Microcontroladores

Tarjetas de desarrollo

Las tarjetas de desarrollo han tenido un auge muy importante en los últimos años pues se trata de pequeñas tarjetas donde el usuario pueda realizar de forma rápida y cómoda todo tipo de experimentos. Aunque dependiendo del tipo de tarjeta es la funcionalidad pues se puede diferenciar desde las que son solo un microcontrolador programable como un arduino o unkinetis de freescale , hasta las que se les puede llamas una microPC pues cuentan hasta con un sistema operativo y con determinados puertos que son utilizados para comunicación con teclados y monitores hasta internet algo que con un microcontrolador no se logra a menos que se adquiera una tarjeta extra que logre realizar dicha conexión.

A continuación se muestran unas tablas para comparar las caracteristicas de microcontroladores programables así como de algunos microPC´s los cuales son los más conocidos comercialmente aunque existen otros en el mercado.

Tarjetas Arduino UNO Arduino

Mega2560 Arduino

Leonardo MCU FreeSCale Kinetis MKL25Z128VLK4 Teensy 3.0

Procesador ATmega328 ATmega2560 ATmega32u4 32 Bits ARM Cortex M0+ Core ARM Cortex-M4

Voltaje de operación 5V 5v 5v 4.3v 5V

Memoria Flash 32Kb 256Kb 32Kb 128Kb 128Kb

SRAM 2Kb 8Kb 2.5Kb 16kb 16Kb

Velocidad de reloj 16MHz 16MHz 16Mhz 48MHz 48 MHz

EEPROM 1Kb 4Kb 1Kb --- 2Kb

Pins Digitales 14 54 20 62 34

Pins analógicos 6 16 12 6 14

Precio 29$ 59$ 26$ 34$ 32$

Características especiales PWN,UART PWM,UART PWM,UART SPI,I2C,UART,ADC,

PWN,DAC,GPIO,

USB OTG

Touch capacitivo,

Accelerometro PWM,Timer,DMA

SPI,I2C,I2S,UART

Tarjetas Galileo RasberryPi Arduino Yun BeagleBone Black NXP LPC1768

Procesador Intel Quark SoC x1000 ARM1176JZF-S ATmega32u4 TI Sitara AM3359(ARM Cortex™-A8),2xARM7 coprocesador ARM® Cortex™-M3 Core

Voltaje de operacion 3.3v 5v 5v 3.3v 4.5v

Memoria Flash 8Mb --- 32Kb/16Mb 3Gb 512Kb

SRAM 512Mb 2.5Kb/64Mb 512Mb 32Kb

Velocidad de reloj 400MHz 700MHz 16MHz/400Mhz 1GHz 96MHz

EEPROM --- -- 1Kb -- --

Pins Digitales 13 -- 20 40

Pins analogicos 5 -- 12 7 6

2° procesador --- GPU:Broadcom VideoCore IV Atheros AR9331 PowerVR SGX 530 GPU ---

Precio --- 51$ 74$ 45$ 49$

Caracterisicas especiales UART,RS232,USB

Micro-SD,Ethernet,PCI express USB,Ethernet,

HDMI,SD,MMC,

SDIO,jack, Ethernet,wifi,

USB,MicroSD Micro-HDMI,USB,

Ethernet,MicroSD,

PWM,Puerto serial Ethernet,USB,

CAN,I2C,,SPI,

UART,PWM,

ADC,GPIO

Motores

MOTORES A PASOS

Es un elemento que convierte la energía eléctrica a energía mecánica, pero a diferencia de los motores de DC, posee un elevado grado de exactitud de posicionamiento y una buena regulación de la velocidad. Sus principales aplicaciones se pueden encontrar en robótica, tecnología Aeroespacial, control de discos duros, unidades de CD_ROM etc.

La principal característica es el hecho de poder moverlos un paso a la vez por cada pulso que se le aplique. Este paso puede variar de 90° hasta pequeños movimientos de tan solo 1.8°. Posen la habilidad de poder quedar enclavados en una posición o bien totalmente libres. Si una o más bobinas están energizadas, el motor estará enclavado en la posición correspondiente y por el contrario quedara completamente libre si no circula corriente por ninguna de sus bobinas

Tipos de Motores

Punto de vista físico:

En los motores paso a paso, podemos distinguir 3 tipos desde el punto de vista de su construcción:

Reluctancia variable: Su rotor está fabricado por un cilindro de hierro dentado y el estator está formado por bobinas. Este tipo de motor trabaja a mayor velocidad que los de imán permanente, su principal inconveniente radica en que en condiciones de reposos (sin excitación) el rotor queda en libertad de girar y, por lo tanto, su posicionamiento de régimen de carga dependerá de su inercia y no será posible predecir el punto exacto de reposo. Ya que el rotor no dispone de un magneto permanente el mismo gira libremente, o sea que no tiene torque de detención.

Los de imán permanente: Su rotor es un imán que posee una ranura en toda su longitud y el estator está formado por una serie de bobinas enrolladas alrededor de un núcleo o polo, su principal ventaja que su posicionamiento no varía aún sin excitación y en régimen de carga.

Los híbridos: serían una combinación de los anteriores, logrando un alto rendimiento a una buena velocidad.

Por su forma de conexión:

UNIPOLARES:

Los motores paso a paso unipolares se componen de 4 bobinas

Se denominan así debido a que la corriente que circula por sus bobinas lo hace en un mismo sentido, a diferencia de los bipolares. Se componen de 6 cables externos, dos para cada bobina, y otro para cada par de éstas, aunque también se pueden ver con 5 cables, compartiendo el de alimentación para los 2 pares de bobinas.

BIPOLARES:

Se componen de 2 bobinas.

Para que el motor funcione, la corriente que circula por las bobinas cambia de sentido en función de la tensión, de ahí el nombre de bipolar, debido a que en los extremos de una misma bobina se pueden tener distintas polaridades.

Otra de las características que los diferencian de los unipolares son que estos llevan cuatro conexiones externas, dos para cada bobina .

A diferencia de los unipolares que son más sencillos de utilizar, en los bipolares su dificultad reside en el control de la alimentación y el cambio de polaridad.

PARÁMETROS DE LOS MOTORES PASO A PASO

Desde el punto de vista mecánico y eléctrico, es conveniente conocer el significado de algunas de las principales características y parámetros que se definen sobre un motor paso a paso:

Par dinámico de trabajo ( Working Torque): Depende de sus características dinámicas y es el momento máximo que el motor es capaz de desarrollar sin perder paso, es decir, sin dejar de responder a algún impulso de excitación del estator y dependiendo, evidentemente, de la carga. Generalmente se ofrecen, por parte del fabrican, curvas denominadas de arranque sin error (pull-in) y que relaciona el par en función el número de pasos. Hay que tener en cuenta que, cuando la velocidad de giro del motor aumenta, se produce un aumento de la f.c.e.m. en él generada y, por tanto, una disminución de la corriente absorbida por los bobinados del estator, como

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