);
if(Dato>=523)
digitalWrite(rojo,LOW);
if(Dato<=369)
digitalWrite(rojo,LOW);
}
}
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Display LCD LM016L
Descripción: La pantalla de cristal liquido o LCD
(Liquid Crystal Display) es un dispositivo
µControlado de visualización grafico para la
presentación de caracteres, símbolos o incluso
dibujos (en algunos modelos), es este caso
Ilustración 4 Display LCD
dispone de 2 filas de 16 caracteres cada una y cada carácter dispone de una matriz de 5x7
puntos (pixels), aunque los hay de otro número de filas y caracteres. Este dispositivo esta
gobernado internamente por un microcontrolador Hitachi 44780 y regula todos los parámetros
de presentación, este modelo es el mas comúnmente usado y esta información se basará en el
manejo de este u otro LCD compatible.
Caracteristicas principales:
-Pantalla de caracteres ASCII, además de los caracteres Kanji y Griegos.
-Desplazamiento de los caracteres hacia la izquierda o la derecha.
-Proporciona la dirección de la posición absoluta o relativa del caracter.
-Memoria de 40 caracteres por línea de pantalla.
-Movimiento del cursor y cambio de su aspecto.
-Permite que el usuario pueda programar 8 caracteres.
-Conexión a un procesador usando un interfaz de 4 u 8 bits
Funcionamiento: Para comunicarse con la pantalla LCD podemos hacerlo por medio de sus
patitas de entrada de dos maneras posibles, con bus de 4 bits o con bus de 8 bits, este ultimo
es el que explicare y la rutina también será para este. En la siguiente figura vemos las dos
maneras posibles de conexionar el LCD con un pic16F84.
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Conexionado con bus de 4 bits
Conexionado con bus de 8 bits
Como puede apreciarse el control de contraste se realiza al dividir la alimentación de 5V con
una resistencia variable de 10K.
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SENSOR LM35
LM35 de National Semiconductor es un sensor popular y baja temperatura
costo.También es de fácil acceso. Usted puede comprar uno de aquí en
línea . Se dispo
ne de tres terminales de la siguiente manera.
Las líneas de datos son triestado, esto indica que cuando el LCD no esta habilitado sus
entradas y salidas pasan a alta impedancia.
Descripción de pines:
PIN Nº SIMBOLO DESCRIPCION
1 Vss Tierra de alimentación GND
2 Vdd Alimentación de +5V CC
3 Vo Contraste del cristal liquido. ( 0 a +5V )
4 RS
Selección del registro de control/registro de datos:
RS=0 Selección registro de control
RS=1 Selección registro de datos
5 R/W
Señal de lectura/escritura:
R/W=0 Escritura (Write)
R/W=1 Lectura (Read)
6 E
Habilitación del modulo:
E=0 Módulo desconectado
E=1 Módulo conectado
7-14 D0-D7 Bus de datos bidireccional.
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El Vcc puede ser de 4V a 20V como se especifica en la
hoja de datos. Para usar el sensor simplemente conecte
el Vcc de 5V, GND a tierra y salida a uno de los ADC
(convertidor analógico en el canal digital). La salida varía
linealmente con la temperatura. La salida es
10MilliVolts por grado centígrado.
Así que si la salida es de 310 mV a continuación la
temperatura es de 31 grados C. Para que este proyecto
debe estar familiarizado con el ADC de AVR y también
con siete exhibiciones de segmento. Por favor, consulte
los artículos siguientes.
Usando el ADC de RAV
Con siete exhibiciones de segmento.
Con siete exhibiciones de segmento en modo
multiplexado.
La resolución de AVRs ADC es de 10 bits y de tensión de
referencia que se utiliza 5V para la resolución en términos
de tensión
5/1024 = 5 mV approximatly
Entonces, si el resultado de ADC corresponde a 5 mV es
decir, si la lectura ADC es 10 significa
10 x 5 mV = 50mV
Usted puede conseguir leer el valor de cualquier canal ADC utilizando la función
Readadc (ch);
Cuando ch es el número de canal (0-5) en el caso de ATmega8. Si ha conectado
el LM35 está fuera puesto a ADC canal 0, entonces llame
Fig - LM35
Configuración
de patillas
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adc_value = readadc (0)
esto va a almacenar la lectura actual del ADC en adc_value variable. El tipo de
adc_value de datos debe ser int como valor ADC puede variar desde 0 hasta
1023.
