EVALUACION SUMATIVA 1

EVALUACION SUMATIVA 1

RESPONDER CADA UNA DE LAS SIGUIENTES PREGUNTAS DE OPCION MULTIPLE:

Funcionamiento del Puente H

Introducción

El circuito mostrado es un puente H, un sistema ampliamente utilizado en electrónica para controlar motores de corriente continua (DC). Este circuito permite invertir la polaridad aplicada al motor, lo que a su vez cambia su dirección de giro. Además, también permite encender o apagar el motor sin necesidad de desconectar físicamente la fuente de alimentación.

Descripción Técnica

El puente H consta de cuatro transistores (Q1, Q2, Q3 y Q4),

cuatro diodos (D1, D2, D3 y D4),

||||||||||||||||

y resistencias de polarización (R1, R2, R3 y R4).

Cada componente cumple una función específica en el control del motor de DC conectado en el centro del puente.

Componentes y su Función

Transistores (Q1, Q2, Q3, Q4)

Los transistores utilizados son del tipo NPN y actúan como interruptores electrónicos. Cuando un pin digital del microcontrolador (Arduino, en este caso) activa la base de un transistor, este permite el paso de corriente desde el colector hacia el emisor. Esto hace que el motor reciba corriente en la dirección deseada.

La combinación de transistores que se activa determina la dirección de giro del motor:
- Si Q1 y Q4 están encendidos, el motor gira en un sentido.

- Si Q2 y Q3 están encendidos, el motor gira en sentido contrario.

Diodos (D1, D2, D3, D4)

Los diodos están conectados en paralelo con los transistores y cumplen la función de protección. Cuando el motor cambia de dirección o se detiene, genera un voltaje inverso debido a su inercia. Este fenómeno, conocido como fuerza contraelectromotriz, podría dañar los transistores. Los diodos permiten que esta corriente inversa fluya de manera segura, protegiendo el circuito.

Resistencias (R1, R2, R3, R4)

Las resistencias conectadas a las bases de los transistores limitan la corriente que fluye hacia estas, evitando daños en los transistores y en el microcontrolador. Además, aseguran un funcionamiento estable al evitar activaciones accidentales por ruido eléctrico.

Funcionamiento del Circuito

1. **Motor en reposo**: Si todos los transistores están apagados, no fluye corriente hacia el motor y este permanece detenido.

2. **Giro en un sentido**: Cuando Q1 y Q4 están activados, la corriente fluye desde la fuente de alimentación (+) a través de Q1, el motor, y finalmente a tierra a través de Q4. Esto genera un campo magnético que hace girar el motor en una dirección específica.

3. **Giro en sentido contrario**: Cuando Q2 y Q3 están activados, la corriente fluye en sentido opuesto: desde la fuente de alimentación (+) a través de Q3, el motor, y finalmente a tierra a través de Q2. Esto invierte el campo magnético, cambiando la dirección de giro del motor.

4. **Protección**: Los diodos se activan automáticamente si se genera una corriente inversa por la inercia del motor, protegiendo el circuito.

Conclusión

El puente H es un circuito esencial en el control de motores de corriente continua, permitiendo cambiar su dirección de giro de manera eficiente y segura. Los transistores actúan como interruptores controlados por el microcontrolador, mientras que los diodos y resistencias aseguran la protección y estabilidad del sistema. Este diseño es ideal para aplicaciones de robótica y automatización.

1 EJERCICIO DE SIMULACION PUENTE H CON TRANSISTORES:

SIMULAR EL SIGUIENTE CIRCUITO EN TINKERCAD ( PUENTE H CON TRANSISTORES )

2 EJERCICIO DE SIMULACION PUENTE H CON ARDUINO E INTEGRADO L293D:

SIMULAR EL SIGUIENTE CIRCUITO EN TINKERCAD ( PUENTE H CON INTEGRADO L293D

3 EJERCICIO DE SIMULACION PUENTE H CON ARDUINO E INTEGRADO L293D CON BOTON Y COMANDO IF ELSE):

SIMULAR UN CIRCUITO SIMILAR AL DEL EJERCICIO 2 Y QUE SE ACTIVE CON UN PULSADOR USANDO LOS COMANDOS IF ELSE.

8 PUSS BUTTON O BOTON PULSADOR

Video botón pulsador

Uso de un Botón Pulsador en Arduino y TinkerCAD

Un botón pulsador (push button) es un componente electrónico comúnmente utilizado en proyectos con Arduino para interactuar con el usuario, como encender o apagar un LED o cambiar estados de un sistema.

Características del Botón Pulsador

El botón pulsador es un interruptor momentáneo con cuatro patas. Este dispositivo tiene dos pares de pines internos que están conectados entre sí. En TinkerCAD, estos pines son denominados Terminales 1 y Terminales 2:

Terminales 1: Un par de pines conectados entre sí.
Terminales 2: El otro par de pines conectados entre sí.

Cuando el botón no está presionado, los pines de los Terminales 1 y Terminales 2 están desconectados. Al presionar el botón, los dos pares de pines se conectan eléctricamente, cerrando el circuito.

Conexión Básica en Arduino

Para usar un botón pulsador en Arduino, es común utilizar una resistencia pull-up interna, lo que simplifica la conexión y evita la necesidad de una resistencia externa.

Conexión con resistencia pull-up interna:

Conecta uno de los pines de Terminal 1 a un pin digital de Arduino (por ejemplo, el pin 2).
Conecta uno de los pines de Terminal 2 a GND (tierra).
En el código de Arduino, se habilita la resistencia pull-up interna con INPUT_PULLUP, lo que asegura que el pin esté en HIGH cuando el botón no está presionado y en LOW cuando el botón está presionado.

