Trabajo de grado · 2014
Diseño y fabricación de un modelo entrenador implementando la familia de micro controladores dsPIC33F
El módulo entrenador dsPIC33FJ128GP804 es una herramienta de desarrollo, que ayuda al estudiante en el proceso de aprendizaje de la familia de microcontroladores dsPIC33F; está conformado por diferentes componentes necesarios para el funcionamiento del mismo. Estos componentes son: tarjeta del módulo entrenador, adaptador de 9VDC, cable para puerto serial-USB, cable miniUSB, CD del módulo entrenador que contiene ayudas didácticas, hojas técnicas y los manuales de uso y prácticas. La tarjeta se realizó con el microcontrolador dsPIC33FJ128GP804, y se trabajan los siguientes módulos internos y periféricos: entradas y salidas digitales, SPI, UART, ADC, DAC y DSP, que se implementaron con algunos elementos como: diodos emisores de luz (LEDs), display de cristal líquido (LCD), pulsadores, dip- switch, display siete segmentos, memoria en una microSD, puerto serial, módulo bluetooth, potenciómetro y borneras de entrada y salida para tratar señales analógicas. Además la tarjeta cuenta con un programador para que el usuario tenga la facilidad de comprobar los códigos de programación de cada una de las prácticas. El módulo entrenador dsPIC33FJ128GP804 ofrece múltiples opciones al momento de diseñar un ejercicio, ejemplo o aplicación, ya que no limita al usuario solo a realizar los ejercicios propuestos y desarrollados en este libro. Por el contrario, invita al usuario a emplear sus componentes e interfaces en el desarrollo o solución de nuevos proyectos metodológicos que se planteen, usando el dsPIC como cerebro o control del sistema.
Texto completo 134 páginas con texto
Leer la tesis completa Ficha en el repositorio
Contenido
- INTRODUCCIONp. 16
- OBJETIVOSp. 17
- OBJETIVO GENERALp. 17
- OBJETIVOS ESPECIFICOSp. 17
- MARCO TEORICOp. 18
- ESTADO DEL ARTEp. 18
- PEDAGOGIAp. 20
- Desarrollo pedagógico profesionalp. 20
- Desarrollo del aprendizaje profesionalp. 21
- Pedagogía profesionalp. 21
- Métodos de enseñanza para el aprendizajep. 21
- Aprendizaje basado en proyectos (POL)p. 21
- Aprendizaje Basado en Problemas (ABP)p. 23
- CONCEPTOS BASICOSp. 25
- Definición de un módulo entrenador de microcontroladoresp. 25
- Módulos entrenadores comercialesp. 25
- Entrenador PIC TRAINER para micros de 18 pinesp. 25
- KIT EB88p. 25
- Entrenador MiE32Up. 27
- Training Kitp. 27
- Entrenador dsPIC30F2010 Development Boardp. 28
- ATmega Training & Development Boardp. 29
- Entrenador The EayPIC5 development toolp. 30
- Módulo entrenador en DSPp. 30
- Definición de un microcontroladorp. 31
- Definición de un DSPp. 31
- Definición de un DSCp. 32
- Microcontrolador dsPIC33FJ128GP804p. 32
- HERRAMIENTAS PARA DESARROLLO DE SOFTWAREp. 33
- MPLAB IDEp. 131
- MPLAB C30p. 34
- METODOLOGIAp. 35
- DSPIC33FJ128GP804p. 35
- ENTRENADOR DSPIC33FJ128GP804p. 37
- periféricos y elementos del sistemap. 37
- programador en el módulo entrenadorp. 38
- 2.2.3. Etapa de diseño de la tarjeta del módulo entrenadorp. 39
- 2.2.4. Etapa de implementación del diseño finalp. 43
- 2.2.5. Validación del Módulo Entrenador dsPIC33FJ128GP804p. 45
- MODULO ENTRENADOR DSPIC33FJ128GP804p. 50
- DISEÑO DEL CIRCUITO IMPRESOp. 50
- Distribución de los bloquesp. 50
- Circuito impresop. 36
- ESTRUCTURA DE LA TARJETAp. 51
- Comunicación serialp. 52
- LCDp. 87
- Alimentaciónp. 54
- Programadorp. 54
- Bluetoothp. 97
- Entradas digitalesp. 55
