PRUEBA Y USO DE SENSORES DIGITALES
CON EL SISTEMA PICAXE

No cabe duda que el sistema PICAXE tiende a convertirse en "los microcontroladores del futuro para aplicaciones generales". Como ya sabe, los PICAXE son microcontroladores PICs pero que tienen grabado un firmware (es como una pequeña BIOS interna) de modo que se los pueda programar en lenguajes sencillos como BASIC y Diagrama de Flujo, utilizando un software gratuito y muy fácil de usar. Otra ventaja: "no precisa programador" y se lo carga en el mismo circuito donde se lo va a utilizar. Siguiendo entonces con esta serie que comenzáramos en Saber 210, en esta nota explicaremos cómo probar interruptores (sensores digitales) utilizando el mismo circuito de la mascota de Saber 211. Si desea toda la serie de artículos, puede bajarla de nuestra web con la clave: picaxe.

¿QUE SON LOS INTERRUPTORES DIGITALES?

Un sensor digital es simplemente un componente del tipo “interruptor”, el cual sólo puede estar en dos posiciones: encendido ó apagado. Si dibujáramos una gráfica de las señales de encendido-apagado del interruptor a medida que se oprime, el mismo se vería como se muestra en la figura 1. Los interruptores son componentes electrónicos que detectan movimientos. Existe una gran variedad de interruptores diferentes, por ejemplo:

  • interruptores de botón de presión que detectan cuando el botón ha sido oprimido
  • micro-interruptores con palanquitas largas que detectan pequeños movimientos
  • interruptores de nivel que detectan sacudidas
  • interruptores de lengüeta (reed switches) que detectan el movimiento de un imán
¿PARA QUE SE UTILIZAN LOS INTERRUPTORES?
Los interruptores de botón de presión se utilizan comúnmente en dispositivos tales como teclados. Los micro-interruptores se utilizan en alarmas contra robos, para detectar si se ha quitado la cubierta de la caja de la alarma.

Los interruptores de lengüeta (reed switches) se utilizan para detectar la apertura de puertas y ventanas, y los interruptores de nivel se utilizan a menudo para detectar movimiento en dispositivos tales como juguetes, secadores y alarmas.

 
SIMBOLOS DE LOS INTERRUPTORES
Los símbolos para un interruptor deslizante y para un interruptor de presión, se muestran en la figura 2.
 
UTILIZANDO INTERRUPTORES
Los interruptores se instalan en los circuitos junto a una resistencia como se muestra en el diagrama de la figura 3. El valor de la resistencia no es importante, pero a menudo se utiliza una resistencia de 10kohm. Cuando el interruptor está “abierto”, la resistencia de 10kohm conecta el pin de entrada del microcontrolador a 0V, lo cual da una señal de apagado (nivel lógico 0) al pin de entrada del microcontrolador.

Cuando el interruptor se activa, el pin de entrada se conecta al Terminal positivo de la batería (V+). Esto da una señal de encendido (nivel lógico 1) al microcontrolador.

 
PROBANDO EL INTERRUPTOR
Después de conectar el interruptor, el mismo puede probarse utilizando un simple programa tal como el mostrado en la tabla 1. Este programa encenderá o apagará una salida dependiendo si el interruptor es presionado o no. En este programa las tres primeras líneas constituyen un bucle continuo. Mientras la entrada esté apagada, el programa seguirá reiniciándose una y otra vez. Si la entrada está encendida, el programa salta a la etiqueta llamada “flash”. El programa luego enciende por 2 segundos la salida 0 antes de regresar al bucle principal. Note cuidadosamente la ortografía de la línea: if...then – input3” (entrada 3) es una sola palabra (sin espacios en blanco). Es permitido utilizar tanto pin3 como input3, ambas significan lo mismo. Note también que después del comando then, únicamente está la etiqueta “–“ en este punto no se permite ninguna otra palabra aparte de la etiqueta.
 
¿QUE ES UN MICROCONTROLADOR PICAXE?
Picaxe son microcontroladores de 8, 18 y 28 patas. Son PICs comunes a los que se le ha grabado un programa interno para potenciar sus características y para que sea más fácil trabajar con ellos.

