FUNCION GLOBAL DEL ENTRENADOR DE MICROCONTROLADORES DEL SENA RISARALDA
La función global de un entrenador de micro controladores es disponer de una herramienta que nos aporte un hardware probado, confiable, que podamos utilizar cuando queremos probar alguna pieza de software, sin necesidad de construir un circuito especial para ello. Podemos ver a un entrenador como un “proyecto universal”, que dispone de prácticamente todos los elementos que necesitamos para probar nuestro software.
Las energias utilizadas son de corriente alterna mediante un transformador de 12 Voltios de onda completa la cual es rectificada por un puente diodos 4004 en este momento es cuando se convierte en corriente directa, filtros y tres reguladores, con el fin de sacar los voltajes necesarios y específicos que necesita el entrenador para su correcto funcionamiento.
Las informaciones que este entrenador manipula son de software, un elemento muy importante para poder sacar los proyectos antes de su montaje definitivo.
Este entrenador es un sistema DIGITAL, que esta formado por una board donde el cerebro principal de el es un micro controlador de la marca Microchip y su referencia es el PIC 16F877, en donde se encuentra grabado un programa para realizar todas las tareas del entrenador en si.
La comparación que hicimos con otros sistemas o mecanismos con funciones similares, la adaptamos a un juego de LEGO, el cual desarrolla en el aprendiz destreza, visión y conocimiento para integrar un sistema, en la forma que el juego es por módulos.
Un modo de accionamiento del sistema es mecánico por cuanto se utiliza pulsadores Normalmente Abiertos (NA), Dip-Switch y teclados, existiendo también el modo de accionamiento digital donde visualizamos la tarea que se desarrollo en un software y que es representado en los módulos DISPLAY, LCD, MATRIZ DE LEDS, MODULOS LEDS.
Uno de los detalles que merece destacar es la transformación de la corriente alterna en corriente directa para la alimentación del sistema.
DESCRIPCION ANATOMICA
_ Que su parte externa tiene la forma de una maleta donde dentro de ella se encuentran diferentes circuitos para la actividad que nuestro entrenador desarrolla.
_ En su parte interna hay diferentes compartimentos para los elementos que necesita para su funcionamiento en la parte de la tapa encontramos una plaqueta grande la cuál contiene diferentes módulos tales como: módulo voltímetro, módulo display, módulo leds, módulo LCD, módulo zumbador, terminando esta pieza con módulo matriz de leds.
_ En la parte de la base de la maleta encontramos: una plaqueta de un puerto paralelo, otra plaqueta la cuál es encargada de transformar la energía que entra al sistema.
_ Encima de estos elementos separada por otra base interna de la maleta se encuentra, otra plaqueta en la cuál se encuentran los siguientes módulos: módulo dip-switch, módulo pulsadores, módulo teclado matricial, módulo salidas de potencia, módulo sensor de temperatura, módulo quemador-entrenador, módulo comunicación serial, módulo DAC, terminando el contenido de esta plaqueta con una protoboard.
_ Dentro de la maleta encontramos dos compartimentos para guardar elementos que nos sirven para el funcionamiento del entrenador, en estos vemos dos tarjetas para el quemador.
_ En la parte trasera de la base de la maleta encontramos las entradas las cuales sirven para conectar el entrenador a: software y para la entrada de la energía respectivamente.
MATERIALES DE CONSTRUCCION: Caja en plástico de construcción robusta con apartados para almacenar los diferentes circuitos con 18 sujetadores plásticos que van en los extremos de cada circuito, que se encuentran divididos por módulos.
Con una manija plástica y seguro con bisagras, de color gris y con el logo SENA. Para la identificación posee un número secuencial de inventario para el control de los elementos existentes en el laboratorio de electrónica.
Como es una maleta en plástico y de construcción robusta esta protegida contra golpes, de un transporte fácil tiene una dimensión de ancho 34 cm, largo 30 cm, alto 13cm, la estructura en su parte media esta unida por bisagras, módulos fabricados en pertinax el cual es un material empleado para la fabricación de circuitos impresos que es donde van alojados los componentes electrónicos de acurdo al diseño y necesidad para el que fue hecho.
NUMERACIÓN DE PIEZAS:
Conectores de entrada DB9, DB25, Alimentación CA.
Transformador de 12 V x 1ª
Borneras
Circuito de fuente para alimentación del sistema compuesto por diodos, resistencias, reguladores, filtros con el fin de sacar voltajes específicos, aluminio para disipación del calor de los reguladores.
