2014-15. TRABAJOS OBLIGATORIOS 2º TRIMESTRE 2º-3º ESO. ELECTRICIDAD

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TRABAJOS DE DESARROLLO Y TEORÍA BÁSICA

ELECTRICIDAD. 2º CURSO – 3º CURSO DE ESO

TEORÍA BÁSICA/INTRODUCCIÓN (procedente de otra entrada de este blog. PULSA SOBRE ESTE PÁRRAFO PARA REDIRIGIRTE)

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TEORÍA BÁSICA EN PÁGINA EXTERNA “AULA DE TECNOLOGÍA”  http://www.aulatecnologia.com/ESO/TERCERO/teoria/electricidad/electricidad.htm

ELECTRICIDAD BÁSICA. PÁGINA DEL ITE Y DEL MINISTERIO DE EDUCACIÓN, CULTURA Y DEPORTE http://ntic.educacion.es/w3/recursos/fp/electricidad/index.html

ELECTRICIDAD 2ESO (Pulsando sobre este enlace obtendrán las preguntas que debes desarrollar en este trimestre. DEBES CONTESTAR LAS CUESTIONES A MANO)

ELECTRICIDAD 3ESO (Pulsando sobre este enlace obtendrán las preguntas que debes desarrollar en este trimestre. DEBES CONTESTAR LAS CUESTIONES A MANO)

Recuerda, es imprescindible la entrega del cuestionario previo al examen. El examen abordará cuestiones básicas de las preguntas anteriores y del documento que a continuación se os deja en la presente entrada.

TEORÍA BÁSICA ELECTRICIDAD SECUNDARIA

La electricidad (fundamental) (Pulsando sobre el enlace anterior, accederás a un documento básico para acercarte al mundo de la electricidad y será base para nuestras clases de electricidad)

VÍDEOS RESUMEN DE CONCEPTOS BÁSICOS A COMPRENDER

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2014-15. PROYECTO INTEGRADO. ARDUINO. INICIACIÓN II

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PROYECTO INTEGRADO. INTRODUCCIÓN A ARDUINO II

CONOCIMIENTOS BÁSICOS. PRÁCTICAS COMENTADAS

Encender LED con un pulsador

Tenemos conocimientos suficientes para detectar las partes de un programa o sketch y el momento de declarar variables que emplearemos en el mismo.  Ahora vamos a introducir un elemento básico como es un PULSADOR. Pues bien, un pulsador es un mecanismo que permite el paso de la corriente o no, es decir, en Arduino, permitirá el paso de 5 voltios o bien cortará este flujo (0 voltios). Los pulsadores pueden estar normalmente abiertos (no permiten el paso de tensión) o bien normalmente cerrados (permiten el paso de la tensión que proporciona la placa de Arduino). Cuando permiten el paso, el estado será HIGH o bien valor 1, mientras que, caso contrario, será estado LOW o valor 0. Un led tendrá asociada una resistencia de 220 Ohms, mientras que un pulsador la tendrá de 10KOhms.

Estado digital 5 voltios 0 voltios
 Opción 1  HIGH  LOW
 Opción 2  1  O
 Opción 3  TRUE  FALSE

Un pulsador se encuentra conectado a 5 voltios en un polo y (10KOhmios + Pin) en el otro polo.

Ya en la programación, el número del pin en el que conectamos un pulsador se puede introducir tal cual está serigrafiado en la placa (del 0 al 13) , pero es muy recomendable introducirlo como una variable, constante o definición con el valor introducido previamente en la parte del Sketch en la que se hace la definición de variables, de ahí que definamos int pulsador=(pin donde se conecta). Del mismo modo declaramos que el pulsador será un INPUT.

pinMode (pulsador, INPUT);

// declara el pin al que está conectado el pulsador como entrada

Posteriormente, en el loop definiremos la función IF que es la que comprobará si el pulsador está en posición HIGH o LOW.

