Características de la memoria principal (RAM)
Un sistema de memoria se puede clasificar en función de muy diversas características. Entre ellas podemos destacar las siguientes: localización de la memoria, capacidad, método de acceso y velocidad de acceso. En el caso de la memoria RAM (también denominada memoria principal o primaria) se puede realizar la siguiente clasificación:
Localización: Interna (se encuentra en la placa base)
Capacidad: Hoy en día no es raro encontrar ordenadores PC equipados con 64, 128 ó 256 Mb de memoria RAM.
Método de acceso: La RAM es una memoria de acceso aleatorio. Esto significa que una palabra o byte se puede encontrar de forma directa, sin tener en cuenta los bytes almacenados antes o después de dicha palabra (al contrario que las memorias en cinta, que requieren de un acceso secuencial). Además, la RAM permite el acceso para lectura y escritura de información.
Velocidad de acceso: Actualmente se pueden encontrar sistemas de memoria RAM capaces de realizar transferencias a frecuencias del orden de los Gbps (gigabits por segundo). También es importante anotar que la RAM es una memoria volátil, es decir, requiere de alimentación eléctrica para mantener la información. En otras palabras, la RAM pierde toda la información al desconectar el ordenador.
Memoria ROM.Son memorias de una sola lectura.
No pierden información aunque se interrumpa la alimentación.
Tipos: ROM, PROM (OTP ROM), EPROM, EEPROM (FLASH).
Las memorias ROM se programan en fábrica y no es posible modificar su contenido.
Las memorias PROM contienen una matriz de fusibles que es programable por el usuario una sola vez.
Las EPROM permiten su reprogramación después de someter al chip a un proceso de borrado por radiación ultravioleta.
Las EEPROM permiten su reprogramación eléctrica. Las FLASH EEPROM son más rápidas por
Permitir borrado y escritura por bloques aunque tienen el inconveniente del desgaste (10.00090.000 borrados).
Memoria ROM de Máscara
Esta memoria se conoce simplemente como ROM y se caracteriza porque la información contenida en su interior se almacena durante su construcción y no se puede alterar. Son memorias ideales para almacenar microprogramas, sistemas operativos, tablas de conversión y caracteres.
Generalmente estas memorias utilizan transistores MOS para representar los dos estados lógicos (1 ó 0). La programación se desarrolla mediante el diseño de un negativo fotográfico llamado máscara donde se especifican las conexiones internas de la memoria. En la figura 10.3.1 se muestra la celda de memoria de una ROM de este tipo, en tecnologías TTL y MOS.
Memoria OTP
La memoria de programa, que puede ser una EPROM, no dispone de ventana para el borrado por lo que sólo se puede programar una vez
La memoria flash
Es una forma desarrollada de la memoria EEPROM que permite que múltiples posiciones de memoria sean escritas o borradas en una misma operación de programación mediante impulsos eléctricos, frente a las anteriores que sólo permite escribir o borrar una única celda cada vez. Por ello, flash permite funcionar a velocidades muy superiores cuando los sistemas emplean lectura y escritura en diferentes puntos de esta memoria al mismo tiempo.
PUERTOS DE ENTRADA / SALIDA EN UN MICROCONTROLADOR
Cualquier aplicación de un sistema digital basado en un microprocesador o
microcontrolador requiere la transferencia de datos entre circuitos externos al
microprocesador y él mismo. Estas transferencias constituyen las operaciones
llamadas ENTRADA y SALIDA, (input /output ) o ES ( I/O).
Los puertos de entrada/salida son básicamente registros externos o internos.
Algunos microprocesadores proporcionan señales de control que permiten que
los registros externos que forman los puertos de E/S ocupen un espacio de
direcciones separada, es decir, distinto del espacio de direcciones de los registros
externos que componen la memoria. Cuando los puertos tienen asignado un
espacio de direcciones separado, se dice que están en modo de
ENTRADA/SALIDA AISLADA o E/S ESTÁNDAR. Por el contrario, cuando
se ubican dentro del mismo espacio que la memoria, se dice que están en modo
de ENTRADA/SALIDA MAPEADA A MEMORIA o PROYECTADA EN
MEMORIA.
Osciladores para microprocesa- dores o microcontroladores
Todo microprocesador o microcontrolador requiere de un circuito que le indique a que velocidad debe trabajar. Este circuito es conocido como un oscilador de frecuencia.
En el caso del microcontrolador PIC16F84 el pin 15 y el pin 16 son utilizados para introducir la frecuencia de reloj.
