D D CARRER INGENI DISEÑO Y DE TEXTO FACULTA
RA DE ING
Tesi IERO ELE
Y CONSTR O EN UN T COM
AD DE CIE
GENIERIA
is de grado ECTROME RUCCIÓN D TABLERO MUNICACI San i Santo Do ENCIAS DE A ELECTRO
oprevia a la ECANICO,
INDUST
DE UN SIT DE LED’S IÓN VIA E
Director Ing. Jorg
nto Doming Agosto
omingo
E LA INGE
OMECANI a obtención MENCIÓN TRIAL TEMA PAR S MEDIAN ETHERNET de tesis ge Terán
go – Ecuado , 2011
ENIERIA
ICA Y AU
n de título d N EN AUT
RA VISUA NTE MICR T EN LA U
Joffr or TOMATIZ de: TOMATIZA ALIZAR ME ROPROCES UTE. E re Patricio T
ii
Ing. Jorge Terán
DIRECTOR DE TESIS
APROBADO
Ing. Nilo Ortega
PRESIDENTE DEL TRIBUNAL
Ing. Víctor Armijos
MIEMBRO DEL TRIBUNAL
Ing. Germán Vega
MIEMBRO DEL TRIBUNAL
iii
Del contenido del presente trabajo se responsabiliza al autor
Joffre Patricio Tapia Torres CI.1717507428 Institución: UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
Campus Arturo Ruiz Mora Santo Domingo
Tema: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN SISTEMA PARA VISUALIZAR MENSAJES DE TEXTO EN UN TABLERO DE LED’S MEDIANTE MICROPROCESADOR Y COMUNICACIÓN VIA ETHERNET EN LA UTE.
iv
INFORME DEL DIRECTOR DE TESIS
Santo Domingo,……de……….del 2011
Ing. Katiusca Rosero
DIRECTORA ACADÉMICA
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL CAMPUS ARTURO RUIZ MORA SANTO DOMINGO
Por medio del presente tengo a bien informarle que la Tesis de Grado propuesta por el sr.Patricio Tapia Torres, previa a la obtención del Título de Ingeniería Electromecánica y Automatización, cuyo tema es “DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN SISTEMA PARA VISUALIZAR MENSAJES DE TEXTO EN UN TABLERO DE LED’S MEDIANTE MICROPROCESADOR Y COMUNICACIÓN ETHERNET EN LA UTE”. Ha sido desarrollada en su totalidad.
Por lo expuesto autorizo la presentación de este documento para su respectiva evaluación.
Atentamente,
v
Dedico este proyecto a toda mi familia, quienes me han sabido darsu amor, cariño y todo su apoyo para salir siempre adelante encada una de mis metas, llenando mi vida de sabios consejos queme han permitido ser una persona de bien para la sociedad.
A mi Padre, Madre, Hermanos quieneshan sido parte de mi vida y quienes ansiaban conmucho orgullo que termine el mi carrera con éxito
A cada uno de las personas que me apoyaron con el desarrollo delproyecto.
vi
Agradezco a Dios por haberme permitido culminar mi carrera conel desarrollo del presente proyecto, ya que me ha sabido guiar encada paso del mismo.
Un agradecimiento cordial Ing. Jorge Terán director de mi tesis respectivamente,al Ing. Germán Vega encargado del área de sistemas enla UTE, quienes me supieron brindar todo el apoyo y lacolaboración durante el proceso de desarrollo del proyecto.
A todos y a cada uno de los Docentes de la Universidad Tecnológica Equinoccial, enespecial a los de la Facultad de Ingeniería Electromecánica quienes me impartieron sus conocimientos en las aulas para miformación profesional.
A mis Padres quienes me supieron guiar con sus consejos, a miscompañeros y amigos que siempre estuvieron dándome su apoyoen todo momento.
vii
El proyecto Letrero UTE presentado en este plan conlleva a la satisfacción que en el Campus Arturo Ruiz Mora existía de publicar un mensaje a toda aquella persona que transite por el mismo mostrando un informativo, una convocatoria o cualquier idea de interés para la comunidad universitaria.
Ya que dentro de la formación académica en la Facultad de Electromecánica se presenta las puertas abiertas para la innovación en distintos campos técnicos y optando por contemplar la iniciativa de fusionar la Electrónica con la investigación en Informática, el desarrollo de este proyecto lleva a cumplir con unos de los objetivos presentados a lo largo de la carrera: el desarrollo de tecnología de la mano de la investigación.
Es entonces que en el primer capítulo y luego de un análisis riguroso se presenta los criterios, las ventajas, los motivos, los alcances y limitaciones, objetivos y justificativos que permiten cumplir rigurosamente con las expectativas enunciadas en el plan de tesis.
En el capítulo segundo se hace referencia a un marco más teórico que abarca la parte esencial de los dispositivos en uso: microprocesador, diodos emisores de luz, el uso de software de desarrollo de programas como el Visual Basic y Bascom AVR, así como de software de simulación como el ISIS y ARES, además se presenta información conceptual general de una red informática y el Ethernet.
viii
el control de transmisión de datos del microprocesador en Bascom AVR. Culminado en el mismo la presentación del prototipo con sus matrices, simulaciones y construcción del mismo.
En el capítulo cuatro y luego de tener habilitado el dispositivo plan , se realiza pruebas de campo obteniendo datos sobre distancias efectivas de observancia, velocidades de presentación de texto, ángulos de visibilidad de mensaje, calidad de imagen en distintas etapas de un día con distintas cantidades de luz, mostrando resultados bastante alentadores que no se esperaba alcanzar y que permiten manifestar la fiabilidad y factibilidad que presenta la realización de este proyecto en cualquier circunstancia siempre que cumpla con los parámetros igualmente señalados en este capítulo.
Se culmina el proyecto con las conclusiones y recomendaciones que se alcanzaron luego de la evaluación ardua de los resultados, canalizando y determinando que los objetivos planteados al inicio de este plan se han cumplido a cabalidad.
ix
Sign UTE The project presented in this plan leads to the satisfaction Campus Mora Arturo Ruiz was to publish a message to anyone who travels on the same display a report, a call or any idea of interest to the university community.
Since within the academic in the Faculty of Electromechanical presents the door open to innovation in different technical fields and consider opting for the initiative to merge electronics with research in computer science, the development of this project has to comply with a the objectives presented throughout the race: the development of technology from the hand of the investigation.
Then in the first chapter and then a rigorous analysis is presented criteria, benefits, motives, strengths and limitations, and supporting objectives that allow to rigorously fulfill the expectations set out in plan view.
In the second chapter refers to a theoretical framework that encompasses the bulk of the devices in use microprocessor-emitting diodes, the use of software development programs such as Visual Basic and Bascom AVR and software simulation as the ISIS and ARES also provides information of a general conceptual and Ethernet computer network.
x
In chapter four and then have the device enabled plan, field testing is done by obtaining data on effective enforcement distances, text presentation speeds, angles of visibility of message, image quality at different stages of a day with different amounts light, showing very encouraging results were not expected to reach and allowing the reliability and feasibility show presented by this project in any event if it meets the parameters outlined in this chapter also.