Lo primero que se puede apreciar es la aparición de la función if-else. Esta es una condicional que evalúa una condici[on y dependiendo del resultado ejecuta una u otra acción.  En nuestro caso la condición a evaluar será: Si al iniciar loop()  Arduino entrega 5 voltios (HIGH) en el pin que nosotros elijamos, entonces Arduino ejecutará la tarea de secuenciar el encendido de los leds. Podemos emplear el presente esquema como visualización del ejemplo.
t02_31

Pues, después de esta introducción, os dejo una nueva forma de trabajar en clase.  DESARROLLAREMOS NUESTRAS PRÁCTICAS A TRAVÉS DEL PROGRAMA DE AUTODESK que podemos encontrar en este enlace:

http://www.123d.circuits.io

Nos damos de alta con un usuario y contraseña y el programa guardará las programaciones automáticamente en su base de datos asociada a nuestro usuario.

Este programa reúne el software IDE de Arduino (donde confeccionábamos el sketch de Arduino) y la visualización del software FRITZING. Podremos probar nuestro programa, hacerlo funcionar sin necesidad de montarlo físicamente. Del mismo modo, nos permite exportar el código del sketch al IDE de Arduino. Todas nuestras prácticas las desarrollaremos a través del citado software online libre.

Ahora os explicaré cómo desarrollar la sencilla práctica que enciende un led cuando accionamos un pulsador. Se ha desarrollado con 123d.circuits, se ha simulado y se ha exportado al IDE de Arduino para poder exportarlo al soporte físico de Arduino.

Pulsador con led_123

Escogemos los componentes a emplear y los situamos en la protoboard. Asignamos el valor de las resistencia pulsando sobre ellas y editando el dígito y las unidades empleadas. Los componentes se agregan pulsando el icono superior derecho COMPONENTS.

Pulsador con led_123_2

Posteriormente procedemos a programar nuestro código. Pulsamos CODE EDITOR. 123circuits nos escribe un código automático, pero este lo debemos adaptar a nuestras necesidades. Definimos los bloques habituales (DEFINICIÓN DE VARIABLES, VOID SETUP, VOID LOOP). Cuando terminemos la programación, pulsamos START SIMULATION. Ahí podemos observar si nuestro programa es eficiente. Terminada satisfactoriamente la simulación, podemos exportar el código pulsado el icono DOWNLOAD CODE, generándonos un archivo RAR que una vez descomprimido puede ser abierto por el IDE de Arduino. A partir de entonces, procedemos de forma habitual.

Pulsador con led_exportado123

Adjunto os dejo el sketch para que lo probéis y podamos desarrollar las dos prácticas que os dejo al final de esta entrada.

Como podéis ver, aparece el comando if. Intentaré explicar su funcionamiento lógico de forma concisa, alejada de tecnicismos.

El comando if (podemos traducirlo como SI OCURRE ESTO) comprobará si se dan unas condiciones determinadas. Caso de que así sea, procede a ejecutar una serie de comandos. En nuestro caso el if comprueba si el pulsador está accionado. Pues bien, si está accionado cierra el circuito y la placa entrega 5 voltios, por tanto está en estado HIGH. Arduino debe leer pues este valor o voltaje. Como ya sabemos, Arduino lee con la orden digitalRead (para señal digital), por tanto el comando dirá: if (digitalRead(…….)==HIGH). Acto seguido, ¿QUÉ LEEMOS? Pues queremos leer el pin 4, al que hemos denominado PULSADOR, por tanto debemos escribir lo que sigue, en cualquiera de las dos formas, preferiblemente la primera:

A) if (digitalRead(pulsador)==HIGH) {

B) if (digitalRead(4)==HIGH){

Después de la llave abierta, indicamos QUÉ QUEREMOS QUE HAGA ARDUINO DE CUMPLIRSE LA CONDICIÓN. Por tanto, en nuestro caso, tal y como vemos en la captura de pantalla, será poner en estado HIGH el led asociado al pin 7. Finalmente volvemos a cerrar llaves.