Código de Ejemplo

const int buttonPin = 2;  // Pin donde está conectado el botón
const int ledPin = 13;    // Pin del LED

int buttonState = 0;

void setup() {
  pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP); // Configura el botón con resistencia pull-up interna
  pinMode(ledPin, OUTPUT);         // Configura el LED como salida
}

void loop() {
  buttonState = digitalRead(buttonPin); // Lee el estado del botón

  if (buttonState == LOW) {  // Si el botón está presionado (LOW)
    digitalWrite(ledPin, HIGH);  // Enciende el LED
  } else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);   // Apaga el LED
  }
}

En este código, cuando el botón es presionado (y el estado es LOW), el LED se enciende. Cuando el botón no está presionado, el LED se apaga.

Conexión Alternativa con Resistencia Pull-Down

Si se prefiere utilizar una resistencia pull-down externa en lugar de la resistencia pull-up interna, se conecta de la siguiente manera:

Conecta uno de los pines de Terminal 1 a un pin digital de Arduino.
Conecta el otro pin de Terminal 1 a 5V.
Coloca una resistencia de 10kΩ entre Terminal 2 y GND.
Conecta el otro pin de Terminal 2 al pin digital de Arduino.

Resumen

El botón pulsador es conocido en Arduino como "push button". En TinkerCAD, se presenta con los terminales Terminal 1 y Terminal 2, que se usan para completar el circuito al presionar el botón. En Arduino, se puede utilizar la resistencia pull-up interna para simplificar el diseño del circuito, eliminando la necesidad de una resistencia externa.

4 PROGRAMACION DE ARDUINO

En un Arduino, el sketch (programa) interactúa con la memoria y el procesador de la siguiente manera:

Procesador: El procesador (como el ATmega328P en el Arduino Uno) ejecuta las instrucciones del sketch, procesando datos y tomando decisiones en tiempo real.
Memoria Flash: El sketch se almacena aquí de forma permanente cuando lo cargas en el Arduino. Es la memoria de programa donde las instrucciones quedan guardadas.
SRAM (Memoria RAM): Se utiliza para variables y datos que cambian durante la ejecución del sketch. Por ejemplo, contadores, estados de sensores, etc.
EEPROM: Almacena datos que deben persistir después de apagar el Arduino, como configuraciones que quieres guardar.

Cuando el sketch se ejecuta:

El procesador lee las instrucciones desde la memoria flash.
Usa la SRAM para manejar datos temporales.
Si necesita guardar algo permanente, lo escribe en la EEPROM.

5 LEYES ELECTRICAS APLICADAS EN ARDUINO.

Guía Básica de Conceptos Eléctricos y Electrónicos Aplicados

Ahora para controlar actuadores y sensores necesitaremos usar integrados como el puente H.

Pero para entender lo que hace este dispositivo debemos repasar algunas leyes y conceptos teóricos sobre los circuitos eléctricos

1. Ley de Ohm

La ley de Ohm establece que la corriente (I) que circula por un circuito eléctrico es directamente proporcional al voltaje (V) aplicado e inversamente proporcional a la resistencia (R).

Se expresa con la fórmula:

V = I × R.

En Arduino, esta ley es útil para calcular la resistencia necesaria para proteger un LED. Por ejemplo, si conectamos un LED que opera a 2V y la corriente deseada es de 20mA (0.02A), y el voltaje de salida del pin es de 5V, la resistencia se calcula así:

R = (5V - 2V) / 0.02A = 150Ω

Ejemplo para Tinkercad:

https://youtu.be/hR8Xw098rdc?si=feM4VJpvR5HPINV5

2. Circuitos en Serie y Paralelo

Un circuito en serie conecta componentes uno tras otro, de modo que la misma corriente pasa por todos ellos. En cambio, en un circuito en paralelo, los componentes comparten el mismo voltaje, pero la corriente se divide entre ellos.

En Arduino, podemos simular circuitos en serie y paralelo al conectar varios LEDs con resistencias, asegurándonos de calcular correctamente las resistencias para evitar daños.

Aquí tienes dos ejemplos prácticos en Arduino para circuitos serie y paralelo con LEDs.

Circuito en Serie con LEDs

En un circuito en serie, la misma corriente pasa a través de todos los LEDs. El voltaje total se reparte entre los componentes, así que es importante asegurarse de que el voltaje total del circuito sea suficiente.

Conexión 1 :

Conecta dos LEDs en serie.

Coloca una resistencia limitadora en serie con los LEDs.

Código:

int ledPin = 13; // Pin para alimentar los LEDs en serie

void setup() {

pinMode(ledPin, OUTPUT);

}

void loop() {

digitalWrite(ledPin, HIGH); // Encender los LEDs

delay(1000); // Esperar 1 segundo

digitalWrite(ledPin, LOW); // Apagar los LEDs

delay(1000); // Esperar 1 segundo

}

Notas:

El cálculo de la resistencia depende de la suma de los voltajes de los LEDs.

Por ejemplo, si cada LED necesita 2V y la fuente es de 5V:

---

Circuito en Paralelo con LEDs
En un circuito en paralelo, cada LED tiene su propia resistencia limitadora. Todos los LEDs reciben el mismo voltaje, pero las corrientes se suman.

Conexión 2:

Conecta dos o más LEDs en paralelo.

