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Carrera: Ingenieria Industrial
Nombre de la materia: Algoritmos y programación
No. y Nombre de la Practica:
No. de Control e integrantes:
- Borja Regalado David Alejandro
- Martínez Rosales Guillermo
- Tapia Ríos Ana Karen
- Zaragoza Negrete Jesús Emmanuel
Docente: Dra. Isabel del Carmen Torres Chávez
Reporte de prácticas de laboratorio
1. Objetivo(s): General: Diseñar el armado y conexiones del prototipo del reloj POV en base al modelo mostrado por la docente y programar el microcontrolador pic 18F4550 usando el software de PIC C COMPILER para generar el código de programación y el pickit 2 para finalmente programar el microcontrolador e iniciar la función del reloj POV. Específicos: - Realizar la soldadura de manera adecuada de los leds, los pines, las resistencias y el sócalo evitando falsos contactos y conexiones inadecuadas. - Realizar el circuito correspondiente para controlar las revoluciones por minuto del motor. - Con ayuda del software PIC C COMPILER generar el código para la programación del funcionamiento de los leds - Programar el microcontrolador pic 18F4550 con ayuda del pickit 2 siguiendo el dataship de la pic. 2. Introducción (Marco teórico - citar en formato APA-): En el presente documento se muestra todo el proceso realizado durante el proyecto de modo que primero se plantean los objetivos general y específicos que se buscan cumplir, posteriormente se muestra la parte teórica donde se estarán retomando los temas correspondientes al proyecto e Fecha de entrega del reporte: Fecha de realización de la práctica:
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En este caso, la función “range (1, 11)” genera una secuencia de números del 1 al 10, que son asignados a la variable “i” en cada iteración. El resultado es que se imprime en pantalla cada número de la secuencia. En resumen, los “ciclos for” con contador son una herramienta poderosa para realizar tareas repetitivas de forma eficiente y estructurada. Figura 1. Diagrama de flujo para la instrucción for. Ciclo If El “ciclo if” es una estructura de control que sirve para tomar decisiones en un programa. En términos simples, permite evaluar una condición y ejecutar un bloque de código dependiendo del resultado de esa evaluación.
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El “ ciclo if” se compone de una expresión lógica (la condición) y un bloque de código que se ejecutará si la condición es verdadera. En el caso de que la condición sea falsa, se puede usar la estructura “else” para ejecutar otro bloque de código. Un ejemplo sencillo en “ Python ” para entender mejor el “ ciclo if”: ‘’’Python x = 5 if x > 10: print ("x es mayor que 10") else: print ("x es menor o igual a 10") ‘’’ En este caso, la condición es x > 10. Si esta se cumple, se imprime en pantalla "x es mayor que 10". De lo contrario (es decir, si la condición es falsa), se ejecutará el bloque de código que está debajo de la estructura “ else ”, y se imprimirá "x es menor o igual a 10". En resumen, el “ ciclo if” es una estructura fundamental en cualquier lenguaje de programación que permite tomar decisiones en base a condiciones lógicas y ejecutar distintas acciones según el resultado de esa evaluación. Figura 2. Estructura condicional if.
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Figura 3. Diagrama de flujo para la instrucción do-while. Función Void La función "void" es un tipo de función que se utiliza en programación para indicar que la función no devuelve ningún valor. Esto significa que la función no devuelve ningún dato que pueda ser utilizado más tarde en el programa. La declaración de una función "void" se hace de la siguiente manera: ‘’’ void nombre_funcion () { // Código de la función } ‘’’ En este ejemplo, la función "nombre_funcion" se ejecutará cuando sea llamada desde otra parte del programa y no retornará ningún valor.