- dsPIC33FJ128GP804p. 35
- Interruptor de encendidop. 56
- MCLRp. 57
- 3.2.10. Entrada analógica variablep. 58
- 3.2.11. Memoria microSDp. 58
- 3.2.12. Módulo DAC, ADC y pin librep. 59
- 3.2.13. LEDsp. 59
- 3.2.14. Display siete segmentosp. 81
- COSTOS ECONOMICOS DEL MODULO ENTRENADORp. 61
- MANUAL DE USO DEL MODULO ENTRENADOR DSPIC33FJ128GP804p. 63
- COMPONENTES DEL MODULO ENTRENADORp. 63
- MANEJO DEL MODULO ENTRENADOR DSPIC33FJ128GP804p. 64
- Instalación de MPLAB IDE y C30p. 65
- Creación y manejo de un proyecto en MPLAB IDEp. 65
- Conexión del módulo entrenadorp. 66
- Encendido del módulo entrenadorp. 66
- Conexión y uso del programadorp. 66
- Uso del dip-switch de LEDs y display siete segmentosp. 68
- Conexión del cable serial-USBp. 69
- RECOMENDACIONES GENERALESp. 70
- DSPIC33FJ128GP804p. 35
- PRACTICASp. 74
- Familiarización con el módulo entrenadorp. 74
- Entradas y salidas digitalesp. 76
- Retardop. 79
- Display siete segmentosp. 81
- Interrupción por timersp. 83
- Interrupciones externasp. 85
- LCDp. 87
- Comunicación serial por protocolo RS-232p. 89
- Puerto serial y LCDp. 91
- 5.1.10. Conversor ADCp. 93
- 5.1.11. Conversor DACp. 95
- 5.1.12. Comunicación serial por bluetoothp. 97
- 5.1.13. Lectura y escritura de la memoria microSDp. 99
- 5.1.14. DSP – Transformada de Fourierp. 101
- 5.1.15. DSP – Filtros FIRp. 103
- EJERCICIOS PROPUESTOSp. 105
- Ejercicio n°1p. 105
- Ejercicio n°2p. 105
- Ejercicio n°3p. 106
- Ejercicio n°4p. 107
- Ejercicio n°5p. 107
- Ejercicio n°6p. 108
- Ejercicio n°7p. 108
- Ejercicio n°8p. 109
- RECOMENDACIONESp. 24
- CONCLUSIONESp. 111
- BIBLIOGRAFIAp. 113
- ANEXOSp. 115
- Tabla 1. Diferencias entre los métodos existentesp. 24
- Tabla 2. Resultados de las encuestas realizadasp. 48
- Tabla 3. Calificación de los materiales didácticosp. 49
- Tabla 4. Costos de las tarjetas del módulo entrenadorp. 62
- Tabla 5. Posiciones del dip-switch del programadorp. 68
- Tabla 6. Posiciones del dip-switch de LEDs y displayp. 69
- Figura 1. Pasos para la planeación de un proyectop. 22
- Figura 2. Pasos del proceso de aprendizaje basado en problemasp. 23
- Figura 3. Entrenador PIC TRAINERp. 26
- Figura 4. Entrenador “KIT EB88”p. 26
- Figura 5. Tarjeta Desarrollo PIC Compatible Programador USB + LCD, PICp. 27
- Figura 6. Entrenador MiE32Up. 28
- Figura 7. MicroTRAK / ARM-C Complete Microcontroller Training Kitp. 28
- Figura 8. Tarjeta desarrolladora dsPIC30F2010p. 29
- Figura 9. ATmega Training & Development Boardp. 29
- Figura 10. Entrenador “The EayPIC5 development tool”p. 30
- Figura 11. Módulo entrenador en DSPp. 31
- Figura 12. Etapas del procesamiento de señalesp. 32
- Figura 13. Microcontrolador dsPIC33FJ128GP802p. 38
- Figura 14. Microcontrolador dsPIC33FJ128GP804p. 40
- Figura 15. Adaptación del microcontrolador dsPIC33FJ128GP804p. 41
- Figura 16. Implementación en protoboard con el dsPIC33FJ128GP804p. 41
- Figura 17. Tarjeta prototipo del módulo entrenadorp. 42
- Figura 18. Tarjeta final del módulo entrenador dsPIC33FJ128GP804p. 43
- dsPIC33FJ128GP804p. 35
- Figura 20. Tarjeta del módulo entrenador sin módulo bluetoothp. 45
- módulo entrenadorp. 46
- Figura 22. Imagen de uno de los grupos del taller de actualización en dsPICp. 47
- Figura 23. Diseño del circuito impreso del módulo entrenadorp. 50
- dsPIC33FJ128GP804p. 35
- Figura 25. Diagrama de bloques de la tarjeta del módulo entrenadorp. 52
- Figura 26. Ubicación del puerto Serial en la tarjeta del módulo entrenadorp. 53