Adicionalmente podemos añadir varias condiciones al if, por ejemplo que se den dos simultaneas, teniendo la estructura que sigue:

if (…………)&&(………..) {(ejecuta algo}

Podemos incluir también qué queremos que haga en caso de que no se cumpla el comando if, resultando lo que sigue:

if (…………)&&(………..) {(ejecuta algo}

else {(ejecuta esto otro)}

Otros comparativos pueden ser:

 x == y (x is equal to y)
 x != y (x is not equal to y)
 x <  y (x is less than y)  
 x >  y (x is greater than y) 
 x <= y (x is less than or equal to y) 
 x >= y (x is greater than or equal to y)

PRÁCTICAS BÁSICAS A DESARROLLAR 

PRÁCTICA 1. JUEGO DE BALONCESTO

Debemos programar dos jugadores con dos canastas conectadas a un pulsador cada una de ellas. Cuando un jugador enceste tres veces en su canasta, se encenderá el primer led, así hasta alcanzar tres leds encendidos tras encestar tres veces tres. El jugador que termine antes con su secuencia de encestes ganará con el sonido de un buzzer zumbador, dando por terminado el juego. Montaremos en 123d.circuits, simulamos y exportamos a Arduino IDE. Finalmente, intentaremos fabricarlo físicamente.

PRÁCTICA 2. JUEGO DE REFLEJOS

Dos jugadores. Cada uno vuelve a tener tres leds que encender. En este caso, existirá un led aislado, que se irá encendiendo de forma aleatoria (enciende y apaga sin pauta predefinida). Cuando uno de los jugadores pulse con antelación al otro tres veces, encederá uno de los tres leds, así hasta alcanzar tres leds encendidos tras concluir la secuencia propuesta.

ANEXO

Arduino no recuerda acciones que ha desarrollado en el void loop si vuelve a ejecutar el mismo comando. Por decirlo de alguna forma, al volver a pasar por el mismo comando, borra la lectura realizada en el anterior ciclo y recuerda la nueva lectura hasta que vuelva a pasar por ahí el loop.

Para que recuerde cualquier lectura externa, ya sea un tiempo, una temperatura, una pulsación… debemos generar una variable. Y decimos variable porque varía en función de los datos que se reciben. Así, será variable el número de veces que encestamos, del mismo modo que varía la temperatura exterior o bien el tiempo que pudiera tardar en accionar un pulsador.

En nuestro caso, Arduino debe recordar cuándo se ha pulsado 3 veces un mecanismo (pulsador). Por ello, tenemos que definir una variable entera, previa al void loop para que solo lo lea al principio y una vez. La estructura sería  de este modo:

int contador==0;

Aquí decimos que una variable denominada contador (o cualquier otra cosa que queramos) parte de un valor igual a cero. Ponemos dos iguales para que lo asocie con el valor cero y no con un pin.

Usando el comando if, pudiéramos construir algo parecido a esto: Si accionamos el pulsador, el contador debe sumar 1 a su valor anterior, por tanto, sería:

if (digitalRead(pulsador)==HIGH) {

contador=contador+1;

En este momento, la variable contador modifica su valor (dentro del void loop) y cada vez que vuelva a pasar el loop y compruebe que se ha accionado el pulsador, sumará 1 al valor que tenía antes CONTADOR.  Claro está, nuestro programa objeto (ejercicios propuestos) quiere que cuando ocurra algo 3 veces, encienda un led. Por tanto, dentro del IF primero, debemos colocar otro if que compruebe si CONTADOR es igual a 3 y, caso de que así sea, encender el led primero, si es igual a 6 encender el led segundo y, finalmente, si es igual a 9, encender el led 3 y sonar el zumbador. Por tanto, debemos usar varios if. Como tenemos dos jugadores, debemos asociar tanto leds como contador con cada jugador, así sería, por ejemplo: led_1_P1    led_1_P2  (led primero del player 1…); contadorP1    contador P2  …….

Me pongo a vuestra disposición para cuantas dudas os surjan.