Existen microcontroladores que tienen su oscilador internamente y no requieren de pequeños circuitos electrónicos externos. El microcontrolador PIC16F84 requiere de un circuito externo de oscilación o generador de pulsos de reloj. La frecuencia de reloj máxima es de 20 Mhz.
Oscilador
5 tipos de osciladores:
XT. Cristal de cuarzo (100kHz-4MHz)
RC. Oscilador con resistencia y condensador (desde kHz a MHz)
HS. Cristal de alta velocidad (4MHz-20MHz)
LP. Cristal para baja frecuencia y bajo consumo de potencia (32kHz-200kHz)
Externa. Cuando se aplica una señal de reloj externa.
lunes, 23 de febrero de 2009
Sensores
Los sensores inductivos son una clase especial de sensores que sirven para detectar materiales metálicos ferrosos. Son de gran utilización en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia de objetos metálicos en un determinado contexto (control de presencia o de ausencia, detección de paso, de atasco, de posicionamiento, de codificación y de conteo).
Sensores capacitivos
Los sensores capacitivos pueden detectar materiales conductores y no conductores, en forma líquida o sólida.
Existen distintas aplicaciones, incluso control de niveles en depósitos, también para detectar el
contenido de contenedores, o en máquinas empaquetadoras.
Otras aplicaciones incluyen el posicionado y contaje de materiales en sistemas de transporte y almacenaje, por ejemplo cintas transportadoras y mecanismos de guía.
Materiales típicos que pueden ser detectados:
Sólidos:
Madera, cerámica, vidrio, apilamientos de papel,
plástico, piedra, goma, hielo, materiales no férricos, y
materias vegetales.
Líquidos:
Agua, aceite, adhesivo y pinturas.
Granulados:
Granulados plásticos, semillas, alimentos, y sal.
Polvos:
Tintas, polvo de jabón, arena, cemento, fertilizantes,
azúcar, harina y café.
Sensor retroreflectivo
Es un tipo de control óptico que opera por detección de una barrera de luz visible o invisible (infrarroja) y que responde a los cambios en la intensidad de luz recibida.
Componentes de un sensor
Emisor
Es la parte del sensor que contiene la fuente de luz, usualmente en LED, y un oscilador que modula el LED a un alta tasa de velocidad. El emisor envía una barrera de luz modulada al receptor
Receptor
Es la unidad del sensor que decodifica la barrera de luz y conmuta un dispositivo de salida que interactúa con la carga
Modo Retroreflectivo
En el modo retroreflectivo o "reflex", el sensor contiene tanto el elemento emisor y el receptor. La barrera efectiva se establece entre el emisor, el espejo retroreflector y el receptor. Como en el modo opuesto, el objeto es detectado cuando interumpe la barrera efectiva.
Sensor de movimiento
El sensor de movimiento es un dispositivo que no detecta un material en especifico.
Maneja luces infrarrojas o por reflexión directa.
Este sensor es utilizado en alarmas, seguridad(inds), etcs
Sensor de colores
Utiliza luz pulsante blanca, lo que lo independiza de la luz ambiental.
La reflexión del objeto es evaluada luego de ser registrada por tres diferentes
receptores (RGB).
Las distintas geometrías de los haces de luz (seleccionables en rectangular, cuadrado o circulo) permite la detección de pequeñas marcas de color.
Los sensores inductivos son una clase especial de sensores que sirven para detectar materiales metálicos ferrosos. Son de gran utilización en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia de objetos metálicos en un determinado contexto (control de presencia o de ausencia, detección de paso, de atasco, de posicionamiento, de codificación y de conteo).
Sensores capacitivos
Los sensores capacitivos pueden detectar materiales conductores y no conductores, en forma líquida o sólida.
Existen distintas aplicaciones, incluso control de niveles en depósitos, también para detectar el
contenido de contenedores, o en máquinas empaquetadoras.
Otras aplicaciones incluyen el posicionado y contaje de materiales en sistemas de transporte y almacenaje, por ejemplo cintas transportadoras y mecanismos de guía.
Materiales típicos que pueden ser detectados:
Sólidos:
Madera, cerámica, vidrio, apilamientos de papel,
plástico, piedra, goma, hielo, materiales no férricos, y
materias vegetales.
Líquidos:
Agua, aceite, adhesivo y pinturas.
Granulados:
Granulados plásticos, semillas, alimentos, y sal.
Polvos:
Tintas, polvo de jabón, arena, cemento, fertilizantes,
azúcar, harina y café.
