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Resumen — Se hace necesario realizar una fase inicial o reconocimiento general y de actores con la vista preliminar del curso Robotica Avanzada para afianzar conocimientos y prepararnos de antemano para asimilar todos los conocimientos que se nos darán y poder darle solución a los problemas que se nos enfrenten en nuestro entorno. Se hara una pequeña investigación de los temas conceptuales del curso y de las muchas aplicaciones en la industria. Todo el recorrido preliminar hara darnos la importancia de darle aplicabilidad a los robots en tareas difíciles que pueda desempeñar el ser humano.

Abstract — It is necessary to conduct an initial phase or general recognition and actors with the preview of the course Advanced Robotics to consolidate knowledge and prepare in advance to assimilate all the knowledge that we will and can provide solutions to the problems we face in our environment. A little research of the conceptual issues of the course and the many applications in industry will be made. All the preliminary tour will make us the importance of giving robots applicability in difficult tasks to carry humans

Palabras Claves — Automático, Control, Robótica, Microcontrolador, Industria, Entorno, Rotación, Cartesiano, Regresión.

I. INTRODUCION

En este trabajo de fase inicial se hará un reconocimiento general y de actores por el curso en sus entornos de conocimiento, dando una participación activa en el foro y actualizando nuestro perfil. Se hara una pequeña investigación de los temas conceptuales del curso y de la importancia y aplicabilidad que pueda tener en la industria.

La forma de vida actual obliga a una continua evolución de todo aquello que nos rodea, evolución a la que no escapan nuestros hogares; desde la búsqueda de nuevos estilos de diseño, técnicas de edificación y nuevos materiales hasta la incorporación de tecnologías que gestionen el uso de la

energía, aumenten el confort y la seguridad y que permitan un total control desde el interior o el exterior de la casa.

Las necesidades de seguridad, junto con las de cobijo, fueron el origen de la aparición del concepto de vivienda. No obstante, las necesidades actuales son muy diferentes de las de hace cincuenta años. La vivienda es, en la mayoría de los casos, la principal inversion que realiza una familia a lo largo de su vida y las características del entorno social en el que nos movemos hacen que nuestra preocupación principal se centre actualmente en posibles agresiones exteriores, robo, incendio, intrusión, etc.

En nuestro caso se busca darle solucion a problemas de seguridad en areas y sitios criticos en una forma efectiva y practica, economizando gastos en personal de seguridad privada por medio de un Sistema de alarma de seguridad con Pic 16F877A el cual es un componente electrónico en donde tenemos miles de transistores que permiten realizar el trabajo según nuestras necesidades.

El microcontrolador se acerca más al centro de nuestras vidas, forjándose un sitio en el núcleo de una máquina tras otra. Su presencia ha comenzado a cambiar la forma en que percibimos el mundo e incluso a nosotros mismos. Cada vez se hace más difícil pasar por alto el microcontrolador como otro simple producto en una larga línea de innovaciones tecnológicas.

II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Primero debemos especificar los ítems o numerales de la guía de fase inicial o reconocimiento general del curso para darles solución a lo solicitado, en estos se nos pide que expliquemos conceptos básicos de que es la robótica y su aplicabilidad en distintas áreas de la industria y sector empresarial, se describirá los entornos y las evaluaciones a través del curso de robotica. qué tipo de microcontrolador debemos o queremos utilizar; debemos proponer con que vamos a realizar la lectura análoga del sistema, también si queremos que sea visualizada o solamente indicadores de alta o baja.

Fase Inicial Robótica Avanzada Montaño de La Cruz Agustin.

Grupo, 299012_4

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Especificaremos el rango de trabajo y para que será utilizado; continuaremos con la estructura básica o programación para ingresar estos datos al microcontrolador dando los datos de entrada y salidas que se utilizaran por ultimo compilaremos el programa y haremos la verificación por medio de un software que nos permita trabajar con microcontroladores.

III. JUSTIFICACIÓN

Actualmente vamos a empezar un curso nuevo en la UNAD que es el de Robótica Avanzada y se requiere que debamos desarrollar unos conocimientos previos para poder enfrentar los trabajos colaborativos, y evaluaciones que se nos harán a través del curso. la inseguridad es más frecuente y los altos costos para mantenerla en la contratación de personal de seguridad privada, debido a esto nos proponemos a construir un proyecto de alarma de seguridad adaptable a cualquier sitio crítico que lo requiera pretendiendo a través de esta propuesta salvaguardar la tranquilidad, bienes y economía del usuario

para cualquier ámbito o necesidad planteada corresponder con los objetivos, metas e intenciones del investigador.

