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2. capitulo i

2.1

fundamentación

filosófica

institucional. El modelo aplicable en nuestro Centro de Formación Artesanal Electrónico Pichincha abarcara a todos los docentes los que conforman, de tal manera que se pueda alcanzar una educación actualizada, con tecnología avanzada e incentivando los valores humanos y concientizando el beneficio que obtendrá con la culminación de una carrera técnica.

De esta manera se puede compartir conocimientos adquiridos y experiencias personales en el desarrollo del trabajo de grado afín de atender a las necesidades de la sociedad requiere y enriquecer la cultura de la misma.

1


2.2 perfil del estudiante Al culminar el tercer año de estudio el estudiante posee lo siguiente: •

Desarrollar

habilidades

y

actitudes

necesarias

para

participar y dirigir actividades grupales en búsqueda de soluciones creativas que beneficien a su comunidad.

El estudiante busca conseguir una profesión técnica, tiene que dedicarse de una manera frontal a estudiar, por cuanto esto permitirá captar de la enseñanza de los maestros lo que permitirá tener una profesión capacitado para afrontar al mundo competitivo.

Entender el uso de algunas herramientas que ofrece la especialidad de Electrónica en los microcontroladores PIC y desarrollar una actitud positiva y abierta hacia las nuevas tecnologías disponibles en la actualidad.

2


Entender los métodos de las diferentes ciencias

para

darles uso en la solución de problemas reales, y valorando el impacto social de diversas innovaciones y avances científicos y tecnológicos. 2.3 perfil del docente El personal docente posee las siguientes características: •

Permiten que los señores

estudiantes profundicen las

materias, de modo que alcancemos a obtener los suficientes conocimientos en las áreas ocupacionales específicas.

Enseñan

un

sentido

más

amplio,

para

adquirir

competencias que permitan hacer frente a nuevas situaciones y que faciliten el trabajo en equipo sobre las tecinas impartidas en el establecimiento.

Forman señores estudiantes con honestidad, respeto y transmiten la verdad a sus educados.

3


El maestro es la persona que tiene la virtud de enseñar a los estudiantes todos los conocimientos que disponen para poder dar a la ciudadanía unos profesionales que sean capaces de aportar a un desarrollo profesional, intelectual y económico para un Ecuador mejor y creciente.

2.4 fundamentación científica de la especialidad.

La nueva tecnología compromete al docente a una permanente actualización para la participación, e investigación y creación para el desarrollo de la cátedra dictada con lo referente a la teórica y la práctica. La especialidad de electrónica permite al finalizar el programa de estudios entregar a la ciudadanía profesionales con la capacidad de desenvolverse en la especialización de electrónica en servicios con un nivel industrial. Esta especialidad se fundamenta por seguir avanzando mucho más por lo que hemos logrado que la electrónica siga avanzando como elementos que constituyen todo lo referente a circuitos electrónicos. 4


3. capitulo ii

3.1 tema:

pic en electrรณnica industrial.

3.2 Justificaciรณn Los microcontroladores se han evolucionado rรกpidamente en los circuitos electrรณnicos como en otras aplicaciones, gracias a su eficiencia. No obstante su amplio uso, es uno de los temas que en la actualidad suscitan mayor confusiรณn.

5


Se analiza cada una de las instrucciones ya que dispone de microcontroladores PIC para luego continuar con un ejemplo de programación

y

simulación,

la

utilización

del

lenguaje

ensamblador, funcionamiento y uso de software MPLAB y finalmente la implementación del Hardware para la realización de nuestro proyecto.

3.3 obJetivos.

3.3.1 obJetivo general

Al realizar nuestro proyecto práctico queremos demostrar el principio básico del funcionamiento de los microcontroladores PIC en el campo de la Electrónica Industrial, el cual se da cumplimiento dentro de los conocimientos de la Electrónica adquiridos en los tres años de nuestra carrera estudiantil.

Debemos también brindar a los estudiantes y personas en general las herramientas básicas, un material de apoyo, y un información fundamental para la utilización adecuada del software de programación de los microcontroladores (PIC).

6


3.3.2 obJetivos específicos

Investigar sobre los microcontroladores PIC mediante fuentes bibliográficas.

Analizar toda la información recopilada para que sea utilizada y ampliar los conocimientos de los estudiantes.

Realizar prácticas con microcontroladores PIC orientado al proyecto del curso para afianzar los conocimientos teóricos adquiridos por el personal docente.