xi
Informe del director de tesis………...….iii
Certificación……….iv
Dedicatoria………....v
Agradecimientos………..vi
Certificado del tribunal……….vii
Resumen………..…...viii
Índice general………...xi
Índice de figuras………....xvii
Índice de tablas……….…...xxi
CAPÍTULO 1……….………..1
CONTENIDO 1.1 Introducción……….………...1
1.2 Antecedentes………...1
1.2.1 Antecedentes históricos………..….1
1.2.2 Antecedentes científicos………...2
1.2.3 Antecedentes prácticos……….……2
1.2.4 Importancia del estudio………..………...3
1.2.5 Situación actual del tema de investigación……….…….3
1.3 Limitaciones del estudio………...4
1.4 Alcance del trabajo………...4
1.5 Objetivo del estudio………...4
xii
1.5.1.3 Justificación………..………..5
1.5.2 Hipótesis………..………6
1.5.2.1 Hipótesis alternativa………..………..6
1.6 Metodología………...………...6
1.6.1 Unidad de análisis………..…...6
1.6.2 Unidad de estudio………..6
1.6.3 Aspectos metodológicos generales del estudio………7
1.6.3.1Descriptivo………….………..………...7
1.6.3.2Correlacional……….………..………..……..7
1.6.3.3 Validación...…..……...………..………..…..7
1.6.4 Método de estudio………...7
1.6.4.1Deductivo…..………...………..……….8
1.6.4.2 Analítico.………..…..………..………...8
1.6.4.3 Descriptivo…………...………..……….8
CAPÍTULOII..………...9
SUSTENTACIÓN TEÓRICA 2.1Microcontroladores……….………...9
2.1.1¿Qué es un Microcontrolador AVR? ……….………9
2.2Diodos Emisores de Luz (LED)………..11
2.2.1Tecnología de los LEDs……….……...12
2.2.2Eficiencia………..13
2.2.3El Efecto Cristalino………...14
xiii
2.3.3Multiplexación de una matriz de LEDs………..…...17
2.3.4Formato de la Matriz de LEDs………...20
2.3.4.1De su aplicación…...…….………..………..20
2.3.4.2De su Forma………...……….………..………20
2.3.4.3 Capacidad de Visualización.………..………..21
2.3.4.4 Otras Características...………..………23
2.4El Ojo Humano……….23
2.4.1Funcionamiento Del Ojo Humano………25
2.5Pantalla de Mensajes Variables………27
2.6Visual Basic………..28
2.6.1Introducción a Visual Basic………..28
2.6.1.1 Generalidades…...……….………..………..28
2.6.1.2 Características de Visual Basic.…...……….…….………..……….30
2.6.2Ediciones de Visual Basic……….…31
2.6.3Requisitos de hardware y del sistema………..32
2.6.3.1 Para la Instalación desde el CD-ROM…..…..………...32
2.7Descripción del Software de Simulación………...33
2.7.1Características de Proteus……….…33
2.7.1.1 ISIS………...……….………..……….34
2.7.1.2 ARES………...……….………..……….…………..34
2.7.2Utilización De Isis……….…....35
2.8Elementos de Red……….………36
2.8.1Conceptos Generales de Redes………...36
xiv
2.8.2.3 Topología...…...……….………..………..37
2.8.2.3.1 Redes Punto-Multipunto...…...……….……….. .38
2.8.2.3.2 Redes Enmalladas (Mesh)..…...……….……….. 39
2.8.2.4 Medios de transmisión……..…...……….………40
2.8.2.5 Protocolo de Comunicaciones...……….………..40
2.8.2.6 Software y Sistema Operativo de Red...………...40
2.9El Estándar Ethernet……….40
2.9.1Capa Física……….41
2.9.2Arquitectura………..41
2.9.3Datagramas Ethernet……….42
2.9.4¿Qué significa TCP/IP?...43
2.9.4.1 La Diferencia entre estándar e implementación.………..44
2.9.4.2 TCP / IP es un modelo de capas……….………45
2.9.4.3 Modelo OSI……….………..45
2.9.4.4 El Modelo TCP/IP…..……….………..45
2.9.5Modulo Ethernet………...46
CAPÍTULO III….….….……….……….47
DISEÑO E IMPLEMENTACION DE PROYECTO 3.1Generalidades………...47
3.2Base del Diseño……….…………..47
3.2.1diseño de la pantalla usando matriz de LEDs……….47
3.2.1.1Diagrama de Bloque………..47
xv
3.3.1.2Interface de Red - Adaptación de Datos………...49
3.3.1.3Adaptación de Datos Seriales………...51
3.3.2Sistema de control de pantalla………...52
3.3.2.1 Programación en sistema: ISP (In- SystemProgramming)………..52
3.3.2.1.1ATMega 16……….54
3.3.2.1.2 Descripción del control de Pantalla………55
3.3.2.1.3 Circuito de Reset……….…56
3.3.2.1.4Circuito Integrado 74HC164……….………...57
3.3.2.1.5 ULN2803………60
3.3.2.1.6TIP 127………60
3.3.2.1.7 Matriz de LED’s………..61
3.3.2.2 Interface Humana (PC- Letrero UTE.exe)………62
3.3.2.2.1 Software de manejo de mensajes………...62
3.3.2.3 Fuente de voltaje………...……....63
3.4Diseño de Software………..64
3.5Algoritmo de diseño..………..64
3.5.1.1 Elementos que intervienen en el diseño………....65
3.5.2Elaboración del manejo de mensaje………...66
3.5.2.1Elaboración código fuente letrero UTE en VISUAL BASIC………66
3.5.2.1.1Aplicación desarrollada en VISUAL BASIC.. ………...……...69
3.5.2.2 Descripción aplicación LETRERO UTE………..71
xvi
3.5.5Diseño de placa para baquelita en ARES………..…..82
3.5.5.1 Elaboración de placa física ………..83
3.5.5.2 Montale de elementos en placas ………86
3.5.5.3 Armado de proyecto ………..……….91
CAPITULO IV………..…………..……94
PRUEBAS Y RESULTADOS DE LA MATRIZ DE LEDs 4.1Pruebas De La Pantalla………..……….94
4.1.1Angulo De Vision………...94
4.1.1.1Vista perpendicular de la pantalla………...94
4.2Brillo de la Pantalla………....97
4.3Distancia máxima de legibilidad de mensaje……….98
4.4Incidencia de luz ambiental………..100
4.5Pruebas con conexión……….102
4.5.1Conexión directa PC-Matriz de LED’s (cable cruzado)……….103
4.6Pruebas con conexión red simple extendida PC Matriz de LED’s……….105
4.7Pruebas con conexión red simple extendida PC Matriz de LED’s a distancia aproximada de 60 metros……….………109
4.8Pruebas de conexión inalámbrica PC Matriz de LED’s………..112
4.9Pruebas de conexión red compleja Campus UTE Santo Domingo…………....114
4.10Ubicación del Proyecto en Campus UTE………..117
4.10.1Legibilidad………..118
xvii
4.12Procedimientos de Operación……….….…..121
4.12.1Procedimiento para el uso de Software Launch WIZ100SR……….…..…..122
4.12.2Procedimiento para el uso del Software WIZVSP………..…...124
4.12.3Procedimiento de Operación………..127
4.12.3Para el manejo de mensajes………127
4.12.3.2 Para el mantenimiento……….130
CAPÍTULO 5………..………..132
5.1Conclusiones………...………...132
5.2Recomendaciones…….………...………..………..135
BIBLIOGRAFÍA………..138
ANEXOS………...139
ÍNDICE DE FIGURAS.
