Criterios
de selección de componentes y dispositivos.
Un componente electrónico se denomina como un dispositivo que
forma parte de un circuito electrónico,
los componentes electrónicos
están compuestos de un material cerámico, metálico plástico. Estos componentes
están diseñados para ser conectados entre si, para formar el llamado circuito.Los componentes a diferencia de los elementos son dispositivos físicos,
mientras que los elementos son modelos idealizados que constituyen la base para
el estudio teórico de los componentes.
Los dispositivos electrónicos se dedican al desarrollo, construcción y comercialización
de equipos y sistemas electrónicos de uso industrial, como así también soporte
técnico, mantenimiento y tendidos de redes corporativas. Hoy en día casi todos
los objetos que tenemos en casa, están dentro de ellos y pueden llegar a ser
muy variadas formas y tipos. Entre los dispositivos
mas comunes se encuentran. ·Diodos ·Fotodiodos ·Resistencias ·Transistor ·Circuitos
integrados ·Condensadores Almomento de
seleccionara los diversos componente y dispositivos se tiene que tomar en cuenta no solo su capacidad, sino también su composición
del tipo de material que estos están hechos, dependiendo de la función
que se quiere realizar, del tipo de energía que requiere etc.
De acuerdo con el criterio que se elija podemos obtener distintas
clasificaciones de componentes
Según su estructura física
·Discretos: Son aquellos que están encapsulados
uno a uno, tales como resistores, condensadores, diodos etc.
·Integrados: forman conjuntos más complejos,
como un amplificado operacional o una puerta lógica.
Según el material base:
·Semiconductores
·No semiconductores
Según su funcionamiento
·Activos: Los que proporciona existencia
eléctrica, ganancia o control.
·Pasivos: son los encargados de la conexión
entre los diferentes componentes activos
Según el tipo de energía:
·Electromagnéticos: son los que aprovechan las
propiedades electromagnéticas de un material.
·Electroestáticos: Son los que transforman la
energía acústica en energía eléctrica.
·Optoelectrónicas: Transforman la energía
luminosa en eléctrica.
Metodología para la solución de problemas de
ingeniería.
Hace ya mucho tiempo que, desde el ámbito de la psicología y desde
otros campos, se ha venido investigando cómo el ser humano resuelve problemas.
Desde los inicios del siglo XX estas investigaciones se han desarrolladlo más y
han conducido a conocer mejor cómo pensamos. Ello ha hecho que
diversos autores hayan propuestos modelos del pensamiento humano. De todos estos
modelos, el que mas existo ha tenido tanto en el entrono de la ingeniería como
en el del proyecto es el que se basa en lo que J.C. Jones llama “caja
trasparente” y que puedes describirse mediante las operaciones de
analissi-sisntesis-evaluacion-decision-realimentacion. Este modelo se fundamenta en la parte
consiente del ser humano y utiliza el conocimiento adquirido y la memoria como
elementos determinantes en la resolución de problemas.
La resolución de problemas es una parte clave de los curso de
ingeniería, y también de los de ciencias de la computación, matemáticas, física
y química. Por lo tanto, es importante tener una estrategia consistente para
resolver los problemas. También es conveniente que la estrategia sea lo
bastante general como para funcionar en todas estas áreas distintas.
La metodología general para la solución de problemas en la
ingeniería, consta de 6 pasos:
·Definición del problemas
·Análisis de la solución
·Diseño de la solución y ejecución prueba y
depuración
·Documentación
·Mantenimiento
1.- Definición de los problemas: es el enunciado de los problemas,
el cual debe ser claro y completo. Es fundamental conocer y delimitar por
completo los problemas, saber que es lo que se desea realizar.
2- análisis de la solución: consiste en establecer una serie de
preguntas acerca de lo que se estableces los problemas, para poder determinar
si se cuenta con los elementos suficientes para llevar a cabo la solución del
mismo, consta de algunas preguntas como:
· ¿Con qué cuento? Cuáles son los datos con los que se va a iniciar el proceso y si los datos con los que cuento son suficientes para dar solución al problema.
· ¿Qué hago con esos datos? Una vez que tenemos todos los datos que necesitamos, debemos determinar que hacer con ellos, es decir que fórmula, cálculos, que proceso o transformación deben seguir los datos para convertirse en resultados.
· ¿Qué se espera obtener? Que información deseamos obtener con el proceso de datos y de que forma presentarla; en caso de la información obtenida no sea la deseada replantear nuevamente un análisis en los puntos anteriores.
3.-Diseño de la solución Y Ejecución: una vez definido y analizado el problema, se procede a la creación del algoritmo (Diagrama de flujo) en el cual se da la serie de pasos ordenados que nos proporcione los pasos que seguiremos es una forma explícita de visualizar la solución del problema.