Asegúrate de que cada LED tenga su propia resistencia.

Código:

int led1 = 8; // Primer LED conectado al pin 8

int led2 = 9; // Segundo LED conectado al pin 9

void setup() {

pinMode(led1, OUTPUT);

pinMode(led2, OUTPUT);

}

void loop() {

digitalWrite(led1, HIGH); // Encender el primer LED

digitalWrite(led2, HIGH); // Encender el segundo LED

delay(1000); // Esperar 1 segundo

digitalWrite(led1, LOW); // Apagar el primer LED

digitalWrite(led2, LOW); // Apagar el segundo LED

delay(1000); // Esperar 1 segundo

}

Notas:

Cada resistencia se calcula individualmente.

Por ejemplo, si un LED necesita 2V y la corriente es de 20mA (0.02A), usando una fuente de 5V:

---

Ambos ejemplos son útiles para comprender cómo distribuir los componentes en un circuito y cómo afecta la conexión (serie o paralelo) a las propiedades eléctricas del sistema. ¿Te gustaría que prepare un archivo con los esquemas o simulaciones?

3. Ley de Kirchhoff

Las leyes de Kirchhoff describen cómo se comportan las corrientes y tensiones en un circuito:

- Ley de las mallas: La suma de todas las tensiones en un circuito cerrado es igual a cero.

- Ley de los nodos: La suma de las corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen.

Estas leyes son útiles para analizar circuitos complejos y son fundamentales en el diseño electrónico.

Ejemplo circuito mixto con ley de kirchoff:

https://youtu.be/vMR1YNzsw_U?si=-ocTDfD4OlS3hEnl

4 Diodos

Un diodo es un componente que permite el flujo de corriente en una sola dirección. Cuando se polariza directamente (ánodo más positivo que el cátodo), conduce; en caso contrario, no lo hace.

Un diodo LED funciona de manera similar, pero emite luz al conducir corriente. Es importante usar una resistencia limitadora para evitar que el exceso de corriente lo dañe.

5. Transistores

Un transistor es un dispositivo que amplifica señales o actúa como un interruptor controlado. Cuando se aplica suficiente voltaje a la base (B), permite que la corriente fluya entre el colector (C) y el emisor (E).

Por ejemplo, en configuración de amplificación, el transistor puede aumentar una señal de entrada proporcional a su ganancia (β).

6. Puente H

Un puente H es un circuito que permite controlar el sentido de giro de un motor DC. Utiliza cuatro transistores o interruptores dispuestos en forma de H. Activando diferentes combinaciones de transistores, se puede cambiar la dirección de la corriente en el motor.

Ejemplo en Arduino: Usando un controlador como el L298N, podemos controlar un motor conectándolo a los pines de salida y enviando señales digitales para cambiar el sentido de giro.

7 ENTRADAS ANALOGICAS

7 Entradas y salidas análogas

Cuando ingresas una señal al puerto de sensores analógicos en Arduino, lo primero que hace Arduino es convertir la señal analógica en una señal digital mediante un convertidor analógico-digital (ADC).

Este proceso ocurre en los siguientes pasos:

Muestreo: Arduino toma un valor instantáneo de la señal analógica.

Cuantización: La señal se convierte en un número discreto dentro del rango del ADC (en un Arduino típico de 10 bits, los valores van de 0 a 1023).

Conversión a digital: El valor cuantizado se almacena en una variable digital para su procesamiento en el código

Proceso de conversion

Para convertir un valor de temperatura de 23°C a una representación de 10 bits en Arduino, sigues estos pasos:

1. Convertir de temperatura a una lectura digital (ADC)

Arduino mide voltajes, no temperaturas, por lo que necesitas conocer cómo el sensor traduce la temperatura en voltaje. Supongamos que usas un sensor LM35, que entrega 10 mV por cada °C.

23 grados equivalen al numero binario 0000101111

la mitad

Paso 1: Obtener el voltaje del sensor

El sensor LM35 entrega:

$V_{\text{salida}} = 23°C \times 10 \text{mV} = 230 \text{mV} = 0.23V$

Paso 2: Convertir a nivel digital (10 bits)

El conversor ADC de Arduino toma valores entre 0V y 5V, asignando 1024 niveles (0-1023). La conversión es:

$\text{Lectura ADC} = \left( \frac{V_{\text{salida}}}{V_{\text{referencia}}} \right) \times 1023$

Sustituyendo valores:

$\text{Lectura ADC} = \left( \frac{0.23V}{5V} \right) \times 1023$ $\approx 47$

Por lo tanto, el valor digital almacenado en Arduino será 47 (en decimal), que en binario de 10 bits es:

$47_{10} = 0000101111_2$

2. Convertir de digital a analógico (recuperar temperatura)

Para recuperar la temperatura:

$V_{\text{salida}} = \frac{\text{Lectura ADC} \times V_{\text{referencia}}}{1023}$ $V_{\text{salida}} = \frac{47 \times 5V}{1023} \approx 0.23V$

Luego, usando la conversión del sensor LM35:

$T = \frac{V_{\text{salida}}}{10 \text{mV/°C}} = \frac{0.23V}{0.01V/°C} = 23°C$

Resumen del procedimiento

De temperatura a digital:
- Convertir °C a voltaje según el sensor.
- Convertir voltaje a nivel ADC usando $\frac{V}{5V} \times 1023$ .
- Representar el resultado en binario (10 bits).
De digital a temperatura:
- Convertir el valor ADC a voltaje usando $\frac{\text{ADC} \times 5V}{1023}$ .
- Aplicar la fórmula inversa del sensor para recuperar la temperatura.