Sensor retroreflectivo
Es un tipo de control óptico que opera por detección de una barrera de luz visible o invisible (infrarroja) y que responde a los cambios en la intensidad de luz recibida.
Componentes de un sensor
Emisor
Es la parte del sensor que contiene la fuente de luz, usualmente en LED, y un oscilador que modula el LED a un alta tasa de velocidad. El emisor envía una barrera de luz modulada al receptor
Receptor
Es la unidad del sensor que decodifica la barrera de luz y conmuta un dispositivo de salida que interactúa con la carga
Modo Retroreflectivo
En el modo retroreflectivo o "reflex", el sensor contiene tanto el elemento emisor y el receptor. La barrera efectiva se establece entre el emisor, el espejo retroreflector y el receptor. Como en el modo opuesto, el objeto es detectado cuando interumpe la barrera efectiva.
Sensor de movimiento
El sensor de movimiento es un dispositivo que no detecta un material en especifico.
Maneja luces infrarrojas o por reflexión directa.
Este sensor es utilizado en alarmas, seguridad(inds), etcs
Sensor de colores
Utiliza luz pulsante blanca, lo que lo independiza de la luz ambiental.
La reflexión del objeto es evaluada luego de ser registrada por tres diferentes
receptores (RGB).
Las distintas geometrías de los haces de luz (seleccionables en rectangular, cuadrado o circulo) permite la detección de pequeñas marcas de color.
martes, 17 de febrero de 2009
microcontroladores
Introduccion a los microcontroladores.
Los microcontroladores están conquistando el mundo. Están presentes en nuestro trabajo, en nuestra casa y en nuestra vida, en general. Se pueden encontrar controlando el funcionamiento de los ratones y teclados de los computadores, en los teléfonos, en los hornos microondas y los televisores de nuestro hogar.
Controlador y microcontrolador.
Recibe el nombre de controlador el dispositivo que se emplea para el gobierno de uno o varios procesos. Por ejemplo, el controlador que regula el funcionamiento de un horno dispone de un sensor que mide constantemente su temperatura interna y, cuando traspasa los límites prefijados, genera las señales adecuadas que accionan los efectores que intentan llevar el valor de la temperatura dentro del rango estipulado.
Un microcontrolador es un circuito integrado de alta escala de integración que incorpora la mayor parte de los elementos que configuran un controlador.
Un microcontrolador dispone normalmente de los siguientes componentes:
Procesador o UCP (Unidad Central de Proceso).
Memoria RAM para Contener los datos.
Memoria para el programa tipo ROM/PROM/EPROM.
Líneas de E/S para comunicarse con el exterior.
Diversos módulos para el control de periféricos (temporizadores, Puertas Serie y Paralelo, CAD: Conversores Analógico/Digital, CDA: Conversores Digital/Analógico, etc.).
Generador de impulsos de reloj que sincronizan el funcionamiento de todo el sistema.
Ventajas:
Aumento de prestaciones: un mayor control sobre un determinado elemento representa una mejora considerable en el mismo.
Aumento de la fiabilidad: al reemplazar el microcontrolador por un elevado número de elementos disminuye el riesgo de averías y se precisan menos ajustes.
Reducción del tamaño en el producto acabado: La integración del microcontrolador en un chip disminuye el volumen, la mano de obra y los stocks.
Mayor flexibilidad: las características de control están programadas por lo que su modificación sólo necesita cambios en el programa de instrucciones.
El microcontrolador es en definitiva un circuito integrado que incluye todos los componentes de un computador. Debido a su reducido tamaño es posible montar el controlador en el propio dispositivo al que gobierna. En este caso el controlador recibe el nombre de controlador empotrado (embedded controller).
Diferencia entre microprocesador y microcontrolador.
El microprocesador es un circuito integrado que contiene la Unidad Central de Proceso (UCP), también llamada procesador, de un computador. La UCP está formada por la Unidad de Control, que interpreta las instrucciones, y el Camino de Datos, que las ejecuta.
Las patitas de un microprocesador sacan al exterior las líneas de sus buses de direcciones, datos y control, para permitir conectarle con la Memoria y los Módulos de E/S y configurar un computador implementado por varios circuitos integrados. Se dice que un microprocesador es un sistema abierto porque su configuración es variable de acuerdo con la aplicación a la que se destine.
Estructura de un sistema abierto basado en un microprocesador. La disponibilidad de los buses en el exterior permite que se configure a la medida de la aplicación.