Fig. 2.1 Modelos comunes de un Microcontrolador AVR………...10Fig. 2.2 a) Símbolo esquemático del LED. b) Características físicas del LED ……...11
Fig. 2.3 Longitud de Onda vs. Eficiencia luminosa..………...13
xviii
direccionar un LED individualmente dentro de estas dos filas………..…….18
Fig. 2.7 Matriz de led’s y funcionamiento de multiplexado……….19
Fig. 2.8 Implementación de un sistema de control de matrices de LEDs………..19
Fig. 2.9 Espectro electromagnético……….24
Fig. 2.10 Espectro electromagnético que percibe el ojo humano………...24
Fig. 2.11 La función de la esfera ocular es la de alojar a la retina y proporcionar imágenesenfocadas y nítidas del mundo exterior………....……25
Fig. 2.12 Conos y bastones en la retina……….26
Fig. 2.13 l Ejemplo de una pantalla de mensajes variables………...27
Fig. 2.14 Portada de Visual Basic……….………...28
Fig. 2.15Icono de PROTEUS………...33
Fig. 2.16 Diseño en PROTEUS………..34
Fig. 2.17 Diseño en ARES ………...35
Fig. 2.18 Una red de computadoras es cualquier sistema de computación que enlaza dos o más computadoras……….………...36
Fig. 2.19 Topología PMP……….………...38
Fig. 2.20 Topología Malla……….………...39
Fig. 2.21 Programación Formato de la trama Ethernet………..………42
Fig. 2.22 Cobertura de a) redes WLAN y b) redes WIMAX……….…....46
Fig. 3.1 Diagrama de Bloques del proyecto……….………..48
Fig. 3.2 Internet………...49
Fig. 3.3 Interface WIZ110SR………..50
Fig. 3.4 Diagrama de bloques de interface WIZ110SR………..….……..50
Fig. 3.5 Distribución de pines MAX232.………..52
xix
Fig. 3.9 Diagrama lógico del integrado 74HC164………..58
Fig. 3.10 Resistencia controlada por corriente REXT...59
Fig. 3.11 Diagrama ULN2803………...60
Fig. 3.12 Diagrama TIP 127 y circuito equivalente………61
Fig. 3.13 Software Letrero UTE………..63
Fig. 3.14 Algoritmo de diseño………..65
Fig. 3.15 Desarrollo software Letrero……….70
Fig. 3.16 Form Grafico Software letrero UTE………70
Fig. 3.17 Simulación Letrero UTE……….71
Fig. 3.18 Aplicación Letrero UTE………..73
Fig. 3.19 Programador AVR………...79
Fig. 3.20 Conexión PROGISP a PC………79
Fig. 3.21 Manipulación compilador PROGISP………..80
Fig. 3.22 Desarrollo esquema proyecto………..81
Fig. 3.23 Simulación Control matriz de Led’s………81
Fig. 3.24 Simulación matriz de Led’s en ISIS………..………..82
Fig. 3.25 Simulación matriz de Led’s en ARES………...83
Fig. 3.26 Puntos de ubicación de suelda………..………..84
Fig. 3.27 Montaje de elementos a colocar en placa de baquelita Tarjeta de Ctrl………84
Fig. 3.28 Ruteo para placa de baquelita Tarjeta Principal ……..………...85
Fig. 3.29 Ruteo matriz de LED’s para baquelita……….85
Fig. 3.30 Placa de matriz de Led’s en baquelita terminada………...86
Fig. 3.31 – 3.32 Alojamiento elementos placa proyecto.………..86
xx
Fig. 3.40 – 3.41 – 3.42 Montaje matrices de Led’s………...,,90, 91 Fig. 3.43 – 3.44 Colocación de matrices de proyecto.…..…………...,.91, 92 Fig. 3.45 – 3.46 Ubicación de tarjetas electrónicas de proyecto……….…,…92, 93
Fig. 4.1 Vista perpendicular de la pantalla…..…… ……..………,…..95
Fig. 4.2 Vista 30° de la pantalla perpendicular……….….95
Fig. 4.3 Vista 45° de la pantalla perpendicular………..………...,,.,…96
Fig. 4.4 Vista 60° de la pantalla perpendicular……….………...,,.96
Fig. 4.5 Vista oscilación de sistema vs Brillo de pantalla 10 MHz………...,97
Fig. 4.6 Vista oscilación de sistema vs Brillo de pantalla 8 MHz..………...98
Fig. 4.7 Relación distancia de visualización vs. Altura de carácter………,,99
Fig. 4.8 Vista pantalla de Led’s a 10 metros………...,99
Fig. 4.9 Vista pantalla de Led’s a 70 metros..………..………...,..100
Fig. 4.10 Exposición a luz plena de día………….………...101
Fig. 4.11 Exposición noche y sin fuente de luz ambiental ………...,101
Fig. 4.12 Exposición noche y sin ninguna fuente de luz ambiental (con flash)...102
Fig. 4.13 Velocidad de transmisión de un paquete básico de datos………...103
Fig. 4.14 Velocidad de transmisión de un paquete completo de datos……...104
Fig. 4.15 Máxima y mínima capacidad de un paquete de datos en transmisión……..104
Fig. 4.16 Conexión cable cruzado………..…...105
Fig. 4.17 Velocidad de transmisión de un paquete básico de datos………...106
Fig. 4.18 Velocidad de transmisión de un paquete completo de datos……...107
Fig. 4.19 Máxima y mínima capacidad de un paquete de datos en trans……...107
Fig. 4.20 Conexión red simple cable directo………...,.108
xxi
Fig. 4.24 Conexión cable directo extendido 60 metros………...111
Fig. 4.25 Velocidad de transmisión de un paquete básico de datos………...112
Fig. 4.26 Velocidad de transmisión de un paquete completo de datos……...113
Fig. 4.27 Máxima y mínima capacidad de un paquete de datos en trans……...113
Fig. 4.28 Conexión red inalámbrica…….………...114
Fig. 4.29 Velocidad de transmisión de un paquete básico de datos………...115
Fig. 4.30 Velocidad de transmisión de un paquete completo de datos……...116
Fig. 4.31 Máxima y mínima capacidad de un paquete de datos en trans……...116
Fig. 4.32 Pruebas de conexión red compleja Campus UTE Santo Dgo...117
Fig. 4.33 Ubicación escogida Letrero UTE.….………...118
Fig. 4.34 Letrero UTE instalado………
…
……….……...119ÍNDICE DE TABLAS. Tabla. 2.1 Relación material vs longitud de onda………...14
Tabla. 3.1 Características eléctricas……….………...58
Tabla. 4.1Resultados conexiones de red……….……….121
CAPÍTULO I
1.1 Introducción
El dinámico avance de la tecnología, ha hecho de la sociedad y generaciones actuales una de las más consumidoras de productos de vanguardia tecnológica; estos dispositivos contienen funciones de altas prestaciones, gran capacidad de procesamiento, versatilidad, interactividad con el usuario pero sobre todo conectividad global e interrelación; es así que desde computadores portátiles con tecnología de punta y altos beneficios, dispositivos móviles, teléfonos inteligentes, palms, dispositivos GPS, teléfonos móviles, reproductores multimedia, e inclusive consumibles electrónicos tales como consolas de juegos, cámaras digitales, y más tienen integrados muchos estándares de conectividad. Es por estas y muchas más razones que la demanda actual de medios de comunicación han crecido exponencialmente en estos últimos años.
En este proyecto se ha puesto énfasis en dar solución a esta necesidad de comunicarse optando por presentar opciones como la comunicación mediante LEDs de la información aleatoria de cualquier parte del campus de la Universidad Tecnológica Equinoccial UTE que presentará como resultado una solución de buen precio y con una gran facilidad para su desarrollo, implementación y modificación.
1.2 Antecedentes
1.2.1 Antecedentes Históricos
Desde el punto de vista de sus aplicaciones, la electrónica reviste un gran interés dentro de la evolución industrial en los actuales momentos, tanto como la comunicación Ethernet que fue desarrollado hace mucho tiempo y es estándar más popular para las redes del área local y se encuentran frente al avance de la ciencia y la tecnología.
1.2.2 Antecedentes Científicos
Una comunicación eficiente es necesaria para el entendimiento del ser humano, desde sus inicios buscó la manera de que sus allegados entendiera lo que comunicaba buscando así los dibujos en rocas, señales de humo, escritura en papel o madera, llegando hasta nuestros tiempos en que existe múltiples formas de presentar un mensaje como fotos, cartas electrónicas, pantallas de leds, etc.
El desarrollo de la sociedad y los pueblos están estrechamente relacionados con el acceso a la información; y la educación es el pilar fundamental para el progreso. La brecha tecnológica entre países del primer mundo y los países en desarrollo ha disminuido pero con el perfeccionamiento de los dispositivos electrónicos ha sido más notorio el emparejamiento.