4.-Prueba y Depuración: la prueba es el proceso de identificar los errores que se presenten durante la ejecución de la solución. La Depuración son los correctivos que se deben tomar, para eliminar los errores que se hayan detectado durante la prueba, para dar paso a una solución adecuada y sin errores. .
5.-Documentación: es la guía o comunicación escrita que sirve para registrar toda la información que registra los datos del problema y el como fue solucionado, es conocida como Manual Técnico,
6.-Mantenimiento: se lleva a cabo después que se ha estado trabajando un tiempo, y se detecta que es necesario hacer un cambio, ajuste y/o complementación a la solución original para que siga trabajando de manera correcta.
Un controlador lógico programable se define como un
dispositivo electrónico digital que usa una memoria programable para guardar
instrucciones y llevar a cabo funciones lógicas ( de secuencia, de
sincronización, de conteo etc.).
Los
dispositivos de entrada y salida se conectan al PLC y de esta forma se
monitorea la entrada y salida de acuerdo con el programa diseñado. Los
PLC cuentan con características:
·robustos
·diseñados para resistir vibraciones
·la interfaz de entrada y salida esta dentro del
controlador
·Es mas fácil de programar
Los PLC constan de un CPU, una memoria y un circuito de
entrada y salida, La cpu controla todos los procesos dentro del PLC y la
memoria cuenta con dos elementos el ROM y la RAM.
La forma básica de programación de los PLC es la
programación escalera, esta programación identifica cada una de las tares de un
programa, como si fueran los peldaños de una escalera y en cada peldaño se
especifica una tarea.
La secuencia que sigue un PLC para realizar un programas se
resumen en
·Explicar las entradas asociadas a un peldaño
·Solución de la operación lógica en la entrada
·Encendido/apagado la salida del peldaño
·Se continua con el siguiente peldaño y se
realizan la tareas 1, 2 y 3
·Se continua con el siguiente peldaño y se
realizan la tareas 1, 2 y 3
·Se continua con el siguiente peldaño y se
realizan la tareas 1, 2 y 3
Existen 2 métodos para el procesamiento de entrada y salida
·Por actualización continua
·Por copiada masivo de entrada y salida
Programación
La programación de un PLC mediante diagramas de escalera,
consiste en la elaboración de un programa de manera similar a un circuito de
contactos directos. Este diagrama
consiste en 2 líneas verticales y una línea horizontal y entre esa línea horizontal se coloca un
entrada y salida.
Las funciones lógicas se obtienen con una combinación de
interruptores unas combinaciones son:
·AND(Y)
·OR(O)
·NOR(NO-O)
·NAND(NO-Y)XOR(O EXCLUYENTE)
Mnemonicos
Otra manera de indicar un programa es traducir el programa
en instrucciones conocidas como memoria, en estos casos cada línea de código
corresponde a un elemento de escalera. Los mnemónicos difieren mucho unos de
otros .
Algunos
ejemplos son
·LD
·OUT
·AND
·OR
·…!
·ORI
·ANI
·LDI
·ANB
·ORB
·RST
·SHF
·K
·END
Temporizadores reveladores y contadores internos
Temporizadores
Para especificar un circuito de temporizador hay que indicar
cual es el intervalo de temporización, así como las condiciones o eventos que producirán
la activación y paro de dicho evento
Reveladores internos
Los términos reveladores auxiliar o marcador se refieren a
todo lo que se puede considerar un revelador interno de PLD. Estos reveladores
se utilizan con frecuencia en programas como muchas condiciones de entrada o
salida.
Controladores
Los controladores internos se usa cando es necesario
contabilizar las veces que se acciona un contacto.
Registros de corriente
Se da cuando varios
reveladores internos se agrupan para formar un registro que sirve como memoria
de secuencia de bits en serie, un registro de 4 bits se formaría utilizando 4
registros y si se utilizan 8 se obtendrían un registro de 8 bits. Se utiliza el termino registro de control por que los bits se recorren
una posición cuando llega una entrada al registro, estos registros cuentan con
tres elementos: (CUT), (SFT) y (RST).
Controles maestros
Los reveladores maestros controlan toda la alimentación de
todos los peldaños subsecuentes de la escalera, cuando una señal de entrada
cierra un contacto, se activa el controlador maestro y a continuación
cierra todos los grupos que controla.
Saltos
Este proceso se designa para que si existe cierta condición
se produzca cierta condición y active un salto en la secuencia de ejecución del
programa.
Manejo de datos
El manejo de datos se divide
Trasporte de datos: para desplazar datos, mediante las
instrucciones de desplazamiento de datos.