3.3.3 importancia

7


El

desarrollo

del

trabajos

prácticos

a

través

de

microcontroladores PIC nos permite seguir experimentando, y desarrollando nuestra creatividad, poniendo en prueba todos los conocimientos teóricos, y prácticos adquiridos en nuestro prestigioso Centro de Formación Artesanal Electrónico Pichincha para poder dar solución a los problemas técnicos, y buscar alternativas de solución 4. capitulo iii

4.1 descripcion del tema

¿Qué es un microcontrolador pic?

Un microcontrolador PIC es un circuito integrado que contiene todos los componentes de un computador. Se emplea para controlar el funcionamiento de una tarea determinada y, debido a su reducido tamaño, suele ir incorporado en el propio dispositivo

8


al que gobierna. Esta última característica es la que le confiere la denominación

de

«controlador

incrustado»

(embedded

controller). Se dice que es “la solución en un chip” porque su reducido tamaño minimiza el número de componentes y el costo.

El microcontrolador es un computador dedicado. En su memoria sólo recibe un programa destinado a gobernar una aplicación determinada; sus líneas de entrada/salida soportan la conexión de sensores y actuadores del dispositivo a controlar. Una vez programado y configurado el microcontrolador solamente sirve para gobernar la tarea asignada.

“Un microcontrolador es un computador completo, aunque de limitadas prestaciones, que está contenido en el chip de un circuito integrado y se designa a gobernar una sola tarea”.

9


Un microcontrolador PIC montado sobre una plaqueta.

diferencia entre microcontrolador y microprocesador.

10


Un controlador es el dispositivo que se emplea para el gobierno de uno o varios procesos. Aunque el concepto de controlador ha permanecido invariable a través del tiempo, su implementación física ha variado frecuentemente. Hace tres décadas, los controladores se construían exclusivamente con componentes de

lógica

discreta,

posteriormente

se

emplearon

los

microprocesadores, que se rodeaban con chips de memoria de E/S sobre una tarjeta de circuito impreso. En la actualidad, todos los elementos del controlador se han podido incluir en un chip, el cual recibe el nombre de microcontrolador. Realmente consiste en un sencillo pero completo computador contenido en el corazón (chip) de un circuito integrado.

11


Un microcontrolador PIC es un circuito integrado de alta escala de integración que incorpora la mayor parte de los elementos que configuran un controlador. Un microcontrolador dispone normalmente de los siguientes componentes: •

Procesador o UCP (unidad central de proceso)

Memoria RAM para contener los datos.

Memoria para el programa tipo ROM/PROM/EPROM.

Líneas de E/S para comunicarse con el exterior.

Diversos

módulos

(temporizadores,

para

puertas

el

control

serie,

y

de

periféricos

paralelo,

CAD:

Conversores Analógico Digital, CDA: Conversores Digital Analógico, etc.). •

Generador

de

impulsos

de

reloj

sincronizan

el

incorpora

un

funcionamiento de todo el sistema. Los

productos

que

para

su

regulación

microcontrolador disponen de las siguientes ventajas: •

Aumento de prestaciones. Un mayor control sobre un determinado elemento representa una mejora considerable en el mismo.

Aumento

de

una

fiabilidad:

al

reemplazar

el

microcontrolador por un elevado número de elementos

12


disminuye el riesgo de averías y se precisan menos ajustes. •

Reducción del tamaño en el producto acabado: la mano de obra y los stocks.

Mayor flexibilidad: las características de control están programadas por lo que su modificación solo necesita cambios en el programa de instrucciones.

El microprocesador es un circuito integrado que contiene la Unidad Central de Proceso (CPU), también llamada procesador de un computador. Al microprocesador se le conecta la Memoria y Módulos de E/S para configurar un computador implementado por varios circuitos integrados.