IV. OBJETIVOS

A. Objetivo General

Utilizar un sistema de verificación de control de seguridad para ser leído por medio de un microcontrolador por medio de su (ADC) y verificado bien sea por un LCD, display, o leds.

B. Objetivos específicos

Se verificaran diferentes tipos de microcontroladores para llegar a utilizar el más adecuado, también esquemas de programación para concluir en el más práctico. Se determinaran los componentes electrónicos a utilizar.

V. MARCO REFERENCIAL

El modelo del controlador debe contar con indicadores o visualizadores; la seguridad es un componente importante en cualquier proceso, por tal motivo este no puede ser excluido o estar ausente.

VI. METODOLOGÍA

Investigación acerca de instrucciones de programación Investigación acerca de sensores de movimiento eficientes

Determinación de componentes a utilizar Verificar funcionamiento de programas Organizar diagramas de flujo Verificación de software a utilizar

VII. RECURSOS DISPONIBLES

Materiales, institucionales, financieros, humanos.

ANEXO

Se agregan los componentes que sustentan el trabajo de investigación y proyecto.

Pir Sensor De Movimiento Hc-sr501 Arduino Pic Domotica

Este sensor detecta el movimiento de personas hasta 6 metros de distancia mediante el uso de una lente de Fresnel y el elemento sensible al infrarrojo para detectar cambios en los patrones infrarrojos emitidos por los objetos en su cercanía.

Económico y fácil de usar, es ideal para sistemas de alarmas, iluminación activada por movimiento, proyectos educativos y accesorios de fiesta.El sensor es compatible con todos los microcontroladores

Microcontrolador 16F877

Se denomina micro controlador a un dispositivo programable capaz de realizar diferentes actividades que requieran del procesamiento de datos digitales de control y comunicación digital de diferentes dispositivos. Los micro controladores poseen una memoria interna que almacena dos tipos de datos; las instrucciones, que corresponden al programa que se ejecuta, y los registros, es decir, los datos que el usuario maneja, así como registros especiales para el control de las diferentes funciones del micro controlador. El micro

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controlador tiene la capacidad de recibir las señales provenientes de los sensores después de haber sido filtradas, amplificadas y digitalizadas. Algunas de estas señales están monitoreadas sólo por el micro controlador y otras como los valores de temperatura y humedad son visualizadas en una pantalla de cristal líquido (LCD).

Display de visualización LCD

Este dispositivo permitirá visualizar el estado en el que se encuentra la alarma, en alerta (intruso).

Muchas aplicaciones microcontroladas requieren mostrar datos de diversas formas. Para ello se puede emplear fácilmente un display LCD. Estos módulos son la solución ideal en los casos donde se desea mostrar menús al usuario, respuestas a determinadas secuencias de comandos, para lo cual el hardware de control se resume en un par de teclas del tipo cursos. También son muy útiles en sistemas de mediciones múltiples y simultáneas, donde de otra forma habría que emplear cantidades de decodificadores BCD y transistores para comandar displays de 7 segmentos convencionales. Ni hablar del tiempo que esto le quita al software del µC.

Clasificación de los códigos de Instrucción:Para sincronizar la velocidad de trabajo del controlador interno con las posibles velocidades de los sistemas de control a los cuales puede ser conectado, los módulos multi-matrix disponen de dos registros que pueden ser accedidos por los micro controladores ó micro procesadores externos.

Los registros internos de instrucciones (RI) y los de datos (RD) almacenan temporalmente la información de control y la que deberá mostrarse para poder adecuar los procesos a los tiempos que la tecnología LCD requiere.

En condiciones de uso normal, las instrucciones más empleadas son las de transferencia con la RAM interna, la cual envía datos al display. Pero como el contador interno incrementa automáticamente (o decremento) en una unidad la dirección de la RAM posteriormente a cada instrucción de escritura de datos el número final de instrucciones del programa se ve reducido a un puñado.

Durante cada operación interna del µC, el bit 7 permanece activo (estado alto), esto es usado entonces como busy flag o bandera de ocupado. Asimismo, cuando se desee una velocidad de operación alta, alrededor de 50KHz, el estado de este bit o bandera deberá ser constantemente monitorizado, a fin de mantener la sincronicidad de los sistemas sin pérdida de cadenas de datos.

