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ISSN: 0328-5073 Año 27 / 2013 / ISSN: 0328-5073 Año 27 / 2013 /Nº 322Nº 322
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rduino es una herramienta para hacer que las com-putadoras puedan “sentir y controlar el mundo físi-co” en base a órdenes muy fáciles de estable-cer. Es una plataforma de desarrollo de computa-ción física (physical com-puting) de código abierto, basada en una placa sen-cilla con un microcontrolador y un entorno de desarrollo (soft-ware Arduino) para crear programas que serán grabados en el microcontrolador de la placa.Puede usar Arduino para crear objetos interactivos, leyen-do datos de una gran variedad de interruptores y sensores y controlar multitud de tipos de luces, motores y otros
actuado-res físicos. Los proyectos de Arduino pueden ser autónomos o comunicarse con un programa (software) que se ejecute en una computadora personal y hasta en un smartphone. La placa puede montarla Ud. mismo o comprarla ya lista para usar y el software de desarrollo es abierto y lo puede descar-gar gratis desde Internet.
En este paquete explica qué es Arduino, cuáles son los pri-meros pasos que el lector debe dar para trabajar con esta pla-taforma, cómo es el kit básico de desarrollo y explicaremos cómo se emplea el software Arduino, cuya página oficial es http://www.arduino.cc/es y entendiendo que los textos están licenciados bajo “Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License” y que el código fuente de los ejemplos en la guía están liberados como dominio público. También se incluye un Curso de Técnicas Digitales, Videos, Programas, Proyectos y abundante información sobre microcontroladores. J
Módulo1: Teoría yPrácTica
Libro Arduino Tomo 1: Comenzando con Arduino
Arduino es una herramienta para hacer que los ordenadores puedan sentir y con-trolar el mundo físico a través de tu orde-nador personal. Es una plataforma de desarrollo de computación física (physical computing) de código abierto, basada en una placa con un sencillo microcontrola-dor y un entorno de desarrollo para crear software (programas) para la placa. Puedes usar Arduino para crear objetos interactivos, leyendo datos de una gran variedad de interruptores y sensores y controlar multitud de tipos de luces, moto-res y otros actuadomoto-res físicos. Los pro-yectos de Arduino pueden ser autónomos o comunicarse con un programa. La placa puedes montarla tu mismo o comprarla ya lista para usar, y el software de desarrollo es abierto y lo puedes descargar gratis. El lenguaje de programación de Arduino
es una implementación de Wiring, una plataforma de computación física pareci-da, que a su vez se basa en Processing, un entorno de programación multimedia.
Libro Técnicas Digitales
Esta obra está destinada a todos los "amantes de la electrónica digital" y a quienes trabajan con computadoras digi-tales, sistemas de transmisión en PCM (Pulse Code Modulation: modulación por impulsos codificados), tele señalización y/o tele supervisión digital, servomeca-nismos, sistemas de tele medición numérica, etc., y que desean compren-der el funcionamiento básico de tales sistemas.
Libro Montajes con Circuitos Impresos
Este libro es el primero de una serie que está destinada a explicar cómo funcio-nan los laboratorios
Electrónicos más empleados por estu-diantes, técnicos y aficionados.
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Video Tutorial Arduino- Primeros pasos (Parte 2-2)
Módulo3: PrograMas
Cómo Reproducir los Videos Software ARDUINO
Descarga el Software de Arduino Software VLC Media Player Módulo4:
acTualizaciones
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Soluciones Electrónicas Vol. 21.Fe cha de pu bli ca ción: ABRIL/MAYO 2014
Edición Especial compuesta por un 1 Libro del CLUB SE + 1 Revista Saber Electrónica Edición Internacional + Claves de Descarga Gratuita de Nuestra Web.
Pu bli ca ción men sual edi ta da y pu bli ca da por Edi to rial Quark, San Ricardo 2072 (1273) Ca pi tal Fe de ral, Ar gen ti na (005411-43018804), en con jun to con Sa ber In ter na cio nal SA de CV, Av. Moc te zu ma Nº 2, Col. Sta. Ague da, Eca te pec de Mo re los, Mé xi co (00525558395277), con Cer ti fi ca do de Li ci tud del tí tu lo (en trá mi te). Dis tri bu ción en Ar gen ti na: Ca pi -tal: Car los Can ce lla ro e Hi jos SH, Gu ten berg 3258 - Cap. 4301-4942 - In te rior: Dis tri bui do ra Ber trán S.A.C. Av. Vé lez Sárs field 1950 - Cap. – Dis tri bu ción en Uru guay: Ro de sol SA Ciu da de la 1416 – Mon te vi deo, 9011184 – La Edi to rial no se res pon sa bi li za por el con te ni do de las no tas fir ma das. To dos los pro duc tos o mar cas que se men cio nan son a los efec -tos de pres tar un ser vi cio al lec tor, y no en tra ñan res pon sa bi li dad de nues tra par te. Es tá pro hi bi da la re pro duc ción to tal o par cial del ma te rial con te ni do en es ta re vis ta, así
co mo la in dus tria li za ción y/o co mer cia li za ción de los apa ra tos o ideas que apa re cen en los men cio na dos tex tos, ba jo pe na de san cio nes le ga les, sal vo me dian te au to ri za ción por es cri to de la Edi to rial. Revista Club Saber Electrónica. ISSN: 1668-6004
ARDUINO
SEC CIO NES FI JAS
Descarga de CD: Comenzando con Arduino 16
Sección del Lector 80
ArtÍCuLO DE tApA
reparación de pC: Cómo realizar el Diagnóstico de una
Computadora con Intel Core i7 3
problemas y Soluciones en Computadoras Modernas 67
CurSO DE ELECtrÓNICA
Etapa 5, Lección 3:
Los Microcontroladores pICAXE 17
MANuALES tÉCNICOS
Funcionamiento y reparación de Lavarropas 33
Mantenimiento y reparación 45
tECNICO rEpArADOr
Fallas y reparaciones en las Fuentes de Alimentación de Origen Chino 49 MICrOCONtrOLADOrES
El Mundo de los Microcontroladores. Lección 12:
El preprocesador en el Lenguaje MikroC 53
ELECtrONICA DEL AutOMOVIL
Medición de los Sensores de Flujo y Caudal de Aire 56
MONtAJES
Control para robot Minisumo 59
Detector de presencia o Movimiento 61
Llavero Sónico 63
EDITORIAL
QUARK
Año 27 - Nº 322
MAYO 2014
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Dis tri bu ción en Ca pi tal
CarlosCancellaroeHijosSH Gutenberg3258-Cap.4301-4942 Uru guay RoDeSol SA Ciudadela1416-Montevideo Distribución en In te rior DistribuidoraBertránS.A.C. Av.VélezSársfield1950-Cap.
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Bien, ami gos de Sa ber Elec tró ni ca, nosen con tra mos nue va men te en las pá gi nas de nues tra re vis ta pre di lec ta pa ra com par tir las no ve da des del mun do de la elec tró ni ca.
Parece increíble que luego de 25 años de comenzar el editorial con esta oración, todavía siga vigente, es decir, que todos los meses nos encontramos con nuevas
ten-dencias en lo que a electrónica se refiere. Digo esto porque cuando publicamos artículos sobre reparación de computadoras, hace unos 6 meses, de inmediato comencé a recibir correos soli-citando guías similares pero que apliquen a las nuevas placas que alberguen microprocesadores de Intel de última generación. Por tal motivo le pedí a José María Nieves, nuestro Jefe de re-dacción, que programe la edición de una nota complementaria de pronta publicación, misma que encontrará en esta revista.
Para los que no poseen las ediciones anteriores, incluimos claves de descarga para que tenga todo el material y, además, tiene la posibilidad de descargar una gran cantidad de manuales de servicio de computadoras de todo tipo, que incluyen placas madre de última generación.
En nuestro Curso de Electrónica, en la tercera lección de la quinta etapa de la carrera de Técnico Superior en Electrónica en-contrará todo lo que necesita saber sobre los microcontroladores PICAXE, con prácticas y videos, de manera tal que tenga todo lo necesario para completar su capacitación.