Circuito de control general, con pines de conexión aérea para los diferentes circuitos, teclado plástico de 4x4, protoboard de plástico para desarrollo de montaje de circuitos.
Diferentes componentes electrónicos y electromecánicos utilizados en la fabricación de estas placas tales como leds, relés, matrices prefabricadas, display de 7 segmentos, resistencias, conectores, diferentes circuito integrados, condensadores, transistores, bases , pantalla LCD, suiche de encendido, cables de alimentación de CA, cables de intercomunicación con la PC DB9,DB25.
ANALISIS FUNCIONAL
El análisis funcional que le hemos hecho arranca desde la entrada de corriente para su funcionamiento, en donde posee un conector para CA, que pasa a un transformador de onda completa de 12 V x 1A, una ves esto miramos un puente de diodos que es lo que hace la transformación de corriente alterna a corriente directa, pasando esto por unos reguladores que están con un pedazo de aluminio para disipar el calor ya que este material es utilizado para enfriar y mantener un calor soportable a los reguladores sin que estos se dañen. Específicamente a la salida tenemos unos voltajes para la alimentación de todo el sistema. Salen unos voltajes de 12, 5 y – 5 Voltios de CC a unas borneras las cuales se reparten por cable aéreo opera todas las placas modulares que necesiten de estos voltajes y unos cables que van para el control principal del entrenador de Micro controladores.
Analizándola a continuación de la forma en que nosotros la entendimos el entrenador luego posee una placa madre con un micro de 40 pines el 16F877, que sirve de intercomunicador, para transmitir (TX) y recibir (RX) datos mediante puerto paralelo y serie, además este micro también esta intercomunicado con el modulo quemador entrenador que es donde nosotros desarrollamos la tarea para comprender básicamente e funcionamiento del entrenador, lo cual se desarrolla un programa software que se lo introducirá en un micro controlador en su memoria y por medio de este modulo lo quemamos como decimos popularmente y por medio de cables lo conectamos a uno de los otros módulos que nosotros queramos para mostrar ya sea señales de encendido y apagado u unos y ceros en lógica digital, números, caracteres, mensajes, sonidos, activación etc. Depende pues para lo que el micro se lo programo para hacer la simulación y saber si el programa funciona o no. Esto es básicamente lo que el entrenador hace de acuerdo a lo que pudimos analizar.
DESARROLLO DE UN PROGRAMA PARA ENTENDER SU FUNCIONAMIENTO
Como primer paso ya al entender el funcionamiento del entrenador de micro controladores, nos dimos a la tarea de colocarlo en funcionamiento para lo cual lo conectamos al computador por puerto serial y paralelo, este reconociéndose mediante el programa SERVIDOR MICROLAB, en donde pudimos mirar los diferentes ejemplos que se encontraban en este con simulaciones de casos específicos, el planteamiento del problema y desarrollo del programa para poderlo aplicar al problema planteado.
En el caso nuestro como aun no sabemos programar, tomamos un ejemplo que se encuentra en el programador y lo adaptamos para entender mejor su funcionamiento.
Este consistió específicamente en que se requería implementar un sistema de conteo de piezas que circulan por una banda transportadora. Práctica numero tres del entrenador de micro controlador
DELIMITACION DEL PROBLEMA
• 1. El número máximo de piezas es nueve.
• 2. La frecuencia máxima de conteo es de una pieza por segundo
• 3. El sistema de detección puede ser implementado con un pulsador o un sensor destinado para tal fin.
• que se logra con un micro controlador de microchip que es un PIC 16F-84 A de 18 pines, ubicando como primero paso el pin numero uno para saber la forma de conectarlo en el sócalo además que en el sócalo hay un diagrama de interpretación.
• Un micro controlador es un circuito integrado programable con los elementos necesarios para controlar un sistema.
SOLUCION DEL PROBLEMA
• Una vez conectado a la PC y se abrió el programa con la practica numero tres y analizamos las diferentes opciones que nos da como el problema que esta descrito anteriormente, simulación, hardware, edición, lista de errores, ensamblar programar, aplicación. Fuimos mirando cada uno de estas pestañas.
• En la pestaña EDICION encontramos varias practicas en lo cual abrimos la actividad numero tres que nos desplazo el programa editado para posteriormente ser quemado en el PIC.