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 , 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.
Arquitectura básica.
Aunque inicialmente todos los microcontroladores adoptaron la arquitectura clásica de von Neumann, en el momento presente se impone la arquitectura Harvard. La arquitectura de von Neumann se caracteriza por disponer de una sola memoria principal donde se almacenan datos e instrucciones de forma indistinta. A dicha memoria se accede a través de un sistema de buses único (direcciones, datos y control).
La arquitectura Harvard dispone de dos memorias independientes una, que contiene sólo instrucciones y otra, sólo datos. Ambas disponen de sus respectivos sistemas de buses de acceso y es posible realizar operaciones de acceso (lectura o escritura) simultáneamente en ambas memorias.
Aplicaciones de los microcontroladores.
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, computadoras, 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 están conquistando el mundo. Están presentes en nuestro trabajo, en nuestra casa y en nuestra vida, en general. Se pueden encontrar controlando el funcionamiento de los ratones y teclados de los computadores, en los teléfonos, en los hornos microondas y los televisores de nuestro hogar.
Controlador y microcontrolador.
Recibe el nombre de controlador el dispositivo que se emplea para el gobierno de uno o varios procesos. Por ejemplo, el controlador que regula el funcionamiento de un horno dispone de un sensor que mide constantemente su temperatura interna y, cuando traspasa los límites prefijados, genera las señales adecuadas que accionan los efectores que intentan llevar el valor de la temperatura dentro del rango estipulado.
Un microcontrolador es un circuito integrado de alta escala de integración que incorpora la mayor parte de los elementos que configuran un controlador.
Un microcontrolador dispone normalmente de los siguientes componentes:
Procesador o UCP (Unidad Central de Proceso).
Memoria RAM para Contener los datos.
Memoria para el programa tipo ROM/PROM/EPROM.
Líneas de E/S para comunicarse con el exterior.
Diversos módulos para el control de periféricos (temporizadores, Puertas Serie y Paralelo, CAD: Conversores Analógico/Digital, CDA: Conversores Digital/Analógico, etc.).
Generador de impulsos de reloj que sincronizan el funcionamiento de todo el sistema.
Ventajas:
Aumento de prestaciones: un mayor control sobre un determinado elemento representa una mejora considerable en el mismo.
Aumento de la fiabilidad: al reemplazar el microcontrolador por un elevado número de elementos disminuye el riesgo de averías y se precisan menos ajustes.
Reducción del tamaño en el producto acabado: La integración del microcontrolador en un chip disminuye el volumen, la mano de obra y los stocks.
Mayor flexibilidad: las características de control están programadas por lo que su modificación sólo necesita cambios en el programa de instrucciones.
El microcontrolador es en definitiva un circuito integrado que incluye todos los componentes de un computador. Debido a su reducido tamaño es posible montar el controlador en el propio dispositivo al que gobierna. En este caso el controlador recibe el nombre de controlador empotrado (embedded controller).
Diferencia entre microprocesador y microcontrolador.
El microprocesador es un circuito integrado que contiene la Unidad Central de Proceso (UCP), también llamada procesador, de un computador. La UCP está formada por la Unidad de Control, que interpreta las instrucciones, y el Camino de Datos, que las ejecuta.
Las patitas de un microprocesador sacan al exterior las líneas de sus buses de direcciones, datos y control, para permitir conectarle con la Memoria y los Módulos de E/S y configurar un computador implementado por varios circuitos integrados. Se dice que un microprocesador es un sistema abierto porque su configuración es variable de acuerdo con la aplicación a la que se destine.
Estructura de un sistema abierto basado en un microprocesador. La disponibilidad de los buses en el exterior permite que se configure a la medida de la aplicación.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 , 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.
Arquitectura básica.
Aunque inicialmente todos los microcontroladores adoptaron la arquitectura clásica de von Neumann, en el momento presente se impone la arquitectura Harvard. La arquitectura de von Neumann se caracteriza por disponer de una sola memoria principal donde se almacenan datos e instrucciones de forma indistinta. A dicha memoria se accede a través de un sistema de buses único (direcciones, datos y control).
La arquitectura Harvard dispone de dos memorias independientes una, que contiene sólo instrucciones y otra, sólo datos. Ambas disponen de sus respectivos sistemas de buses de acceso y es posible realizar operaciones de acceso (lectura o escritura) simultáneamente en ambas memorias.
Aplicaciones de los microcontroladores.
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, computadoras, 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.
microcontroladores
Introduccion a los microcontroladores.