A los técnicos les proponemos la descarga de abundante ma-terial que complementa al “Manual Técnico” dedicado a los lava-rropas, de manera que puedan capacitarse para no tener incon-veniente cuando deban realizar el mantenimiento a estas máquinas.
Obviamente, esta edición se complementa con los clásicos Montajes y con otros artículos de amplio interés.
En suma, creemos firmemente que somos fieles a nuestra fra-se de cabecera y le proponemos que siga compartiendo con no-sotros “Las Novedades del Mundo de la Electrónica”.
Ing. Ho ra cio D. Va lle jo
SABER ELECTRONICA
Di rec tor
Ing. Ho ra cio D. Va lle jo
Pro duc ción
Jo sé Ma ría Nie ves (Grupo Quark SRL)
Co lum nis tas:
Fe de ri co Pra do Luis Ho ra cio Ro drí guez
Pe ter Par ker Juan Pa blo Ma tu te EditorialQUarKS.r.l. Propietariadelosderechos encastellanodelapublicaciónmen-sualSabErElEctronica argentina: (GrupoQuarkSRL)San Ricardo2072,CapitalFederal, Tel(11)4301-8804 México (SISA):Cda.Moctezuma2, Col.Sta.Agueda,EcatepecdeMorelos, Edo.México,Tel:(55)5839-5077 ARGENTINA
Ad mi nis tra ción y Ne go cios
Te re sa C. Ja ra (Grupo Quark)
Staff
Liliana Teresa Vallejo, Mariela Vallejo, Diego Vallejo
Sis te mas: Pau la Ma ria na Vi dal Red y Com pu ta do ras: Raúl Ro me ro Video y Animaciones: Fernando Fernández
Le ga les: Fer nan do Flo res Con ta du ría: Fer nan do Du cach Técnica y Desarrollo de Prototipos:
Alfredo Armando Flores
México Ad mi nis tra ción y Ne go cios
Patricia Rivero Rivero, Margarita Rivero Rivero
Staff
Ing. Ismael Cervantes de Anda, Ing. Luis Alberto Castro Regala-do, Victor Ramón Rivero Rivero, Georgina Rivero Rivero, José
Luis Paredes Flores
Aten ción al Clien te
Ale jan dro Va lle jo ate clien @we be lec tro ni ca .co m.ar
Director del Club SE:
luisleguizamon@we be lec tro ni ca .co m.ar
Grupo Quark SRL
San Ricardo 2072 - Ca pi tal Fe de ral www .we be lec tro ni ca .co m.ar www .we be lec tro ni ca .co m.mx www .we be lec tro ni ca .co m.ve
Grupo Quark SRL y Saber Electrónica no se res pon sa bi li za por el con te ni do de las no tas fir ma das. To dos los pro duc tos o mar cas que se men cio nan son a los efec tos de pres tar un ser vi cio al lec tor, y no en tra ñan res pon sa bi li dad de nues tra par te. Es tá pro hi bi da la re pro duc -ción to tal o par cial del ma te rial con te ni do en es ta re vis ta, así co mo la in dus tria li za ción y/o co mer cia li za ción de los apa ra tos o ideas que apa re cen en los men cio na dos tex tos, ba jo pe na de san cio nes le ga les, sal vo me dian te au to ri za ción por es cri to de la Edi to rial.
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Desde la aparición de las PC de escritorio, a comienzo de los 80, la tecnología a avanzado a pasos agigan-tados pero la concepción de estos equipos sigue siendo la misma a tal punto que sus componentes básicos siguen siendo los mismos, aunque de menor tamaño y mejores prestaciones, gracias al avance de las téc-nicas de integración. Una computadora de escritorio sigue teniendo una CPU, una pantalla, un teclado y un ratón (mouse); el corazón del equipo se encuentra dentro de la CPU y es la denominada placa madre, placa base o motherborad y mucho ha cambiado en cuanto a lo que puede hacer desde las primeras computado-ras con microprocesador 8086 hasta las modernas tarjetas con Intel i7, sin embargo en las placas madre que alojan a estos chip hay una memoria de programa, una memoria de datos, una BIOS, puertos para comuni-carse con el exterior, etc. El primer libro editado por Quark sobre reparación de computadoras data de 1989 y, desde entonces, son varios los libros, artículos, cursos y videos producidos sobre este tema ya que en la medida que aparecen equipos con nuevas tecnologías es necesario explicarle al técnico diferentes técnicas para poder realizar un diagnóstico apropiado cada vez que una PC presenta una falla.
Hoy encontramos PCs de escritorio “todo en uno” donde la placa madre está en el mismo gabinete donde se encuentra la pantalla, también existen notebooks de todo tipo y hasta tablets con pantalla touch que emplean sistemas operativos que permiten su manejo sin necesidad de teclado externo.
El último artículo publicado sobre estos temas fue en Saber Electrónica 317 y debido a las preguntas de nuestros lectores decidimos preparar este informe que lo complementa y en el que analizaremos cómo son las placas madre comerciales de última generación y de altas prestaciones, cuáles son sus principales com-ponentes, cómo se realiza su diagnóstico y cuáles son los problemas más frecuentes.
DesCripCión De unaplaCaMaDre
CoMerCial DeÚltiMaGeneraCión
Tal como describimos en el Artículo de Tapa de Saber Electrónica Nº 316, la placa base de una computadora se usa para interconectar los dispos-itivos de un ordenador o PC entre sí y controlarlos de forma adecuada e incluye componentes elec-trónicos necesarios para el funcionamiento de dichos componentes. Conectados a ella podemos encontrar, entre otros:
El microprocesador, La memoria RAM, Conexiones para USB, Disco duro,
Ranuras para tarjetas, Puertos SATA,
Puntos de alimentación, Tarjeta de sonido integrada, Etc.
El “cerebro” de una com-putadora u ordenador es el microprocesador (en ade-lante µP), que va insertado en la placa base, suele ser uno de los componentes imprescindibles más caros o incluso el más caro (actual-mente existen hasta por 1500 dólares, de 6 núcleos) que podemos encontrar en un ordenador. Su misión principal es procesar infor-mación y, al contrario que un microcontrolador, por sí solo no puede funcionar.
Generalmente la gente se fija básicamente en la fre-cuencia del µP para determi-nar la potencia de un equipo pero no sólo hay que fijarse en eso, hay muchas otras cosas que influyen en la potencia que dependen del uso que se le vaya a dar a la PC, como ser la capacidad de procesamiento gráfico (necesidad de una tarjeta gráfica aparte), la memoria RAM (no sólo la cantidad sino también el tipo de
memoria), los tipos de ranuras de expansión de la placa base para tarjetas que se quieran añadir, el disco duro (igual que en la RAM no sólo hay que fijarse en la cantidad de memoria sino también en la velocidad), etc.
Se suele pensar que todos los dispositivos tienen conexión con el microprocesador, pero nada más lejos de la realidad; tan sólo unos pocos ele-mentos se conectan directamente a él, la mayoría de los dispositivos son controlados por un chip que hace de “hub” o centro de operaciones.
El procesador (cpu) es un chip que se vale de otros chips que hacen la comunicación con la memoria, los discos duros, los puertos de impre-sora, video, audio, los CDs, etc.
El chipset es el nombre de identificación de los chips que indican la marca y versión que se está empleando en una tarjeta madre en especifico. Existen chipset de marca Intel, o Nvidia, VIA, SIS, etc., todos son de diferentes características y con-fiabilidad, se sabe que a mejores características y
cómo realizar
el diagnóstico de una computadora
con Intel core i7
estabilidad hacen más caras las tarjetas madres que los llevan.
El "chipset" es el conjunto (set) de chips que se encargan de controlar determinadas funciones del ordenador, como la forma en que interacciona el microprocesador con la memoria o la caché, o el control de los puertos y ranuras de expansión .
Antiguamente estas funciones eran relativa-mente sencillas de realizar y el chipset apenas
influía en el rendimiento de la computadora, por lo que el chipset era el último elemento al que se con-cedía importancia a la hora de comprar una tarjeta madre. Pero los nuevos y muy complejos micro-procesadores, junto con un muy amplio abanico de tecnologías en materia de memorias, caché y per-iféricos, han hecho que la importancia del chipset crezca enormemente.