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SIRENA

La sirena bocina necesidad enlace de cable de alambre a la central de alarma. Puede ser instalado lejos de la central (por ejemplo: de pared o puerta). Loud con 110 dB que asusta a el ladrón / Invasor y alertar a su vecino, al mismo tiempo.

ESPECIFICACIÓN:

Energía: DC12V 15W

Tensión relacionada: 6 -12 VDC

Dimensión: 100 * 100 * 101mm

Volumen de alarma: 110 dB a 12 V CC, 1FT

Relacionados corriente: 320mA

Tono de sonido: alta baja el tono

Material de la cubierta: ABS caja de plástico

TECLADO MATRICIAL

Componente que se usa como llave para activar o desactivar la alarma.

VIII. CRONOGRAMA

Primera Actividad

Primero debemos especificar qué tipo de microcontrolador debemos o queremos utilizar; debemos proponer con que vamos a realizar la lectura análoga del sistema, también si queremos que sea visualizada o solamente indicadores de alta o baja.

Especificaremos el rango de trabajo y para que será utilizado; continuaremos con la estructura básica o programación para ingresar estos datos al microcontrolador dando los datos de entrada y salidas que se utilizaran por ultimo compilaremos el programa y haremos la verificación por medio de un software que nos permita trabajar con microcontroladores.

Segunda Actividad

El programa que se usara en el microcontrolador fue desarrollado con el software MPLAB de microchip.

Para el desarrollo del software lo primero y mas importante es el desarrollo de un diagrama de flujo que permita tener mas claro el programa que se va a implementarEl siguiente es el diagrama de bloques propuesto para la actividad.

https://www.google.com/search?newwindow=1&biw=1366&bih=667&site=webhp&tbm=isch&sa=1&q=DIAGRAMA+DE+FLUJO+DE+UNA+ALARMA+CON+MICROCONTROLADOR&oq=DIAGRAMA+DE+FLUJO+DE+UNA+ALARMA+CON+MICROCONTROLADOR&gs_l=img.12...57871.57871.0.60157.1.1.0.0.0.0.272.272.2-1.1.0....0...1c.1.42.img..1.0.0.I54a1UhEUQc#facrc=_&imgdii=_&imgrc=lNC1AMdgKRrOqM%253A%3BIm04vp8ElU0RmM%3Bhttp%253A%252F%252Frevistas.udistrital.edu.co%252Fojs%252Findex.php%252Fvisele%252Farticle%252FviewFile%252F3883%252F6007%252F18221%3Bhttp%253A%252F%252Frevistas.udistrital.edu.co%252Fojs%252Findex.php%252Fvisele%252Farticle%252Fview%252F3883%252F6007%3B200%3B483

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Tercera Actividad

Para el desarrollo del software se utilizara el programa MPLAB.

MPLAB es un editor IDE gratuito, destinado a productos de la marca Microchip. Este editor es modular, permite seleccionar los distintos microcontroladores soportados, además de permitir la grabación de estos circuitos integrados directamente al programador.

Es un programa que corre bajo Windows y como tal, presenta las clásicas barras de programa, de menú, de herramientas de estado, etc. El ambiente MPLAB® posee editor de texto, compilador y simulación (no en tiempo real). Para comenzar un programa desde cero para luego grabarlo al micro controlador en MPLAB® v7.XX los pasos a seguir son:

1. Crear un nuevo archivo con extensión .ASM y nombre cualquiera

2. Crear un Proyecto nuevo eligiendo un nombre y ubicación

3. Agregar el archivo .ASM como un SOURCE FILE4. Elegir el micro controlador a utilizar desde SELECT

DEVICE del menú CONFIGURE

Una vez realizado esto, se está en condiciones de empezar a escribir el programa respetando las directivas necesarias y la sintaxis para luego compilarlo y grabarlo en el PIC.