Un microprocesador es un sistema abierto (configuración variable) con el que puede construirse un computador con las características

que

se

desee,

acoplándole

los

módulos

necesarios. Un microcontrolador PIC es un sistema cerrado que contiene un computador completo y de prestaciones limitadas que no se pueden modificar. Decidirse por construir el sistema con el microprocesador, o utilizar directamente el microcontrolador dependerá de la

13


economía. Si el microcontrolador está limitado por su propia CPU, es necesario elegir un microprocesador potente y añadir los

buffers,

Generalmente,

drivers, salvo

decodificadores, que

la

memorias,

aplicación

exija

etc.

grandes

prestaciones, el microcontrolador será una solución válida, con la ventaja de que reduce el espacio y el hardware.

a.- Estructura de un sistema abierto basado en un microprocesador. La disponibilidad de los buses en el exterior permite que se configure a la medida de la aplicación. b.- El microcontrolador es un sistema cerrado. Todas las partes del computador están contenidas y solo salen al exterior las líneas que gobiernan los periféricos.

aplicaciones de los microcontroladores pic en la electrónica industrial. 14


Cada

vez

existen

más

productos

que

incorporan

un

microprocesador PIC con el fin de aumentar sustancialmente prestaciones, reducir su tamaño y coste, mejorar su fiabilidad y disminuir el consumo. Algunos fabricantes de microcontroladores PIC superan el millón de unidades de un modelo determinado producidas en una semana. Este daño puede dar una idea de la masiva utilización de estos componentes. Los microcontroladores están siendo empleados en multitud de sistemas presentes en nuestra vida diaria, pueden ser juguetes, hornos microondas, frigoríficos, televisores, computadoras, impresoras, módems, el sistema arranque de nuestro coche, etc. Y otras aplicaciones con las que seguramente no estaremos tan familiarizados como instrumentación electrónica, control de sistemas en una nave espacial, etc. Una aplicación típica podría emplear varios microcontroladores para comparar pequeñas partes del sistema. Estos pequeños controladores podrían comunicarse

entre

ellos

y

con

un

procesador

central,

probablemente más potente, para compartir la información y coordinar sus acciones como, de hecho, ocurre ya habitualmente en cualquier PC. el mercado de los microcontroladores pic. 15


Aunque en el mercado de la microinformática la mayor atención la acaparan los desarrollos de los microprocesadotres, lo cierto es que se venden cientos de microcontroladores por cada uno de aquellos. Existe una gran diversidad de microcontroladores. Quizás

la

clasificación

más

importante

sea

entre

microcontroladores de 4, 8, 16 o 32 bits. Aunque las prestaciones de los microcotroladores de 16 y 32 bits son superiores a los de 4 y 8 bits, la realidad es que los microcontroladores de 8 bits dominan el mercado y los de 4 bits se resisten a desaparece. La razón de esta tendencia es que los microcontroladores PIC de 4 y 8 bits son apropiados para la gran mayoría de las aplicaciones, lo que hace absurdo es emplear micros más potentes y consecuentemente más caros.

16


Uno

de

los

sectores

que

tira

al

mercado

de

los

microcontroladores es el mercado automovilístico. De hecho algunas familias de microcontroladores actuales se desarrollaron pensando en este sector, siendo modificadas posteriormente para adaptarse a sistemas más genéricos. El mercado del automóvil es uno de los más exigentes: los componentes electrónicos deben operar bajo condiciones extremas de vibraciones, choques, ruido, etc. Y seguir siendo fiables. El fallo de cualquier componente en un automóvil puede ser el origen de un accidente.

En cuanto a las técnicas de fabricación, cabe decir que prácticamente la totalidad de los microcontroladores PIC actuales se fabrican con tecnología CMOS (complementary metal oxide semiconductor). Esta tecnología supera a las técnicas anteriores por su bajo consumo y alta inmunidad al ruido.

17


La distribución de las ventas de los microcontroladores PIC según su aplicación es la siguiente: •

Una tercera parte se absorbe en las aplicaciones relacionadas

con

los

computadores

y

sus

periféricos. •

La cuarta parte se utiliza en las aplicaciones de consumo (electrodomésticos, juegos, TV, video, etc.).

El 16% de las ventas mundiales se destino a las áreas de las comunicaciones.

Otro

16%

fue

empleado

en

aplicaciones

industriales. •

El resto de los microcontroladores vendidos en el mundo,

aproximadamente

un

10%

fueron

adquiridos por las industrias de automoción. También los modernos microcontroladores de 32 bits van afianzando sus posiciones en el mercado, siendo las áreas de más interés el procesamiento de imágenes, las comunicaciones, las aplicaciones militares, los procesos industriales y el control de los dispositivos de almacenamiento masivo de datos.

18


familia de los pic como elección para la electrónica industrial.

