Control dunha porta de garaxe con FPGA

Detalle do circuíto de control realizado en Icestudio

Nesta práctica, realizamos o control dunha porta de garaxe utilizando as ferramentas da Electrónica dixital.

En prácticas anteriores tiñamos realizado o control programando unha placa Arduino, pero neste caso estamos a usar unha placa FPGA, a Icezum Alhambra II de Alhambrabits.

Pero antes tivemos que ver os fundamentos da alxebra de Boole, das funcións lóxicas e como expresalas na súa forma alxébrica e con táboas de verdade.

Tamén vimos as portas lóxicas e realizamos prácticas de realización de circuítos electrónicos sinxelos utilizando integrados con portas lóxicas. Primeiro simulándoos con TinkerCAD Circuits e despois montándoos nun entrenador dixital con integrados reais.

Para reducir a complexidade do cableado decidimos utilizar a placa FPGA e programar nela os circuítos electrónicos coa axuda do programa Icestudio desenrolado polo equipo FPGAWars.

Partindo da definición do problema que queriamos resolver e unha vez obtidas as táboas de verdade, realizamos as simplificacións mediante diagramas de Karnaugh e obtivemos as funcións de saída que caracterizaban ao noso circuíto de control.

Implementamos o circuíto de control co programa Icestudio para poder cargalo na memoria da Icezum Alhambra II, o programa realizado se pode descargar na seguinte ligazón: control porta garaxe final.ice.

Un resumo da práctica realizada está no seguinte pdf: Control porta de garaxe con FPGA.

Vídeo onde se mostra o resultado final da práctica.

Tema 3: Fundamentos de Electrónica Dixital. Curso 2021-2022.

Neste tema se tratarán os conceptos fundamentais sobre Electrónica dixital.

Os circuítos dixitais requiren para a súa construción unha serie de elementos que materialicen os principios da álxebra de Boole (base matemática da electrónica dixital), estes son as portas lóxicas.

Pódese definir a Electrónica Dixital como o conxunto de técnicas e dispositivos integrados que se utilizan para o procesamento e transmisión de datos no formato dixital.

Nesta introdución á Electrónica dixital, comezaremos polos Sistemas de numeración.

Os sistemas dixitais teñen que realizar operacións con números que poden estar representados en calquera sistema de numeración. Os distintos sistemas de numeración vanse diferenciar pola súa base, é dicir, pola cantidade de símbolos distintos empregados para expresar calquera cantidade.

Desde o punto de vista matemático, un sistema de numeración pode ter calquera base pero os máis empregados son o Decimal (base 10), o Binario (base 2), o Octal (base 8) e o Hexadecimal (base 16).

No seguinte pdf tes os contidos relativos aos Sistemas de numeración: Sistemas de Numeración.pdf.

O seguinte contido que trataremos, será o de Portas Lóxicas, no seguinte documento tedes os contidos que veremos: Portas lóxicas.pdf.

Unha forma de implementa os circuítos lóxicos propios da Electrónica Dixital é a utilización de FPGA's. Nós temos no taller as Icezum Alhambra I e II. Xunto co software Icestudio, podremos implemntar circuíto electrónicos dixitais dun xeito sinxelo e rápido.

Para máis información podes consultar esta entrada de Hard Zone que explica que é unha FPGA, as súas características e utilidades.

Tema 2: Introdución aos Sistemas Electrónicos. Curso 2021-2022.

Neste tema veremos como activar sensores e actuadores con diversos bloques de proceso, centrándonos, sobre todo, en sistemas baseados en microprocesadores (Arduino e compatibles).

O contido teórico está no seguinte arquivo: Introdución aos sistemas electrónicos.pdf.

Traballaremos coa placa Arduino (e outras compatibles), de seguido tedes unha recompilación de información que vos pode ser útil:

• Vídeo de YouTube: Arduino, ¿qué es y para qué sirve?
• Vídeo de YouTube: Arduino: entender cómo funciona el mundo para poder cambiarlo.
• Vídeo de YouTube: Arduino: O Documental.
• Apuntes_ARDUINO_nivel_PARDILLO.pdf.
• Conexionado de entradas e saídas con Arduino.pdf.
• Exercicios_de_arduino_resueltos.pdf.
• Acordeon+Arduino.pdf.
• Guía rápida Linguaxe_Arduino.pdf.

Para a programación da placa Arduino utilizaremos o seu IDE, que utiliza programación textual, pero tamén programaremos en modo gráfico utilizando o simulador "en liña" TinkerCAD Circuits (este simulador permite escoller entre programación textual, gráfica ou texto+gráfico).

Tema 1: Introdución á Electricidade e Electrónica. Curso 2021-2022.

