mércores, 17 de abril de 2024

Tema 3: Fundamentos de Electrónica Dixital. Curso 2023-2024.

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.

O terceiro contido será o de Simplificación de funcións, accesible no seguinte documento: Simplificación de funcións lóxicas.pdf.

Unha forma de implementar os circuítos lóxicos propios da Electrónica Dixital é a utilización de FPGA's. No taller temos varias placas Icezum Alhambra I e II. Xunto co software Icestudio, podremos implementar circuítos 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.

martes, 27 de febreiro de 2024

Arranxos no brazo robótico CompluArm. Curso 2023-2024.

Nunha entrada anterior comentamos os trocos que tivemos que realizar para resolver algúns problemas xurdidos durante a montaxe do brazo robótico. Nesta entrada comentaremos algunhas melloras realizadas para acadar un mellor funcionamento do brazo robótico.

Problema: Os parafusos se afloxan debido ao movemento e as tensións producidas polos movementos (ás veces bastante bruscos) do brazo robótico. Isto obrigaba a un contínuo repaso e apriete de moitos dos seus parafusos.

Solución: Utilizamos un fixador para parafusos de forza media, que solucionou o problema sarisfactoriamente.

Problema: O peso de todo o brazo robótico é soportado polo cabezal do servo 0. Polo tanto, a articulación do servo 0 se convirte no punto máis feble do brazo CompluArm. Isto produce unha forte inestabilidade nos movementos laterais do brazo robótico, pois todo o peso recae sobre o cabezal do servo 0. De seguido se mostra un breve vídeo que ilustra o problema:

Solución: Imos a adoptar unha solución similar á utilizada por un brazo robótico que tiñamos no taller. O servo 0 está insertado na base circular inferior, e o resto do brazo robótico está unido a unha plataforma circular superior que ten varios soportes que permiten repartir o esforzo.


Para deseñar as que chamaremos base inferior e superior do servo 0, utilizamos o programa FreeCAD.

Na seguinte foto vese un instante da instalación da base inferior.

Panel de control para CompluArm. Curso 2023-2024.

Para poder continuar coas nosas prácticas de programación e manexo do brazo robótico CompluArm, necesitamos construir un panel de control para 5 potenciómetros (son os que temos agora no taller), aínda que necesitaremos 6 potenciómetros para manexar os 6 servomotores de CompluArm.

Decidimos deixar o control da pinza (man) do brazo robótico para cando dispoñamos doutro potenciómetro.

Para realizar o panel de control, utilizamos a páxina Boxes.py, que crea deseños de caixas que podemos descargar en formato .dxf e editalas con LibreCAD antes de levar o deseño á cortadora láser do taller (Mr. Beam II).

Seleccionamos o deseño tipo Console2, obtendo o seguinte arquivo .dxf: Control Potenciómetros.dxf.

Imaxe de caixa tipo Console 2 obtida da páxina de Boxes.py
En LibreCAD incorporamos os furados para introducir os potenciómetros e retiramos as etiquetas de acoutado, quedando finalmente o arquivo: Control potenciómetros para cortar.dxf.

Os potenciómetros os conectamos todos segundo o seguinte esquema:

quedándonos o panel como se mostra na imaxe seguinte:

O terminal común da cada potenciómetro se conectará á placa Arduino do seguinte xeito:
  • Potenciómetro 1 á entrada analóxica 0.
  • Potenciómetro 2 á entrada analóxica 1.
  • Potenciómetro 3 á entrada analóxica 2.
  • Potenciómetro 4 á entrada analóxica 3.
  • Potenciómetro 5 á entrada analóxica 4.
Cando teñamos o Potenciómetro 6 (para manexar a pinza) o conectaremos á entrada analóxica 5.

luns, 22 de xaneiro de 2024

Manexo do brazo robótico CompluArm. Curso 2023-2024.

Ao remate da montaxe do brazo robótico CompluArm durante da 1ª avaliación, comezamos co proceso de programar o seu manexo.

O primeiro obxectivo nesta fase foi crear 4 secuencias, que colleran as figuras 1, 2, 3 e 4 do kit dunha maneira suave e as depositaran nos caixóns correspondentes (ver imaxes).