La electrónica es un campo muy amplio en lo que respecta a sistemas programables que son utilizados para procesos industriales que pueden ser aplicados en varias áreas dando una idea del gran interés universal, ya que hoy en día la comunicación Ethernet es uno de los temas de debate más recurrentes de la ingeniera de automatización y procesos, desde el punto de vista económico ya que reemplaza a varios cableados de larga distancia para la operación y supervisión de un sistema, siendo muy eficaz.
1.2.3 Antecedentes Prácticos
aplicaciones entre las que se destacan el estudio de los sistemas de transmisión, recepción y almacenamiento de datos, entre otros aplicaciones de tipo industrial, comercial, y como la publicidad, es por eso que hoy en día nos encontramos en constante evolución, mientras que Ethernet permite adaptarse exactamente a los requisitos y prestaciones de cualquier tipo de red, es por ello que esta herramienta puede ser utilizada prácticamente en cualquier entorno industrial.
La idea de presentar un mensaje de texto informativo en el campus de la Universidad Tecnológica Equinoccial Santo Domingo, conlleva a desarrollar una herramienta que permita mostrar la información deseada de manera clara y precisa y de fácil acceso; incurriendo en esta necesidad y aprovechando de los conocimientos adquiridos se considera una excelente manera de hacerlo aplicando a una comunicación interna una mensajero en este caso una pantalla de leds que permita el conocer un aviso o similar de forma eficiente.
1.2.4 Importancia del estudio.
La electrónica es una ciencia que se utilizada en casi todas las ramas que abarca en las industrias especialmente en aquellas que se dedican al manejo de procesos automáticos, por lo que resulta muy importante que los profesionales graduados en la Universidad Tecnológica Equinoccial, tengan conocimientos sobre los diferentes métodos que se pueden aplicar con este sistema que envía, recepta y almacena datos que se le puede dar varias aplicaciones, y de esta manera lograr que los estudiantes tengan un mayor énfasis en las diferentes cátedras de especialidad.
1.2.5 Situación actual del tema de investigación.
1.3 Limitaciones del estudio
La selección y ensamblaje del sistema para visualizar mensajes de texto tiene la limitante de no poder visualizar gráficos y textos a colores, debido que los LEDS a utilizarse son costosos y un poco difíciles de encontrar en el mercado local y sus costos de importación son elevados.
1.4 Alcance del trabajo
La selección y ensamblaje de un sistema para visualizar mensajes de texto por comunicación Ethernet para la Universidad Tecnológica Equinoccial (UTE), nos permitirá tener conocimientos en sistemas de transmisión y recepción de datos permitiéndonos el correcto desenvolvimiento en nuestras actividades profesionales dentro de las industrias, ya que en razón de la necesidad local y en base a un estudio de su entorno se ha creído dar un realce y un apoyo publicitario.
Esto nos ayudará a enfrentar de mejor manera a la competencia y poder lograr prestigio tanto para la universidad como para los profesionales graduados en la UTE.
1.5 Objetivo del estudio
1.5.1 Objetivo general del estudio
1.5.1.1 General
Diseñar y construir un sistema para visualizar mensajes de texto en un tablero de LED’S mediante Microprocesador y comunicación Ethernet en la UTE.
1.5.1.2 Objetivos específicos
9 Diseñar y construir el tablero de LEDs acorde a la distancia y ubicación para ser legible.
9 Conocer aspectos constructivos y operativos de un sistema de comunicación Ethernet.
9 Conocer los parámetros de programación del Microprocesador y tener en cuenta para la aplicación de los dispositivos de un sistema de envío de datos.
9 Elaborar un software para digitar los mensajes de texto.
9 Elaborar un manual de operación y mantenimiento del sistema.
1.5.1.3 Justificación
Los estudiantes, docentes y todo el personal de la universidad se ven inconformes por la inefectividad de comunicación que existe dentro de la institución ya que no son muy bien informados de ciertos avisos y comunicados.
Considerando lo dicho, ha sido necesario la selección y ensamblaje de un sistema para visualizar mensajes de texto, con la finalidad de mejorar los conocimientos de los estudiantes de la Universidad Tecnológica Equinoccial (UTE).
En estas circunstancias el estudiante al terminar su carrera debe estar en la capacidad para desempeñar sus actividades productivas y sociales con un criterio ético e innovador para así contribuir con el desarrollo productivo del país.
1.5.2 Hipótesis
1.5.2.1 Hipótesis Alternativa
La construcción e implementación de un sistema para visualizar mensajes de texto en un tablero de LEDS mediante Microprocesador y comunicación Ethernet en la UTE, permitirá mejorar la comunicación hacia los estudiantes y docentes de nuestra universidad.
1.6 Metodología
1.6.1 Unidad de análisis
La unidad de análisis es la UTE campus Santo Domingo ya que en vista de la necesidad de contar con sistemas modernos y efectivos se realizará un análisis de la factibilidad para implementar equipos como con el fin de mejorar la comunicación hacia los estudiantes y docentes de nuestra universidad.
1.6.2 Unidad de estudio
1.6.3 Aspectos Metodológicos Generales del estudio
Los tipos de investigación serán:
• Descriptivos
• Correlaciónales
• Validación.
1.6.3.1 Descriptivo
Descriptivo porque se trata de analizar los diferentes sistemas de transmisión de datos, con el objeto de construir eficientemente el más adecuado aplicando un sistema de comunicación Ethernet y realizar alguna mejora si es posible.
1.6.3.2 Correlacional
Correlacional debido a que hay relación directa entre las variables que intervienen en un sistema de transmisión de datos entre las que se encuentran, el voltaje, la temperatura, la resistencia, etc.
1.6.3.3 Validación
Validación ya que se trata de aplicar los diferentes principios de transmisión de datos de forma eficiente en la construcción de un sistema que visualice mensajes de texto y validar el principio de acuerdo a los resultados obtenidos.
1.6.4 Método de estudio.
• Deductivo
• Analítico
• Sintético
1.6.4.1 Deductivo
Deductivo por que se tiene gran cantidad de teorías aplicadas a la transmisión de datos que se tendrá que interpretar y aplicar en la construcción de un sistema para visualizar mensajes de texto.
1.6.4.2 Analítico
Porque se trata de analizar una gran cantidad de información que posteriormente tendrá que extraerse lo más importante para su aplicación.
1.6.4.3 Sintético
CAPÍTULO II
SUSTENTACIÓN TEÓRICA
2.1
Microcontroladores.
2.1.1 ¿Qué es un MicrocontroladorAvr?
Un microcontrolador es un circuito integrado que incluye en su interior las tres unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y periféricos de entrada y salida.Aún cuando son conocidos desde hace más de veinte años, existen en la actualidad nuevos tipos que cumplen con una serie de bondades y características sumamente útiles.
Los AVR son una familia de microcontroladoresRISC1 de Atmel2. La arquitectura de los AVR fue concebida por dos estudiantes en el NorwegianInstitute of Technology, y posteriormente refinada y desarrollada en AtmelNorway, la empresa subsidiaria de Atmel, fundada por los dos arquitectos del chip.
El AVR es una CPU de arquitectura Harvard. Tiene 32 registros de 8 bits. Algunas instrucciones sólo operan en un subconjunto de estos registros. La concatenación de los 32 registros, los registros de entrada/salida y la memoria de datos conforman un espacio de direcciones unificado, al cual se accede a través de operaciones de carga/almacenamiento. A diferencia de los microcontroladoresPIC, el stock se ubica en este espacio de memoria unificado, y no está limitado a un tamaño fijo.
En la figura 2.1 se muestra imágenes de los más comunes Microcontroladores AVR.