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Cuarta Actividad

Quinta Actividad

Investigaciones:

APLICACIONES DE LOS MICROCONTROLADORES

http://perso.wanadoo.es/pictob/microcr.htm#aplicaciones_de_los_microcontroladores

Si sólo se dispusiese de un modelo de microcontrolador, éste debería tener muy potenciados todos sus recursos para poderse adaptar a las exigencias de las diferentes aplicaciones. Esta potenciación supondría en muchos casos un despilfarro. En la práctica cada fabricante de microcontroladores oferta un elevado número de modelos diferentes, desde los más sencillos hasta los más poderosos. Es posible seleccionar la capacidad de las memorias, el número de líneas de E/S, la cantidad y potencia de los elementos auxiliares, la velocidad de funcionamiento, etc. Por todo ello, un aspecto muy destacado del diseño es la selección del microcontrolador a utilizar.Cada vez existen más productos que incorporan un microcontrolador con el fin de aumentar sustancialmente sus prestaciones, reducir su tamaño y coste, mejorar su fiabilidad y disminuir el consumo.Algunos fabricantes de microcontroladores superan el millón de unidades de un modelo determinado producidas en una semana. Este dato puede dar una idea de la masiva utilización de estos componentes.Los microcontroladores están siendo empleados en multitud de sistemas presentes en nuestra vida diaria, como pueden ser juguetes, horno microondas, frigoríficos, televisores, ordenadores, impresoras, módems, el sistema de arranque de nuestro coche, etc. Y otras aplicaciones con las que seguramente no estaremos tan familiarizados como instrumentación electrónica, control de sistemas en una nave espacial, etc. Una aplicación típica podría emplear varios microcontroladores para controlar pequeñas partes del sistema.

Estos pequeños controladores podrían comunicarse entre ellos y con un procesador central, probablemente más potente, para compartir la información y coordinar sus acciones, como, de hecho, ocurre ya habitualmente en cualquier PC. Los microcontroladores se encuentran por todas partes:• Sistemas de comunicación: en grandes automatismos como centrales y en teléfonos fijos, móviles, fax, etc.• Electrodomésticos: lavadoras, hornos, frigoríficos, lavavajillas, batidoras, televisores, vídeos, reproductores DVD, equipos de música, mandos a distancia, consolas, etc.• Industria informática: Se encuentran en casi todos los periféricos; ratones, teclados, impresoras, escáner, etc.• Automoción: climatización, seguridad, ABS, etc.• Industria: Autómatas, control de procesos, etc.• Sistemas de supervisión, vigilancia y alarma: ascensores, calefacción, aire acondicionado, alarmas de incendio, robo, etc.• Otros: Instrumentación, electromedicina, tarjetas (smartcard), sistemas de navegación, etc. La distribución de las ventas según su aplicación es la siguiente:• Una tercera parte se absorbe en las aplicaciones relacionadas con los ordenadores y sus periféricos.• La cuarta parte se utiliza en las aplicaciones de consumo (electrodomésticos, juegos, TV, vídeo, etc.)• El 16% de las ventas mundiales se destinó al área de las comunicaciones.• Otro 16% fue empleado en aplicaciones industriales.• El resto de los microcontroladores vendidos en el mundo, aproximadamente un 10% fueron adquiridos por las industrias

de automoción.

DISPOSITIVOS LÓGICOS MICROPROGRAMABLESMicrocontroladores 2.5

También los modernos microcontroladores de 32 bits van afianzando sus posiciones en el mercado, siendo las áreas de más interés el procesamiento de imágenes, las comunicaciones, las aplicaciones militares, los procesos

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industriales y el control de los dispositivos de almacenamiento masivo de datos. Ejemplo de aplicación de un microcontrolador en el automóvil:

INVESTIGACION ACERCA DE LA FAMILIA DE DISPOSITIVOS MICROCONTROLADORES

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2000477/lecciones/110701.htm

MICROCONTROLADORES DISPONIBLES EN EL MERCADO

En esta sección se describen algunos microcontroladores populares que pueden ser empleados para infinidad de aplicaciones. Lo más recomendable en la selección de un microcontrolador es tener disponible un buen juego de herramientas de desarrollo y que su costo no sea tan elevado, además de ello también es importante tener acceso a la documentación del dispositivo para conocer su arquitectura y funciones. Para iniciarse en la programación de estos dispositivos generalmente son recomendables los microcontroladores de INTEL, MOTOROLA y MICROCHIP entre otros, de los cuales se consiguen con facilidad sus herramientas de desarrollo y documentación. A continuación se dará una breve descripción de los dispositivos de cada una de estas Marcas.