Este mismo proceso aplica para cualquier sensor que entregue una señal analógica. ¿Quieres un código en Arduino para probarlo?

¿Qué es la Comunicación Serial?

La comunicación serial es un método para enviar y recibir datos secuencialmente, bit por bit, a través de un solo canal de datos. En Arduino, se utiliza principalmente para la transmisión de datos entre la placa y otros dispositivos, como computadoras, módulos de comunicación o sensores avanzados.

2. Características Principales

Utiliza los pines TX (transmisión) y RX (recepción).
Soporta diferentes velocidades de transmisión de datos (baud rate), como 9600 baudios.
Permite depurar programas y monitorear datos en tiempo real mediante el Monitor Serial del IDE de Arduino.

3. ¿Qué es el Baud Rate o Baudios?

El baud rate (o baudios) es la velocidad de transmisión de datos en un sistema serial, medida en bits por segundo (bps). Por ejemplo, un baud rate de 9600 significa que se transmiten 9600 bits por segundo. Es importante que el baud rate configurado en Arduino coincida con el de los dispositivos con los que se comunica, como el Monitor Serial.

MONITOR SERIAL TINKERCAD

El Monitor Serial en Arduino es una herramienta integrada en el Entorno de Desarrollo Integrado (IDE) que permite la comunicación entre la placa Arduino y un ordenador. A través de esta interfaz, es posible enviar y recibir datos en formato de texto, lo cual es especialmente útil para depurar programas, monitorear valores de sensores en tiempo real y controlar dispositivos conectados a la placa desde el ordenador.

Para utilizar el Monitor Serial, es necesario inicializar la comunicación serie en el programa de Arduino mediante la función Serial.begin(velocidad), donde "velocidad" es la tasa de baudios, comúnmente 9600. Una vez establecida la comunicación, se pueden emplear las funciones Serial.print() y Serial.println() para enviar datos al ordenador, y Serial.read() para recibir datos desde el mismo.

El Monitor Serial es una herramienta esencial para el desarrollo de proyectos con Arduino, ya que facilita la interacción y el intercambio de información entre la placa y el usuario, permitiendo una mejor comprensión y control del comportamiento del programa.

ACTIVIDAD 1

EJECUTAR EL SIGUIENTE CIRCUITO:

Código:

int valor; // Declaramos una variable llamada "valor" que almacenará datos del sensor

void setup() {
    pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); // Configuramos el LED interno de la placa como salida
}

void loop() {
    analogRead(A3); // Leemos el valor del sensor conectado a la entrada analógica A3
    digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // Encendemos el LED interno
    delay(1000); // Esperamos 1 segundo (1000 milisegundos)
    digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // Apagamos el LED interno
    delay(1000); // Esperamos otro segundo antes de repetir el ciclo
}

Explicación Línea por Línea:

int valor;
- Se declara una variable llamada valor, que se usará para almacenar datos de un sensor.
- Aunque en este código no se usa la variable valor, en otros programas puede ser útil para guardar datos y hacer cálculos con ellos.
void setup() {
- Esta es una función especial que se ejecuta una sola vez al encender la placa Arduino o al reiniciarla.
- Se usa para inicializar configuraciones, como definir si un pin es de entrada o salida.
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
- pinMode() es una función que configura un pin para que funcione como entrada (INPUT) o salida (OUTPUT).
- LED_BUILTIN es el LED que ya viene en la placa Arduino (normalmente en el pin 13).
- Al ponerlo en OUTPUT, indicamos que lo vamos a encender y apagar en el programa.
void loop() {
- Esta función se ejecuta en un bucle infinito (se repite para siempre).
- Aquí escribimos el código que queremos que la placa ejecute constantemente.
analogRead(A3);
- analogRead() lee valores de una entrada analógica (en este caso, el pin A3).
- Se usa cuando tenemos sensores como potenciómetros (como el que se ve en la imagen).
- En este código, la lectura no se almacena en ninguna variable ni se usa después, por lo que no tiene efecto.
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
- digitalWrite() cambia el estado de un pin digital.
- HIGH significa encender el LED.
delay(1000);
- delay() pausa la ejecución del código durante un tiempo determinado en milisegundos.
- 1000 significa que el programa se detiene por 1 segundo antes de continuar.
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
- LOW significa apagar el LED.
delay(1000);
- Se espera otro segundo antes de volver a repetir el ciclo.

¿Qué DEBE HACER este programa?

Lee el sensor en A3 (aunque no usa el valor leído).
Enciende el LED interno.
Espera 1 segundo.
Apaga el LED interno.
Espera otro segundo.
Repite el proceso una y otra vez.

Si quieres que el valor del sensor se muestre en la computadora a través del Monitor Serial, puedes modificar el código agregando lo siguiente:

void loop() {
    valor = analogRead(A3); // Leer el sensor y almacenar el valor en "valor"
    Serial.println(valor); // Enviar el valor al Monitor Serial
    digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
    delay(1000);
    digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
    delay(1000);
}

Y en el setup(), agrega Serial.begin(9600); para habilitar la comunicación:

void setup() {
    Serial.begin(9600); // Iniciar la comunicación con el PC
    pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

Así, podrás ver en la pantalla cómo cambia el valor del sensor en tiempo real.

ACTIVIDAD 2

GUIA 1 EJEMPLOS DE COMANDO IF ELSE CON LOGICA AND OR Y NOT.

