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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
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