Os programas foron deseñados polos alumnos Joel Sánchez e Nerea García, no IDE Arduino, e se poden descargar premendo nas seguintes ligazóns:

Nota: Os parámetros requiren un axuste para a configuración concreta do brazo robot (valores máximos e mínimos do movemento de cada servo).

No seguinte vídeo pode observarse o funcionamento do brazo robótico co programa Secuencia_1:

O seguinte obxectivo e elaborar un programa que permita "conducir" o brazo robot. Neste programa o movemento de cada un dos 6 servos dependerá do valor de entrada dado polo potenciómetro correspondente.

mércores, 8 de novembro de 2023

Tema 2: Introdución aos Sistemas Electrónicos. Curso 2023-2024.


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:
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).

xoves, 28 de setembro de 2023

Montaxe do brazo robótico CompluArm. Curso 2023-2024.

Durante a 1ª avaliación imos a realizar a montaxe do brazo robótico CompluArm, para posteriormente realizar prácticas de control utilizando a placa Compluino que vin co kit.

CompluARM é un brazo robótico educativo, que se suministra en kit para montar, e que utiliza como placa de control a Compluino UNO (100% compatible con Arduino).

En este kit hai que destacar que para eliminar o fenómeno de "jitter" (inestabilidade na sinal de control) durante o proceso de control dos servos do brazo robot, utilizan un controlador externo de sinais PWM (o PCA9685), co que se poden chegar a controlar até 16 servos de forma independente (este controlador externo se conecta mediante un bus I2C coa placa Compluino).

Durante a montaxe vimos que había unhas pequenas diferencias entre o kit indicado no pdf e o que recibimos, en xeral, a maioría das diferencias non tiñan importancia, pero nos obrigaron a trocar algúns detalles dos indicados no pdf de montaxe. Os trocos realizados foron os seguintes:
  • Parafusos indicados incorrectamente: Nalgunha fase da montaxe se facía referencia a parafusos M3 de 6mm cando estes eran demasiado curtos para enroscarse na tuerca. Solución: Cando o vimos necesario, substituímos os M3x6mm por M3x8mm.
  • Montaxe da pinza: Nesta fase foi onde atopamos maiores problemas, o enganche da pinza no servo 5 non se podía facer correctamente, pois a peza proporcionada no kit era máis curta que a que se mostraba no pdf é se apioaba na cabeza do parafuso, ademais non deixaba espazo para a cabeza duns dos parafusos. Solución: Usamos unhas tuercas como "arandelas" para aumentar a separarción e limamos a cabez dun dos parafusos. (Ver imaxe co detalle).

Cando rematamos a montaxe do brazo robótico, repasamos os aprietes de tódolos parafusos para evitar floxedades e folguras. Isto último, que é sempre recomendable, pode darnos problemas coa pinza. Se apretamos moito os seus parafusos, ao servo lle costará moito abrir e pechar a pinza, pero se están moi floxos o movemento da pinza será moi malo. (Ver imaxe do resultado final da montaxe).

Unha vez realizada a montaxe do brazo robótico, comezaremos coa progamación en linguaxe Arduino.

Para programar o funcionamento do controlador de servos, conectado por porto I2C coa placa Compluino, utilizaremos as bibliotecas (libraries) realizadas por Adafruit, que se poden descargar desde esta ligazón: aquí, ou premendo na ligazón na ligazon do arquivo comprimido: Adafruit-PWM-Servo-Driver-Library-master.zip, tamén comprobamos que para que esta biblioteca funcionara, necesitabamos instalar a Adafruit_BusIO-master.zip que permite traballar co protocolo I2C.


martes, 12 de setembro de 2023

Tema 1: Introdución á Electricidade e Electrónica. Curso 2023-2024.

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

xoves, 7 de setembro de 2023

Matriz ou Rúbrica de avaliación do Caderno. Tecnoloxía 4º ESO. Curso 23-24.

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 propostos, 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 2023-2024.


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 2023-2024.

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

Neste blogue podes acceder aos diversos contidos teóricos e prácticos que traballaremos durante o curso. Ademais podes 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 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.