Guía de Ejercicios en Tinkercad: Uso de Interruptores de Deslizamiento, LED y Lógica Booleana

Descripción General

En esta guía de 10 ejercicios, se usarán tres interruptores de deslizamiento como entradas y un LED como salida. Se implementarán tablas de verdad que combinen operaciones lógicas como AND, OR, y NOT para controlar el estado del LED. Cada ejercicio está diseñado para reforzar conceptos de lógica digital y programación en C++ con Arduino.

Ejercicios

1. Ejercicio 1: Encender el LED solo si las tres entradas están encendidas (AND lógico)

Objetivo: El LED se encenderá únicamente si las tres entradas (interruptores) están en HIGH.
Condición lógica: LED = Entrada1 AND Entrada2 AND Entrada3.

Código clave:

if (state1 && state2 && state3) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
} else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
}

2. Ejercicio 2: Encender el LED si al menos una entrada está encendida (OR lógico)

Objetivo: El LED se encenderá si cualquiera de las entradas está en HIGH.
Condición lógica: LED = Entrada1 OR Entrada2 OR Entrada3.

Código clave:

if (state1 || state2 || state3) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
} else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
}

3. Ejercicio 3: LED encendido si solo una entrada está encendida (XOR lógico simplificado)

Objetivo: El LED se encenderá si solo una entrada está en HIGH.
Condición lógica: (Entrada1 XOR Entrada2 XOR Entrada3).

Código clave:

if ((state1 + state2 + state3) == 1) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
} else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
}

4. Ejercicio 4: Invertir el estado de la primera entrada (NOT lógico)

Objetivo: El LED reflejará el estado invertido de la primera entrada.
Condición lógica: LED = NOT Entrada1.

Código clave:

if (!state1) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
} else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
}

5. Ejercicio 5: Encender el LED si exactamente dos entradas están encendidas

Objetivo: El LED se encenderá si dos de las tres entradas están en HIGH.
Condición lógica: (Entrada1 + Entrada2 + Entrada3) == 2.

Código clave:

if ((state1 + state2 + state3) == 2) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
} else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
}

6. Ejercicio 6: Encender el LED si las tres entradas están apagadas

Objetivo: El LED se encenderá solo si las tres entradas están en LOW.
Condición lógica: LED = NOT (Entrada1 OR Entrada2 OR Entrada3).

Código clave:

if (!state1 && !state2 && !state3) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
} else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
}

7. Ejercicio 7: Implementar una compuerta NAND

Objetivo: El LED estará encendido salvo que las tres entradas estén en HIGH.
Condición lógica: LED = NOT (Entrada1 AND Entrada2 AND Entrada3).

Código clave:

if (!(state1 && state2 && state3)) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
} else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
}

8. Ejercicio 8: Secuencia de encendido basado en prioridades

Objetivo: El LED se encenderá si:
- Entrada1 está encendida, ignorando las otras.
- Si Entrada1 está apagada, dependerá de Entrada2.
- Entrada3 solo será relevante si las dos anteriores están apagadas.

Código clave:

if (state1) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
} else if (state2) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
} else if (state3) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
} else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
}

9. Ejercicio 9: Activar el LED solo cuando Entrada1 esté en LOW y las otras dos en HIGH

Condición lógica: LED = NOT Entrada1 AND Entrada2 AND Entrada3.

Código clave:

if (!state1 && state2 && state3) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
} else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
}

10. Ejercicio 10: Crear un parpadeo controlado por una combinación específica de entradas

Objetivo: El LED parpadea (con delay()) si las tres entradas están en HIGH.

Código clave:

if (state1 && state2 && state3) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
    delay(500);
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    delay(500);
} else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
}

Conclusión

Estos ejercicios cubren desde lo básico hasta combinaciones más avanzadas de lógica booleana y control de salida. Los estudiantes pueden simularlos en Tinkercad, verificar sus tablas de verdad y comprender cómo las operaciones lógicas controlan dispositivos electrónicos. ¿Necesitas algo adicional?

ACUMULATIVA 1 para el 23 DE ENERO DEL 2025

Acumulativa 1: Enviar al profesor un link en tinkercad de la simulación para cada uno de estos ejercicios.
Detalles importantes:
1-El correo debe llevar un asunto acorde a este ejemplo:
a1 diames apellidoalumno
Por ejemplo: a1 210125 olmos
2-La simulacion en tinkercad debe llevar este nombre:

a1 diames apellidoalumno
Por ejemplo: a1 210125 olmos
3-Para nota maxima debe estregarse dia jueves antes de las las 19 30 horas.

Ejercicio 1:

El LED se enciende solo si el interruptor 1 está en HIGH.

Ejercicio 2:

El LED se enciende solo si el interruptor 1 y el interruptor 2 están ambos en HIGH.

Ejercicio 3:

El LED se enciende si al menos uno de los interruptores 1, 2 o 3 está en HIGH.

Ejercicio 4:

El LED se enciende solo si el interruptor 3 está en LOW.

Ejercicio 5:

El LED se enciende solo si el interruptor 1 está en HIGH y el interruptor 2 está en LOW.

Ejercicio 6:

El LED se enciende si exactamente dos interruptores están en HIGH.

Ejercicio 7:

El LED se enciende si el interruptor 1 está en HIGH, o si el interruptor 2 y el interruptor 3 están ambos en HIGH.

Ejercicio 8:

El LED se apaga solo si todos los interruptores están en HIGH.

