por: Andrés Francisco Gordillo MaldonadoEstudiante Universidad Pedagógica Nacional

Noviembre 2008

COMPOSICIÓN

Fuente de Voltaje

Terminales Libres

5v/12v/GND

Multímetro

Cable De Poder

De La Fuente

Tarjeta IRAP AD/CM

Cables Paralelo & Serial

COMPOSICIÓN

1 - Conector tipo macho para fuente de 4 pines: 12V, GND, GND, 5V.

2 - Conector DB25 hembra para puerto paralelo.

3 - Conector DB9 macho para puerto serial.

4 - Jumper J1, selecciona el voltaje de salida de la bornera de Salidas de Alta Potencia: 12V o 5V

5 - Interruptor ON/OFF enciende o apaga la tarjeta.

6 - Diodo Led indicador de encendido / apagado.

7 - Jumper JP1 habilita y deshabilita la inversión de voltaje en las salidas # 1 y # 2 de la

bornera Salidas Relés.

8 - Jumper JP3 habilita y deshabilita la inversión de voltaje en las salidas # 3 y # 4 de la

bornera Salidas Relés.

9 - Bornera Salidas Fuente suministra los voltajes: GND, 5Vdc, 5Vdc y 12Vdc

10 - DIP switch. Permite simular las 5 entradas digitales.

11 - Bornera Salidas Alta Potencia (1 – 2 – 3 – 4)

12 - Bornera Salidas Relés (1 – 2 – 3 – 4)

13 - Bornera Salidas Digitales Baja Potencia (1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 – 7 – 8)

14 - Bornera Entradas Digitales (1 – 2 – 3 – 4 – 5 – GND – GND – CONT)

15 - Bornera Entradas Análogas (TEMP - CH1 - CH2 - CH3)

16 - Diodos Leds Indicadores del estado de las salidas de baja potencia.

17 - Diodo Led indicador del estado de la entrada del Contador

PRECAUCIÓN: Cuando se usan aparatos electrónicos, deben tomarse algunas

precauciones, incluyendo las siguientes:

POR FAVOR LEA TODAS LAS INSTRUCCIONES CUIDADOSAMENTE ANTES DE

OPERAR LA EDERA

Para proteger contra el riesgo de choque eléctrico, asegúrese que la

estación no tenga contacto con algún tipo de líquido.

No opere en presencia de gases explosivos y/o inflamables.

No opere si el cable de alimentación o enchufe han sufrido algún daño.

Utilice el cable de alimentación conectado únicamente a un tomacorriente

de 120v/60Hz.

No realice ninguna conexión mientras la estación esté en funcionamiento.

Apague la tarjeta IRAP AD/CM para hacer este proceso.

No opere la estación ni toque el enchufe con las manos mojadas.

Preste mucha atención a la conexión de cada dispositivo, cada cual viene

acompañado de una numeración que le ayudará a identificar la forma de

hacer uso del elemento.

Observe la posición del jumper y evalúe la posición en que está para saber

si está brindando el voltaje que desea manejar.

No maltrate los cables. Manténgalos alejados de las superficies calientes y

de las orillas con filo.

La ubicación de las puntas del multímetro son de acuerdo a la medición que

desee realizar (preste atención a futuras instrucciones o solicite ayuda a un

experto).

Cuando realice conexiones en la tarjeta de alimentación verifique lasposiciones correctamente de acuerdo al voltaje deseado (5v o 12V).

Para conexiones en la tarjeta de alimentación

procure apagar toda la Estación con el interruptor

general.

Tenga especial cuidado con los cables para Puertos

Serial y Paralelo, ya que son indispensables para la

conexión con el Computador y la interacción con el

software.

VOLTAJE (también tensión o diferencia de potencial)

Es aquel que impulsa a los electrones a lo largo de un material conductor en un circuito

cerrado. Se mide en voltios (V). La tensión es independiente del camino recorrido por la

carga, y depende exclusivamente del potencial eléctrico de los puntos A y B en el

campo.

CORRIENTE ELÉCTRICA (también intensidad o flujo de carga)

Ya que un material conductor posee una gran cantidad de electrones libres, hay un

movimiento de los electrones por el interior del material, entonces se genera un flujo

de carga a través del tiempo que recorre el material. Se mide en amperios y se indica

con el símbolo A. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de

cargas, produce un campo magnético.

Una característica de los electrones libres es que, incluso sin aplicarles un campo

eléctrico externo, se mueven a través del material de forma aleatoria debido a la

energía térmica. En el caso de que no tengan aplicado ningún campo eléctrico cumplen

con la regla de que la media de estos movimientos aleatorios dentro del material es

igual a cero.

ECUACIONES – LEY DE OHM

I = Intensidad en amperios (A)

V = Diferencia de potencial en voltios (V)

R = Resistencia en ohmios (Ω).

Para el trabajo con electrónica siempre está presente el modelo de Entrada-Salida,

donde cada sistema y/o proceso que se elabore es conformado por unas

propiedades a evaluar y un resultado de esa evaluación.