Del tipo de chipset dependerá el tipo de memo-ria, la gama de proce-sadores que la tarjeta soportará, el número máx-imo de discos, el número de puertos USB, y su velocidad.
Como ejemplo, en la figura 1 tenemos el esquema de la placa DZ68BC que usa el chipset Z68 como con-trolador de toda la placa. Como se puede observar, excepto la RAM, PCIe x16-x8, HDMI y DP (conexiones que demandan mucha capacidad de proce-samiento), todo lo demás está centralizado en el chip
Figura 2
Z68. Recordemos también que la función de un µP es, como su nombre indica, procesar información y no controlar.
En a figura 2 se tiene una imagen de la placa base Intel DZ68BC.
Comenzando a ver en más detalle algunas de las partes más interesantes de la placa, empezamos por el zócalo del µP, figura 3. Hay que tener en cuenta que existen varios tipos de zócalos, cada uno con una forma o tamaño diferentes por lo que, a la hora de ele-gir un microprocesador o una placa, hay que tenerlo en cuenta. En este caso se trata de un LGA1155, que sirve perfectamente para un microprocesador i7.
En la figura 3, sobre el zócalo está situada una tapa de color negro que sirve para proteger la zona de golpes, roces y polvo. Para insertar el µP hay que quitar dicha tapa. En la fgura 4 se puede ver el zócalo o base sin dicha tapa.
La RAM se inserta en las ranuras que se ven en la imagen de la figura 5. En ellas no se puede instalar cualquier tipo de RAM, por ello que es otro punto a tener en cuenta a la hora de elegir una placa o una memoria RAM. Incluso para memorias que física-mente se pueden insertar en estas ranuras, interna-mente la placa puede no ser compatible con ellas así que hay que tener mucho cuidado y leer bien las hojas técnicas de cada una.
En mi este caso son
Figura 4
Figura 5
conexiones para memorias RAM DDR3. De nuevo, por si alguien se pregunta por qué dos son de un color y las otras dos de otro, lo especificaré más adelante. A continuación, en la figura 6, se puede ver una imagen del lugar donde está el chip Z68 del que hablé antes, justo debajo de ese pequeño radiador azul disipador de temper-atura.
Si desea añadir una tar-jeta de red (si no viene integrada en la placa o queremos una mejor), una tarjeta gráfica, una placa de sonido, una tarjeta Wi-Fi, etc. debemos insertar-las en insertar-las ranuras PCI (Interconexión de Compo-nentes Periféricos) que están en la placa. Hay diferentes variantes que se diferencian a grandes ras-gos en el número de pines y velocidad de transferen-cia de datos. En la figura 7 se puede ver una foto de varios zócalos (bases) junto a su denominación.
Para conectar más per-iféricos, como discos duros internos o unidades de CD/DVD/Blu-Ray, entre otros, actualmente se usa una interfaz SATA. Al con-trario que la interfaz PATA, la que se usaba hace años, los dispositivos no necesi-tan configurarse como esclavos o maestros. En la figura 8 se pueden apreciar un total de ocho conex-iones SATA.
El hecho de que estén
agrupadas por color obedece a que tienen difer-entes velocidades de transferencia de datos o están conectados a diferentes controladores (para este caso particular).
La placa que estamos analizando también
posee otros puertos para comunicarse con el exte-rior que corresponde a las entradas y salidas de audio y vídeo, conexiones de red, etc.
Estos zócalos o conectores son accesibles desde el exterior de la PC y para la placa madre
Figura 7
Figura 8
que estamos analizando se muestran en la figura 9, de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo, tenemos: • Primera columna: USB 2.0 (amarillo) P1394 (negro) eSATA (rojo) Segunda columna: USB 2.0 (negro) • Tercera columna
RJ45 hembra (para conexiones de red) USB 3.0 (azul)
• Cuarta columna (en vertical)
HDMI
• Quinta columna
DVI-I (azul) Display Port
• Sexta columna
Entradas y salidas de audio (micrófono, línea, altavoces, etc.).
elMiCroproCesaDor y elCooler
Centrándome en el µP, cuando se lo compra, viene con un ventilador para colocarlo justo encima de él (también llamado cooler).
Este elemento es necesario para la correcta refrigeración del µP para que no se recaliente ni se queme, aunque los hay que son capaces de dis-minuir su funcionamiento si falla el ventilador para
Figura 10
Figura 11
cómo realizar
el diagnóstico de una computadora
con Intel core i7
que no se queme. En la figura 10 podemos ver una foto del ventilador del Intel Core i7 2600k visto desde arriba. La figura 11 muestra la parte que va en contacto con el µP para que éste transmita el calor al “radiador” que, junto a la ayuda del venti-lador, disipará todo el calor generado. Lo que se ve justo en el centro, esas tres rayas de color gris oscuro, es pasta térmica (viene de fábrica). El microprocesador se muestra en las figura 12 y 13.
laMeMoriaraM
La memoria RAM (Random Access Memory – Memoria de acceso aleatorio) es un tipo de memo-ria que almacena aquella información (instruc-ciones o datos) que esté usando el sistema en un momento dado, incluida información del Sistema Operativo. Dicha información no se carga por com-pleto, sino que de forma estratégica (existen méto-dos bien descriptos) se carga sólo aquella informa-ción que se está usando o aquella que se va a usar pronto ya que la capacidad disponible no es infinita. Sirve de “puente” de intercambio de información entre el microprocesador y el disco duro y se las usa debido a sus tiempos de lectura/escritura que son mucho más rápidos que los de un disco duro (generalmente sus tiempos se miden en nanose-gundos y los del disco duro en milisenanose-gundos). La RAM tampoco está directamente conectada al microprocesador sino que puede haber varios nive-les de memoria caché entre ella y el µP.
Dicho esto, cualquiera podría pensar: ¿y si aún le metemos la RAM entre el disco duro y el µP e, incluso, si complicamos más y ponemos varios
niveles de memoria caché entre la RAM y el µP, no debería hacerse lenta la transferencia de informa-ción? La respuesta es un “no” rotundo.
Otra de las características especiales que la diferencian de los discos duros, por ejemplo, es que el tiempo de acceso a cada posición de memo-ria siempre es el mismo, se accede directamente, da igual que sea la primera posición que la última. En un disco duro no, depende de la posición del cabezal de lectura y del plato en el momento de tener que proceder a realizar una lectura.
La última característica, de interés para este artículo, es la volatilidad de la información: “si se va la corriente, se pierde todo lo que tenga almace-nado la RAM (cosa que no pasa en un disco duro)”. Existen varios tipos que han ido apareciendo a lo largo de los años, si alguien quiere profundizar le recomiendo consultar Wikipedia, pero las que son más comunes actualmente son las DDR2 SDRAM y DDR3 SDRAM, figura 14, siendo ésta última la que soporta velocidades de transferencia más ráp-idas y la que se está imponiendo a la otra.
A parte de la velocidad a la que pueda funcionar cada tipo de RAM es interesante destacar que hay placas que permiten el uso de dos o más canales de comunicación con la memoria, es decir, para un sistema de doble canal se podría escribir / leer a la vez en dos memorias, duplicando (en la teoría) la velocidad de transferencia.
En las ranuras que mostraba en el apartado de la placa base, el color diferente indica en cuáles se deben insertar primero las memorias para aprovechar la característica de doble canal, es decir, cada par de dos colores indica un canal, por lo tanto, si quisiese añadir dos memorias tendría que ponerlas primero en el color azul oscuro (quedaría una situada en cada canal) y luego el resto en las del azul claro. Algo a tener en cuenta es que las memorias tienen que ser del mismo tipo dentro de un mismo canal… si no el bus usará la velocidad menor de las dos.