Comezaremos este curso polos contidos de Introdución á Electricidade e Electrónica, aos que podedes acceder premendo na seguinte ligazón ao arquivo PDF co tema: "Introdución á Electrónica.pdf".

Realizaremos prácticas de medición e montaxe sobre placas protoboard e simularemos os circuítos co programa Crocodile Clips:

• Exercicios con elementos pasivos.pdf
• Exercicios con elementos activos.pdf

Podes descargar 2 pequenos titoriais sobre uso de Crocodile Clips nas seguintes ligazóns:

• Titorial 1 obtido da páxina de Materialestic.
• Titorial 2 de M. Alejandro Prada e Carlos A. Collazos.

Contidos Extra:
Páxina de TuElectronica.es onde explican Como Usar o Polímetro.
Simil Hidráulico da electricidade:

Explicación da Corrente Contínua e Corrente Alterna, na páxina areatecnologia.
Pdf que explica fundamentos de electricidade: Introdución á Electricidade.
Lei de Ohm:

Lei de Joule (lei da Potencia):

Conexionado dunha placa Protoboard:

Código de cores identificativo do valor das resistencias:

Vídeo da Canle Mentalidad de Ingeniería: Capacitores explicados.

Vídeo da Canle Mentalidad de Ingeniería: Inductores explicados.

Vídeo da canle ElectronicaFP sobre: ¿Cómo hacen los CONDENSADORES en AC?
Vídeo da canle ElectronicaFP sobre: ¿Cómo hacen las BOBINAS en AC?
Vídeo en YouTube: Que é un semicondutor?
Vídeo en YouTube: Que é unha LDR?
Vídeo en YouTube: Que é un Termistor?
Vídeo en YouTube: Que son os diodos?

Vídeo en YouTube: Transistor explicado - Como funcionan los transistores.
Vídeo da canle ElectronicaFP sobre: Transistores bipolares.

Matriz ou Rúbrica de avaliación do Caderno. Tecnoloxía 4º ESO.

Na materia de Tecnoloxía, na que non temos libro de texto, é moi importante que contes cun bo caderno de clase. É por isto que se lle da tanta importancia ao caderno para calcular a nota final da materia (un 20% da nota).

Para avaliar o teu Caderno se utilizarán 2 matrices ou rúbricas de avaliación, que podes consultar de seguido.

Por un lado é importante ter un caderno completo, ordenado e lexible, que permita seguir en condicións a materia. Na seguinte imaxe podes ver a matriz ou rúbrica de avaliación do caderno (valorando unicamente a Presentación e o Contido):

Por outra banda, debe recoller tódolos exercicios realizados, prestando especial atención á súa correcta realización. Nesta outra imaxe podes ver a matriz ou rúbrica de avaliación dos exercicios recollidos no caderno:

Presentación da materia: Tecnoloxía de 4º de ESO. Curso 2021-2022.

A secuenciación da materia de Tecnoloxía durante este curso será:

• 1ª Avaliación: Sistemas de comunicación e robótica.

                       Tema 1: Introdución á Electricidade e Electrónica (Teoría e práctica).

• 2ª Avaliación: Sistemas electrónicos.

                      Tema 2: Introdución aos Sistemas Electrónicos (Teoría e práctica).

• 3ª Avaliación: Proxectos (III).

                      Tema 3: Introdución á Electrónica Dixital (Teoría e práctica).

A materia a podemos dividir en:

 

Os traballos se farán de xeito individual e en grupos.

CRITERIOS DE CUALIFICACIÓN:
1ª, 2ª e 3ª Avaliacións:

• Un 20% da nota corresponderá ao caderno, avaliándose a correcta recollida dos apuntes e a súa integridade.
• Un 70% da nota obterase da avaliación dos traballos individuais e en grupo, dos exercicios e dos controis teóricos.
• Un 10 % corresponderá á responsabilidade, dilixencia e presentación final das diversas tarefas relacionadas cos contidos tratados na aula taller.

Benvida ao novo Curso 2021-2022

Benvidos ao novo curso no blogue de aula da materia de Tecnoloxía de 4º de ESO, do IES. Chano Piñeiro.

Neste blogue podedes acceder aos diversos contidos teóricos e prácticos que traballaremos durante o curso. Ademais podedes consultar entradas anteriores, nas que se recollen proxectos realizados na aula-taller de Tecnoloxía.

Estes e outros contidos estarán tamén accesibles no curso da aula virtual en Google Classroom da materia de Tecnoloxía de 4º de ESO do IES. "Chano Piñeiro".

De novo un saúdo a todos e benvidos ao novo Curso.

O profesor: Manuel Andújar Matalobos.

Construción dun Piano e Theremin cun LDR e Arduino.

A práctica coa placa Arduino consistía en realizar algún tipo de instrumento musical utilizando como sensor un LDR.