Las entradas son las señales recibidas por una unidad, mientras que las salidas son

las señales enviadas por ésta.

DISPOSITIVOS DE ENTRADA

Pulsador / Interruptor

Potenciómetro

Sensor Optoacoplado

Sensor de Temperatura LM35

DISPOSITIVOS DE SALIDA

Diodo Emisor De Luz (LED)

Motor de Corriente Continua (DC)

Motor Paso A Paso

Para el manejo general de la Estación EDERA existen varios dispositivos que la

acompañan y de acuerdo a su función pueden ser catalogados como dispositivos de

Entrada o dispositivos de Salida.

ENTRADAS SALIDASPROCESO

INTERRUPTOR / PULSADORUn interruptor es un dispositivo para cambiar el curso de un circuito. Su expresión más sencilla

consiste en dos contactos de metal inoxidable y el actuante. Los contactos, normalmente separados,

se unen para permitir que la corriente circule. El actuante es la parte móvil que en una de sus

posiciones hace presión sobre los contactos para mantenerlos unidos.

En el manejo de la EDERA, para el caso de un interruptor o un pulsador uno de los cables se

conecta a alguna de las posiciones de GND disponibles en la Bornera Salida Fuentes o en la de las

de las Bornera Entradas Digitales. El otro extremo se conecta en alguna de las entradas digitales

(posiciones 1, 2, 3, 4 y 5 de la Bornera Entradas Digitales)

SÍMBOLO:

SENSOR DE TEMPERATURA - LM35El LM35 es un sensor de

temperatura con una precisión

calibrada de 1ºC y un rango que

abarca desde -55º a +150ºC.

La salida es lineal y equivale a

10mV/ºC por lo tanto:

+1500mV = 150ºC

+250mV = 25ºC

-550mV = -55ºC

El sensor de temperatura puede

usarse para compensar un

dispositivo de medida sensible a

la temperatura ambiente,

refrigerar partes delicadas del

robot o bien para monitorear

temperaturas en el transcurso

de un trayecto de exploración.

POTENCIÓMETRO

Es un resistor al que se le puede

variar el valor de su resistencia. De

esta manera se puede controlar la

intensidad de corriente que hay por

una línea si se conecta en serie, o la

diferencia de potencial de hacerlo en

paralelo.

Si se aplica una tensión entre los

terminales 1 y 2, el cursor tendrá una

tensión proporcional a la posición de

este sobre la pista.

SÍMBOLO:

SENSOR OPTOACOPLADO

SÍMBOLO:

Es un dispositivo de emisión y

recepción de luz que funciona

como un interruptor excitado

mediante la luz.

En el caso de un motor DC este se puede conectar entre las posiciones #1 y #2 ó #3 y #4 de la

Bornera de Salidas de Alta Potencia, en este caso se debe tener en cuenta la posición del

Jumper J1. También el motor se puede conectar entre las posiciones #1 y #2 ó #3 y #4 de la

Bornera Salidas de Relés en este caso se debe tener en cuenta el estado de los Jumpers JP1 y

JP3.

MOTOR DC

SÍMBOLO:

SÍMBOLO:

MOTOR PASO A PASO

Un motor es una máquina capaz de transformar la

energía almacenada en baterías u otras fuentes, en

energía mecánica capaz de realizar un trabajo.

El motor de paso a paso es un

dispositivo electromecánico que

convierte una serie de impulsos

eléctricos en desplazamientos angulares

discretos, lo que significa es que es

capaz de avanzar una serie de grados

(paso) dependiendo de sus entradas de

control.

X Y Z

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Para el trabajo con electrónica digital (necesaria en muchas ocasiones para la

interacción con sensores y/o motores) debemos tener en cuenta que las señales

digitales sólo trabajan entre los 0 y 5 V por estándares electrónicos mundiales.

Estos valores en voltajes son representados con 0 y 1 (números binarios).

LÓGICA POSITIVA1 = ON

0 = OFF

LÓGICA NEGATIVA0 = ON

1 = OFF

Permiten hacer combinaciones de salidas posibles determinadas por tablas de verdad, y

nos son útiles a la hora de hacer una tarea específica de acuerdo con las señales que

tengamos en un ejercicio de práctica con programación en Q Basic en conjunto con la

EDERA.

OPERACIONES BÁSICAS

AND

X Y Z

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

OR

X Z

0 1

1 0

NOT

X Y Z

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

XOR

* X y Y son Valores a Evaluar

* Z es la respuesta final de cada evaluación.

La combinación de las operaciones AND, OR y XOR con la NOT

hacen que aparezcan otras operaciones como NAND, NOR y

XNOR que en el lenguaje de programación no se encuentran

enunciadas como tal.