Restricciones (las más comunes):
No se puede insertar cualquier tipo de RAM en cualquier placa. Cada placa base tiene unas ranuras para un tipo concreto de RAM (físicamente ya no se podría insertar una memoria en una ranura que no le corresponde). Si quieres añadirle más memoria a tu PC, antes de comprarla debes saber qué tipo soporta para luego no llevar sorpre-sas desagradables. Incluso siendo del mismo tipo, por ejemplo DDR3, puede que tenga algunas car-acterísticas (como por ejemplo ECC) que la placa
no soporte y, aunque la memoria se pueda insertar en la ranura correspondiente, no funcionará y la placa base se “quejará”.
Además, existe un límite de memoria RAM que puede soportar un sistema operativo y la propia placa base, por lo que de nuevo habrá que infor-marse. Por ejemplo, los sistemas de 32 bits sólo pueden tener como máximo 4GB de memoria, los de 64 bits mucha más.
¿Y por qué estos límites? ¿por capricho? No, realmente es una limitación por el ancho de palabra que usa el sistema y el microprocesador. Por ejemplo, en la teoría, con 32 bits sólo se podría direccionar un total de:
2³² posiciones de memoria,
es decir, 2³² = 4,294,967,296 Bytes ≈ 4GB.
Con 64 muchísimos más, saldría un churro de números con 2⁶⁴, pero aún así las placas tienen un límite físico que hay que consultar (la que he
mostrado en el apartado de placa base soporta hasta 32GB, pero las hay de muchos más como pueden ser aquellas dedicadas a servidores o súper computadoras).
Si consulta con un programa la velocidad a la que esté trabajando el bus de la RAM y ve que la cifra que aparece es justo la mitad a la que debería funcionar, significa que todo va a la perfección. Es exactamente la velocidad a la que realmente está funcionando el sistema ya que estas memorias (DDR – Double Data Rate), en cada ciclo envían dos datos, lo que se traduce en duplicar la veloci-dad de transferencia en la práctica. Otra cosa es que, por ejemplo, tenga una memoria de 1600MHz en una placa que lo soporta, pero luego muestra una velocidad para una de 1333MHz (indicaría 667MHz más o menos); eso puede ser debido a que por defecto algunas placas, aunque les pongas una memoria de 1600MHz, no la autodetectan y las hacen funcionar a la velocidad estándar de 1333MHz. Para hacerla funcionar a 1600MHz habría que configurar el dato en la BIOS.
cómo realizar
el diagnóstico de una computadora
con Intel core i7
intelCore i7 3770K
Actualmente encontrará placas madre con microprocesadores Intel “Core i” con la nueva arquitectura Ivy Bridge. Aunque se trata principal-mente de una actualización de la arquitectura Sandy Bridge, estos procesadores presentan cam-bios en su modo de funcionamiento. Además el proceso de fabricación se redujo a 22 nanómetros en esta generación.
Los procesadores Intel Core i de tercera gen-eración, son los primeros en utilizar la tecnología “Tri-Gate Transistors” o mejor conocida como tec-nología de Transistores 3D. Esta nueva imple-mentación implica un gran cambio en la forma que se transmiten los datos dentro del microproce-sador, la cual explicaremos más detalladamente conforme avanza este análisis.
Por otro lado el cambio en el proceso de fabri-cación de 32nm a 22nm atrae la atención de muchos, ya que se traduce en un menor consumo de energía y en mayor facilidad para aumentar la frecuencia en estos chips (Overclock). En el caso del procesador Intel Core i7 3770K, como conse-cuencia de esta transición le permitió a Intel ajus-tarlo a una frecuencia superior a la de los proce-sadores Core i7 2600K pero con la ventaja de tener un TDP menor, el cual es de 77 Watt.
Con estos cambios, sobretodo el uso de Tri-Gate Transistors, Intel permite que la ley de Moore continúe vigente.
Pero aun con estas nuevas implementaciones, ¿será esta tecnología capaz de superar en rendimiento a los procesadores Sandy Bridge? ¿es verdad que su principal cambio en rendimiento esta orientado al apartado grafico? ¿presenta esta nueva arquitectura la oportunidad de crear equipos móviles con mejores prestaciones?
Eso y más lo trataremos más adelante.
Debajo De latapa DeivybriDGe
Como lo mencionamos en la introducción a este análisis, Ivy Bridge es una renovación de la arqui-tectura Sandy Bridge, lo que implica que “teórica-mente” de acuerdo al reloj de lanzamiento de tec-nologías de Intel, esto seria un Tick, es decir un cambio en lo que respecta al proceso de manufac-tura de 32 a 22 nm, pero esto no quedo ahí, ya que Intel se planteo el uso de una nueva tecnología lla-mada Tri-Gate Transistors y mejoro el GPU con mas unidades de ejecución. Lo que dio como resul-tado lo que llamo Intel un Tick+, un Tick especial. Cabe destacar que un “Tock” significa un cambio significativo en su arquitectura como lo fue el cam-bio de Westmere a Sandy Bridge, figura 15.
En los procesadores Ivy Bridge podemos encontrar 1.4 billones de transistores en una super-ficie de tan solo 160 mm cuadrados, esto se debe principalmente al uso de la tecnología Tri-Gate Transitors, que permite introducir mas transis-tores en una superficie de menor tamaño, figura 16. ¿Pero como funcionan los Tri-Gate Transistors? Los transistores planos son transistores de 2 dimensiones, están con-stituidos de conductores que sobresalen mínima-mente del sustrato de sili-cio, los cuales tienen una única puerta de control. En cambio los transis-tores Tri-Gate o 3D pre-sentan un crecimiento vertical más significativo lo que permite utilizar 3 dimensiones de la super-ficie del conductor para
transportar los electrones y de esta manera el tacto en la puerta mejora bastante y permite con-trolar mas eficientemente el paso de electrones y como efecto se reduce la pérdida de energía signi-ficativamente, figura 17.
Este seria el principal cambio en esta nueva arquitectura pero también encontramos otros cam-bios importantes, como lo es el aumento de las unidades de ejecución en el GPU. Sandy Bridge contiene 12 unidades e Ivy Bridge pasó a tener 16 unidades de ejecución. Otros cambios presentes en el GPU es la adicción de soporte para DirectX 11, OpenGL 3.3, OpenCL 1.1 y DirectCompute.
Intel ha mencionado que en el lanzamiento de Sandy Bridge había 50 juegos optimizados para este chip y ahora la lista se ha duplicado a 100 jue-gos con la salida de Ivy Bridge. También menciona que el rendimiento de Quick Sync fue mejorado considerablemente por lo que ahora podemos con-vertir videos mas rápido, los resultados de esta prueba se dan a conocer mas adelante en el análi-sis.
En la figura 18 vemos una tabla con los modelos de los procesadores disponibles en el mercado al momento de la redacción de este análisis y los que saldrán pronto.
Para el caso de Ivy Bridge, Intel preparo el chipset Z77, que trae mejoras consider-ables. Pero parece ser que el fabricante escucho los comen-tarios de los usuarios y decidió mantener la compatibilidad con el socket 1155.
Este hecho les da la posibil-idad a los compradores de experimentar 2 panoramas, según sea su caso, el primer panorama es de las personas que desean actualizar su
tar-jeta madre para posteriormente actualizar el proce-sador cuando tengan la posibilidad. El otro panorama es donde los usuarios no encuentran la necesidad de cambiar de tarjeta madre compatible con Sandy Bridge pero quieren cambiar su proce-sador por uno con arquitectura Ivy Bridge. En este último caso es necesario realizar una actualización en el BIOS para que nuestra tarjeta madre sea compatible con los nuevos procesadores.