Como hemos visto resultados ADC están en el factor de 5 mV y 1 grado C la
salida del LM35 es 10 mV, So 2 unidades de ADC = 1 grado.
Así que para obtener la temperatura se divide el adc_value por dos
temperatura = adc_value / 2;
Por último se puede mostrar este valor en cualquiera de las pantallas de 7
segmentos con la función de impresión () que hemos desarrollado en el último
tutorial o puedes mostrarlo en el módulo LCD. Para saber cómo visualizar entero
en 7 exhibiciones de segmento y módulos LCD vea los artículos.
Multiplexado siete exhibiciones de segmento.
Utilizando módulos LCD con AVR.
En este tutorial he utilizado cuatro displays de 7 segmentos para mostrar la
temperatura.
LED EMOSOR DE LUZ
Led1 se refiere a un componente optoelectrónico pasivo, más concretamente,
un diodo que emite luz.
La palabra española «led» proviene del acrónimo inglés LED (Light-
Emitting Diode: ‘diodo emisor de luz’).
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Los ledes se usan como indicadores en muchos dispositivos y en iluminación. Los
primeros ledes emitían luz roja de baja intensidad, pero los dispositivos actuales
emiten luz de alto brillo en elespectro infrarrojo, visible y ultravioleta.
Debido a sus altas frecuencias de operación son también útiles en tecnologías
avanzadas de comunicaciones. Los ledes infrarrojos también se usan en unidades
de control remoto de muchos productos comerciales incluyendo televisores e
infinidad de aplicaciones de hogar y consumo doméstico.
Los ledes presentan muchas ventajas sobre las fuentes de luz incandescente y
fluorescente, principalmente por el bajo consumo de energía, mayor tiempo de
vida, tamaño reducido, durabilidad, resistencia a las vibraciones, reducen la
emisión de calor, no contienen mercurio (el cual al exponerse en el medio
ambiente es altamente venenoso), en comparación con la tecnología fluorescente,
no crean campos magnéticos altos como la tecnología de inducción magnética,
con los cuales se crea mayor radiación residual hacia el ser humano; cuentan con
mejor índice de producción cromática que otros tipos de luminarias, reducen
ruidos en las líneas eléctricas, son especiales para utilizarse con sistemas
fotovoltaicos (paneles solares) en comparación con cualquier otra tecnología
actual; no les afecta el encendido intermitente (es decir pueden funcionar como
luces estroboscópicas) y esto no reduce su vida promedio, son especiales para
sistemas anti explosión ya que cuentan con un material resistente, y en la mayoría
de los colores (a excepción de los ledes azules), cuentan con un alto nivel de
fiabilidad y duración.
POTENCIOMETRO
Ilustración 5 Potenciómetro
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Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta
manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye
por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo
en serie.
Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente. Para
circuitos de corrientes mayores, se utilizan los reostatos, que pueden disipar más
potencia.
RESISTOR
Ilustración 6 Resistor
Se denomina resistor o bien resistencia al componente electrónico diseñado para
introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito
eléctrico. En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos simplemente
como resistencias. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., se
emplean resistencias para producir calor aprovechando el efecto Joule.
Es un material formado por carbón y otros elementos resistivos para disminuir la
corriente que pasa. Se opone al paso de la corriente. La corrientemáxima en un
resistor viene condicionada por la máxima potencia que pueda disipar su cuerpo.
Esta potencia se puede identificar visualmente a partir del diámetro sin que sea
necesaria otra indicación. Los valores más comunes son 0,25 W, 0,5 W y 1 W.
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Existen resistencias de valor variable, que reciben el nombre de potenciómetros.
AMPLIFICADOR OPERACIONAL LM358
Un amplificador operacional diferencial de tensión (A.O. también op-amp), está compuesto por un circuito con dos transistores T1 y T2 gemelos (están apareados mediante técnicas de integración) y una fuente de corriente constante en el emisor común. Se supone que aplicando en ambas bases una tensión idéntica Vs, en modo común, las corrientes en las bases serán idénticas, Ib1 = Ib2 por lo tanto la corriente en los emisores es idéntica. Así, Ie = I1 +I2.
Si ahora se incrementa en la misma cantidad la tensión de entrada, el sistema permanecerá en equilibrio ya que la corriente Ie permanece inalterable por la fuente de corriente constante. En otras palabras, en modo común la ganancias es nula.