Un sensor es un dispositivo capaz de transformar magnitudes físicas o químicas en

magnitudes eléctricas. Las magnitudes dependen del tipo de sensor y pueden ser de

temperatura, intensidad luminosa, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento,

presión, fuerza, torsión, humedad, pH, etc. Una magnitud eléctrica obtenida puede ser

una resistencia eléctrica, una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad), una

tensión eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como un fototransistor),

etc.

Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor está siempre en contacto con la

variable a medir o a controlar. Recordando que la señal que nos entrega el sensor no solo

sirve para medir la variable, si no también para convertirla mediante circuitos electrónicos

en una señal estándar (4 a 20 mA, o 1 a 5VDC) para tener una relación lineal con los

cambios de la variable sensada dentro de un rango, para fines de controlar dicha variable

en un proceso.

TIPOS DE SENSORES

MAGNITUD TRANSDUCTOR

Posición lineal o angularPotenciómetro

Encoder

Aceleración Acelerómetro

Temperatura

Termopar

RTD

Termistor NTC

Termistor PTC

Bimetal

Sensor de proximidad

Sensor final de carrera

Sensor capacitivo

Sensor inductivo

Sensor fotoeléctrico

Sensor acústico (presión

sonora)micrófono

Sensores de acidez IsFET

Sensor de luz

fotodiodo

Fotorresistencia

Fototransistor

* Las entradas análogas inician igualmente en 0.00 V.

* El contador está en 0.

* La Configuración por defecto para el puerto Paralelo es LPT1

y para el puerto Serial es COM1.

* Para tener el aplicativo con los valores iniciales, oprime :

* Para salir del programa oprime:

Vemos que inicialmente sin hacer ninguna conexión en la tarjeta:

* El valor decimal de las salidas digitales inicia en 0.

* En las entradas deben existir 4 en estado alto y 1 en bajo por el diseño de la Tarjeta.

* El sensor de temperatura debe mostrar .

CON EL APLICATIVO EDERA

Observamos el cable verde (salida de la señal del pulsador) conectado a la entrada

1 y el cable naranja conectado a tierra (GND).

En el aplicativo el estado de las entradas debe estar de la siguiente forma:

EJERCICIO 1

CONECTANDO EL PULSADOR

Al oprimir el pulsador veremos como la entrada 1 pasa de un estado

ALTO a BAJO. Para que el cambio se vea debemos mantener

oprimido el dispositivo.

Observamos el cable #9 (salida de la señal del potenciómetro) conectado a la

entrada CH1 de entradas análogas y los 2 cables restantes (color negro) a VCC y a

tierra (GND) en la bornera de fuentes.

Si se revisa en el aplicativo el estado de las entradas debe estar de la siguiente

forma:

EJERCICIO 2

CONECTANDO EL POTENCIÓMETRO

Al ir variando el potenciómetro (girando la perilla negra), veremos el cambio en el

aplicativo.

Para el valor mínimo del rango que maneja el dispositivo (0V):

Y Para un valor intermedio y el valor máximo (5.1V):

EJERCICIO 3 – CONECTANDO EL LM35

Según la numeración de los cables conectamos el número 6 a TEMP (ubicado en las

entradas análogas) , el número 4 a 5V y el número 5 a tierra (GND) en la bornera de

fuentes.

El aplicativo mostrará los siguientes estados:

1)Cuando no hemos conectado el Sensor aún o está en OFF la tarjeta.

2)Cuando conectamos el sensor y muestra una temperatura ambiente.

3)Cambia la temperatura cuando calentamos un poco el sensor (Ej. Calor humano en los

dedos).

1

2

3

Observamos el cable con el número 3 (salida de la señal del potenciómetro)

conectado a la entrada 1 de entradas digitales, el cable número 1 a VCC y el número

2 a tierra (GND) en la bornera de fuentes.

Si se revisa en el aplicativo el estado de las entradas debe estar de la siguiente

forma:

EJERCICIO 4

CONECTANDO EL OCTOACOPLADO

Para activar la entrada (ponerla en estado ALTO) activamos el sensor pasando algún

objeto por el medio de la herradura como en la imagen izquierda:

Al pasar un elemento por la herradura obtendremos el cambio en el

aplicativo como la imagen lo muestra (Entrada 1 en estado ALTO).

EJERCICIO 5

CONECTANDO EL MOTOR DC

Conectamos a las salidas de relés 3 y4 el motor como en la imagen.

Con todas las salidas en BAJO tendremos apagado el motor.

Para este caso el motor será controlado por las salidas 1

y 2.

* Para mover solamente a la derecha activamos (ALTO) la

salida 1.

* Para mover solamente a la izquierda activamos (ALTO) la

salida 2.

* Para detener el motor activamos las 2 o las dejamos

desactivadas.

Se deben tener en cuenta los valores decimales para un

futuro trabajo con Qbasic.

MOVER MOTOR HACIA LA DERECHA. Valor Decimal = 1.

MOVER MOTOR HACIA LA IZQUIERDA. Valor Decimal = 2.

APAGAR MOTOR :1)Valor Decimal=3. 2) Valor Decimal=0