O resultado final foi a montaxe, nunha caixa, dun instrumento que, segundo a programación utilizada, pode ser un Theremin ou Piano monofónicos.

Os compoñentes electrónicos utilizados foron:

• 1 placa Arduino UNO.
• 1 placa miniprotoboard.
• 1 LDR.
• 1 Resistencia de 300KOhmios.
• 1 Resistencia de 1KOhmio.
• 1 Transistor BC337.
• 1 Altofalante pequeno.
• 1 Baterial de Li-Ion DC12400 de 4000mAh.
• Cables Dupont.

A información inicial a obtivemos da actividade 8: "Generando música" do libro "Empezando con Arduino UNO - Vol. 1" de Eduardo Gallego del Pozo.

O primeiro paso foi a conexión do circuíto electrónico, comprobación do seu funcionamento e montaxe final nunha caixa de madeira que fará de carcasa do instrumento.

O esquema eléctrico é o seguinte:

Os programas realizados no IDE de Arduino foron:

Theremin_funcionamento, Theremin_calibracion, Piano_funcionamento e Piano_calibracion, que se poden descargar no seguinte arquivo .zip: Programas Arduino.zip.

Podes ver o funcionamento no seguinte vídeo:

Práctica encargada a: Ainara, Silvia e Igor.

Construción dos novos robots mClon Sumo para o Taller de Tecnoloxía. Curso 2020-2021.

Este curso volvemos a realizar a construcción e montaxe de máis robots mClon para o Taller de Tecnoloxía. Este curso intentaremos realizar a montaxe de robots mClon nunha configuración que permita que sexan utilizados en futuras competicións de Sumo no IES. Chano Piñeiro.

A iniciativa mClon a podedes consultar na páxina tecnoloxía.org, na que se mostra dun xeito moi ben explicado como realizar clónicos do robot mBot de Makeblock.

Adaptaremos os deseños base dos robots mClon para a competición de Sumo, para o que realizamos un deseño de carcasa protectora e adaptamos a colocación de 2 sensores de infravermellos (segueliñas) na parte frontal e posterior do robot e de 1 sensor de ultrasóns na parte frontal.

As pezas que conforman a carcasa foron deseñadas con FreeCAD e impresas coa impresora Leon3D que temos no taller. O seguinte arquivo de FreeCAD "mClon Sumo ensamblado.fcstd" contén tódalas pezas que compoñen o mClon Sumo. Para poder imprimilas se deben pasar a formato .stl individualmente, como paso previo á súa edición co programa Repetier ou Cura para crear os arquivos .gcode de impresión 3D.

Seguiremos o proceso de montaxe indicado na páxina no apartado Estrutura da páxina de tecnoloxía.org, pero seguiremos a orde indicada no pdf: "Montaxe dos mClon Sumo" que se elaborou a partires da experiencia adquirida nas montaxes dos mClon en cursos anteriores.

Varias vistas do mClon Sumo

Deseño e simulación de circuítos con TinkerCAD Circuits

Como complemento á ferramenta de simulación Crocodile Clips, imos a utilizar unha boa ferramenta "en liña" para o deseño e simulación de circuítos eléctricos e electrónicos, esta é TinkerCAD Circuits.

TinkerCAD ademais de permitirnos facer deseños en 3D, nos pode axudar no deseño e simulación de circuítos, para isto, unha vez dentro de TinkerCAD debemos seleccionar a opción Circuits, e veremos un botón para "Crear nuevo circuíto".

O primeiro paso que debes seguir é unirte á clase que creou o profesor en TinkerCAD para Tecnoloxía de 4º de ESO. Para unirte á clase necesitarás un Código de clase e un Alias que te proporcionará o profesor polo teu correo electrónico @ieschp.com.

O proceso que debes seguir para unirte á clase en TinkerCAD se explica no seguinte vídeo (Como unirse á Clase en TinkerCAD Circuits):

Ademais das montaxes que realices en grupo no taller, o profesor irá pedindo que mandes tarefas individuais en Classroom cos teus propios circuítos simulados coa aplicación TinkerCAD Circuits.

De seguido, tes un vídeo no que se explica o mellor xeito de mandar unha tarefa en Classroom e os comentarios asociados a ela (comentarios privados) (Envío das tarefas de TinkerCAD Circuits):

Neste blogue, irei poñendo vídeos de axuda para a realización das tarefas individuais, como mostra tes un vídeo que explica como facer a 1ª tarefa que tiveches que realizar no taller.

Exemplo explicación de Tarefa: Debes realizar o deseño e simulación con TinkerCAD Circuits do parpadeo de 1 LED con Arduino, segue as instrucións do seguinte vídeo (Parpadeo de 1 LED):