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Paper Lectura#1: Physical Computing Chp 1, 2 Introducción: Lo primero que me llamó la atención de la introducción, es el cambio que se hace desde Artificial Intelligence (AI) a Intelligence Amplification (IA). Cómo se aplican los conocimientos de la robótica, y la computación no para hacer robots con autonomía, sino para respaldar nuestra autonomía como humanos y la comunicación entre nosotros y nuestro entorno. Entrando en materia me gustó como explican con metáforas los términos del lenguaje técnico básico como input, processing y output, explicados como ‘escuchar’, ‘pensar’ y ‘responder’ de un sistema computarizado, la diferencia entre analog y digital, entendidos como un sistema de respuesta continuo o binario respectivamente, cómo serial y parallel se entienden como una melodía individual (solo) versus una orquesta (harmonía) de eventos. Las High-Level Tools según entendí, son las herramientas más sofisticadas, que vienen desarrolladas previamente por alguien, en cambio las Low-Level Tools serían las que son más esenciales, por lo que las High tienden a ser más fáciles y rápidas de usar, pero te dan menos opciones de desarrollar respuestas más originales, y las Low, implican mayor experiencia y trabajo. Chapter 1: La transducción es la transformación de un tipo de energía (cinética, por ejemplo) a otra, como la eléctrica. En Physical Computing, el input puede ser un estímulo energético X que queremos transformar a electricidad a través de un transductor para que luego el computador lo interprete (processing) y responda con electricidad y se transforme en otra manifestación energética X. Los circuitos eléctricos son conducción desde una conexión positiva a una negativa, la positiva tiene una cantidad de energía alta, la negativa tiene una cantidad baja. A través de un conductor (cable), hacemos circular los electrones desde el positivo al negativo aprovechando la tendencia de los electrones a ir a los puntos negativos (ground). Dentro del circuito conectamos otros dispositivos para usar la energía de los electrones que fluyen (por ejemplo, una ampolleta), también podemos poner un interruptor, llamado así por que interrumpe el circuito dejándolo abierto y así no fluyan los electrones, cuando uno quiere activar el flujo de energía, uno activa el interruptor, cerrando el circuito nuevamente. Las baterías tienen un punto positivo y uno negativo, de esa forma otorgan la energía necesaria, y tiene cierta capacidad limitada de energía. Los dispositivos que uno integra al circuito también tienen un nivel de resistencia límite. El voltaje mide el nivel de energía entre dos puntos, como positivo y negativo, la corriente es la cantidad de energía que pasa por un punto del circuito, y se mide con amperes (amps), y por último, la resistencia que opone a la corriente cada componente del circuito se mide en ohms. Es importante poner resistencias en el circuito, ya que si no, hay corto-circuito. Si uno hace un circuito cerrado sin resistores, los electrones fluyen directamente de positivo a negativo, sobrecargándose e incluso pueden llegar a explotar la batería. Si los componentes se calientan, significa que están funcionando y transduciendo bien la energía, pueden incluso resistir un poco de electricidad por sobre su límite de ohms, pero si se empieza a calentar más de la cuenta, se puede quemar. Si los componentes están muy calientes, y empieza a salir olor a quemado hay un problema en el circuito. La combinación entre voltaje y corriente se llama poder eléctrico o wataje y se mide en watts. La relación es Volts x Amps = Watts. Obviamente esto se puede ver también como Amps = Watts / Volts, and so on… Ley de Ohm: Voltaje = Corriente x Resistencia, Corriente = Voltaje / Resistencia y Resistencia = Voltaje / Corriente


La diferencia entre Eléctrico y Electrónico es que lo Eléctrico es un impulso de energía eléctrica pura, y lo Electrónico es el flujo de información entre dos computadores, que usa un nivel mínimo de energía para este propósito. En la Electrónica, lo Eléctrico está a su servicio para entregar información a través de impulsos de electricidad. En el ejemplo básico de un interruptor y una ampolleta, tú le mandas el mensaje ‘préndete’ a la ampolleta a través de cerrar el circuito de energía eléctrica y mandando el impulso de energía necesario para que se prenda. “Think of electronics as a subset of electrical circuits that is used to convey information.” Por lo general, los circuitos electrónicos no necesitan mucha energía eléctrica para hacer el input y traspasar el mensaje. Pero muchas veces el output es físico y necesita mayor cantidad de energía. Por lo tanto muchas veces existe un input de poca necesidad energética, que gatilla un output de mayor necesidad energética. “On the input side, you’re listening to the world; on the output side, you’re attempting to change it.” Hay dos formas de suministro eléctrico, Corriente Alterna (AC) o Corriente Directa (DC). La Alterna es la común en los enchufes de las casas, consiste en una alternancia de voltaje entre dos cables, en EEUU son 120 volts, en Europa 220. La Directa es la que usan en la Electrónica, consiste en la corriente en un solo cable, y la tierra en otro. Los circuitos electrónicos que se usan generalmente usan alrededor de 5 volts y generalmente menos de 1 amp. Es por eso que los dispositivos electrónicos usan un transformador AC-DC, para transformar esos 120 volts AC en 5 a 12 volts de DC. Las baterías funcionan con DC, típicamente 9 volts sirve bien para los proyectos de Physical Computing. Cómo Fluye la Electricidad: -La electricidad siempre favorecerá la alternativa del circuito que oponga menos resistencia. Si pongo un cable (lo que tiene menos resistencia) directo entre poder y tierra, corto circuito. - Toda la energía eléctrica del circuito debe ser usada. Los componentes deben consumir toda la energía del circuito, todo exceso de energía será transformada en calor por los componentes, si es demasiada energía, se sobrecalientan los componentes. Hay dos propiedades que resumen el comportamiento de la electricidad en un circuito. La primera, es que ta electricidad siempre favorecerá la alternativa del circuito que oponga menos resistencia y la segunda es que toda la energía eléctrica del circuito debe ser usada. Si en un circuito básico de pila+interruptor+ampolleta se agrega una ampolleta más chica que ofrece menor resistencia, la corriente pasará más por ahí, provocando que ambas ampolletas se vean tenues. Si se agrega un cable extra que by-pasee antes de las ampolletas, ofrece menor resistencia que ambas, y hay cortocircuito. Chapter 2: En este capítulo se centran en el equipamiento necesario para hacer dispositivos electrónicos. Te recomiendan piezas específicas según conveniencia monetaria, y a veces te dan más de una opción. Te dan una breve explicación de las piezas y para qué servirán, pero su uso se verá en profundidad en los siguientes capítulos. Solderless Breadboard: También llamada tablero de experimentador o tablero de prototipeo, es la base sobre la cual construimos un circuito. Tiene hoyitos que se usan para colocar los componentes, es práctico, porque también permite removerlos para ajustes. Microcontroladores: La pieza central de la mayoría de los proyectos en este libro. Existen diferentes niveles de complejidad, pero se recomienda comenzar con los de nivel medio, como Basic Stamp, BX24, etc.


