Dispositivos de Entrada/Salida

Transcripción

1 Dispositivos de Entrada/Salida Notas de clase: Unidad IV Materia: Diseño y Paradigmas de Lenguajes Carrera: Ingeniería en Informática/Ingeniería en Computación Universidad Nacional de San Luis 20/09/2017

2 Introducción Los lenguajes de programación permiten crear programas que se transforman en aplicaciones que resuelven problemas.

3 Introducción Los programas no son más que implementaciones de algoritmos.

4 Introducción Los programas no son más que implementaciones de algoritmos. Los algoritmos están constituídos por un conjunto de instrucciones.

5 Introducción En general un algoritmo realiza una interacción usuario/máquina para poder resolver el problema. Es el fundamento de la programación de las computadoras ya que para que se puedan resolver las tareas utilizará operaciones que transformarán los datos de entrada en datos de salida (E/S). Independientemente del lenguaje que se utilice para programar, la E/S es un aspecto importante a tener en cuenta a nivel de implementación, especificación y utilización por parte del usuario del lenguaje.

6 Introducción muy en los comienzos

7 Introducción en los comienzos

8 Introducción

9 Componentes para E/S Entrada simple: botón

10 Componentes para E/S Salida simple: led (diodo)

11 Componentes para E/S Entrada no tan simple: teclado

12 Componentes para E/S Salida no tan simple: LCD alfanumérico

13 Componentes para E/S E/S no tan simple: sensor de temperatura, sensor de luz, potenciómetro, servo, robots.

14 Recursos para experimentar con E/S Algunas componentes pueden ser conectadas directamente a la computadora a través de puertos específicos y luego a través de programas (existentes o los que se puedan construir) acceder a ellos

15 Recursos para experimentar con E/S Algunas componentes pueden ser conectadas directamente a la computadora a través de puertos específicos y luego a través de programas (existentes o los que se puedan construir) acceder a ellos Utilización de placas con microcontroladores que permiten el acople de las diferentes componentes

16 Diferentes placas y microcontroladores para armar proyectos de E/S Raspberry PI Esta placa de desarrollo es de tamaño pequeño (como una tarjeta de crédito) y puede ser conectada fácilmente a un monitor, una computadora o incluso a una TV. Su costo es bajo y puede ser programada en lenguajes como Python y Scratch.

17 Diferentes placas y microcontroladores para armar proyectos de E/S BeagleBone Black Aunque su precio es más elevado que la Raspberry PI, posee mejores características y mayor funcionalidad. Es una de las placas de desarrollo preferidas por los especialistas de hardware.

18 Diferentes placas y microcontroladores para armar proyectos de E/S Intel Galileo Esta placa de desarrollo incluye un procesador Quark (menor prestación que los Atom y diseñado para sistemas operativos embebidos) y sólo acepta conexiones de dispositivos pequeños y con bajo consumo de potencia. Su precio es moderado y una de las ventajas es la velocidad de procesamiento. Actualmente se utiliza para dispositivos interactivos simples y algunos tan complejos como robots humanoides.

19 Diferentes placas y microcontroladores para armar proyectos de E/S Arduino Es una de las más populares debido a su simple y fácil utilización. Arduino es una compañia de hardware y software de código abierto que diseña y comercializa kits para la creación de dispositivos digitales con diferentes capacidades a través de sensores, y otras componentes de control. Posee interface para la comunicación serial (como el Puerto USB) que permite una fácil comunicación. Es económica, fácil de conseguir, fácil de programar y pueden conectarse un buen número de componentes.

20 Arduino para armar proyectos de E/S Arduino es una plataforma electrónica basada en hardware y software fácil de utilizar. Las placas Arduino pueden leer entradas como la luz de un sensor, la presión de un botón o un mensaje de Twitter; y convertirlas en salidas como la activación de un motor, el encendido de un led o la publicación de un texto en línea. Se puede enviar información a la placa a través del uso de instrucciones al microcontrolador de la placa. Para ello se debe utilizar el lenguaje de programación Arduino (basado en Wiring) y el software Arduino (IDE) basado en Processing [

21 Arduino para armar proyectos de E/S Ventajas: Económicas: comparadas a otras placas, existen versiones de Arduino que son muy enconómicas (simples). Multi-plataforma: el software asociado con Arduino funciona en Windows, Macintosh y Linux. Entorno de programación simple y flexible. Software y hardware libre: disponible bajo licencia libre, los códigos para Arduino están disponibles para su uso y modificación de forma gratuita. Los planos de los controladores de Arduino están disponibles para su uso, ampliación y optimización (disponibles bajo licencia Creative Commons).