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Este tipo de función se utiliza comúnmente para realizar tareas que no requieren de una salida de datos, como por ejemplo imprimir un mensaje en la consola, modificar una variable global o realizar un cálculo interno del programa. Es importante tener en cuenta que, aunque la función no devuelve un valor, puede modificar variables globales, imprimir mensajes, realizar operaciones o interactuar con otros componentes del programa. (Peregrina, 2018) Microcontrolador PIC18F El PIC18F4550 es un microcontrolador de 8 bits de la familia PIC18 de Microchip Technology. Es un controlador muy popular en la industria debido a sus características de alta velocidad, memoria flash y periféricos integrados, incluyendo USB 2.0, ADC, PWM, I2C, UART, entre otros. El PIC18F4550 se utiliza en una variedad de aplicaciones, desde el control de motores hasta el monitoreo de sensores y la implementación de interfaces de usuario. Es un microcontrolador muy versátil y utilizado en una amplia gama de dispositivos electrónicos. Lo más Relevante del PIC18F Entre las características más relevantes del PIC 18F4550 se incluyen:
- Arquitectura Harvard: tiene una arquitectura Harvard que separa la memoria de datos y la memoria de programa, lo que permite un acceso más rápido a la memoria y aumenta la velocidad de ejecución de las instrucciones.
- 32 KB de memoria Flash: tiene una memoria de programa Flash de 32 KB, lo que permite una mayor capacidad de almacenamiento de programas.
- Sistemas de comunicación: cuenta con dos puertos serie UART y dos periféricos de comunicación en serie (SPI), lo que permite una rápida transferencia de datos entre diversos dispositivos.
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- Puertos de entrada/salida: el PIC 18F4550 cuenta con múltiples puertos de entrada/salida (E/S) que permiten la conexión de diferentes dispositivos externos, incluyendo sensores, actuadores y periféricos de comunicación. Estas partes trabajan juntas para permitir el funcionamiento del PIC 18F4550 y hacerlo un microcontrolador muy versátil y ampliamente utilizado en la electrónica y la industria. (© 2009 Microchip Technology Inc., 2010) ¿Qué es una Matriz en C++? En C++, una matriz es una estructura de datos que se utiliza para almacenar datos en formato tabular o bidimensional. Una matriz es un contenedor que almacena elementos del mismo tipo, en una estructura de filas y columnas. Para declarar una matriz en C++, se utiliza la siguiente sintaxis: C++ tipo nombre_matriz[tamaño_filas][tamaño_columnas]; Donde el tipo de datos indica el tipo de elementos que se desean almacenar en la matriz (por ejemplo, int para enteros, float para números con decimales, etc.), y los valores dentro de los corchetes indican el tamaño de la matriz en filas y columnas. Se puede inicializar una matriz en un bucle, un elemento a la vez o en una sola instrucción. El contenido de las dos matrices siguientes es idéntico: Figura 4. Ejemplo de ingreso para una matriz.
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Una vez que se ha creado una matriz, se puede acceder a sus elementos utilizando índices que indican la posición del elemento dentro de la matriz. Las matrices son muy útiles para almacenar y trabajar con grandes cantidades de datos en formato tabular, y se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde procesamiento de imágenes y señales hasta almacenamiento de datos en bases de datos y hojas de cálculo. Librería #include <18F4550.h> La librería “#include <18F4550.h>” es una librería específica del microcontrolador PIC18F4550 de Microchip. Esta librería puede ser utilizada en proyectos desarrollados en lenguaje de programación C o C++, y se utiliza para definir los registros y las instrucciones utilizadas en la programación del microcontrolador. La librería “#include <18F4550.h>" incluye las definiciones de puertos de entrada/salida, registros especiales y otros componentes del microcontrolador. Al incluir esta librería en un proyecto, se pueden utilizar las funciones y procedimientos necesarios para programar el PIC18F4550. Es importante mencionar que esta librería se debe utilizar junto con un compilador específico para microcontroladores PIC de Microchip, como MPLAB XC8 o CCS C Compiler. También es necesario utilizar un entorno de desarrollo integrado (IDE) como MPLAB X IDE para la programación del microcontrolador. En resumen, la librería #include <18F4550.h> es una herramienta de programación importante para aquellos que trabajan con microcontroladores PIC18F4550, ya que proporciona la capacidad de acceder y controlar los distintos componentes del microcontrolador. Librería #fuses intrc, nowdt La línea #fuses intrc, nowdt es una directiva de compilador utilizada en lenguaje de programación C para microcontroladores PIC. Esta directiva se utiliza para configurar los fusibles internos del microcontrolador y definir ciertas características del mismo.