FAMILIA 805X, 80186 - INTEL

Los microcontroladores de la serie 8051, son la segunda generación después del 8048. Este dispositivo es muy poderoso y fácil para programar. Tiene arquitectura Harvard, es decir, que los la memoria de datos y programa se encuentran por separado en su estructura. La memoria del programa es de 64K y la memoria de datos es de 128 bytes y 256 bytes para los 8052. Hay disponible gran cantidad de

software de desarrollo para los microcontroladores de esta familia que puede ser encontrado en Internet.

La tercera generación de estos microcontroladores son los de la familia 80C196, los cuales manejan palabras de 16 bits. Entre las principales características de estos dispositivos se pueden enumerar las siguientes: efectúan operaciones de multiplicación y división el hardware multiplica y divide, 6 modos de direccionamiento, Sistema de E/S de alta velocidad, Conversor A/D, módulo de comunicación serial, 8 fuentes de interrupción, generador de PWM, Watchdog Timer.

Existe también el microcontrolador 80386 EX, el cual tiene toda la potencialidad de un procesador 80386 pero con dispositivos adicionales que lo convierten en un microcontrolador muy potente y versátil. Este dispositivo tiene puerto serial, modos de ahorro de energía, contadores y temporizadores, memoria DRAM y fuentes de interrupción.

FAMILIA 68HC11 - MOTOROLA

El 68HC11 es un microcontrolador de 8 bits. Este microcontrolador tiene bus de direcciones interno de 16 bits con un juego de instrucciones similar al de sus predecesores de las familias 6801, 6805 y 6809. La arquitectura de estos microcontroladores es Von-Newman, es decir, que las direcciones y los datos comparten el mismo espacio en memoria. Dependiendo de la variedad, los 68HC11 tienen EEPROM incorporada, RAM, entradas y salidas digitales, temporizadores, conversor A/D, generador de PWM, contadores de pulsos, puerto de comunicaciones seriales sincrónicas y asincrónicas, entre otras funciones.

PIC16C - MICROCHIP

Los microcontroladores de Microchip fueron los primeros dispositivos RISC. RISC significa que el dispositivo tiene un número reducido de instrucciones, lo cual implica simplicidad en su arquitectura y bajo costo. Aunque estos microcontroladores tienen pocas instrucciones (33 para el PIC16CXX) en la actualidad son muy utilizados por su facilidad de programación y costo reducido.

Estos dispositivos son de arquitectura Harvard, por lo cual teien buses de datos y direcciones separados. Los beneficios que tiene este dispositivo frente a los demás es su sencillez, lo cual permite fabricarlo en chips muy pequeños, con la ventaja adicional de consumir muy poca energía.

Estos dispositivos son muy populares y generalmente se encuentran en aplicaciones en revistas de electrónica e

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Internet. Actualmente existen varias familias de este microcontrolador entre las cuales se pueden destacar la PIC16C5X, PIC16CXX, y la PIC17CXX, que también se pueden conseguir con memoria Flash en las familias PIC16FXXX

IX. CONCLUSIONES

Este trabajo permitió conocer más a fondo la estructura del microcontrolador usado para la aplicación sugerida que en este caso es el control de detección de sensores de movimiento, adicionalmente se le puede implementar la detección de humo para evitar incendios se cumplieron los objetivos de manera satisfactoria ya que se permitió conocer el funcionamiento del microcontrolador y los componentes usados para el control.

Este trabajo fue Apoyado por el Director Héctor Uriel Villamil y realizado por los integrantes de grupo 309696_12 del curso de Microprocesadores y Microcontroladores de la Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD. Se entrega el trabajo para revisión en el mes de Mayo de 2014.

Vargas Carlos Julio, estudiante de Semestre de Ingeniería Electrónica de la UNAD, CEAD, Colombia (e-mail: carlosjvpdc@hotmail.com).

Bernal Faiber Yovanni, estudiante de Semestre de Ingeniería electrónica de la UNAD CEAD (e-mail: bartoxz@gmail.com).

Montaño De La Cruz Agustin, estudiante de sexto Semestre de Ingeniería Electrónica en la UNAD, CEAD Palmira, Colombia (e-mail: agustinmontano7@hotmail.com).

REFERENCIAS

[1] H. U. Villamil, “Microprocesadores,” en Modulo de curso Microprocesadores y Microcontroladores, 2013 ed. Chiquinquirá, Colombia.

[2] http://perso.wanadoo.es/pictob/microcr.htm#aplicaciones_de_los_microcontroladores

[3] http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2000477/lecciones/110701.htm

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