Evidéntemente hay mucho para hablar de estos componentes, pero son detalles técnicos que no suelen ser muy útiles para el técnico reparador. De todos modos, en www.webelectronica.com.ar, haciendo clic en el ícono password e ingresando la clave: reparoconi7 encontrará bibliografía adi-cional. J biblioGraFía http://elmundodeja.wordpress.com http://tecnoreviews.com http://norfipc.com http://problemasconlatecnologia.blogspot.mx Figura 16 Figura 17 Figura 18
Recarg
Recargo envío al interior:o envío al interior:$0,80$0,80
ISSN: 0328-5073 Año 14 / 2014 /
ISSN: 0328-5073 Año 14 / 2014 /Nº 171Nº 171 Precio Cap. Fed. Y GBA:
editorial Quark srl, saber internacional s.a. de c.V., el club se y la revista saber electrónica presentan este nuevo producto multimedia. como lector de saber electrónica puede descargar este cd desde nuestra página web, grabar la imagen en un disco virgen y realizar el curso que se propone. Para realizar la descarga tiene que tener esta revista al alcance de su mano, dado que se le harán preguntas sobre su contenido. Para realizar la descarga, vaya al sitio: www.webelectronica.com.ar, haga clic en el ícono password e ingrese la clave “cd-1430”. deberá ingresar su dirección de correo electró-nico y, si ya está registrado, de inmediato podrá realizar la descarga siguiendo las ins-trucciones que se indiquen. si no está registrado, se le enviará a su casilla de correo la dirección de descarga (registrarse en webelectronica es gratuito y todos los socios poseen beneficios).
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rduino es una herramienta para hacer que las computa-doras puedan “sentir y controlar el mundo físico” en base a órdenes muy fáciles de establecer. Es una plataforma de desarrollo de computación física (physical computing) de código abierto, basada en una placa sencilla con un microcontrolador y un entorno de desarrollo (software Arduino) para crear progra-mas que serán grabados en el microcontrolador de la placa.Puede usar Arduino para crear objetos interactivos, leyendo datos de una gran variedad de interruptores y sensores y con-trolar multitud de tipos de luces, motores y otros actuadores físi-cos. Los proyectos de Arduino pueden ser autónomos o comu-nicarse con un programa (software) que se ejecute en una com-putadora personal y hasta en un smartphone. La placa puede montarla Ud. mismo o comprarla ya lista para usar y el software de desarrollo es abierto y lo puede descargar gratis desde Internet.
En este paquete explica qué es Arduino, cuáles son los pri-meros pasos que el lector debe dar para trabajar con esta pla-taforma, cómo es el kit básico de desarrollo y explicaremos cómo se emplea el software Arduino, cuya página oficial es http://www.arduino.cc/es y entendiendo que los textos están licenciados bajo “Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License” y que el código fuente de los ejemplos en la guía están liberados como dominio público. También se incluye un Curso de Técnicas Digitales, Videos, Programas, Proyectos y abun-dante información sobre microcontroladores. J
Módulo1: Teoría yPrácTica
Libro Arduino Tomo 1: Comenzando con Arduino
Arduino es una herramienta para hacer que los ordenadores puedan sentir y controlar el mundo físico a través de tu ordenador personal. Es una plataforma de desarrollo de computación física (physical com-puting) de código abierto, basada en una placa con un sencillo micro-controlador y un entorno de desarrollo para crear software (progra-mas) para la placa. Puedes usar Arduino para crear objetos interac-tivos, leyendo datos de una gran variedad de interruptores y senso-res y controlar multitud de tipos de luces, motosenso-res y otros actuadosenso-res físicos. Los proyectos de Arduino pueden ser autónomos o comuni-carse con un programa. La placa puedes montarla tu mismo o
com-prarla ya lista para usar, y el software de desarrollo es abierto y lo puedes descargar gratis.
El lenguaje de programación de Arduino es una implementación de Wiring, una plataforma de computación física parecida, que a su vez se basa en Processing, un entorno de programación multimedia.
Libro Técnicas Digitales
Esta obra está destinada a todos los "amantes de la electrónica digital" y a quienes trabajan con computadoras digitales, sistemas de transmisión en PCM (Pulse Code Modulation: modulación por impulsos codificados), tele señalización y/o tele supervisión digital, servomecanismos, sistemas de tele medición numérica, etc., y que desean comprender el funcionamiento básico de tales sistemas.
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Electrónicos más empleados por estudiantes, técnicos y aficiona-dos.
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ARDUINO
INTRODUCCIÓN
Desde que el primer microprocesador vio la luz del mundo (el 4004), y cuya única y principal operación era una suma de 1 bit, se comenzó con una carrera tec-nológica que lejos de ver el fin, día a día va logrando cosas inimaginables, tal es el caso de los microcontroladores que vendrían a ser el ejemplo resumido y en miniatura, de una computadora personal (PC).
Un microcontrolador del sistema PICAXE puede ser de 8, 18, 28 o 40 terminales o más (figura 1), internamente dentro de su encapsulado, posee como equipamien-to mínimo un microprocesador, memoria RAM, y distintas versiones de memoria ROM. Los microcontroladores más avanzados, aparte de lo mencionado anterior-mente, también llegan a poseer temporizadores ADC, DAC, Comunicación en parale-lo, USAR, etc.
Un microcontrolador, desde el punto de vista de operación, puede considerarse como si fuera una PC, ya que cuenta con el conjunto básico de implementos que necesita para realizar sus funciones, esto es, microprocesador, disco
duro, memoria RAM, etc. Clásicamente, cuando programamos un micro-controlador, de forma implícita se tiene que desarrollar un programa que trabaja a manera del BIOS de una PC, ya que lo primero que debemos tomar en cuenta es la configuración de sus puertos, ya sea como de entrada o de salida, configurar sus demás herramientas como pueden ser los temporizadores, los ACD, etc.
Han aparecido en el mercado, sistemas de desarrollo que permiten la programación del microcontrolador de una manera relativamente fácil, en la cual se puede emular el proceso que nos interesa desarrol-lar. Para la mayoría de estos sistemas de desarrollo, una vez que se tiene terminada la aplicación, el paso siguiente es armar el prototipo e insertar el microcontrolador debidamente programado. En la figura 2 se
Teoría
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LECTRÓNICALos Microcontroladores
PICAXE
Un PIC es un microcontrolador que precisa un entorno de desarrollo (el MPLAB) para editar programas, simularlos, con-vertir el programa en un archivo hexadecimal y realizar la simulación que verifique que está todo bien. Luego, se precisa un cargador para “descargar” el programa en la memoria del PIC, y por último se debe quitar el PIC del cargador y colocarlo en el circuito donde va a funcionar.
Un PICAXE “no precisa nada de todo eso...” es un PIC al que se le ha grabado un programa interno (firmware) para que pueda ser “cargado” en la misma placa donde va a funcionar por medio de un software gratuito y en el que los programas pue-den escribirse en BASIC o en diagrama de flujo.
ETAPA 5 - Lección 3
Figura 1
Figura 2 Esta es la tercera lección de la quinta etapa del Cur so de Elec tró ni ca Mul ti me dia, In te rac ti vo, de en se ñan za a dis tan cia y por me dio de In ter net que presentamos en Saber Electrónica Nº 295. Ca da lec ción se com po ne de una guía de es -tu dio y un CD mul ti me dia in te rac ti vo. El alum no tie ne la po si bi li dad de ad qui rir un CD Mul ti me dia por ca da lec ción, lo que lo ha -bi li ta a rea li zar con sul tas por In ter net so bre las du das que se le va yan pre sen tan do. Tan to en Ar gen ti na co mo en Mé xi co y en va -rios paí ses de Amé ri ca La ti na al mo men to de es tar cir cu lan do es ta edi ción se pon drán en ven ta los CDs del “Curso Multimedia de Electrónica en CD”, el vo lu men 1 de la primera etapa co rres pon de al es tu dio de la lec -ción Nº 1 de es te cur so (aclaramos que en Saber Electrónica Nº 295 publicamos la guía impresa de la lección 1), el vo lu men 6 de di -cho Curso en CD co rres pon de al es tu dio de la lec ción Nº 6.
Para adquirir el CD correspondiente a cada lección debe enviar un mail a:
[email protected]. El CD correspondiente a la lección 1 es GRATIS, y en la edición Nº 295 dimos las instrucciones de descarga. Si no poee la revista, solicite dichas instrucciones de des-carga gratuita a:
puede observar un kit de desarrollo para trabajar con microcontroladores, en este caso con el sistema PICAXE. Tenga en cuenta que no es preciso que com-pre programa alguno para empezar a trabajar, dado que lo puede bajar gratis de Internet, además, Ud. puede armar el cable de conexión a la PC y la placa de circuito impreso del dispositivo que desee.