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especificado en la llamada “delay_ms” o “delay_us”. Por lo tanto, es importante usar esta librería de manera responsable y solo cuando sea necesario. Además, la precisión del retardo generado dependerá de la precisión del reloj interno del microcontrolador y del compilador utilizado. Se recomienda verificar la exactitud del retardo generado utilizando herramientas de medición de tiempo precisas. En resumen, la librería “#use delay (clock=4Mhz)” es una herramienta importante en la programación de microcontroladores PIC con el lenguaje de programación C para generar retrasos precisos en la ejecución del programa. Sin embargo, es importante usar esta librería de manera responsable y tener en cuenta la precisión del reloj interno del microcontrolador y del compilador utilizado. (González, 2021) Regulador de voltaje de tres patas L7805CV El regulador de voltaje L7805CV es un dispositivo electrónico utilizado para controlar o regular la tensión eléctrica en un circuito electrónico. Este dispositivo cuenta con tres patas o terminales que lo conectan al circuito. La pata central se conecta a la carga o dispositivo que se quiere alimentar con el voltaje regulado. La primera pata, llamada ADJ o ajuste, se utiliza para controlar la tensión de salida y se conecta a un resistor variable o potenciómetro que regu la la tensión de salida. La tercera pata se conecta a la fuente de alimentación y se utiliza para suministrar la energía necesaria para el regulador de voltaje. El L 7805 CV se utiliza comúnmente como un regulador de voltaje ajustable, lo que significa que se puede ajustar la tensión de salida a un valor específico mediante el uso de un resistor variable conectado a la pata ADJ. Además, este regulador de voltaje puede manejar corrientes de hasta 1.5 amperios y voltajes de entrada de hasta 12 voltios. El L 7805 CV es ampliamente utilizado en la alimentación de circuitos electrónicos como amplificadores, microcontroladores y otros dispositivos electrónicos que requieren un voltaje
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estable y consistente. Además, su diseño compacto y bajo costo lo hace una opción atractiva para muchos proyectos electrónicos. En resumen, el regulador de voltaje de tres patas L 7805 CV es un dispositivo electrónico utilizado para controlar o regular la tensión eléctrica en un circuito electrónico. Este regulador se utiliza comúnmente como regulador de voltaje ajustable en la alimentación de circuitos electrónicos y cuenta con tres patas que lo conectan al circuito. (Ortega, 2020) Luces LED color azul de 1 kilo ohm Un LED (acrónimo del concepto inglés light-emitting diode) es un diodo emisor de luz. En su interior hay un semiconductor que, al ser atravesado por una tensión continua, emite luz, lo que se conoce como electroluminiscencia. Existen distintos tipos de led en función de las tecnologías usadas para su fabricación y montaje sobre circuitos electrónicos. La tensión de cualquier diodo LED es de 2 voltios y, en el caso que se quiera conectar a otros aparatos con una tensión distinta, se debe crear una conexión de resistencia en serie que permita su correcto funcionamiento. (Mosqueda, 2020) Placas protoboard o de circuito sin rieles de 10x15 cm Una placa de circuito es una pieza de aislamiento que se enrosca con cables conductores y componentes similares. Cuando una fuente de alimentación introduce una carga eléctrica en la placa, se distribuye a lo largo de estos cables a diferentes componentes de diversas formas. Esto permite que la placa controle cómo se activan y cargan estos componentes durante el uso de un dispositivo eléctrico. (Gutierrez, 2019)