- Figura 27. Ubicación del LCD en la tarjeta del módulo entrenadorp. 53
- entrenadorp. 18
- entrenadorp. 18
- Figura 30. Ubicación del bluetooth en la tarjeta del módulo entrenadorp. 55
- módulo entrenadorp. 46
- entrenadorp. 18
- Figura 34. Ubicación del pulsador reset en la tarjeta del módulo entrenadorp. 58
- módulo entrenadorp. 46
- entrenadorp. 18
- Figura 37. Ubicación de las borneras de la tarjeta del módulo entrenadorp. 60
- Figura 38. Ubicación del bloque de LEDs en la tarjeta del módulo entrenadorp. 60
- entrenadorp. 18
- Figura 40. Componentes del módulo entrenador dsPIC33FJ128GP804p. 63
- Figura 41. Elementos y dispositivos de la tarjeta del módulo entrenadorp. 64
- Figura 42. Conexión de la tarjeta del módulo entrenadorp. 66
- Figura 43. Encendido de la tarjeta del módulo entrenadorp. 67
- Figura 44. Conexión del programadorp. 67
- Figura 45. Conexión del cable serial-USBp. 70
- entrenadorp. 18
- Figura 47. Diagrama de flujo de la práctica n° 1p. 75
- Figura 48. Esquema físico de la práctica n°1p. 75
- Figura 49. Diagrama de flujo de la práctica n°2p. 77
- Figura 50. Esquema físico de la práctica n°2p. 78
- Figura 51. Diagrama de flujo de la práctica n°3p. 80
- Figura 52. Esquema físico de la práctica n°3p. 80
- Figura 53. Diagrama de flujo de la práctica n°4p. 82
- Figura 54. Esquema físico de la práctica n°4p. 82
- Figura 55. Diagrama de flujo de la práctica n°5p. 84
- Figura 56. Esquema físico de la práctica n°5p. 84
- Figura 57. Diagrama de flujo de la práctica n°6p. 86
- Figura 58. Esquema físico de la práctica n°5p. 86
- Figura 59. Diagrama de flujo de la práctica n°7p. 88
- Figura 60. Esquema físico de la práctica n°7p. 88
- Figura 61. Diagrama de flujo de la práctica n°8p. 90
- Figura 62. Esquema físico de la práctica n°8p. 90
- Figura 63. Diagrama de flujo de la práctica n°9p. 92
- Figura 64. Esquema físico de la práctica n°9p. 92
- Figura 65. Diagrama de flujo de la práctica n°10p. 94
- Figura 66. Esquema físico de la práctica n°10p. 94
- Figura 67. Diagrama de flujo de la práctica n°11p. 96
- Figura 68. Esquema físico de la práctica n°11p. 96
- Figura 69. Diagrama de flujo de la práctica n°12p. 98
- Figura 70. Esquema físico de la práctica n°12p. 98
- Figura 71. Diagrama de flujo de la práctica n°13p. 100
- Figura 72. Esquema físico de la práctica n°13p. 100
- Figura 73. Diagrama de flujo de la práctica n°14p. 102
- Figura 74. Esquema físico de la práctica n°14p. 102
- Figura 75. Diagrama de flujo de la práctica n°15p. 104
- Figura 76. Esquema físico de la práctica n°15p. 104
- Figura 77. Diagrama de flujo del ejercicio n°1p. 105
- Figura 78. Diagrama de flujo del ejercicio n°2p. 106
- Figura 79. Diagrama de flujo del ejercicio n°3p. 106
- Figura 80. Diagrama de flujo del ejercicio n°4p. 107
- Figura 81. Diagrama de flujo del ejercicio n°5p. 107
- Figura 82. Diagrama de flujo del ejercicio n°6p. 108
- Figura 83. Diagrama de flujo del ejercicio n°7p. 108
- Figura 84. Diagrama de flujo del ejercicio n°8p. 109
- ANEXO A. Encuesta de diagnóstico inicialp. 116
- ANEXO B. Encuesta de evaluación de resultadosp. 117
- ANEXO C. Resultados de las encuestas realizadasp. 118
- ANEXO D. Asistencia de participantes del tallerp. 121
- ANEXO E. Listado de componentes del entrenadorp. 122
- ANEXO F. CD del módulo entrenador dsPIC33FJ128GP804p. 125
- ANEXO G. Creación de un proyecto en MPLAB IDEp. 126
- ANEXO H. Procedimiento para utilizar el programador con MPLAB IDEp. 131