¿Qué es lo que ocurre con los PIC?, ¿Por qué están en la boca de todos?. Hemos buscado en multitud de bibliografías y realmente

nadie

da

una

respuesta

concreta,

pero

una

aproximación a la realidad puede ser esta:

Los PIC “ángel”, tienen “algo” que fascina a los diseñadores, puede ser la velocidad, el precio, la facilidad de uso, la información, las herramientas de apoyo…. Quizás un poco de todo eso es lo que produce esa imagen de sencillez y utilidad. Es probable

que

en

el

futuro

próximo

otra

familia

de

microcontroladores PIC le arrebate ese “algo”. Queremos constatar que para las aplicaciones más habituales (casi 90%) la

19


elección de una versión adecuada de PIC es la mejor solución; sin embargo, dado su carácter general, otras familias de microcontroladores específicas,

son

más

especialmente

eficaces

en

ellas

en

aplicaciones

predominan

una

característica concreta, que puede estar muy desarrollada otra familia. Los detalles más importantes que vuelven “locos” a los profesionales de la microelectrónica y microinformática y las razones de la excelente acogida que tiene los PIC son los siguientes: •

Sencillez

de

manejo:

tiene

un

juego

de

instrucciones reducido; 35 en una gama media. •

Buena información, fácil de conseguir y económica.

Precio: su costo es comparativamente inferior al de sus competidores.

Poseen una elevada velocidad de funcionamiento. Buen promedio de parámetros: velocidad, consumo, tamaño, alimentación, código compacto, etc.

20


Herramientas de desarrollo fáciles y baratas. Muchas herramientas software se pueden recoger libremente a través de interned.

Existe una gran variedad de herramientas hadware que permiten grabar, depurar, borrar y comprobar el compartimiento de los PIC.

Diseño rápido.

La gran variedad de modelos PIC permiten elegir el que mejor responde a los requerimientos de la aplicación.

Una de las razones del éxito de los PIC se basa en su utilización. Cuando se aprende a manejar uno de ellos conociendo su arquitectura y su repertorio de instrucciones, es muy fácil de emplear otro modelo.

21


caracteristicas generales del pic. Descripción de las características más representativas de los PIC: •

arQuitectura.

La arquitectura del procesador sigue el modelo Harvard. En esta arquitectura, la CPU se conecta de forma independiente y con buses distintos con la memoria de instrucciones y con la de datos. La arquitectura Harvard permite a la CPU acceder simultáneamente a las dos memorias. Además, propicia numerosas ventajas al funcionamiento del sistema como se irían describiendo. 22


segmentación.

Se aplica la técnica de segmentación (“pipe-line”) en la ejecución de las instrucciones. La segmentación permite al procesador realizar al mismo tiempo la ejecución de una instrucción y búsqueda del código de la siguiente. De esta forma se puede ejecutar cada instrucción en un ciclo (un ciclo de instrucción equivale a cuatro siclos de reloj).

Las instrucciones de salto ocupan dos ciclos al no conocer la dirección de la siguiente instrucción hasta que no se haya completado la de bifurcación.

formato de las instrucciones.

El formato de todas las instrucciones es de la misma longitud. Todas las instrucciones de los microcontroladores de la gama baja tienen una longitud de 12 bits. Las de la gama media tiene 14 bits y más las de la gama alta. Esta característica es muy ventajosa en la optimización de la memoria de las instrucciones y facilita enormemente la construcción de ensambladores y compiladores. 23


Juego de instrucciones.

Procesadores RISC (computador de juego de instrucciones reducido). Los modelos de la gama baja disponen de un repertorio de 33 instrucciones, 35 los de la gama media y casi 60 los de la alta.

todas

las

instrucciones

son

ortogonales. Cualquier instrucción puede manejar cualquier elemento de la arquitectura como fuente o como destino.

arQuitectura

basada

en

un

“banco de registros” Esto significa que todos los objetos del sistema (puertas de E/S, temporizadores,

posiciones

de

memoria,

etc.)

están

modelos

de

implementados físicamente como registros •

diversidad

de

microcontroladores

24

pic

con


prestaciones

y

recursos

diferentes. La gran variedad de modelos de microcontroladores PIC permite que el usuario pueda seleccionar el más conveniente para su proyecto.

Herramientas

de

soporte

potentes y económicas. La empresa microchip y otras que utilizan los PIC ponen a disposición de los usuarios numerosas herramientas para desarrollar hardware y software. Son muy abundantes los programadores, los simuladores, los emuladores en tiempo real, ensambladores, compiladores C, intérpretes y compiladores BASIC, etc. La arquitectura Harvard y la técnica de segmentación sobre los principales recursos en el que se apoya el elevado rendimiento que caracteriza estos dispositivos programables, mejorando dos características esenciales:

1.