• Quisimos programarlo directamente desde la PC al entrenador pero no se pudo por un error que salía, mas sin embargo este programa lo llevamos a MPLAB lo compilamos y lo quemamos en un programador externo suministrado por el instructor. Una vez el PIC fue programado se lo llevo al sócalo en el cual le correspondía y se lo coloco en el modulo QUEMADOR ENTRENADOR que mediante cables aéreos conectados a unos pines seleccionados los colocamos en el MODULO PULSADORES y MODULO DISPLAY.
• Ya para la simulación el modulo pulsadores trabajaba como sensor o pulsador aplicado al problema y el modulo display hacia la visualización del conteo, que ya conectado funciono correctamente como se muestra en la siguiente figura.
ANALISIS TECNICO CONSTRUCTIVO
La técnica constructiva que hemos identificado es primeramente un diseño esquemático acorde a la necesidad que se planteo del problema, en un programa de desarrollo y simulación electrónico para mirar su funcionamiento, mas luego el diseño en CAD para el impreso esto con respecto a la parte electrónica del entrenador y su correspondiente montaje de componentes electrónicos necesarios para su funcionamiento tal ves ya los encargados de esta parte es una empresa dedicada exclusivamente a la fabricación de impresos o en particular lo habrían hecho los aprendices del SENA RISARALDA.
Ahora el diseño del encapsulado es acorde a la funcionabilidad del entrenador por cuanto lo hace portátil, en una maleta plástica rígida resistente a los golpes y con compartimentos para alojar las piezas electrónicas para conservación y operación
ANALISIS SISTEMATICO
• El conjunto en si, viene con conectores de puerto serial y paralelo para su conexión a la PC, quien en ultimas es lo que hace la interfaz para poder comunicarse entre el entrenador y la PC, que en la placa madre del entrenador hay un circuito especial desarrollado con el MAX 232 donde se puede hacer la Transmisión TX y Recepción RX de datos o sea es dúplex llevando y trayendo información en forma de unos y ceros que es la forma digital de la electrónica con voltajes oscilantes entre cero – cinco voltios-cero- menos cinco voltios.
• El entrenador es usado en el ambiente de laboratorio de electrónica para el estudio de los aprendices, que necesita de variables para su funcionamiento, como el conectarlo a una fuente de energía (tomas) y este entrenador a una PC en el cual esta instalado un programa software para su funcionabilidad (SERVIDOR MICROLAB), con el cual en conjunto funciona para un estudio acorde a lo que los aprendices de Automatización Industrial necesitan en el área de electrónica.
• Un área o banco de trabajo fue importante porque contamos con espacio y dos PC que nos facilito el trabajo a desarrollar.
• El kit de herramientas suministrado por el instructor de la materia fue otro de los elementos, ya que se pudo desarmar y armar nuevamente el entrenador.
• Este entrenador se alimenta de voltaje alterno con 110V, que al sobrecarga puede sufrir un daño irreparable a pesar de que tiene unos fusibles pero si la descarga es muy fuerte pasados los dos amperios puede sufrir daños.
ANALISIS HISTORICO
• Desde tiempos antiguos y por la necesidad del hombre al plantear problemas se han dado las soluciones por parte de científicos, ingenieros, estudiantes etc., por lo tanto la evolución de la electrónica desde su aparición hasta nuestros días esta en constante evolución a pasos agigantados. Los primeros entrenadores se basaron en cosas simples para desarrollo de la electrónica con código Morse, estacionarios y de un diseño no acorde a los actuales, al pasar el tiempo y por estudios se desarrollan nuevos productos mas versátiles y con mas utilidades para una mejor comprensión del mundo de la electrónica que es muy complejo, inclusive prácticamente hoy en día ya casi es todo virtual, donde podremos simular mucho del mundo real, por lo tanto los simuladores portátiles como los que vemos en este ambiente también tienden a desaparecer por el avance en si de la tecnología
CONCLUSIONES
• Del desarrollo de este trabajo hemos concluido que se aprendieron a manejar varios conceptos técnicos utilizados en electrónica.
• Conocimos varios elementos electrónicos desconocidos para nosotros.
• Pudimos desarrollar una metodología nueva para un mejor análisis del problema planteado comprendiendo así muchas cosas de la electrónica, asimilando en gran parte lo aprendido.
• Creemos que la mejor forma de aprender es colocándose retos, y asumiendo investigaciones propias del problema planteado, a lo cual en los inconvenientes esta el instructor para darle un apoyo.
• El trabajo en equipo es bueno colocando tareas independientes y luego recopilarlas para un mejor entendimiento.
• Aprendimos conexiones, conceptos, manejos, software, interfaz, simulaciones, en saber que es un micro controlador y muchas cosas interesantes en lo que respecta a la materia.