Hace apenas un tiempo, se ha lanzado al mercado el sistema de desar-rollo para programar microcontroladores PIC llamado PICAXE, que de por sí, quien ha utilizado estos microcontroladores, puede constatar lo sencillo que resulta su programación, el sistema de desarrollo PICAXE hace las cosas todavía más sencillas para el programador.
El sistema de desarrollo PICAXE hace las cosas todavía más sencillas para el programador, ya que cuenta con dos opciones de diseñar una aplicación: una por medio de diagramas de flujo y otra por medio de “BASIC”, y aunque esto no es ninguna novedad, (ya que estas herramientas existían con anteri-oridad), lo ventajoso del PICAXE radica en el hecho de que se trata de un microcontrolador PIC que, en un segmento de memoria ROM interna le ha sido grabado desde su fabricación, un firmware a manera de BIOS que simplifica la forma de programarlo.
Al igual que en todos los sistemas de desarrollo, existen ya predefinidas toda una serie de tarjetas de prácticas sobre las cuales podemos emular las aplicaciones que hemos diseñado, pero gracias al firmware que poseen los microcontroladores PICAXE “se puede armar la aplicación completa incluyendo al microcontrolador”, y sobre la aplicación programarlo sin necesidad del sistema de desarrollo, ni del cir-cuito programador de microcontroladores (vea la figu-ra 3). Dehecho, el sistema PICAXE hace más accesible la programación de microcontroladores a todas aque-llas personas que tan sólo cumplan con el único e indispensable requisito que es el de querer aprender. Vea en la figura 4 una “pantalla” de la aplicación que nos permitirá realizar el programa que vamos a cargar adentro del PIC.
Aquí no vamos a mencionar las ventajas y desven-tajas del sistema PICAXE con respecto a otros, lo único que podemos agregar es que se trata de otra manera de programar microcontroladores PIC, emple-ando diagramas de flujo y/o lenguaje BASIC (figura 5), con los cuales, ya sea de manera consciente o total-mente implícita, recurrimos a ellos para elaborar un programa. A lo largo de estaa lección, iremos aprendi-endo paso a paso la forma de cómo programar los microcontroladores bajo el sistema PICAXE. Para ello, como primer paso, emplearemos una tarjeta de desarrollo de la cual proporcionaremos su circuitería para que ustedes la puedan armar, posteriormente después de realizar algunas prácticas, avanzaremos sobre aplicaciones en donde se tenga al microcontrolador como elemento principal y al cual programaremos en sitio.
VENTAJAS DEL SISTEMA PICAXE
Como dijimos, el PICAXE es un sistema de microcontroladores PIC muy fácil de programar ya que utiliza un lenguaje BASIC muy sencillo, además de contar también
Figura 3
Teoría
con la posibilidad de programarlos con diagramas de flujo. Aprovecha todas las características de los microcontroladores de bajo costo que incorporan memoria FLASH.
Está disponible en tres versiones que son el de 8 terminales (PICAXE-08), 18 terminales (PICAXE-18) y 28 terminales (PICAXE-28). En estos microcontroladores ya se tienen definidas las terminales que tienen la función de entrada y salida de datos, además de las terminales que sir-ven para programar al PICAXE en sitio, o en otras palabras sobre la misma aplicación. En las figuras 6, 7 y 8 se muestran los circuitos esquemáticos de la disposición de cada uno de los microcontroladores PICAXE.
En la figura 6 se muestra el circuito esquemático para un PICAXE de 8 terminales, de las cuales las que están
identifi-cadas como Pin1 E/S, Pin2 E/S, Pin3 E/S y Pin4 E/S, son terminales que pueden funcionar como entradas o salidas de datos del exterior hacia el microcontrolador. Las terminales identificadas como Serial En y Serial Sal, se utilizan para pro-gramar al microcontrolador a través del puerto serie de una PC, para lo cual las terminales del conector identificado como CON1 se hacen llegar al conector DB9 de la PC, tal como se muestra en la figura 9. Por otra parte, de la misma figura 6 se observa que la terminal identificada como Serial Sal, cumple con una doble función, y dependiendo de dónde se ubique un jumper selector en el conector CON2, se podrá mar al PIC o esa misma terminal una vez progra-mado el PIC tendrá la función de una terminal de salida de datos.
Del circuito esquemático de la figura 7 se observa la forma en que están dispuestas las ter-minales de un PICAXE de 18 terter-minales, de las cuales las que se encuentran identificadas como En 0, En 1, En 2, En 6 y En 7 son dedicadas exclu-sivamente para adquirir datos del exterior hacia el microcontrolador. Las terminales que se encuentran identificadas de la Sal 0 a Sal 7 son exclusivamente para enviar datos hacia afuera del microcontrolador, mientras que las terminales identificadas como Serial Sal y Serial En, se uti-lizan para programar al microcontrolador.
En el circuito de la figura 8 se muestra la forma de conectar a un PICAXE de 28 terminales,
en donde aparte de las terminales de entrada que se encuentran definidas como En 0 a En 7, también se cuenta con las terminales de salida identificadas como Sal 0 a Sal 7, además de 4 terminales para entrada de datos analógicos, y por último las ter-minales de programación del microcontrolador.
Ya se ha mencionado que el sistema PICAXE no requiere de programador o bor-rador, ya que utiliza únicamente tres alambres conectados al puerto serie de una computadora, tal como se describe en la siguiente figura 9.
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LECTRÓNICAFigura 5
Figura 6
Una vez que han sido identificadas las termi-nales a utilizar en el conector del puerto serie de la PC, ahora lo que sigue es preparar la conexión hacia el PIC tomando en cuenta las terminales, tal como se aprecia en la figura 10.
Como se puede observar en la figura 10, se puede emplear (es recomendable) un plug de los utilizados para conectar los audífonos a la salida de audio de un walkman o discman, y tener un cable con un conector DB9 en un extremo y un plug de audio en el otro, tal como se ilustra en la figura 11.
EL SISTEMA PICAXE
“PICAXE” es un sistema que emplea un micro fácil de programar que utiliza un lenguaje BASIC muy simple, el cual la mayoría de los estudiantes pueden aprender rápidamente. Los microcontro-ladores (con memoria FLASH) pueden ser pro-gramados una y otra vez sin la necesidad de un costoso programador PIC. El sistema no necesita de ningún programador, borrador o complejo sis-tema electrónico. El programa puede escribirse en BASIC o por medio de un diagrama de flujo y se carga mediante una conexión de tres cables conec-tada al puerto serie de la computadora. El sistema PICAXE consiste en tres componentes principales:
1) El software editor de programación.
2) El cable de conexión al puerto serial de la PC 3) El chip PICAXE
Ya retornaremos con este tema, cuando sepamos más acerca de las características principales de estos chips. Veamos ahora en qué consiste el software gratuito.
EL EDITOR DE PROGRAMAS
Lo diferente del sistema de microcontroladores PICAXE, con respecto a la programación tradicional de los microcontroladores PIC, radica en la
progra-Figura 8
Figura 9
Figura 10
Teoría
mación basada en un lenguaje BASIC y diagra-mas de flujo. Esto hace que los microcontro-ladores del
sis-tema PICAXE
sean muy fáciles de programar, en
un ambiente
amigable. Para progra-mar los
micro-controladores PICAXE debemos, en primera instancia, instalar el soft-ware que contiene el ambiente de programación, por lo que describire-mos la forma de hacerlo.
Si bien a lo largo de este texto vamos a explicar paso por paso cómo se emplea el “Programming Editor” (Editor de Programas), es necesario que ya lo tenga en su computadora.
El software lo puede bajar de nuestra página de internet que usted ya conoce www.webelectronica.com.ar, debe hacer clic en el ícono password e ingresar la clave PICAXEPRO. Recuerde que para bajar cualquier información debe ser socio del club SE, lo cual es gratuito y puede inscribirse por Internet en sólo un par de minutos (siga las instrucciones que dimos para bajar el programa y encontrará cómo hacerse socio, si aún no lo es).