Velocidad de ejecución. 25


2.

Eficiencia en la compactación del código.

¿Qué se necesita para programar el pic?

Los componentes necesarios para programar un PIC son: •

un editor de texto.

26


un compilador para el lenguaje que se decida usar (para el modelo adecuado).

un programador (tanto el circuito como el utilitario que baja el binario al PIC).

Es usual utilizar entornos de desarrollo del tipo MicroChip PROTEUS, este es un software desarrollado por la empresa MicroChip que se baja gratis de su página, que permite editar código fuente y luego compilarlo en una variada cantidad de micros. Si se cuenta con un programador de MicroChip (el PICSTAR), se lo puede utilizar para además cargar el micro con el programa. Si no será necesario otro software como el ICProg que es un utilitario capaz de pasarle al micro un código binario a través de un programador genérico. Un programador es un circuito que se conecta al PC por un puerto (hay programadores para puerto serial, para puerto paralelo e inclusive algunos modelos para USB, siendo el más común y simple el serial), y baja al PIC el programa insertándolo en la memoria FLASH, carga la EPROM con datos (si se incluyen en el ICProg, por ejemplo), y por último se carga el seteo de la palabra de configuración.

27


Los lenguajes de programación que provee Microchip se reducen al Assembler para PIC en la gama baja y media, pero en la gama alta se encuentran compiladores para C y otros lenguajes menos conocidos de alto nivel. Existen

fabricantes

de

software

que

han

desarrollado

compiladores como PIC-Basic o PICC que se venden por separado, estos si compilan para varios micros de la gama media y alta. El PROTEUS incluye un simulador que es capaz de ejecutar como el PIC todo el programa, inclusive permite que se den pulsos en las distintas patas tanto en forma preorganizada (a través de archivos) como en forma puramente asincrónica mediante botones. Además se pueden ejecutar las distintas sentencias paso a paso e ir viendo cómo evolucionan los estados de corriente de cada pata o los valores de cada registro. De todas maneras tiene limitaciones y aún no todos los chips son soportados. Por lo tanto el procedimiento es sencillo:

Se diseña y construye el circuito adecuado para resolver el problema.

28


Se diseña y programa, la fuente para comandar la tarea con el PROTEUS.

Se compila la fuente.

Se usa el simulador para corroborar que esté todo funcionando como es esperado.

Se carga el microchip con el ICProg.

Se inserta el micro en el circuito.

Se alimenta y comienza a funcionar el microcontrolador PIC.

utiliZacion de un microcontrolador pic en un robot.

29


Robot.- es una maquina controlada por ordenador y programada a través de un microcontrolador PIC para moverse, manipular objetos y realizar trabajos a la vez que interacciona con su entorno. Los robots son capaces de realizar tareas respectivas de forma más rápida, barata a través de un microcontrolador y precisa que los seres humanos. Se ha empleado la palabra robot para referirse a una máquina que realiza trabajos para ayudar a las personas o efectúa tareas difíciles o desagradables para los humanos. Cabe destacar que las características antropomórfica más común en nuestros días es la de un brazo mecánico, el cual realiza barias tareas industriales.

30


Existen en el mercado diversas empresas dedicadas a la fabricación de robots industriales por lo que existen diferentes marcas y modelos. Estos últimos son normalmente asignados para identificarlos o de acuerdo a su función.

La robótica es una nueva tecnología en la cual se basa de la Electrónica Industrial, que surgió como tal aproximadamente hacia el año 1960, desde entonces han transcurrido pocos años y el interés que ha despertado es superior a cualquier previsión que en su nacimiento se pudiera formular, siguiendo un proceso paralelo a la introducción de los computadores en las actividades cotidianas de la vida del hombre, aunque si bien todavía los robots no han encontrado la vía de penetración en los hogares,

31


pero si son un elemento e imprescindible en la mayoría de las industrias. Podemos contemplar que la robótica como una ciencia que aun que se han conseguido grandes avances a través de la programación ofrece un amplio, campo para el desarrollo y la innovación y es precisamente este aspecto el que motiva a muchos investigadores y aficionados a los robots a seguir adelante planteando más robots evolucionados utilizando los microcontroladores PIC que es una de las tecnologías más avanzadas para la realización de cualquier tiones industriales, ipo de proyectos basada en su programación. Los aficionados a los robots también juegan un papel importante en el desarrollo de los robots, ya que son estos los que partiendo de una afición firme y con sus particulares ideas, al cabo de un cierto tiempo han podido desarrollar sus teorías y con ello crear un procedente o mejorar un aspecto que se tenía olvidado o no se había contado con él en un principio. El auge de la Electrónica Industrial introducida en la robótica y la imperiosa

necesidad

de

su

implantación

en

numerosas

instalaciones industriales, requiere del concurso de un buen número de especialistas y aficionados en la materia de la programación en ella.