1
RISC (del inglésReducedInstruction Set Computer), Computadora con Conjunto de Instrucciones
Reducidas. 2
El co va us Z. In po de co al qu do 3 C ev F Fuente Elabor
l AVR fue ompilado. C ariables en sados como . Esto es un ntel 8008, y obre para d e 8 bit teng omplicaría m lgunas instru ue la instruc os puede ser
C es un lengua volución del an
Figura 2.1
e: Datasheet f rado por: Pat
e diseñado Como este
memoria, l o punteros d n compromi ya que su ta ireccionar. ga un comp mucho el d
ucciones ta cción 'resta r usada com
aje de program nterior lengua
Modelos c
fabricante ATM tricio Tapia / 2
desde un c lenguaje los tres últi de 16 bit al e
so que se h amaño de pa
Por otro la portamiento diseño, viola ales como 's
inmediata' mo alternativ
mación creado aje B, a su vez
comunes de
MEL 2010
comienzo p utiliza pro imos pares espacio de m
ace en arqu alabra nativ do, hacer q o alterno co ando la prem suma inmed
('substractim va.
o en 1972 por D z basado en BC
e un Micro
para la ejec fusamente
de registro memoria ex uitecturas de
vo de 8 bit que todo el b
omo un ba misa origin diata' ('addim
mmediate' e
Dennis M. Rit CPL.
controlado
cución efici punteros p s internos d xterna, bajo
e ocho bit d (256 localid banco supe anco de 8 r nal de su sim
mmediate' e en inglés) c
tchie en los L
or AVR
iente de có para el ma del procesa los nombre desde los tie dades acced erior de 16 r registros de mplicidad. A en inglés) fa con el comp
Laboratorios B
ódigo C3 anejo de ador, son
s X, Y y mpos de didas) es registros e 16 bit, Además, faltan, ya plemento
2. El se se En en En Pi co pr 19 es 4 T
.2 Diodos
l Diodo Em emiconducto epresenta el Figura 2.2 a) Fuente Elabor
n 1955, Ru n reportar u n 1961, los ittman, des orriente elé ropiedad de 962, Nick H spectro visib
Tomado y trad
s emisores d
misor de Lu or que emit
símbolo de
a) Símbol
e: Información rado por: Pat
ubinBraunst una emisión s investigad scubrieron q éctrica era e su trabajo
Holonyak Jr ble4.
ducido de inve
de luz (Led
uz LED (ac te luz cuand e un diodo L
lo esquemá
n sobre leds, h tricio Tapia / 2
ein de la R n infrarroja dores de la
que el Ars aplicada. B y recibieron r. de la Gen
ention.smithso
d)
crónimo de do circula c LED y sus p
ático del LE
b) historia y tecn 2010
RCA (Radio
de una com Corporació seniuro de Biard y Pi n la patente
neral Electr
onian.org
e Light-Emi corriente a t principales p
ED. b) Cara
nologías actua
o Corporatio
mbinación d ón Texas In
Galio emit ittman fuer para el dio
ric Compan
ittingDiode través de es partes.
acterísticas
les
on of Amer
de GaAs y o
nstruments,
tía luz infr ron capace do emisor d
nydesarrolló
e) es un dis ste, en la Fi
s físicas del
rica) fue el
otro semico Bob Biard rarroja cuan es de estab
de luz infrar ó el primer
spositivo igura 2.2
l LED.
primero onductor. d y Gary ndo una blecer la rroja. En
En los últimos años han aparecido los LEDs de siete colores y los LEDs de alta potencia blancos; también ha habido progresos en los lentes de plástico y silicona que han hecho posibles los LEDs de larga duración, con una elevada tasa de conservación del flujo luminoso.
La luminosidad, la homogeneidad y el rendimiento cromático de los LEDs han mejorado tanto, que hoy en día los módulos de LEDs empiezan a utilizarse cada vez más en la iluminación de habitaciones y áreas.
Los módulos de LEDs aseguran amplias posibilidades creativas en el diseño aplicado a soluciones innovadoras gracias a la variedad de colores y por ser compactos y flexibles. Además de las características estéticas, el reducido consumo de energía y la larga duración, con la consiguiente mínima necesidad de mantenimiento, permiten realizar aplicaciones con presupuestos económicos bajos. La alimentación se puede llevar a cabo con corriente continua y los circuitos en los que se alojan los LED comprenden dispositivos activos o pasivos capaces de potenciar sus prestaciones.
El reducido tamaño también representa un punto a favor de los módulos de LEDs. Los componentes están definidos con tecnología SMT (surfacemountingtechnology) si solo están apoyados o COB (chip onboard) si forman parte integrante de ella. Para el caso de los LEDs de alta potencia, es necesario fijarles en disipadores de calor de metal.
2.2.1 Tecnología de los leds.
Al igual que un diodo normal, un LED consiste de un encapsulado de material semiconductor impregnado (o dopado) con impurezas que conforma una estructura denominada unión PN5. La corriente fluye desde el material tipo P, o ánodo, al material tipo N, o cátodo; pero no en dirección inversa. Dicha corriente provoca que los
el m ba lu Sc de ul 2. Fu El 2. Es de 6F lectrones en muevan a un
anda de en uminosa). L
cott Miles epende de l ltravioleta, v
3.
uente: Pincel laborado por
.2.2 Eficie
s la relaci enominadas
Figura tomada
n el materi na banda de
nergía norm La longitud
de la Univ a composic visible o in
Figura 2
luminoso r: Patricio Tap
encia
ión entre s milicande
de la página W
ial sean tem nivel de en mal, se em
de onda de versidad de ción del mat nfrarrojo, se
2.3 Longitu
pia / 2010
la intensid elas (mcd)
Web de la Un
mporalmen nergía más miten foton e la luz em
Minnesota terial semic e muestra lo
ud de Onda
dad lumino y la corrie
niversidad de O
nte excitado alto. Cuand nes (cantid mitida (docu a en 1973), conductor u o mencionad
a vs. Eficien
osa emitida ente eléctric
Oviedo.
os de tal fo do los elect dades espe umentada p y por con tilizado, y p do con un g
ncia lumino
a, medida ca en mA
forma que trones retorn
cíficas de or primera nsiguiente s puede ser c gráfico en l
osa6
en unas u que produc
estos se nan a su
radiación. Se representa por Iv. Los valores normales oscilan entre los 0,5 y 2 mcd a 20 mA. Pero los de alta eficiencia alcanzan hasta las 20 mcd a 10 mA7.
El color depende de la energía de los fotones y de la frecuencia de la radiación, existiendo tres que son los que han estandarizado la mayoría de los fabricantes, se trata del rojo, verde y amarillo-anaranjado. En el caso de LED de infrarrojos, la radiación no será visible y, por tanto, este factor no existirá. En el siguiente cuadro se puede apreciar las diferentes longitudes de onda y su color respectivo.
La Tabla 2.1 muestra la relación material versus longitud de onda
Tabla 2.1 Relación Material vs. Longitud de Onda
Material Longitud de Onda Color Vd Típico
AsGa 904 nm IR 1 V
InGaAsP 1300 nm IR 1 V
AsGaAl 750-850 nm Rojo 1,5 V
AsGaP 590 nm Amarillo 1,6 V
InGaAlP 560 nm Verde 2,7 V
Csi 480 nm Azul 3 V
Fuente: Patricio Tapia
Elaborado por: Patricio Tapia / 2010
2.2.3 El Efecto Cristalino
Las lentes de los primeros LED fueron diseñadas para permitir el paso de la máxima cantidad de luz en la dirección perpendicular a la superficie de montaje.