Comparación de datos: se utiliza cuando es necesario que el
PLC compare las señales de los 2 sensores antes de ejecutar una acción.
Entradas y salidas analógicas
Algunos PLC cuentan común modulo de conversión de señales
analógicas a digitales en los cuales de entrada, así como un modulo para
conversiones de señales digitales a analógicas en los canales de salida.
Para la selección de los PLC se tiene que tener en cuenta
los siguientes aspectos:
Estructura de un micro computador.Las computadoras constan de 3 secciones: CPU la cual reconoce y ejecuta
las instrucciones de un programa, los circuitos de interferencia de entrada y
salida los cuales controlan las comunicaciones entre el computador y el mundo
exterior y la memoria, donde se almacenan las instrucciones y datos de un
programa
Los datos necesarios para las
instrucciones del procesamiento del CPU se transportan atreves del bus de
datos, la dirección de una localidad de memoria específica para accesar a los
datos almacenados se transportan por el bus de direcciones y las señales de las
acciones se control viajan por el bus de control
Buses. El bus de datos se utiliza para transportar palabras o desde la CPU, la
memoria o la interfaz de entrada y salida. El bus de dirección transporta
señales que indican donde se pueden encontrar los datos mediante la sección de
alguna localidad de memoria o puertos de entrada o salida. Bus de control es el
medio atreves del cual se envían señales
que sincronizan casa uno de los elementos.
CPU, sección del procesador en la
cual se procesan los datos, se traen instrucciones de la memoria que se
decodifican y ejecutan también define la dirección de secuencia de las
operaciones.
Datos internos que en un momento
dado la CPU guarde, reciben el nombre de registros, existen diversos tipos de
registros los más comunes son:
1.Acumulador: donde de forma temporal se guardan los
resultados de la unidad aritmética y lógica
2.Registro de estado: contiene información
relacionada con el resultado de la última operación realizada
3.Registro de control de programas: este registro
ayuda a la CPU a controlar su posición en un programa
4.Registro de memoria: contiene la dirección de
los datos
5.Registro de instrucciones
6.Registro de propósito general: sirve para
guardar datos o direcciones en forma temporal y se utiliza en operaciones de
transferencia entre varios registros
Memoria. Es
donde se guardan datos de todo tipo binarios, existen varios tipos de unidades
de memoria
1.ROM: cuando se guardan datos en forma
permanente, este tipo de memorias se programan con el contenido que se requiere
durante su fabricación.
2.PROM: memoria ROM que puede programar el usuario
3.EPROM: memoria ROM que es posible programar y
modificar
4.EEPROM: memoria parecida a la EPROM pero al
momento de borrarse se utiliza un voltaje relativamente alto
5.RAM: memoria en la que se puede leer y escribir
Entrada y salida.Se
define como la transferencia de datos ente el microprocesador y el mundo
exterior.
Micro controladores. Consisten
en la integración de un chip de un microprocesador con memoria, interface de
entrada y salida y otros dispositivos periféricos como temporizadores. Los
micro controladores contienen terminales para la conexión externa de entrada y
salida, alimentación eléctrica y señales de reloj y control
Algunos de los microprocesadores
más conocidos son:
-El M68HC11 de Motorola el cual cuenta con 8
canales de entrada analógico y 5 puertas
-El 8051 de Intel que cuenta con 4 puertas en
paralelo
Al seleccionar un microprocesador
se deben considerar los siguientes factores
1.Numero
de puertas de entrada/salida
2.Interfaces
necesarias
3.Necesidades
de memoria
4.Cantidad
de interruptores
5.Velocidad
de procesamiento
Aplicaciones. Entre
las muchas aplicaciones de los micro controladores se pone un ejemplo del
sistema de medición de temperatura, que sirve para medir la temperatura y se
utiliza en MC68H11. El sensor de temperatura produce un voltaje proporcional a
la temperatura. La salida del sensor de temperatura se conoce como línea de
entrada de CAD del micro controlador el cual se programa para convertir la
temperatura en una salida DCB con la que se conmuta los elementos de un display
de 2 dígitos.
Programación. Un
método para diseñar programas es el siguiente
1.Definir
un problema
2.Definir
el algoritmo que se va a utilizar
3.Representar
del algoritmo mediante un diagrama de flujo
4.Traducir
el diagrama de flujo para que el microprocesador se a capas de leer
5.Probar
y depurar el programa
Seudocódigo. Es un método que consiste en dibujar un diagrama de flujo e implica elaborar un programa como una secuencia de funciones u operaciones en las que se recurre al elemento “if-than-else” y al elemento de repetición “while-do”