32


La Robótica empleada en la Electrónica Industrial

es una

tecnología multidisciplinaria, ya que esta hace uso de los recursos que le proporciona otras ciencias como la Electrónica Industrial y la programación, a fin, solamente hay que pensar que en el proceso del diseño y construcción de un robot intervienen muchos campos pertenecientes a otras ramas de la ciencia, como pueden ser:

1.

La Mecánica

2.

La Electrónica

3.

La Informática

4.

La Automática

5.

La Matemática

Entre otras muchas que no por no citarlas no sean importantes.

Realmente la Robótica es una combinación de todas las disciplinas expuestas y otras muchas, más el conocimiento de la aplicación a la que se enfoca la programación, por lo que su estudio se hace especialmente indicado en las carreras de Ingeniería Superior y Técnica y en los centros de Formación Profesional.

33


Los microcontroladores PIC introducido en la Electrónica Industrial brindan a aficionados un vasto y variado campo de trabajo, lleno de objetivos y en estado inicial de desarrollo. Muy importante es acercar esta ciencia al hombre de a pie ya que de este acercamiento depende en gran medida el futuro que esta ciencia promete, hay que desmitificar el mito malo creado en la sociedad de la palabra “ROBOT” a raíz de simples películas de ciencia – ficción, los robots no son malvados ni nada por el estilo, los robots son los que los hombres quieran que llegue a ser.

propiedades – caracteristicas de los robots en la electrónica industrial. versatilidad:

34


Potencial

estructural

de

tareas

diversas

a

través

de

microcontroladores PIC y/o ejecuta un tarea de forma diversa. Esto impone al robot una estructura mecánica de geometría variable. autoadaptibilidad al entorno: Significa que un robot debe, por si solo alcanzar su objetivo (ejecutar su tarea) a pesar de las perturbaciones imprevistas del entorno a lo lago de la ejecución de su tarea. Esto supone que el robot sea consciente de su entorno y que por lo tanto posea sentidos artificiales. funcionamiento del robot con microcontroladores. Un robot operacional puede estar constituido por cuatro entidades unidas entre sí.

1.

Sistema mecánico articulado dotado de sus motores (eléctricos, hidráulicos o neumáticos) que arrastran a las articulaciones del robot mediante las transmisiones (cables, cintas, correas con muescas). Para conocer en todo instante la posición de las articulaciones se recurre a

35


los captadores (codificadores ópticos) que se denominan propiocéptivos. Estos dan el valor a las articulaciones, que no es más que la configuración programable a través de microcontroladores PIC y el estado del robot. A este sistema lo aplicaremos más detallado, en lo que se refiere a robots en la Electrónica Industrial.

2.

El entorno es el universo en el que está sumergida la primera entidad. Si los robots están sobre un puesto fijo se reduce al espacio alcanzable por el robot. En el robot pueden encontrar obstáculo que ha de evitar y objetos de interés, ósea los objetos con los que tiene que actuar. Por todo esto existe interacción entre la parte física y el entorno. (cámaras,

Mediante

los

detectores

de

captadores fuerzas,

exteroceptivos detectores

de

proximidad, captadores táctiles) se toma informaciones sobre el entorno.

3.

Las tareas a realizar es el trabajo que se desea que haga el robot a través de microcontroladores PIC. La descripción de estas tareas se hace mediante lenguajes que pueden ser a través de los gestos en los que se le enseña al robot lo que se debe hacer; orales, se le habla; por escrito en el que se le escriben las instrucciones en un lenguaje de programación compatible con el robot.

36


4.

El cerebro del robot es el órgano de tratamiento de la información

este

puede

ser

desde

un

autómata

programable para los menos avanzados hasta un mini ordenador numérico o microcontrolador PIC para los más avanzados. El cerebro, es el que tiene el papel principal, contiene en sus memorias: •

Un modelo de robot físico: las señales de excitación de los accionadores y los desplazamientos que son consecuencias de ellas.