La Figura 2.4 muestra el efecto producido por la utilización de la lente
Fu El 2. U fil 2. Lo in in ta en En ut m in m el F
uente: UV LE
laborado por
.3
Matri
Una matriz d las y colum
.3.1 Méto
os LEDs ndividualme ncrementa, l anto, para ha
n matrices.
n un forma tilizado par multiplexado
ndividual d multiplexado l dominio d
Figura 2.4 E
ED
r: Patricio Tap
iz de leds.
de LEDs es mnas de la un
odos de con
son dispo ente es relat
los recursos acer un uso
ato matricia ra manejar o requiere m de LEDs. C o. Esto se lo
el tiempo E
Efectos pro
pia / 2010
.
un conjunto nión común
trol y contr
ositivos m tivamente s s que se nec o eficiente d
al, los LED r matrices mayor comp Cada LED o hace divid En el merca
oducidos se
o o arreglo n de sólo cát
roladores d
manejados simple. Sin cesitan para de recursos,
Ds son arre de LEDs plejidad per
puede ser diendo la se ado existen a
egún la util
de LEDs d todos y/o só
de leds.
por corrie embargo, c a operarlos r , los LEDs
eglados en es el mu
ro es más e r controlad cuencia de algunos circ lización de ispuestos de ólo ánodos. ente. Mane cuando el n resultan bas son arregla
filas y colu
ultiplexado. eficiente com do individu manejo del cuitos integ la lente
e modo que
ejar varios número de L
stante exten ados ordena
umnas. Un . Este pro
LE cu La D c= f= 2. En si Fu El
EDs. Los c ualquier ma
a fórmula d
e donde: = longitud = velocidad = frecuencia .3.2 Estru n principio guiente, par Figura 2.5
uente: Datash laborado por
conceptos y atriz de LED
de la longitu
de onda de la luz a a la que se
uctura bási
, se limitar ra comprend
Arreglo m
heet fabricante r: Patricio Tap
y técnicas Ds incluidos
ud de onda e
e somete el m
ca de una m
rá el manej der de mejo
matricial de
e (diodo led) pia / 2010
que se ana s los arreglo
es la siguien
Fórmula
material
matriz de le
jo de matri or manera el
a) ánodo c
fila)
alizan en e os formados
nte.
a 2.1
eds.
ices 4x4 co l manejo de
común (por
este proyect s por LEDs
omo la mo e las mismas
r fila) b) cá
to, se aplic discretos.
ostrada en l s.
todo comú
can para
la figura
Cada LED puede ser direccionado especificando su localización en términos de filas y columnas. Por ejemplo, el LED de la parte superior-izquierda es direccionado como (A,1) es decir, fila A, columna 1. Este método de direccionamiento también indica el flujo de corriente. Así, para encender el LED (A,1), la corriente debe fluir desde A hasta 1. Si se colocaran interruptores en cada línea desde A hasta D y desde 1 hasta 4, entonces, para encender el LED de la parte superior-izquierda, los interruptores en A y 1 deben estar cerrados. Los otros LEDs no tendrán ninguna corriente fluyendo porque cualquiera de las otras filas y columnas no están conduciendo.
La figura 2.5 muestra dos configuraciones diferentes. La diferencia está en el método que es utilizado para manejar los LEDs. En la configuración en ánodo común, la corriente va hacia los puertos 1 a 4. En la configuración en cátodo común, la corriente va desde los puertos 1 a 4.
2.3.3 Multiplexación de una matriz de leds.
Fi L cu El El fe Se La So el co pr La co tie in
igura 2.6. S
ED individ
uando A+B
laborado por
l manejo p enómeno oc e usará la co a multiplex olamente un l cual una olumnas apr roceso es co
a figura 2. orriente fluy
empos y mu ndican cuale
Si energiza
dualmente
B conduce, d
Fu r: Patricio Tap
paralelo de curre si la re onfiguració xación por d
na fila es en fila es ene ropiadas y onocido tam
.7 Muestra ye cuando l uestra cuand es LEDs son
amos A y B
dentro de
dos LEDs s
uente: Datash pia / 2010
LEDs es i esistencia d n de ánodo división de t nergizada en ergizada, lo respectivas mbién como la definic los interrupt do y cual in n encendido
B al mismo
estas dos f
se encender
eet fabricante
inapropiado dinámica de
común para tiempo se la n un único os LEDs de de acuerdo
barrido.
ión de mu tores son pr nterruptor so os cuando la
o tiempo, se
filas. Por ej
rán simultá
(diodo led)
o debido a e los LEDs
a ilustrar lo a realiza en instante de eseados son o a los dato
ultiplexado resionados. on presionad a secuencia erá imposib jemplo, si áneamente. las corrien en paralelo s conceptos n orden secu tiempo. Du n encendido os que se de
de una ma La parte a) dos. Los cír es desarroll
ble direccio
la línea 1 c
.
ntes parásit difiere por s de multipl uencial (A h urante el pe os, energiza
esean mostr
La m El da de Fi la co in F Fuente Elabor
a figura 2.8 mostrado en
l tamaño m atos. Para u e corriente c
igura 2.8 Im
ado de las fi
olumnas se
nterrupción
Figura 2.7 M
e: Datasheet f rado por: Pat
8 muestra esta figura máximo depe una configur constante y mplementa
filas se usan
e utilizan
n en forma
Fu El
Matriz de l
fabricante (dio tricio Tapia / 2
solamente u puede ser ende de la t ración de cá
dispositivo
ación de un
n interrupt
manejador
digital se u
uente: Datash aborado por
led’s y func
odo led) 2010 una sección aplicable ta asa máxima átodo comú os de manejo
n sistema d
ores electró
res de cor
utilizan reg
eet fabricante : Patricio Tap
cionamiento
n de una m ambién a ar a a la cuál e ún, el sistem o de corrien
de control d
ónicos. Mie
rriente. Pa
gistros de de
(diodo led) pia / 2010
o de multip
matriz. El e rreglos muy es factible d ma de contro
nte. de matrices entras que ara realizar esplazamie plexado esquema de y grandes d distribuir y p ol necesitará
s de LEDs.
para el lad
r la secue
ento. e control de LEDs. procesar á fuentes Para el
do de las
2.3.4 Formato de la matriz de leds.
A continuación se describen los criterios en los que se basa la elección de las características de la pantalla de LEDs.
2.3.4.1 De su aplicación.
Las características de la pantalla dependen directamente de la aplicación. Las pantallas electrónicas son un medio impactante y práctico para comunicar mensajes sea de ventas, promoción e información.
Entre sus múltiples aplicaciones se pueden destacar:
• Promoción de productos e imagen empresarial. • Señalización dinámica y práctica.
• Comunicación e información en tiempo real.
• Captación de la atención del público hacia determinados sectores.
• Decoración de entornos.
Estas aplicaciones se concentran en localidades como por ejemplo: comercios, bancos y financieras, hoteles, hospitales y clínicas, estantes en ferias, plantas industriales, centros comerciales, terminales de transporte, farmacias, lugares de reunión, centros deportivos y de entretenimiento, restaurantes, etc.
2.3.4.2 De Su Forma
Las características de interés son:
• Sobre los LEDs: su cantidad, color, brillo y ángulo de visualización
• Sobre la programación: los modos de hacerla, y qué tan sencilla o complicada es. (¿Tiene variedad de letras y efectos?)
• La capacidad de memoria y retención. • El diseño y la elegancia.
• La confiabilidad y durabilidad. • El precio, soporte y garantía.
Para el caso presente, se implementará una pantalla de LEDs para interiores, con un diseño elegante, de visualización muy cómoda, programación rápida y sencilla, y excelente confiabilidad.
2.3.4.3 Capacidad de visualización.
Los distintos factores que condicionan la visibilidad de una pantalla electrónica son:
• El alto y ancho de la matriz de LEDs
• La cantidad de LEDs que la componen, que se puede expresar como la
resolución de la pantalla.
• El diámetro de cada LED.
• El ángulo de visualización de los mismos. • El brillo y su uniformidad.
Por otra parte, el brillo óptimo dependerá de la intensidad de luz que pudiera incidir sobre la pantalla. Si fuera a recibir luz solar directa durante la mayor parte de la jornada conviene utilizar LEDs de altísima luminiscencia, los cuales se especifican como aptos para este tipo de aplicación. Pero, nuevamente aquí aparece una disyuntiva, debido a que el brillo demasiado excesivo hace incómoda la lectura. Entonces, es necesario realizar un análisis de la proporción del tiempo en que la pantalla pudiera estar recibiendo directamente el sol, y considerar la opción de que la pantalla disminuya su brillo cuando no lo recibe.