Características de los Microcontroladores: Entorno de Programación, Entrada Análoga, Salida Análoga, Entrada/Salida Digital, Velocidad de Ejecución, Precio, Capacidad de Memoria, Energía. Nivel Alto: Son los más caros, pero son más fáciles de usar, vienen pre-programados. Pueden realizar tareas de mayor complejidad teniendo conectores simples para los puertos de seriales y energía. Nivel Medio: Son algo más baratos que los de nivel alto. A pesar de que son más lentos, sacrifican las eficiencia por la facilidad de uso. Los softwares para programar estos módulos son más simples e incluso se pueden descargar gratuitamente. Se pueden programar con un lenguaje muy familiar como BASIC. Nivel Bajo: Son los microprocesadores por si solos, son lo más barato. Requieren de un mayor conocimiento, software, hardware, debido a ser las piezas más esenciales que conforman los de Nivel Medio. Componentes Comunes: Estos son los componentes comunes, cada uno tiene un símbolo para hacer el esquema del circuito. Interruptor: Este componente tiene como función hacer pasar o interrumpir la electricidad. (cerrar o abrir el circuito) Resistores: Transforman la energía eléctrica en calor para prevenir corto circuitos, son sin polaridad y se pueden intercambiar. La medida de ohms es cuanta resistencia oponen al circuito y la de watts indica la máxima potencia que alcanzan. Resistores Variables: Resisten el flujo de electricidad con un rango establecido. Son transductores para las entradas análogas. Ejemplos: Thermistors, Photocells, Flex Sensors y el más común, el Potentiometer. Condensadores: Reservan corriente para usarla a falta de carga. Diodos: Aseguran que la corriente fluya en una sola dirección y no en contra, para eso son polarizados. Transistores y Relés: Son como los interruptores, pero son activados por señales electrónicas desde el microcontrolador. Cables: Conectan componentes, vienen en diferentes tipos y tamaños. Mientras mayor es el diámetro del cable, mayor capacidad de corriente. Fuente de Energía: Los circuitos en este libro usaran corriente DC, como una batería. También se puede usar un transformador AC-DC para enchufar, y no gastar baterías. Hay dos datos importantes que uno necesita de la fuente de energía DC: Voltaje y amperaje de suministro. Conector de alimentación: Con esto la conexión a la fuente de energía es más segura, evita corto circuitos y chispas. Permite también la reutilización de la fuente de energía. Regulador de Voltaje: Convierte los distintos rangos de voltaje en un solo voltaje. RC Servomotor: Son fáciles de controlar desde un microcontrolador y dan posibilidades para un output de movimiento. Conector Serial: Sirve para conectar el cable serial al breadboard. Cable Serial: Comunica el computador y el microcontrolador. Se puede utilizar para bajar los nuevos programas al microcontrolador y para enviar mensajes entre el programa del microcontrolador y el computador. Cristales de Reloj: Sirven para tomar el tiempo en los procesadores de nivel bajo. Cabezales Pequeñas estacas de metal para poder soldar los cables de los componentes de manera robusta. Project Box: Esta es la carcasa protectora del breadboard. Es donde se guarda el circuito del proyecto cuando ya está listo el sistema. Amarras de Cable: Amarran cables en el breadboard. Adaptador USB a Serial: Para conectar un microcontrolador y un computador (en el caso de un PC que sólo tiene puerto USB y no serial). Herramientas: Soldador: Necesario para conexiones permanentes. Soldadura: La soldadura para el soldador. Alicate de Punta Para maniobrar en lugares reducidos de manera precisa. Pelacable: Para sacar el plástico sin cortar el cable. Cortador de cable: Para hacer cortes diagonales.


Mini-Vise o Helping Hands: Es una prensa para sostener ítems al soldar. Destornillador Pequeño: Destornilladores de precisión. Drill y Drill Bits: Para taladros de mano. Multímetro: Para probar las propiedades eléctricas de un componente o en un circuito. Pistola de Silicona: Una pistola que calienta tubos de silicona para pegar piezas. Caja de Herramientas: Caja para guardar las herramientas. Luego hay una lista de compras para los componentes eléctricos mencionados, con descripción, número de parte, y tiendas web. Jose Hosiasson - MID


Paper Lectura#1 Physical Computing chp 1 y 2