22 Arduino para armar proyectos de E/S Modelos: Arduino UNO: basada en el mircrocontrolador ATmega328P, posee 14 pines digitales de E/S, 6 analógicos, conexión usb y botón de reset entre otros. Para su funcionamiento necesita conexión usb o un adaptador de corriente AC-DC o baterías. Es muy económica así que el chip puede ser reemplazado fácilmente en el peor de los casos. Arduino 101: aunque posee E/S similares a la UNO, agrega conexión Bluetooth, un acelerómetro y un giróscopo. Posee un modulo Intel Curie con dos núcleos y arquitectura 32-bit ARC. Puede compilar los códigos en ambos núcleos para optimizar las tareas. Arduino Pro: similar a la UNO pero pensada para la instalación semi-permanente en objetos. No posee varios conectores con el objeto de que usuario conecte o suelde lo que necesite.

23 Arduino para armar proyectos de E/S Modelos: Arduino Mega: basada en el mircrocontrolador ATmega2560, posee 54 pines digitales de E/S, 16 analógicos, conexión usb y botón de reset entre otros. Para su funcionamiento necesita conexión usb o un adaptador de corriente AC-DC o baterías. Es más potente que la UNO. Arduino Gemma: basado en el microcontrolador ATtiny85, posee 3 pines para E/S digital, micro conector usb. Puede ser alimentada con usb o con baterías. Arduino LilyPad USB: basado en el microcontrolador ATmega32u4, posee 9 pines para E/S digital y micro conector usb. Puede ser alimentada con usb o con baterías. Posee la particularidad de que puede ser utilizada (cosida) en prendas o a soportes flexibles para su uso a través de sensores y actuadores.

24 Arduino para armar proyectos de E/S Modelos:

25 Arduino para armar proyectos de E/S Conociendo la placa. 6 entradas analógicas(a0 a A5) cada una con 10 bits de resolución (1024 estados). Por defecto, la tensión es 5V, se puede modificar utilizando el pin de AREF.

26 Arduino para armar proyectos de E/S Conociendo la placa. Cada uno de los 14 pines digitales se puede utilizar como una entrada o salida. * Pin 0 (RX) y 1 (TX). Se utiliza para recibir (RX) y transmitir (TX) datos serie TTL. * Pin 2 y 3. Interrupciones externas (interrumpir la secuencia de ejecución mediante código).

27 Arduino para armar proyectos de E/S Conociendo la placa. * Pin 3, 5, 6, 9, 10 y 11. PWM (modulación por ancho de pulso). 8 bits de salida PWM. * Pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pines de apoyo a la comunicación SPI (Serial Peripheral Interface). * Pin 13. LED. Valor alto de pin, LED encendido. Sino apagado.

28 Arduino para armar proyectos de E/S Conociendo la placa. Potencia: sea conexión USB o mediante una fuente externa (recomendada de 7-12V), habrá salidas de tensión continua debido a los reguladores de tensión y condensadores de estabilización.

29 Arduino para armar proyectos de E/S Conociendo la placa. * VIN: fuente de tensión de entrada (alimentación de Arduino). * 5V: fuente de tensión regulada de 5V (desde el pin VIN a través de un regulador interno, o se suministra a través de USB o de otra fuente de 5V regulada).

30 Arduino para armar proyectos de E/S Conociendo la placa. * 3.3V: fuente de 3.3 voltios generados por el regulador interno. * GND: pines de tierra. * RESET: señal de reset.

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32 Encendido de un led mediante botón.

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38 Laboratorio

39 Esquemas

40 Lista de materiales

41 Configuración del proyecto

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47 Agregando las componentes: led (con su resistencia) y botón pulsador.

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64 Fin Preguntas/Sugerencias