Los microcontroladores están conquistando el mundo. Están presentes en nuestro trabajo, en nuestra casa y en nuestra vida, en general. Se pueden encontrar controlando el funcionamiento de los ratones y teclados de los computadores, en los teléfonos, en los hornos microondas y los televisores de nuestro hogar.
Controlador y microcontrolador.
Recibe el nombre de controlador el dispositivo que se emplea para el gobierno de uno o varios procesos. Por ejemplo, el controlador que regula el funcionamiento de un horno dispone de un sensor que mide constantemente su temperatura interna y, cuando traspasa los límites prefijados, genera las señales adecuadas que accionan los efectores que intentan llevar el valor de la temperatura dentro del rango estipulado.
Un microcontrolador es un circuito integrado de alta escala de integración que incorpora la mayor parte de los elementos que configuran un controlador.
Un microcontrolador dispone normalmente de los siguientes componentes:
Procesador o UCP (Unidad Central de Proceso).
Memoria RAM para Contener los datos.
Memoria para el programa tipo ROM/PROM/EPROM.
Líneas de E/S para comunicarse con el exterior.
Diversos módulos para el control de periféricos (temporizadores, Puertas Serie y Paralelo, CAD: Conversores Analógico/Digital, CDA: Conversores Digital/Analógico, etc.).
Generador de impulsos de reloj que sincronizan el funcionamiento de todo el sistema.
Un microcontrolador dispone normalmente de los siguientes componentes:
Procesador o UCP (Unidad Central de Proceso).
Memoria RAM para Contener los datos.
Memoria para el programa tipo ROM/PROM/EPROM.
Líneas de E/S para comunicarse con el exterior.
Diversos módulos para el control de periféricos (temporizadores, Puertas Serie y Paralelo, CAD: Conversores Analógico/Digital, CDA: Conversores Digital/Analógico, etc.).
Generador de impulsos de reloj que sincronizan el funcionamiento de todo el sistema.
Ventajas:
Aumento de prestaciones: un mayor control sobre un determinado elemento representa una mejora considerable en el mismo.
Aumento de la fiabilidad: al reemplazar el microcontrolador por un elevado número de elementos disminuye el riesgo de averías y se precisan menos ajustes.
Reducción del tamaño en el producto acabado: La integración del microcontrolador en un chip disminuye el volumen, la mano de obra y los stocks.
Mayor flexibilidad: las características de control están programadas por lo que su modificación sólo necesita cambios en el programa de instrucciones.
El microcontrolador es en definitiva un circuito integrado que incluye todos los componentes de un computador. Debido a su reducido tamaño es posible montar el controlador en el propio dispositivo al que gobierna. En este caso el controlador recibe el nombre de controlador empotrado (embedded controller).
Aumento de la fiabilidad: al reemplazar el microcontrolador por un elevado número de elementos disminuye el riesgo de averías y se precisan menos ajustes.
Reducción del tamaño en el producto acabado: La integración del microcontrolador en un chip disminuye el volumen, la mano de obra y los stocks.
Mayor flexibilidad: las características de control están programadas por lo que su modificación sólo necesita cambios en el programa de instrucciones.
El microcontrolador es en definitiva un circuito integrado que incluye todos los componentes de un computador. Debido a su reducido tamaño es posible montar el controlador en el propio dispositivo al que gobierna. En este caso el controlador recibe el nombre de controlador empotrado (embedded controller).
Diferencia entre microprocesador y microcontrolador.
El microprocesador es un circuito integrado que contiene la Unidad Central de Proceso (UCP), también llamada procesador, de un computador. La UCP está formada por la Unidad de Control, que interpreta las instrucciones, y el Camino de Datos, que las ejecuta.Se dice que un microprocesador es un sistema abierto porque su configuración es variable de acuerdo con la aplicación a la que se destine.
El microprocesador es un circuito integrado que contiene la Unidad Central de Proceso (UCP), también llamada procesador, de un computador. La UCP está formada por la Unidad de Control, que interpreta las instrucciones, y el Camino de Datos, que las ejecuta.Se dice que un microprocesador es un sistema abierto porque su configuración es variable de acuerdo con la aplicación a la que se destine.
El microcontrolador es un sistema cerrado. Todas las partes del computador están contenidas en su interior y sólo salen al exterior las líneas que gobiernan los periféricos.