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consiste en unir las partes a soldar de manera que se toquen y cubrirlas con una gota de estaño fundido que, una vez enfriada, constituirá una verdadera unión, sobre todo desde el punto de vista electrónico. El estaño para soldar es el material de aporte que al enfriarse es donde recae la unión. (Funes, 2019) Cable Macho Hembra Un cable macho-hembra es un tipo de cable eléctrico que tiene conectores de enchufe y enchufe- hembra en cada extremo, lo que permite conectar o extender dispositivos electrónicos. En un cable macho-hembra, el conector macho tiene pines o clavijas que se insertan en la conexión hembra, que tiene receptáculos o agujeros para recibir los pines. El conector hembra también puede contar con pines o clavijas internos para proporcionar energía o señales al conector macho. Este tipo de cable es comúnmente utilizado en la conexión de dispositivos electrónicos, tales como computadoras, televisores, radios, reproductores de DVD, dispositivos móviles y otros aparatos electrónicos. El cable macho-hembra es especialmente útil para conectar periféricos a una computadora, como un teclado o un mouse. También se utiliza comúnmente para extender el alcance de un cable de alimentación eléctrica o para extender la longitud de un cable de audio o vídeo. Es importante asegurarse de que los cables macho-hembra estén conectados correctamente para evitar posibles problemas eléctricos o de otra índole. Además, es importante elegir un cable de alta calidad y duradero para garantizar una conexión estable y segura. Cable Hembra-Hembra Un cable hembra-hembra es un cable que tiene conectores hembra en ambos extremos. El conector hembra es aquel que tiene los receptáculos o agujeros para recibir los pines o clavijas del conector macho.
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Este tipo de cable se utiliza comúnmente para conectar dos dispositivos electrónicos con conectores hembra. Por ejemplo, se puede utilizar un cable hembra-hembra para unir dos compuertas lógicas o dos resistencias. También se puede utilizar para extender el alcance de un cable macho-macho al que se le pueda conectar un adaptador hembra-hembra para poder conectar dos cables macho-macho. Es importante asegurarse de que los cables hembra-hembra estén conectados correctamente para evitar posibles problemas eléctricos o de otra índole. Además, es importante elegir un cable de alta calidad y duradero para garantizar una conexión estable y segura. Es posible fabricar cables hembra-hembra de cualquier longitud y con los conectores necesarios para el tipo de conexión requerido.
3. Materiales, Reactivos y/o Equipos. (Unidades y cantidades): Materiales Cantidad Características Leds 14 1 kilo ohm Resistencias 14 1 kilo ohm Placas protoboard 2 Tiras de pines 2 Cautín 1
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Figura 5. Base para el reloj y soporte del motor. De la misma manera se pegó el motor, un switch, el regulador de voltaje y la fuente de alimentación a la base del reloj, la conexión que se realizó entre los componentes anteriormente mencionados se puede observar en el siguiente diagrama. Figura 6. Figura 6. Diagrama de conexiones de la base del reloj.
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El motor puede soportar cómodamente un voltaje de 12V sin embargo se coloca el regulador de voltaje para controlar las RPM (Revoluciones por minuto) y en base a esto generar el código de encendido y apagado de los leds. Una vez terminada la base, se procede con la elaboración de las hélices del reloj, las cuales girarán y en estas estarán los leds, como base de las hélices se usan dos placas protoboard de 10x15 cm en las que se suelda una tira de 7 leds para cada placa protoboard, en una de las placas se suelda también el regulador de voltaje L 7805 CV de tres patas y el sócalo de la pic 18F4550, la batería de 9volts también estará esta placa, sin embargo, esta ira pegada a la protoboard mas no soldada. La conexión que se realizó entre los componentes de ambas placas protoboard se puede observar en el siguiente diagrama. Figura 7
