Camila Bonilla

Physical Computing: Sensing and controlling the physical world with computers

El libro comienza haciendo una distinción entre computadores (la imagen que todos tenemos fija) y computación, y hace énfasis en que la función principal de la computación es ofrecer apoyo a la autonomía de los seres humanos. La computación hoy en día reduce las barreras de tiempo y espacio reorganizando las ideas. La computación es un conector entre el mundo físico y el mundo virtual de los computadores.

Hay ciertos conceptos básicos importantes acerca de cómo funciona la computación:

Entrada (input): Requiere de menos energía que el output.

Salida (output): Suele ser más complejo que la entrada (input).

Procesador/ transformador: Lee la información que entra, toma una decisión en base a lo que procesa y luego activa una salida con una instrucción.

Transducción: Es la conversión de una forma de energía en otra distinta. El desafío principal es muchas veces este, convertir varias formas de energía.Los transductores de entrada son los sensores como los switches, y convierten calor, luz y sonido en energía eléctrica. Los transductores de salida (ej. Motores) convierten energía eléctrica en otra forma de energía.

Existe una diferencia en la actividad dependiendo si esta es digital o análoga. Digital es cuando dos estados de output son suficientes. En cambio análoga, se refiere a una una continuidad de estados posibles (no me basta con saber sí o no, por ejemplo). Con respecto a esto, el input y output digital es más sencillo que el análogo.

También hay una distinción en el orden en que suceden los distintos eventos. Cuando todo sucede simultáneamente se llama eventos paralelos, y cuando cada evento ocurre en un momento específico se llaman eventos en serie.

Para obtener los resultados deseados, es importante seguir el orden dese la idea del proyecto hasta las técnicas específicas que se necesitan. Para esto se recomienda seguir los siguientes pasos:

1. Describir la idea de lo que uno quiere que suceda. Esto incluye describir todo el marco del proyecto, con su entorno y desde el punto de vista de la persona que experiencia el resultado. Es importante detallar toda la experiencia: qué siente, qué ve, qué escucha, etc. Es importante enfocarse en qué pasa (en vez de cómo pasa).

2. Dividir el proyecto según input, output y proceso.

3. Identificar si el input y output son digitales o análogos, para así poder empezar a buscar los transductores.

4. Describir la secuencia de eventos, si son paralelos o en serie.

También hay que considerar los niveles de abstracción (materiales de alto nivel llevan a un alto nivel de abstracción por todos los detalles que conlleva). Hay que llegar a un equilibrio deseado entre niveles altos y bajos.

Los micro-controladores son unos computadores pequeños y simples que reciben la información de los sensores, controlan los motores básicos que generan una respuesta y envían esta respuesta. Actúan de enlace.

Hay 2 errores comunes: dejarse atraer demasiado por la tecnología y de esta manera perder el foco, y por otro lado, quedarse paralizado porque algo no resulto como uno quería.

Por otro lado, hay 4 tips que ayudan a mantenerse enfocado: escribir las ideas, trabajar rápido y a niveles altos (usar algunas soluciones prefabricadas), no dejarse paralizar y colaborar con otras personas.

Capítulo 1: Electricidad.

- En componentes electrónicos, los electrones tienden a ir de un punto con mayor energía a un punto con menor. Se proporciona una conexión positiva a una negativa y un conductor por donde circulan los electrones.

- Circuito: es un loop cerrado que contiene una fuente de energía eléctrica y una carga. (terminal positivo de batería -> mediante cables hasta ampolleta -> de ampolleta de vuelta al terminal negativo de la batería).

- Switch: dispositivo que frena los electrones. Al cerrar el switch no circulan más.

- Voltaje: el nivel relativo de energía eléctrica entre 2 puntos del circuito. Se mide en volts.

- Corriente: la cantidad de energía que pasa por cualquier punto del circuito. La corriente se mide en amperios (amps).

- Resistencia: La cantidad de resistencia que pone cualquier componente del circuito. Se mide en Ohms.

- La combinación entre corriente y voltaje se llama energía eléctrica, y se mide en watts. (la cant. De watts determina cuánto se puede hacer).

- Hay 2 maneras en las que se transmite la energía: corriente directa (DC), que transmite corriente de 1 cable y el voltaje se mantiene cte, o corriente alternativa (AC), que transmite la corriente en 2 cables..

- 2 propiedades de la energía:

Watts= volts x amps

Voltaje= Corriente x Resistencia

o La energía eléctrica siempre favorece el camino con menor resistencia a tierra.o Toda la energía eléctrica en un circuito debe ser usada. (Si hay mucha energía los

componentes se recalientan).

Circuito: terminal positivo de la batería -> switch -> ampolleta -> tierra. (están en serie).

Capítulo 2: Shopping

- Breadboard: Es la base de todos los circuitos, sostiene todos los componentes y los conecta.

- Microcontroladores: a tener en cuenta lo siguiente: input análogo, input y output digital, output análogo, velocidad de ejecución, precio, cantidad de memoria,y energía. También hay de nivel bajo, medio y alto.

- Switches: Se clasifican por el max. voltaje y corriente que pueden conducir. Pueden ser normally open (conduce energía solo cuando uno lo activa) y normally closed (conduce solo cuando no está activado).

- Resistencias: convierten la energía eléctrica en calor. Previenen un circuito corto. No tienen polaridad, por lo que sus extremos son intercambiables. Se clasifican por Ohms, indicando cuánta resistencia ofrecen, y en watts (indicando la máx. energía que soportan). También hay resistencias variables.

- Condensadores: guarda carga cuando la energía está circulando. Cuando se corta la corriente, suelta esta carga. Algunos no tienen polaridades. (de lo contrario, el + va con el mayor voltaje, y el – con el menor).

- Diodos: Perminte que la electricidad pase en una sola dirección. (todos son polarizados). Ejemplo: LED.

- Transistores y retrasos: tipos de switches que pueden ser activados desde un microcontrolador.

- Cables: Conecta componentes de distintos tamaños o tipos. Los cables más gruesos transportan mayor corriente. Se usa el sistema Wire Gauge (AWG), donde a mayor número, más delgado es el cable.

- Fuente de alimentación: se usará DC. Importante saber el voltaje y el amperaje.

- Regulador de voltaje: Convierten distintos voltajes en uno predeterminado. (de 8 A 15 volts).

- RC servomotor: ofrecen movimiento controlado.

- Conector serial: Permiten conectar el cable en seria al breadboard.

- Cable en serie: Comunica los computadores multimedia con los microcontroladores. Se usa para descargar nuevos programas en los microcontroladores.

- Relojes de cristal: Se usan si uno usa un procesador de bajo nivel en vez de medio.

- Headers: componentes metálicos en los que se pueden soldar los cables para fijar las conexiones.

- Caja de proyectos: Cuando se termina el circuito, se encierra en esta caja para mayor seguridad.

- Atadores de cables: para fijar los cables.

- USB para el adaptador en serie: para comunicar los microcontroladores con los computadores multimedia.

- Materiales:

o Plancha de soldaro Soldadorao Alicate de punta de agujao Alicateo Cortador de cableso Desatornilladores pequeñoso Multímetroo Pistola de silicona o Caja de materiales.