Una vez que se tenga el software, se contará con una carpeta con el nombre de “progedit”, a la cual debemos acceder (observe la figu-ra 12). Luego debemos ingresar a la carpeta progedit y tenemos que ubicar el programa identificado como “Programming Editor”, al cual debemos hacerle un doble click con el ratón de la pc para que éste se ejecute y se pueda instalar el programa de los PICAXE, tal como se muestra en la figura 13.
Una vez que ejecutamos el programa de instalación Programming Editor aparecerá la ventana que se muestra en la figura 14, sobre la cual debemos de oprimir con el ratón el cuadro identificado como “next” para que continúe la instalación.
Posteriormente será desplegada la ventana donde se muestra la licencia que debemos aceptar, porque de otra manera no podremos continuar con la instalación del software, por lo que nuevamente oprimiremos el cuadro identificado como “next”, esta acción se indica en la figura 15.
Como paso siguiente, pregunta por el nombre del usuario que nor-malmente utilizará el software, aquí podemos instalar la aplicación para que pueda ser utilizada por todas las personas que utilicen la computadora, y después de seleccionar esta acción tenemos que oprimir el cuadro identificado como “next”, tal como se muestra en la figura 16. Figura 13 Figura 12 Figura 14 Figura 15 Figura 16
Posteriormente debemos decir en dónde se guardará el software de progra-mación, que por lo general, aquí no ten-emos que modificar dato alguno, a menos de que queramos asignar otra localidad, tal como se ilustra en la figura 17. Una vez seleccionada la opción correspondiente procederemos a hacer clic sobre el cuadro identificado como “next”.
Por último, aparecerá una ventana de confirmación para estar seguros de que los datos que introdujimos se encuentran correctos, si es así debemos oprimir el cuadro identificado como “next” para que continúe la insta-lación, tal como se aprecia en la figura 18.
Cuando se está instalando el software se indica gráficamente, tal como se ilustra en la figura 19, aquí debemos esperar hasta que se ter-minen de instalar, tanto el software de programación como todas las utilerías que serán empleadas por los PICAXE. En la figura 20 se mues-tra la ventana que nos indica que ya se ha concluido con la instalación, por lo que debemos oprimir el cuadro identificado como “finish”. Una vez instalado el software de programación de los PICAXE, en el escrito-rio de nuestra pc encontraremos un ícono de acceso directo identifica-do como “PICAXE Programming Editor”, al cual, para comenzar a pro-gramar los microcontroladores, debemos hacer un doble click con el
Figura 17 Figura 18
Figura 19 Figura 20
Figura 21 Figura 22
Teoría
mouse para que se ejecute el programa, tal como se muestra en la figura 21. En la figura 22 y 23 se observa un ejemplo del ambiente gráfico tanto en lenguaje BASIC como en diagrama de flujo.
COMENZANDO A TRABAJAR CON PICAXE
Para empezar a utilizar el sistema de microcontroladores PICAXE comenzaremos con una aplicación muy sencilla, por lo que en primera instancia nos dedicaremos a encender y apagar leds, de acuerdo al estado que guarden las terminales de entra-da de entra-datos del microcontrolador. Cabe aclarar que conforme se avance en los temas de PICAXE podremos incorporar controles para motores, utilización de convertidores analógico - digital (ADC), etc. Recordemos que el sistema PICAXE está disponible en tres versiones que son el de 8 terminales (PICAXE-08), 18 terminales (PICAXE-18) y 28 terminales (PICAXE-28), y en función de las terminales que tienen disponibles para la entrada y salida de datos, serán las que ocuparemos para comunicar al microcontrolador con el exterior.
Comencemos pues, con el primer circuito para visualizar la salida de datos, y se trata de un circuito muy sencillo para encender leds, el cual se muestra en la figura 24. Este circuito lo podemos reproducir tantas veces como terminales de salida se tengan disponibles.
Ahora veamos cuál sería el primer circuito que se recomienda para ingresar datos discretos (digitales) al microcontrolador, y se trata de un interruptor con reposi-ción automática (push-boton), el cual se muestra en el circuito de la figura 25.
De igual manera que en el caso del circuito de la figura 1, se puede reproducir el circuito de la figura 25 tantas veces como entradas tenga disponible el microcon-trolador.
Para realizar el primer ejercicio vamos a elegir uno de los tres tipos de micro-controladores PICAXE que se tienen disponibles, que en este primer ejercicio se trata del PICAXE-18; pero posteriormente se realizarán ejercicios con todos los tipos de microcontroladores PICAXE.
El circuito propuesto para esta primera experiencia se muestra en la figura 26, en la cual se tiene 1 entrada y 1 salida.
Para programar el microcontrolador PICAXE, la primera acción que tenemos que realizar es abrir el software de
pro-gramación llamado “PICAXE
Programming Editor” y que previamente tuvo que ser instalado.
Una vez que hacemos doble click sobre el ícono del software de progra-mación y accedemos al ambiente de pro-gramación, aparece una ventana en donde se configuran las opciones con las cuales trabajaremos.
Como primer paso, ya que es la
Figura 24
Figura 25
primera vez que utilizamos este software, es conveniente seleccionar el menú identificado como “Languaje” ya que aquí es donde se con-figura el lenguaje con el cual estaremos interactuando, si desea más detalles sobre esta parte del programa, puede bajarlo de Internet o adquirir la revista Saber Electrónica Nº 215. De internet, puede bajar-lo desde nuestra web con la clave “picaxepro”.
Para empezar a trabajar debemos configurar el programa (es muy sencillo, ya lo veremos más adelante), seleccionando la opción “Modo” del menú para elegir el PICAXE que vamos a emplear en nue-stro proyecto, qué frecuencia de operación tendremos (generalmente 4MHz), etc. Luego, debemos elegir la opción “modo” del menú para indicar en qué puerto tendremos el circuito para descargar el progra-ma.
De la figura 27 observamos el ambiente de trabajo que presenta el software de programación de los microcontroladores PICAXE, en el cual se aprecia un espacio en blanco que es donde se ingresan las instrucciones en forma de “BASIC”.
¿QUÉ INSTRUCCIONES SON LAS QUE UTILIZAREMOS?
Si no sabemos, no es el fin del mundo y vamos paso a paso. Para comenzar utilizaremos una opción que se cuenta en este software para programar a los microcontroladores que son los diagramas de flujo, por lo que como se indica en la figura 27, seleccionamos de la barra de herramientas la opción “Archivo”, posteriormente “Nuevo” y por último “Nuevo Organigrama”, y lo que aparecerá será el ambiente de trabajo para ingresar el diagrama de flujo de nuestro programa.
Para comenzar, éste va a ser nuestro campo de trabajo ya que de forma intuitiva todos sabemos hacer diagramas de flujo. Pues bien, antes de seleccionar los bloques que lo constituirán, vamos a describir cuál es el algoritmo del programa que queremos desarrollar:
“Cuando se oprima un push - boton se encienda un led, y cuan-do se suelte el push - boton se apague el led”.
Existen bloques prediseñados que nos auxilian en el manejo del estado que guardan las terminales de entrada del microcontrolador de manera independiente, por lo que como se muestra en la figura 28 seleccionamos el recuadro que tiene indicado un rombo y dentro de este la palabra “if”.
Ahora lo que tenemos que hacer es seleccionar qué condición es la que utilizaremos, que para este ejercicio será la que se encuentra dentro del recuadro que tiene una figura de un rombo y dentro de este la palabra “Pin” (observe la figura 29), esto es, estaremos leyendo la condición de una terminal de entrada que, por defecto cuando lo ubi-camos sobre nuestra área de trabajo, siempre se coloca la entrada 0 (terminal 17 del microcontrolador). Este bloque tiene la tarea de leer el estado lógico de la terminal de entrada y la compara con un 1 lógi-co y dependiendo de si la entrada es igual o no, tiene dos posibles sal-idas “Y” por si es igual a 1 lógico y “N” por si la entrada es 0 lógico. Y por último, oprimimos el recuadro que tiene una flecha en forma de U para regresar al menú principal.