Ejercicio 9:

El LED se enciende solo si el interruptor 1 y el interruptor 2 están en HIGH y el interruptor 3 está en LOW.

Ejercicio 10:

El LED se enciende solo si el interruptor 1 está en HIGH, y el interruptor 2 y el interruptor 3 están en el mismo estado (ambos en HIGH o ambos en LOW).

En estos ejercicios solo se usan las operaciones AND, OR y NOT para determinar el estado del LED en función de los interruptores.
Además debes usar if y else.

3 RELOG CRISTAL OSCILADOR

Relog cristal oscilador

Físicamente, un cristal oscilador (también llamado oscilador de cristal o simplemente "cristal") es un componente electrónico que genera una señal de reloj estable y precisa para sincronizar los circuitos electrónicos. Este dispositivo se basa en las propiedades mecánicas y eléctricas del material cristalino, generalmente cuarzo, que puede oscilar a frecuencias específicas cuando se aplica una corriente eléctrica.

Componentes físicos y principio de funcionamiento:

El cristal de cuarzo:
- El núcleo del cristal oscilador es una pequeña pieza de cuarzo, un material piezoeléctrico.
- Piezoelectricidad: Cuando se aplica un voltaje al cuarzo, este se deforma ligeramente (se comprime o expande). Al dejar de aplicar el voltaje, el cristal vuelve a su forma original y genera una pequeña corriente. Este efecto se repite creando oscilaciones mecánicas y eléctricas.
- Estas oscilaciones ocurren a una frecuencia natural específica, conocida como su frecuencia de resonancia.
Circuito electrónico asociado:
- El cristal de cuarzo está conectado a un circuito oscilador que refuerza estas oscilaciones naturales. Este circuito generalmente incluye capacitores y amplificadores para mantener la señal oscilante.
- El resultado es una señal de salida de onda cuadrada o senoidal que tiene una frecuencia precisa y estable.
Encapsulado del cristal oscilador:
- El cristal se encuentra encapsulado en un pequeño paquete metálico o de cerámica, que lo protege de daños físicos y lo aísla de interferencias externas.
- En placas como el Arduino, se suele encontrar un cristal de 16 MHz cerca del microcontrolador.

Características físicas importantes:

Tamaño: Es pequeño, generalmente en el rango de milímetros.
Frecuencia de resonancia: Determinada por el grosor, el tamaño y el corte del cristal de cuarzo.
Estabilidad: Ofrece una señal de reloj extremadamente precisa, con poca desviación respecto a su frecuencia nominal.

Función principal:

El cristal oscilador actúa como el "ritmo cardíaco" del microcontrolador:

Proporciona pulsos de reloj que sincronizan todas las operaciones internas del sistema.
Define el tiempo base para ejecutar las instrucciones del programa y manejar periféricos.

Por ejemplo, un cristal de 16 MHz genera 16 millones de ciclos de reloj por segundo. Esto significa que cada operación del microcontrolador se basa en este ritmo constante.

Relación con el Arduino:

En una placa Arduino, el cristal oscilador asegura:

Sincronización precisa: Permite que el microcontrolador ejecute instrucciones y controle periféricos con exactitud.
Comunicación fiable: En protocolos como UART, SPI o I2C, la velocidad de transmisión depende directamente de la señal de reloj generada por el cristal.

En resumen, físicamente el cristal oscilador es un dispositivo mecánico y eléctrico que convierte las oscilaciones naturales del cuarzo en una señal electrónica precisa, sirviendo como el "ritmo" del sistema en circuitos electrónicos como el Arduino.

Componentes físicos y principio de funcionamiento:

El cristal de cuarzo:
- El núcleo del cristal oscilador es una pequeña pieza de cuarzo, un material piezoeléctrico.
- Piezoelectricidad: Cuando se aplica un voltaje al cuarzo, este se deforma ligeramente (se comprime o expande). Al dejar de aplicar el voltaje, el cristal vuelve a su forma original y genera una pequeña corriente. Este efecto se repite creando oscilaciones mecánicas y eléctricas.
- Estas oscilaciones ocurren a una frecuencia natural específica, conocida como su frecuencia de resonancia.
Circuito electrónico asociado:
- El cristal de cuarzo está conectado a un circuito oscilador que refuerza estas oscilaciones naturales. Este circuito generalmente incluye capacitores y amplificadores para mantener la señal oscilante.
- El resultado es una señal de salida de onda cuadrada o senoidal que tiene una frecuencia precisa y estable.
Encapsulado del cristal oscilador:
- El cristal se encuentra encapsulado en un pequeño paquete metálico o de cerámica, que lo protege de daños físicos y lo aísla de interferencias externas.
- En placas como el Arduino, se suele encontrar un cristal de 16 MHz cerca del microcontrolador.

Características físicas importantes:

Tamaño: Es pequeño, generalmente en el rango de milímetros.
Frecuencia de resonancia: Determinada por el grosor, el tamaño y el corte del cristal de cuarzo.
Estabilidad: Ofrece una señal de reloj extremadamente precisa, con poca desviación respecto a su frecuencia nominal.

Función principal:

El cristal oscilador actúa como el "ritmo cardíaco" del microcontrolador:

Proporciona pulsos de reloj que sincronizan todas las operaciones internas del sistema.
Define el tiempo base para ejecutar las instrucciones del programa y manejar periféricos.

Por ejemplo, un cristal de 16 MHz genera 16 millones de ciclos de reloj por segundo. Esto significa que cada operación del microcontrolador se basa en este ritmo constante.