Un modelo del entorno: descripción de lo que se encuentra en el espacio que puede alcanzar.

Programas: permite comprender las tareas que se le pide que realice. Algoritmos de control.

robot industrial concepto

37


A un robot industrial se lo define como “una maquina programable,

de

propósito

general,

que

posee

ciertas

características antropomórficas, es decir, con características basadas en la figura humana. sistema mecánico del robot El componente principal lo constituye el manipulador, el cual consta de varias articulaciones y sus elementos que lo conforma a través de la electrónica industrial. Las partes que conforma el manipulador reciben los nombres de: cuerpo, brazo, muñeca y efector final. Al efector se lo conoce comúnmente como sujetador o gripper. Vamos a centra nuestra atención en los elementos a las articulaciones. Cada articulación provee al robot de al menos un “grado de libertad”. En otras palabras, las articulaciones permiten al manipulador realizar movimientos. A demás del manipulador, los otros elementos que forman parte del robot son un controlador, mecanismos de entrada y salida de datos de dispositivos especiales.

38


El controlador del robot, como su nombre lo indica, es el que controla cada uno de los movimientos del manipulador y guarda sus proposiciones. El controlador recibe y envía señales a otras máquinas – herramientas (medios de señales de entrada y salida) y almacena programas. robot industrial con microcontroladores pic.

Son utilizados para procesos industriales en los que se requiere de manejo de materiales y de herramientas. Generalmente tienen la forma de un brazo mecánico, al cual se lo adapta en el extremo una herramienta especializada según el tipo de tareas que tenga que desarrollar. En la industria automotriz se los utiliza para realizar tareas respectivas y de fuerza, tales como taladrar, pulir, lijar, colocar y ajustar tornillo, soldar, pintar, transportar piezas, etc. Todo esto 39


es

a

través

de

un

proceso

de

programación

con

microcontroladores PIC. Que son los más utilizados en el campo de la grande y pequeña industria. La industria Electrónica se los utiliza para armar o ensamblar computadoras, equipos electrónicos, circuitos impresos, etc. Todas estas tareas se realizan siguiendo un programa de computador que le indica a cada uno de los motores o de los mecanismos los movimientos que debe realizar. Dependiendo del sistema de programación, utilizadas para determinar el movimiento de los brazos de robots industriales, estos se clasifican en:

Brazos cartesianos.

Brazos cilíndricos.

Brazos esféricos.

5. capitulo iv 5.1 conclusiones. Los circuitos PIC son circuitos integrados que poseen todas las características

de

un

computador

40

completo.

Puede

ser


programado para que cumpla una tarea determinada a muy bajo costo. Con el estudio y preparación de cada individuo conforme a sus máximas posibilidades se podría solucionar tan grave problema de la gente que tiene pocas posibilidades de hacer uso de tan genial herramienta o que se ha visto desplazada en sus empleos por la automatización de las industrias. De la insistencia por parte de los científicos y principalmente de los ingenieros por desarrollar más esta área tecnológica surge el problema ya mencionado. Los diseños de los microcontroladores es una herramienta que de una u otra manera

facilita conocer más sobre el

funcionamiento de los microcontroladores en el campo de la Electrónica Industrial. La necesidad que la ciencia y la tecnología nos estanca; por eso es necesario erradicar todo tipo de problemas para que sin excepción todos podamos gozar de los beneficios de los microcontroladores PIC. El propósito general de esta investigación es tener el fin, que en el futuro nosotros como estudiantes encontremos la solución del problema y no haya perjudicados pues en la actualidad existen y seguirán existiendo más y mejores tecnologías que se fabricaran con el propósito de beneficiar la humanidad y no de perjudicarla.

41


Es mucho lo que se ha hecho en el área de la programación para la robótica; sin embargo aun no existe un lenguaje ideal para la programación de los robots. Son muchos los lenguajes creados hasta ahora en parte las causas principales de esta amplia gama de lenguajes adecuados o pocos efectivos son:

1.

Cada lenguaje se ha diseñado tomando como base un robot en específico del mercado, lo que anula su universalidad y la posibilidad de emplearlo en modelos diferentes.

2.

Los lenguajes, muchos casos, se dirigen hacia aplicaciones diferentes, lo que limita grande mente su utilización para la programación en PIC para la realización de diferentes tareas.