Figura 27
Figura 28
Figura 29
Teoría
De acuerdo al algoritmo que planteamos líneas atrás, lo que ten-emos que hacer es que se encienda un led cuando en la terminal de entrada se encuentre un 1 lógico, o que el led se apague cuando en la entrada se encuentra un 0 lógico. Para esta actividad recurrimos al recuadro identificado con la palabra “Out”, ya que es ahí donde se encuentran los bloques que actúan sobre las terminales de salida del microcontrolador. Una vez en el interior del menú de bloques de sali-da, tenemos que seleccionar la acción que hará que el led se encien-da o se apague, por lo que en primer instancia seleccionamos el bloque identificado con a palabra “High” el cual quiere decir que la salida se encenderá, por cierto cuando seleccionamos este bloque, por defecto se ubica la salida 0 (terminal 6 del microcontrolador), tal como se ilustra en la figura 30.
Ya se tiene entonces, el bloque que encenderá el led por lo que ahora requerimos la acción correspondiente con su apagado, y ésta corresponde al recuadro identificado con la palabra “Low” que es pre-cisamente el bloque que realizará la tarea de apagar el led, y también por defecto al seleccionarlo por primera vez, se ubica en la salida 0 (figura 31).
Una vez que ya tenemos los bloques que necesitamos para ingre-sarle o sacarle datos al microcontrolador PICAXE, procedemos ahora a unir los bloques para que realicen el algoritmo que fue planteado líneas atrás, para ello existe una herramienta que se encuentra en un recuadro identificado con una línea vertical que en sus extremos tiene un “*”.
Cuando seleccionamos esta herramienta (figura 32) y acercamos el puntero del ratón sobre alguno de los bloques que ya se encuentran en el área de trabajo, se les aparece un círculo de color rojo en aquel punto que requiere una conexión. Ya selec-cionado el punto de conexión trazamos la línea hasta el siguiente punto de conexión de un bloque para realizar la unión lógica del flujo de datos, cabe aclarar que para cada unión que se necesite realizar, se tiene que volver a seleccionar la herramien-ta de conexión, en la figura 33 podemos apreciar la conexión compleherramien-ta de todos los bloques. Si ya terminamos de diseñar nuestro diagrama de flujo y antes de progra-mar el microcontrolador, es importante saber si el programa va a funcionar, porque recuerden que no es lo mismo “desear” que el
microcon-trolador haga lo que según nosotros programamos, a lo que realmente hace en función del programa que ingre-samos.
Existe en el software de los PICAXE la posibilidad de simular el programa, y eso es lo que vamos a hacer, por lo que seleccionamos el recuadro que tiene el símbolo de una punta de flecha tal como se ilustra en la figura 32, lo seleccionamos y enseguida aparecerán 2 ventanas, una de ellas indica el estado lógico que guardan las salidas y entradas del microcontrolador, esta ventana aparece en la parte inferior de la imagen de la figura 33.
Los recuadros verdes que se iluminan indican qué sal-idas están siendo activas con un 1 lógico, mientras que los que aparecen debajo de los cuadros verdes, indican la posición de las señales de entrada al microcontrolador, los cuales cuando se encuentran en la posición inferior
Figura 31
Figura 32
significa que la entrada se encuentra en 0 lógico, y si están en la posi-ción superior la entrada se encuentra en 1 lógico. Por otra parte tam-bién se observa que, dependiendo dónde se encuentre la posición del switch, se iluminará en color rojo la línea que une los diferentes blo-ques que son afectados por la respuesta del estado lógico de entra-da, y de esta manera podemos visualizar qué es lo que está sucedi-endo con nuestro programa.
Una vez que simulamos nuestro programa y observamos que las condiciones del algoritmo se cumplen (encender un led cuando se tiene un 1 lógico en la entrada y apagar el led cuando se tiene un 0 lógico en la misma entrada), ya estamos listos para dar el siguiente paso, que es convertir el diagrama de flujo a instrucciones de BASIC, para lo cual en la barra de herramientas seleccionamos el menú identificado como “Organigrama” y después la opción “Convertir el Organigrama a Basic” (de manera rápida pudimos presionar la tecla F5).
Ahora lo que tenemos que hacer es conectar el cable tanto al puerto serie de la pc como a las terminales del microcontrolador que se indican en el diagrama de la figura 26 para programar al PICAXE, ya propusimos la manera en cómo se debe construir el cable de programación tomando en cuenta las terminales que se deben ocupar. Para grabarle el pro-grama al microcontrolador debemos dirigir la flecha del ratón a la barra de herramientas y seleccionar el menú “PICAXE”, después la instrucción “Ejecutar” (o de manera rápida F5), tal como se muestra en la figura 34. En ese mismo instante aparecerá una ventana indicando que se está llevando a cabo la programación del microcontrolador PICAXE. Cuando se encuentra en la fase de programación, una barra que irá creciendo nos dirá la cantidad de códigos que está siendo descargado hacia el microcontro-lador. Cuando se termina de grabar el microcontrolador apare-cerá una ventana que nos indica la finalización del proceso de programación, figura 35. Ahora podemos verificar en el micro-controlador que el programa que diseñamos se encuentra per-fectamente bien, por lo que tenemos que oprimir el push - boton y esta acción debe encencer el led, y cuando soltemos el push -boton el led se debe apagar.
ENTRENADOR PARA PICAXE-08
En esta oportunidad diseñaremos nuestra primera tarjeta de entrenamiento uni-versal para programar microcontroladores PICAXE, y como en todo comienzo dare-mos inicio por lo más sencillo y más pequeño, esto es, los microcontroladores de 8 terminales denominados PICAXE – 08.
En primera instancia recordemos cuál es la configuración de un PICAXE–08, para en función de ello tomar en cuenta de cuántas entradas y cuántas salidas podemos echar mano y aprovecharlas al máximo. En la figura 36 tenemos el circuito de un “entrenador” para comenzar a trabajar con este microcontrolador. Se trata del circuito inicial para trabajar con PICAXE.
Tenemos la oportunidad de disponer de un total de 4 E/S (4 entradas y 4 sali-das), pero no nos confundamos, si sumamos el número de salidas con el número de entradas tendremos un total de 8 y el PICAXE–08 que manejaremos tiene solamente 8 terminales.
Figura 34
Práctica
¿Esto quiere decir que las terminales de salida y de entrada ocupan todas las que posee?
La respuesta es “no”, ya que en esas 8 terminales deben estar las 4 entradas, las 4 salidas además de las 2 terminales de alimentación y 2 para programarlo. Específicamente para los PICAXE–08 las terminales 3, 5, 6 y 7 cumplen con una doble función, por lo que debemos tener cuidado cuando los programemos, porque por ejemplo la terminal 3 puede comportarse como una terminal de entrada o una terminal de salida, todo depende cómo la contemplemos cuando realicemos el pro-grama del PICAXE–08. La tarjeta entrenadora que proponemos tiene la posibilidad de explotar al máximo las propiedades del PICAXE–08, y será por medio de jumpers como se podrá configurar la circuitería, tanto para programar como para fijar entradas o salidas de datos (vea nuevamente el circuito de la figura 36).
A continuación describiremos cada parte de esta tarjeta entrenadora para que podamos sacarle el máximo provecho.
En primer término identificaremos la ubicación de donde instalar el microcon-trolador PICAXE–08, este debe encontrarse en la base identificada como IC1 respetando la identificación de las terminales (vea la placa de circuito impreso para este entrenador en la figura 37).
Los conectores identificados como ES1, ES2 y ES4 tienen 3 terminales, de las cuales, la del medio de cada uno de ellos se hace llegar hacia la correspondiente ter-minal del microcontrolador PICAXE, las 2 terter-minales restantes de cada conector (ES1, ES2 y ES4), una va hacia el bloque destinado para conectar las entradas de datos, y la segunda se dirige hacia el bloque de terminales de salida de datos. Pues bien, para seleccionar si la terminal del microcontrolador será configurada como sal-ida o entrada, será a través de un jumper que, dependiendo de cómo se conecte,
Figura 36