Relación con el Arduino:

En una placa Arduino, el cristal oscilador asegura:

Sincronización precisa: Permite que el microcontrolador ejecute instrucciones y controle periféricos con exactitud.
Comunicación fiable: En protocolos como UART, SPI o I2C, la velocidad de transmisión depende directamente de la señal de reloj generada por el cristal.

Veamos cómo se relaciona la ejecución de una línea de código (como un if) con los ciclos de reloj generados por el cristal en un Arduino. Esto te ayudará a entender cómo la frecuencia del cristal impacta directamente en el tiempo que toma procesar una instrucción.

Ejemplo de código

Supongamos que tienes esta línea de código en C++ dentro de un programa de Arduino:

if (x == 10) {

digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);

}

Proceso interno del microcontrolador

Cuando el Arduino ejecuta este código, realiza una serie de pasos, y cada paso requiere ciclos de reloj. Estos ciclos son impulsados por la frecuencia del cristal (por ejemplo, 16 MHz en el caso del Arduino Uno).

Desglose del proceso:

1. Evaluación del if (x == 10):

El microcontrolador compara el valor de la variable x con el valor constante 10.

Esta comparación implica una operación lógica, que puede requerir 1 a 2 ciclos de reloj dependiendo del registro o memoria utilizada.

2. Ejecución de la instrucción digitalWrite:

digitalWrite no es una instrucción única del microcontrolador; es una función que realiza varias operaciones internas:

Traducción del pin lógico al puerto físico.

Configuración del puerto en modo de salida.

Cambio del nivel lógico del pin.

Dependiendo de la implementación, esta función puede tardar cientos de ciclos de reloj, ya que incluye varias instrucciones de bajo nivel.

Conclusión

Cada línea de tu programa se traduce en múltiples instrucciones a nivel de máquina, y estas instrucciones requieren ciclos de reloj para ejecutarse. La frecuencia del cristal determina cuántos ciclos de reloj se pueden realizar por segundo, lo que afecta directamente el tiempo necesario para ejecutar tu código. Por ejemplo, en un Arduino Uno, una función simple como digitalWrite toma del orden de microsegundos debido al número de ciclos implicados y la frecuencia del cristal.

2 PARTES DE ARDUINO

Vamos a describir las 21 partes señaladas en la imagen de la placa Arduino UNO:

1. ATmega 328 microcontrolador. El corazón de nuestro Arduino, el procesador.

Arquitectura AVR de 8 bits: El ATmega328 está basado en una arquitectura RISC de 8 bits, lo que le permite ejecutar instrucciones de manera eficiente.

Memoria: Cuenta con 32 KB de memoria flash para almacenar programas, 2 KB de SRAM para datos temporales y 1 KB de EEPROM para almacenamiento de datos no volátiles.

2. Puerto USB. Se utiliza para la alimentación de la interfaz Uno Genuino, la carga de nuestros programas, y para la comunicación con nuestra placa (a través de serie. PrintIn (), etc.). El regulador de tensión ubicado a su lado, convertirá la tensión que le llega a través de este puerto usb y hará que trabaje a 5V.

3. Conector de alimentación. Esta es la forma de alimentar nuestra placa cuando no está conectada a un puerto USB para para suministrarle corriente eléctrica. Puede aceptar tensiones entre 7-12V.

4. Los pines digitales:

Utilizaremos estos pines con instrucciones como digitalRead (), digitalWrite ().

analogRead () y analogWrite () funcionarán unicamente en los Pìnes con el símbolo PWM.

5. y 6. Serial IN (TX) y Serial IN (RX): Los puertos serie están físicamente unidos a distintos pines de la placa Arduino. Lógicamente, mientras usamos los puertos de serie no podemos usar como entradas o salidas digitales los pines asociados con el puerto de serie en uso. Pines asociados con el puerto de serie como entrada y salida digital (TX es el que Transmite y RX es el que recibe).

7. y 23. Pin 13 + L (on board led): El único actuador incorporado a la placa. Además de ser un objetivo práctico para nuestra primera práctica de encender y apagar LED, este LED es muy útil para la depuración (debugging).

8. GND: proporciona masa, tierra, negativo a nuestros circuitos.

9. AREF: analogReference input V- Tensión a 5V, proporciona diferencia de potencial. Si se le aplica voltaje externo debe ser entre 0 y 5V solamente.

10. Botón Reset. Restablece el microcontrolador ATmega.

11. Chip de comunicación serie.

12. Regulador de tensión. Tenemos que tener en cuenta que para que trabaje a 5V nuestra placa deberá recibir unos 6,5V – 7V, pero todo lo que esté por encima de este valor se desperdiciará (es decir, sobrecalentará nuestra placa de arduino y mayor calor que tendrá que dispar el regulador). En cualquier caso no está recomendado aplicar al regulador más de 12V y a los 20V se dañará.

13. ICSP: In-Circuit Serial Programming.

14. Led de encendido: Indica que nuestra placa está recibiendo alimentación.

15. Pines analógicos: Utilizaremos estos pines con instrucciones como analogRead ().

16. Vin: Voltaje Input. Deberá llegarle una tensión regulada y estable (ya que no pasa por el regulador -nº12-) de 5V.

17. GND: proporciona masa, tierra, negativo a nuestros circuitos.

18. 5V: Voltaje Input.

19. 3,3V: Voltaje Input.

20. Reset pin: Restablece el microcontrolador ATmega. A su izquierda está el conector IOREF: Digital Reference input V, y a continuación un pin reservado para futuras finalidades.