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EL SEMAFORO
Ilustración 7 El Semaforo
Los semáforos son dispositivos de señales que se sitúan en intersecciones
viales, pasos de peatones y otros lugares para regular el tráfico y el tránsito
depeatones.
Los semáforos han ido evolucionando con el paso del tiempo y actualmente y
debido a su rentabilidad, se están utilizando lámparas a LED para la señalización
luminosa , puesto que las lámparas de LED utilizan sólo 10% de la energía
consumida por las lámparas incandescentes, tienen una vida estimada 50 veces
superior, y por tanto generan importantes ahorros de energía y de mantenimiento,
satisfaciendo el objetivo de conseguir una mayor fiabilidad y seguridad pública.
Entre las mayores ventajas que tienen las señales luminosas con LED figuran:
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SEMAFORO EN ARDUINO
Ilustración 8 Montaje Isis Samaforo
PROGRAMACIÓN
int rojo1= 13;
int amarillo1=12;
int verde1=11;
int rojo2=10;
int amarillo2=9;
int verde2=8;
void setup() {
pinMode (rojo1,OUTPUT);
pinMode (amarillo1,OUTPUT);
pinMode (verde1,OUTPUT);
pinMode (rojo2,OUTPUT);
pinMode (amarillo2,OUTPUT);
pinMode (verde2,OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite (rojo1, HIGH) ;
digitalWrite (rojo2,LOW) ;
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digitalWrite (amarillo1,LOW);
digitalWrite (amarillo2,LOW);
digitalWrite (verde1,LOW) ;
digitalWrite (verde2,HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(rojo1, LOW);
digitalWrite(rojo2,LOW);
digitalWrite(amarillo1,HIGH);
digitalWrite(amarillo2,HIGH);
digitalWrite(verde1, LOW);
digitalWrite(verde2,LOW);
delay(1000);
digitalWrite(rojo1, LOW);
digitalWrite(rojo2,HIGH);
digitalWrite(amarillo1,LOW);
digitalWrite(amarillo2,LOW);
digitalWrite(verde1,HIGH);
digitalWrite(verde2,LOW);
delay(1000);
digitalWrite(rojo1, LOW);
digitalWrite(rojo2, LOW);
digitalWrite(amarillo1,HIGH);
digitalWrite(amarillo2,HIGH);
digitalWrite(verde1,LOW);
digitalWrite(verde2,LOW);
delay(1000);
}
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John Fredy Correal Cordoba
Cristian Felipe Vargas Rodriguez Ficha No. 396991
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ELEMENTOS UTILIZADOS
ARDUINO UNO
EQUIPO SESEMAFORO.
Sistema de Gestión de la Calidad
Regional META
Centro de Industria y servicios del META
TECNÓLOGO EN MANTENIMIENTO ELECTRÓNICO E INSTRUMENTAL
INDUSTRIAL
PROGRAMACIÓN EN ARDUINO
CUARTO FRIO
Fecha:
19 DE AGOSTO 2013
2013
John Fredy Correal Cordoba
Cristian Felipe Vargas Rodriguez Ficha No. 396991
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BIBLIOGRAFÍA Y CIBERGRAFÍA
http://es.wikipedia.org/wiki/LM35
http://extremeelectronics.co.in/avr-tutorials/interfacing-temperature-sensor-
lm35/
http://www.programarpicenc.com/libro/cap03-display-lcd-16x2-2x16-
hd44780-mikroc-pro.html
http://www.alchingadazo.com/2012/07/iniciando-con-arduino-conociendo-
el.html
Sistema de Gestión de la Calidad
Regional META
Centro de Industria y servicios del META
TECNÓLOGO EN MANTENIMIENTO ELECTRÓNICO E INSTRUMENTAL
INDUSTRIAL
PROGRAMACIÓN EN ARDUINO
CUARTO FRIO
Fecha:
19 DE AGOSTO 2013
2013
John Fredy Correal Cordoba
Cristian Felipe Vargas Rodriguez Ficha No. 396991
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CONTROL DEL DOCUMENTO
Nombre Cargo Dependencia Firma Fecha
Autor
John Fredy Correal Cordoba Cristian Felipe
Vargas
Aprendiz Centro de Industria y servicios del META
19 de
Agosto 2013
Tema:
PROGRAMACIÓN EN ARDUINO
CUARTO FRIO