5.2 recomendaciones. Se recomienda que se deban utilizar de la manera más adecuada, para que ninguna situación desagradable se presente en el proceso de experimentación con los microcontroladores PIC.

42


Después de haber realizado todo el estudio acerca de los microcontroladores (PIC) se les recomienda seguir investigando todo lo referente a este tema. Permitiéndonos tener éxito en el ámbito laboral. Se debe desconectar la alimentación del programador antes de extraer o insertar el PIC en el zócalo para evitar daños al microcontrolador así también como al puerto paralelo del PC. Buscar asesoramiento e información a través de fuentes bibliográficas y guía del profesor o de la persona que está al frente dirigiendo al grupo de trabajo. Cumpliendo con el proceso investigativo lograremos encontrar material que nos proporcione información sobre los microcontroladores (PIC) implicados en la Electrónica Industrial.

6. capitulo v 6.1 anexos

43


44


45


46


47


6.2 glosario

Microprocesador. Circuito constituido por millares de

Transistores integrados en un chip, que realiza Alguna determinada función de los computadores Electrónicos digitales. •

Voltaje; cantidad de voltios que actúan en un aparato o sistema eléctrico.

SISC; Computador con juego de instrucciones específico (SpecificInstructión Set Computer).

48


Parámetro; Dato o factor que se toma como necesario para analizar o valorar una situación. Variable que, en una familia de elementos, sirve para identificar cada uno de ellos mediante su valor numérico.

CMOS; esto quiere decir que consume muy poca corriente pero que a la vez es susceptible a daños por estática.

BYTE; conjunto de bit que da origen a los caracteres sean estos letras, signos o números.

Memoria Programable; Tipo de memoria para el área de programa.

Software; aparto que reproduce el compartimiento de un sistema.

CISC; Computador con juego de instrucciones complejo (Complex Instructión Set Computer).

PIC;

circuito

integrado

programable

(Programmable

Integrated Circuit). •

Circuito; conjunto de componentes que recorre una corriente eléctrica.

RISC; Computador con juego de instrucciones reducido (ReducedInstructión Set Computer).

49


Microcircuito. Circuito electrónico compacto, compuesto de

elementos de pequeño tamaño conocidos como micro chip. •

Polarizar; Dicho de una pila eléctrica: Disminuir la corriente

Que produce, por aumentar la resistencia del circuito. •

Tecnología; Conjunto de teorías y de técnicas que

permiten El aprovechamiento práctico del conocimiento científico. •

EEPROM; es una memoria externa bastantemente grande.

Ciclo; Período de tiempo, unidad de medida de la frecuencia.

PWM; Pulse-WidthModulation o lo que en castellano significa modulación por ancho de pulsos.

RAM; (Random Access Memory).

Timer; agrupa a minutos y segundos.

Gama; Escala de microcontroladores.

Led; diodo emisor de luz.

RS; selección de registros control/datos.

MCLR; (master clear).

Módulos CCP;(Captura Compara).

Hardware; es la parte física del computador.

50


PC; computadora.

PWM;(Modulación de ancho de pulso).

Mhz; Megahertz de velocidad.

ICSP;(Programación serial en Circuito).

Reset; reinicio.

ROM; (Read - OnlyMemory).

Memoria RAM; es una memoria de acceso aleatorio.

System; sistema.

Goto; ejecución del programa.

Clrf; apaga los pines del puerto B.

Bits; es la unidad mínima de información.

VCC; corriente positiva.

RISC; (Conjunto reducido de instrucciones).

BIT; byte, campo, archivo, base de datos banco de datos.

GND; tierra o masa.

AC; corriente alterna.

AND; compuerta lógica Y.

CC; corriente continua.

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NOT; compuerta lógica NO.

OR; compuerta lógica 0.

OUT; salida.

Subrutinas; grupo de instrucciones con una etiqueta.

R/W; lectura/escritura.

DUTY0; entrega el resultado en el puerto B.

6.3 bibliografia.

Aplicaciones de la electrónica. Enciclopedia teórico – práctica en la electrónica industrial.

IRVING L. KOSOW Maquinas electrónicas. Segunda edición.

complementos de microcontroladores PIC.

www.Microcontroladores.com.

52


Microcontroladores PIC de Carlos A. Reyes volumen 1.

Proyectos prácticos con microcontroladores PIC de Wilfrido González Bonilla.

53


Monografia conteron