21. TX y RX LED. Estos LEDs indican la comunicación entre la placa y el ordenador. Estos leds parpadearán rápidamente durante la carga de nuestros programas, así como durante la comunicación serie. Útil para la depuración (debugging).

22. Casa fabricante original. Aquí puedes comprobar fácilmente si tu placa se trata de una imitación o el original.

24. Reloj / Crystal 16 Mhz oscilador: se usa como reloj externo en el montaje del Arduino.

Funcionamiento del Puente H

Introducción

Descripción Técnica

Componentes y su Función

Transistores (Q1, Q2, Q3, Q4)

Diodos (D1, D2, D3, D4)

Resistencias (R1, R2, R3, R4)

Funcionamiento del Circuito

Conclusión

Uso de un Botón Pulsador en Arduino y TinkerCAD

Características del Botón Pulsador

Conexión Básica en Arduino

Código de Ejemplo

Conexión Alternativa con Resistencia Pull-Down

Resumen

Guía Básica de Conceptos Eléctricos y Electrónicos Aplicados

1. Ley de Ohm

2. Circuitos en Serie y Paralelo

Conexión 1 :

Circuito en Paralelo con LEDsEn un circuito en paralelo, cada LED tiene su propia resistencia limitadora. Todos los LEDs reciben el mismo voltaje, pero las corrientes se suman.

Conexión 2:

3. Ley de Kirchhoff

4 Diodos

5. Transistores

6. Puente H

7 Entradas y salidas análogas

1. Convertir de temperatura a una lectura digital (ADC)

23 grados equivalen al numero binario 0000101111

Paso 1: Obtener el voltaje del sensor

Paso 2: Convertir a nivel digital (10 bits)

2. Convertir de digital a analógico (recuperar temperatura)

Resumen del procedimiento

¿Qué es la Comunicación Serial?

2. Características Principales

3. ¿Qué es el Baud Rate o Baudios?

Código:

Explicación Línea por Línea:

¿Qué DEBE HACER este programa?

Guía de Ejercicios en Tinkercad: Uso de Interruptores de Deslizamiento, LED y Lógica Booleana

Descripción General

Ejercicios

1. Ejercicio 1: Encender el LED solo si las tres entradas están encendidas (AND lógico)

2. Ejercicio 2: Encender el LED si al menos una entrada está encendida (OR lógico)

3. Ejercicio 3: LED encendido si solo una entrada está encendida (XOR lógico simplificado)

4. Ejercicio 4: Invertir el estado de la primera entrada (NOT lógico)

5. Ejercicio 5: Encender el LED si exactamente dos entradas están encendidas

6. Ejercicio 6: Encender el LED si las tres entradas están apagadas

7. Ejercicio 7: Implementar una compuerta NAND

8. Ejercicio 8: Secuencia de encendido basado en prioridades

9. Ejercicio 9: Activar el LED solo cuando Entrada1 esté en LOW y las otras dos en HIGH

10. Ejercicio 10: Crear un parpadeo controlado por una combinación específica de entradas

Conclusión

Acumulativa 1: Enviar al profesor un link en tinkercad de la simulación para cada uno de estos ejercicios.Detalles importantes:1-El correo debe llevar un asunto acorde a este ejemplo:a1 diames apellidoalumnoPor ejemplo: a1 210125 olmos2-La simulacion en tinkercad debe llevar este nombre:

a1 diames apellidoalumnoPor ejemplo: a1 210125 olmos3-Para nota maxima debe estregarse dia jueves antes de las las 19 30 horas.

Ejercicio 1:

El LED se enciende solo si el interruptor 1 está en HIGH.

Ejercicio 2:

El LED se enciende solo si el interruptor 1 y el interruptor 2 están ambos en HIGH.

Ejercicio 3:

El LED se enciende si al menos uno de los interruptores 1, 2 o 3 está en HIGH.

Ejercicio 4:

El LED se enciende solo si el interruptor 3 está en LOW.

Ejercicio 5:

El LED se enciende solo si el interruptor 1 está en HIGH y el interruptor 2 está en LOW.

Ejercicio 6:

El LED se enciende si exactamente dos interruptores están en HIGH.

Ejercicio 7:

El LED se enciende si el interruptor 1 está en HIGH, o si el interruptor 2 y el interruptor 3 están ambos en HIGH.

Ejercicio 8:

El LED se apaga solo si todos los interruptores están en HIGH.

Ejercicio 9:

El LED se enciende solo si el interruptor 1 y el interruptor 2 están en HIGH y el interruptor 3 está en LOW.

Ejercicio 10:

Características físicas importantes:

Función principal:

Relación con el Arduino:

Componentes físicos y principio de funcionamiento:

Características físicas importantes:

Función principal:

Relación con el Arduino:

Circuito en Paralelo con LEDs
En un circuito en paralelo, cada LED tiene su propia resistencia limitadora. Todos los LEDs reciben el mismo voltaje, pero las corrientes se suman.

Acumulativa 1: Enviar al profesor un link en tinkercad de la simulación para cada uno de estos ejercicios.
Detalles importantes:
1-El correo debe llevar un asunto acorde a este ejemplo:
a1 diames apellidoalumno
Por ejemplo: a1 210125 olmos
2-La simulacion en tinkercad debe llevar este nombre:

a1 diames apellidoalumno
Por ejemplo: a1 210125 olmos
3-Para nota maxima debe estregarse dia jueves antes de las las 19 30 horas.