El sistema de desarrollo PICAXE hace las cosas todavía más sencillas para el programador, ya que cuenta con dos opciones de diseñar una aplicación: una por medio de diagramas de flujo y otra por medio de “BASIC”, y aunque esto no es ninguna novedad, (ya que estas herramientas existían con anterioridad), lo ventajoso del PICAXE radica en el hecho de que se trata de un microcontrolador PIC que, en un segmento de memoria ROM interna le ha sido grabado desde su fabricación, un firmware a manera de BIOS que simplifica la forma de programarlo.

Al igual que en todos los sistemas de desarrollo, existen ya predefinidas, toda una serie de tarjetas de prácticas sobre las cuales podemos emular las aplicaciones que hemos diseñado, pero gracias al firmware que poseen los microcontroladores PICAXE “se puede armar la aplicación completa incluyendo al microcontrolador”, y sobre la aplicación, programarlo, sin necesidad del sistema de desarrollo, ni del circuito programador de microcontroladores (vea la figura 4).

De hecho, el sistema PICAXE hace más accesible la programación de microcontroladores a todas aquellas personas que tan sólo cumplan con el único e indispensable requisito que es el de querer aprender. Vea en la figura 5 una “pantalla” de la aplicación que nos permitirá realizar el programa que vamos a cargar adentro del PIC.

Aquí no vamos a mencionar las ventajas y desventajas del sistema PICAXE con respecto a otros, lo único que podemos agregar es que se trata de otra manera de programar microcontroladores PIC, empleando diagramas de flujo (figura 5 - no disponible) y/o lenguaje BASIC (figura 6), con los cuales ya sea de manera consciente o totalmente implícita, recurrimos a ellos para elaborar un programa.

A lo largo de la emisión de esta serie de artículos, iremos aprendiendo paso a paso la forma de cómo programar los microcontroladores bajo el sistema PICAXE. Para ello, como primer paso, emplearemos una tarjeta de desarrollo de la cual proporcionaremos su circuitería para que ustedes la puedan armar, posteriormente después de realizar algunas prácticas, avanzaremos sobre aplicaciones en donde se tenga al microcontrolador como elemento principal y al cual programaremos en sitio.

 
VENTAJAS DEL SISTEMA PICAXE
Como dijimos, el PICAXE es un sistema de microcontroladores PIC muy fácil de programar ya que utiliza un lenguaje BASIC muy sencillo, además de contar también, con la posibilidad de programarlos con diagramas de flujo. Aprovecha todas las características de los microcontroladores de bajo costo que incorporan memoria FLASH.

Está disponible en tres versiones, que son el de 8 terminales (PICAXE- 08), 18 terminales (PICAXE-18) y 28 terminales (PICAXE-28). En estos microcontroladores ya se tienen definidas las terminales que tienen la función de entrada y salida de datos, además de las terminales que sirven para programar al PICAXE en sitio, o en otras palabras sobre la misma aplicación.

En la figura 7 se muestra el circuito esquemático para un PICAXE de 8 terminales, de las cuales las que están identificadas como Pin1 E/S, Pin2 E/S, Pin3 E/S y Pin4 E/S, son terminales que pueden funcionar como entradas o salidas de datos del exterior hacia el microcontrolador. Las terminales identificadas como Serial En y Serial Sal, se utilizan para programar al microcontrolador a través del puerto serie de una PC, para lo cual las terminales del conector identificado como CON1 se hacen llegar al conector DB9 de la PC. Por otra parte, de la misma figura 7 se observa que la Terminal identificada como Serial Sal, cumple con una doble función, y dependiendo de dónde se ubique un jumper selector en el conector CON2, se podrá programar al PIC o esa misma terminal una vez programado el PIC tendrá la función de una Terminal de salida de datos.

Ya se ha mencionado que el sistema PICAXE no requiere de programador o borrador, ya que utiliza únicamente tres cables conectados al puerto serie de una computadora.

Una vez que han sido identificadas las terminales a utilizar en el conector del puerto serie de la PC, lo que sigue es preparar la conexión hacia el PIC tomando en cuenta las terminales, tal como se aprecia en la figura 8.

 
De la Redacción de Saber Electrónica
FIGURA 1
 
FIGURA 2
 
FIGURA 3
 
FIGURA 4
 
FIGURA 6
 
FIGURA 7
 
FIGURA 8
 
TABLA 1
 
 
PROMOCIONES