Practica 2 E/S en un Microcontrolador

 

Introducción

Es fundamental comprender y saber cómo es que se maneja y controla un motor paso a paso y un relevador con microcontroladores como en este caso el uso de Arduino, este tipo de prácticas no solo es fundamental y necesario las conexiones físicas y exactas para un buen funcionamiento pero no solo necesita eso si no también de una programación compleja y específica para realizar las diferentes automatizaciones o tareas que cada uno puede asignarle tomando en cuenta sus limitantes, en esta práctica se encuentra el reporte donde se habla del uso de relevadores para el control de corriente, y del motor paso a paso para movimientos precisos y exactos   

1.1. Objetivo(s) 

 • El estudiante manipula los puertos del microcontrolador mediante programación y pruebas, para diseñar y entender sistemas embebidos funcionales. • Identificación de principios físicos y leyes que relaciona variables de interés mensurable y las características, formas y materiales con que se construyen los diferentes tipos de actuadores. • Análisis y programación de la activación de un servomotor y motorPAP mediante los temporizadores del microcontrolador. Ensamble de circuito respectivo • Implementación de circuito de adecuación entre actuadores y microcontroladores utilizando drivers

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Relevador

Pasos:

Conexión del relevador:

·         Verifica las especificaciones del relevador para determinar los pines de conexión. Normalmente, tendrás dos pines para la bobina (control) y dos para los contactos (comúnmente NO, NC y COM).

·         Conecta uno de los pines de la bobina del relevador a un pin digital del Arduino (por ejemplo, pin 7).

·         Conecta el otro pin de la bobina del relevador a tierra (GND) del Arduino.

·         Si es necesario, coloca una resistencia entre el pin digital del Arduino y el pin de la bobina para limitar la corriente (sobre todo si el relevador consume más corriente de la que puede manejar directamente el Arduino).

Programación:

Abre el Arduino IDE en tu computadora.

Escribe un programa sencillo para activar y desactivar el relevador. Por ejemplo:

Este programa hará que el relevador se active durante un segundo y luego se desactive durante otro segundo.

Prueba:

Conecta tu Arduino a la computadora y carga el programa.

Observa el relevador para verificar que se active y desactive como se espera. Puedes escuchar el clic del relevador al activarse.

Simulación del circuito con el programa incluido en Tinkercad

Para realizar esta practica necesitamos una fuente de poder, una bombilla y un relevador, en donde es importante reconocer las terminales del relevador.

En la terminal 5 del relevador, estará ubicada en el pin 7.

La terminal 6 estará conectada al Arduino lo cual es nuestra tierra (GND).

Los 5V estarán sobre la terminal 1 del relevador, así mismo con la fuente se podrá visualizar si se estan alimentando de forma correcta y así también pasar a la bombilla.

Una vez verificado, se observa la bombilla y se prende y apaga en un segundo, prueba en imágenes de la simulación.

Vídeo de funcionamiento 

MOTOR PASO A PASO

Conexiones:

1. Arduino a Protoboard:
• El pin 5V del Arduino está conectado a la parte roja del protoboard
• El pin GND está conectado a la línea de tierra en color azul
2.  L293N a Protoboard:
• Las entradas del controlador (IN1, IN2, IN3, IN4) están conectadas a los pines del Arduino en este caso son (8,9,10,11)
• Para poder darle corriente al L298N se hace un puente desde su VCC a la línea roja
• La tierra del L293N está conectada a la línea azul
3. Motor paso a paso a  L293N:
• El motor paso a paso está conectadas a las salidas del L293N (OUT1, OUT2, OUT3, OUT4).
4. Batería de 9V a Protoboard:
• El lado positivo de la batería está conectado a la línea roja del protoboar
• El lado negativo de la batería está conectado a la línea de tierra de color azul

Estructura del un L293N 

Ahora se realiza la simulación dentro de la herramienta Tinkercad

Se implementó un código diferente a la práctica ya que no se podría realizar por las diferencias en el simulador, en este caso se sustituyó por un código que su función principal es marcar dentro del monitor la velocidad del motor 

 

Ahora explicaremos el código

#include <Stepper.h> // Incluye la biblioteca Stepper para controlar el motor paso a paso

 

const int stepsPerRevolution = 120; // Define el número de pasos por revolución del motor

Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 8, 9, 10, 11);

 

int stepCount = 0; // Variable para contar los pasos dados por el motor

 

void setup() {

  Serial.begin(9600);

}

 

void loop() {

  int sensorReading = analogRead(A0);

  int motorSpeed = map(sensorReading, 0, 1023, 0, 250); // Mapea el valor del sensor a un rango de velocidad del motor

 

  if (motorSpeed > 0) { // Si la velocidad del motor es mayor que 0

    myStepper.setSpeed(motorSpeed); // Establece la velocidad del motor

    myStepper.step(stepsPerRevolution / 100); // Mueve el motor una fracción de una revolución

    Serial.println(sensorReading); // Imprime el valor del sensor en el monitor serie

  }

} 

Después de explicar la estructura del circuito y la explicación de la función del código tenemos la simulación completa 

 

Conclusión

Esta práctica ha proporcionado de manera satisfactoria a pesar de las adversidades del uso del material, una experiencia de configuración y programación de componentes como lo son los relevadores, donde se aprendió al manejo de corriente con dispositivos externos de manera segura y todo esto manejado desde microcontrolador mientras que con un motor paso a paso se aprendió a realizar movientes precisos controlando esto digitalmente desde Arduino, utilizando diferentes métodos de programación y también de configuración de conexiones físicas dentro del mismo microcontrolador