Una manera de conseguir mayor brillo con los LEDs es concentrando la luz, lo que implica incluir otro parámetro importante en el análisis de la visibilidad de una pantalla de LEDs: el ángulo de visualización. A mayor ángulo, mayor será el área de captación. Como ejemplo, comparemos el área de cobertura de una pantalla con ángulo de visualización de 60º con uno de 180º. Si la distancia máxima de visualización es comparable (sea porque el tamaño es parecido o porque están ubicados en un lugar que impone una distancia máxima), el área que cubre la primera pantalla es sólo un tercio del área que cubre la segunda pantalla.
Una lectura cómoda depende también de la uniformidad del brillo, la cantidad de LEDs a lo alto (que produce una letra más clara) y la cantidad a lo largo (que posibilita la visualización de un mayor número de caracteres). Otro factor que quepa mencionar es si la letra tiene ancho fijo o variable. El ancho variable permite mostrar más letras y produce un texto más elegante.
2.3.4.4 Otras características.
Una característica especialmente importante en las pantallas de LEDs es la durabilidad, debido a que suelen permanecer encendidas durante todo el día, lo que acelera el desgaste.
La programación también es muy importante. Es mucho mejor contar con efectos y diferentes tipos de letras, y no se debe dejar de lado la facilidad y rapidez de la misma, ya que la programación de mensajes puede ser una tarea que demande tiempo si la pantalla no fue diseñada para facilitarla. Además, como las pantallas están hechas para que la gente las mire, es fundamental un diseño elegante. Esa elegancia realza la decoración y mejora la imagen que se crea el público.
2.4 El Ojo Humano
En pr y pe El lo hu Fuente Elabor
n la Figura roduce un e violeta, fen ercibe estas l espectro v ongitud de o
umano no p
Figu
Fuente Elabor
e: Visión y el rado por: Pat
2.9, se nota espectro form nómeno pro
diferencias visible, al q onda (color v percibe ning
ura 2.10 Es
e: Visión y el rado por: Pat
Figura 2.
espectro elect tricio Tapia / 2
a que cuand mado por lo oducido por
s de longitud que el ojo h violeta) has gún tipo de r
spectro elec
espectro elect tricio Tapia / 2
.9 Espectro el
tromagnético 2010
do la luz pas os colores r r la diferenc des de onda humano pe sta los 780 n radiación, e
ctromagnét
tromagnético 2010
lectromagnét
sa por un pr rojo, naranja cia de longi a como colo rcibe radiac nm (color ro sto se prese
tico que pe tico.
risma de vid a, amarillo, itudes de on ores.
ción, va de ojo), fuera d enta en la Fi
rcibe el ojo
drio transpa verde, azu nda. El ojo
esde los 380 de este rang igura 2.10.
o humano.
arente, se ul, índigo humano
2. El ca la La ca ne co .4.1 Func
l núcleo del apa recubier a parte traser
Figur
pr
a retina est apa constitu erviosas: bi ompleja con
ionamiento
l órgano del rta de célula ra de la esfe
ra 2.11. La
roporcionar
Fuente: Pa
Elaborado
á formada uida por Gan
ipolares, ho n los conos y
o del ojo hu
l sentido de as fotosensi era ocular.
función de
r imágenes
artes constituti por: Patricio
por tres cap ngliones. La orizontales
y bastones.
umano.
e la vista, es ibles denom
e la esfera o
enfocadas
ivas del ojo hu Tapia / 2010
pas de célu a capa medi y amacrina
tá compues minada colec
ocular es la
y nítidas d
umano
ulas nervios ia está cons as, que está
sto por una e ctivamente r
a de alojar a
del mundo
as (Figura stituida por t án conectad
estructura r retina, y ub
a la retina y
exterior.
2.12). Una tres tipos de das de mane
Fu El La re co lu de ca m te ne ca lo
uente: Conoci laborado por
as células fo etina, razón onos y basto uz dependien e que cuand ambia y se mediante un
erminan por ervio óptico aptada. Este o que da com
Fig
iendo el ojo h r: Patricio Tap
fotosensibles por la cual ones. Los c ndo de la lo do un pigme
libera ene mecanismo r llegar a la o, hasta el e diseño inv mo resultado
gura 2.12. C
humano pia / 2010
s, conocidas l, la luz deb conos y bas ongitud de o ento absorb ergía. Esta
o que aun n a zona fron
cerebro, en verso de la r
o el llamado
Conos y ba
s como con be atravesar stones conti onda de esta be un fotón energía lib no se conoc ntal de la re n donde se retina hace q o punto cieg
astones en l
nos y baston r antes las ienen pigme a. Estos pigm
de energía berada se tr ce por com etina, para forma la s que el nervi go (blind sp
la retina.
nes forman l dos capas p entos visual mentos tien luminosa, raduce en u mpleto. Esta
abandonar sensación v io óptico ten pot) o disco
la parte tras para estimu les que abs nen la partic su forma m una señal e as señales e
el ojo a tr visual de la nga que atra
óptico.
2. M co de ex in en ho La co co La co es en de añ ob Fu El .5 Pantal Muestra men ontrolan d esplazamien xterior com nformación
n caso de a ora.
as dimensio onsiderar va olumnas y 7
a programa omputador speciales, ta n sistemas d e almacenam ños) y que s bservar la F
F
uente: Pantall laborado por
lla de mens
nsajes comp determinado
nto de los m mo interior,
sobre las c accidentes, c
ones varían arios estánd 7 filas de LE
ación de los personal p ales como: de memoria miento, acc se puede re Figura 2.13.
Figura 2.13
las de leds r: Patricio Tap
ajes variab puestos por os atributo mensajes. Es en establec condiciones cambios de
n en funció dares. Por lo EDs.
s mensajes para editar
parpadeos, , por lo gen ceso serial, eprogramar,
3. Ejemplo
pia / 2010
bles.
r letras, núm os, tales
ste tipo de p cimientos d
del tránsito e carril, etc.
ón de las n o general, s
puede hace los mensa pausas, rot neral se pref largo tiemp , como un e
de una pan
meros y sím como colo pantalla es de diversa o, por ejem .; informaci
necesidades se les elabo
erse utilizan ajes y darl taciones, et fieren memo
po de reten ejemplo de
ntalla de m
mbolos en or, brillo diseñado pa índole, así mplo: tráfico ión del esta
del cliente ora en base
ndo un tecl le además
c. Los men orias que ten nción de los
este tipo d
ensajes var forma vari y veloci ara publicid como para o vehicular, ado del tiem
e, aunque s a una matr
lado estánda algunas fu nsajes se alm
ngan alta ca s datos (mín
e pantalla p
riables. iable. Se idad de dad tanto a indicar desvíos mpo y la
se deben riz de 80
2. 2. 2. V pa vi in de po m co in
.6 Visual
.6.1 Intro
.6.1.1 Gen
Visual Basic arte de la p isuales. La nterfaz gráf escribir la odemos agr mucho tiemp onvencional ndica la port
Fuente Elabor
Basic
oducción a V
neralidades
c es un leng programació
palabra "V fica de usu
apariencia regar objeto po de prog l en cuanto tada de Visu
e: Inicio Visu rado por: Pat
Visual Basi
s
guaje de pr ón que se re Visual" hace uario. En lu y la ubica os prefabric gramación y
a la estruc ual Basic.
Figura 2.1
al Basic (capt tricio Tapia / 2
ic
rogramación ealiza con e referencia ugar de es
ción de los cados en su
y que sobr ctura secuen
14 Portada
tura de pantall 2010
n de los lla él se basa e a al método cribir num s elementos u lugar dent
repasan el ncial del pr
a de Visual
la)
amados "vis en la utiliza o que se u merosas líne s de la int tro de la pa concepto d ograma. E
Basic
suales", pue ación de el utiliza para eas de códi terfaz, simp antalla, que de la progr En la Figura
Tradicionalmente el lenguaje Basic (BeginnersAll-PurposeSymbolicInstructionCode) se ha considerado como el lenguaje adecuado para principiantes en el mundo de la programación, si bien se le achaca que no tiene la potencia suficiente para cubrir todas las expectativas de los programadores avanzados. Cierto es que aunque nos permite la creación de componentes y trabajar con objetos, otros lenguajes tienen más potencia en la programación orientada a objetos, pero a medida que han avanzado en las versiones de Visual Basic, ha aumentado su versatilidad.
En primer lugar, se podría abordar la programación de VBA (Visual Basic para Aplicaciones), que permitiría programar rutinas de código que nos proporcionarán mayor potencia y funcionalidad de las aplicaciones ofimáticas8, por ejemplo para los programas del paquete Microsoft Office: Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft Access..., las macros que se pueden realizar en estos programas se escriben en VBA, que es un lenguaje basado en Visual Basic, es decir una vez conocido este, aprender VBA consiste en tener en cuenta las especificaciones que hace sobre el Visual Basic que ya se conoce, la idea a transmitir es que no hay que aprender nada nuevo desde el principio, sino que con poco esfuerzo, rápidamente se puede empezar a crearpropios macros.
En segundo lugar, y teniendo en cuenta el auge que está teniendo Internet actualmente, el conocer Visual Basic abre una ventana a la programación para Internet. En la creación de páginas Web se utiliza el lenguaje HTML, en combinación con otros que le proveen de funcionalidad, uno de ellos es el VBScript, que en realidad no es otra cosa que una adaptación de Visual Basic, dicho de otra forma, conociendo Visual Basic, cuesta muy poco aprender VBScript, lo que nos permitirá programar ASP (Active Server Pages).
8La ofimática es el conjunto de técnicas, aplicaciones y herramientas informáticas que se utilizan en
2.6.1.2 Características de Visual Basic.
Se puede mencionar que Visual Basic es un lenguaje orientado a eventos. En las aplicaciones tradicionales o "por procedimientos", la aplicación es la que controla qué partes de código y en qué secuencia se ejecutan. La ejecución comienza con la primera línea de código y continúa con una ruta predefinida a través de la aplicación, llamando a los procedimientos según se necesiten.
En una aplicación controlada por eventos, el código no sigue una ruta predeterminada; ejecuta distintas secciones de código como respuesta a los eventos. Los eventos pueden desencadenarse por acciones del usuario, por mensajes del sistema o de otras aplicaciones, o incluso por la propia aplicación. La secuencia de estos eventos determina la secuencia en la que se ejecuta el código, por lo que la ruta a través del código de la aplicación es diferente cada vez que se ejecuta el programa.
Para manejar los objetos y controles del lenguaje se debe conocer tres conceptos asociados a ellos:
Propiedades: Para todos los objetos y controles de Visual Basic, hay definidas una
serie de propiedades; la mayoría de las propiedades serán comunes, pero evidentemente, habrá objetos que tengan unas determinadas propiedades específicas.
Eventos: Cada objeto lleva asociados unos determinados eventos que le pueden ocurrir,
por ejemplo a un botón, le puede ocurrir que el usuario pulse con el botón principal del ratón sobre él, eso es el evento NombreDelBotón_Click(), bien cuando esto ocurra, se dispara este evento que acompañado del código permite la ejecución de la aplicación cuando el usuario pulse el botón.
Métodos: Son procedimientos asociados a un objeto, permiten realizar acciones como
Se encuentra tanto propiedades, eventos como métodos comunes, si bien, dependiendo de los objetos que se usese hallará elementos específicos y exclusivos del objeto.
2.6.2 Ediciones de Visual Basic
Visual Basic se encuentra disponible en tres versiones, cada una de las cuales está orientada a unos requisitos de programación específicos.
La Edición de Aprendizaje de Visual Basic permite a los programadores crear robustas aplicaciones para Microsoft Windows y Windows NT. Incluye todos los controles intrínsecos, además de los controles de cuadrícula, de fichas y los controles enlazados a datos. La documentación proporcionada con esta edición incluye el CD "Aprenda VisualBasic ya" junto con el de la biblioteca de Microsoft Developer Network (MSDNT) que contienen documentación completa en pantalla.
La Edición Profesional proporciona a los profesionales un conjunto completo de herramientas para desarrollar soluciones para terceros. Incluye todas las características de la Edición de Aprendizaje, así como controles ActiveX adicionales, el diseñador de aplicaciones para Internet Information Server y Visual Database Tools and Data. La documentación que se proporciona con la Edición Profesional incluye el libro Características empresariales de Visual Studio más los CD de Microsoft Developer Network que contienen documentación completa en pantalla.
2.6.3 Requisitos de hardware ydel sistema
Para ejecutar Visual Basic, se debe disponer de cierto hardware y software instalado en el equipo. Entre los requisitos del sistema cabe citar los siguientes:
9 Microsoft Windows 95 o posterior, o Microsoft Windows NT Workstation 4.0 o posterior (se recomienda Service Pack 3).
9 486DX/66 MHz o modelo superior de procesador (se recomienda procesador
Pentium o superior) o cualquier procesador Alpha que ejecute Microsoft Windows NT Workstation.
9 Una unidad de CD-ROM.
9 Pantalla VGA o de mayor resolución, compatible con Microsoft Windows.
9 16 MB de RAM para Windows 95, 32 MB de RAM para Windows NT
Workstation.
9 Un mouse (ratón) u otro dispositivo de puntero. 9 Instalación de Visual Basic.
Cuando compila el programa de instalación, se crea un directorio para Visual Basic; después se puede seleccionar los componentes de Visual Basic que se requiere instalar.
2.6.3.1 Para realizar la instalación desde el CD-ROM
9 Insertar el disco en la unidad de CD-ROM.
9 Utilizar el comando apropiado del entorno operativo para ejecutar el Programa de instalación, que se encuentra en el directorio raíz del Disco 1. Si está activado AutoPlay en el sistema, el Programa de instalación se cargará automáticamente cuando inserte el disco.
9 Seleccionar Instalar Visual Basic 6.0.
9 Seguir las instrucciones de instalación que aparecen en la pantalla.
9 Po ej B 2. El pr In m PR 2. Se
9 Agregar o
odemos eje emplo, pod asic en otro
.7 Descrip
l software rograma nput,System microcontrol
ROTEUS. E
Elabor
.7.1 Cara
e divide en
o quitar com
ecutar el pr demos ejecu o directorio
pción del s
que se uti es el de m). Esta herr adores. A En la Figura
Fuente: Ca
rado por: Pat
cterísticas
dos herram
mponentes d
rograma de utar el pro o para insta
oftware de
iliza para l enominado
ramienta no continuació a 2.15 se mu
Figura 2
aptura ingreso tricio Tapia / 2
de PROTE
mientas.
de Visual B
e instalación grama de i alar otras pa
e simulación
la elaborac ISIS-PRO os permite la
ón se pued uestra el íco
2.15 Icono
Programa Pro 2010
EUS
Basic
n tantas ve instalación artes de Visu
n
ión de los OTEUS 7.0
a simulació de ver el ono del prog
de PROTE oteus eces como para volve ual Basic. circuitos 0, (Intel ón de circuit icono del grama PRO
EUS
sea necesa er a instalar
y la ejecuc lligent, Sch tos electrón
ISIS-2.
• • •
La
Fu El
2.
• •
.7.1.1 ISIS
Dis An
Sim
a figura 2.1
uente: Captur laborado por
.7.1.2 ARE
Diseñ
Gener S
seño esquem nálisis Spice
mulación de
6 muestra u
ra ejemplo Pro r: Patricio Tap
ES
ño de los cir
ración de in mático e en el esque
el software e
una ventana
Figura 2
oteus pia / 2010
rcuitos impr
nformación
emático
en el esquem
a de ejemplo
2.16 Diseño
resos PCB.
para mecan mático
o de diseño
en PROTE
nizado.
en ISIS