Arquitectura básica
Aunque inicialmente todos los microcontroladores adoptaron la arquitectura clásica de von Neumann, en el momento presente se impone la arquitectura Harvard. La arquitectura de von Neumann se caracteriza por disponer de una sola memoria principal donde se almacenan datos e instrucciones de forma indistinta. A dicha memoria se accede a través de un sistema de buses único (direcciones, datos y control).
La arquitectura Harvard dispone de dos memorias independientes una, que contiene sólo instrucciones y otra, sólo datos. Ambas disponen de sus respectivos sistemas de buses de acceso y es posible realizar operaciones de acceso (lectura o escritura) simultáneamente en ambas memorias.
Aunque inicialmente todos los microcontroladores adoptaron la arquitectura clásica de von Neumann, en el momento presente se impone la arquitectura Harvard. La arquitectura de von Neumann se caracteriza por disponer de una sola memoria principal donde se almacenan datos e instrucciones de forma indistinta. A dicha memoria se accede a través de un sistema de buses único (direcciones, datos y control).
La arquitectura Harvard dispone de dos memorias independientes una, que contiene sólo instrucciones y otra, sólo datos. Ambas disponen de sus respectivos sistemas de buses de acceso y es posible realizar operaciones de acceso (lectura o escritura) simultáneamente en ambas memorias.
miércoles, 11 de febrero de 2009
Automatizacion
SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN
En un proceso productivo no siempre se justifica la implementación de sistemas de automatización, pero existen ciertas señales indicadoras que justifican y hacen necesario la implementación de estos sistemas, los indicadores principales son los siguientes:
· Requerimientos de un aumento en la producción
· Requerimientos de una mejora en la calidad de los productos
· Necesidad de bajar los costos de producción
· Escasez de energía
· Encarecimiento de la materia prima
· Necesidad de protección ambiental
· Necesidad de brindar seguridad al personal
· Desarrollo de nuevas tecnologías
La automatización solo es viable si al evaluar los beneficios económicos y sociales de las mejoras que se podrían obtener al automatizar, estas son mayores a los costos de operación y mantenimiento del sistema.
La automatización de un proceso frente al control manual del mismo proceso, brinda ciertas ventajas y beneficios de orden económico, social, y tecnológico, pudiéndose resaltar las siguientes:
· Se asegura una mejora en la calidad del trabajo del operador y en el desarrollo del proceso, esta dependerá de la eficiencia del sistema implementado.
· Se obtiene una reducción de costos, puesto que se racionaliza el trabajo, se reduce el tiempo y dinero dedicado al mantenimiento.
· Existe una reducción en los tiempos de procesamiento de información.
· Flexibilidad para adaptarse a nuevos productos (fabricación flexible y multifabricación).
· Se obtiene un conocimiento más detallado del proceso, mediante la recopilación de información y datos estadísticos del proceso.
·
Se obtiene un mejor conocimiento del funcionamiento y performance de los equipos y máquinas que intervienen en el proceso.
· Factibilidad técnica en procesos y en operación de equipos.
· Factibilidad para la implementación de funciones de análisis, optimización y autodiagnóstico.
· Aumento en el rendimiento de los equipos y facilidad para incorporar nuevos equipos y sistemas de información.
· Disminución de la contaminación y daño ambiental.
· Racionalización y uso eficiente de la energía y la materia prima.
· Aumento en la seguridad de las instalaciones y la protección a los trabajadores.
Existen ciertos requisitos de suma importancia que debe cumplirse al automatizar, de no cumplirse con estos se estaría afectando las ventajas de la automatización, y por tanto no se podría obtener todos los beneficios que esta brinda, estos requisitos son los siguientes:
· Compatibilidad electromagnética: Debe existir la capacidad para operar en un ambiente con ruido electromagnético producido por motores y máquina de
revolución. Para solucionar este problema generalmente se hace uso de pozos a tierra para los instrumentos (menor a 5
), estabilizadores ferro-resonantes para las líneas de energía, en algunos equipos ubicados a distancias grandes del tablero de alimentación (>40m) se hace uso de celdas apantalladas.
· Expansibilidad y escalabilidad: Es una característica del sistema que le permite crecer para atender las ampliaciones futuras de la planta, o para atender las operaciones no tomadas en cuenta al inicio de la automatización. Se analiza bajo el criterio de análisis costo-beneficio, típicamente suele dejarse una reserva en capacidad instalada ociosa alrededor de 10% a 25%.
· Manutención: Se refiere a tener disponible por parte del proveedor, un grupo de personal técnico capacitado dentro del país, que brinde el soporte técnico adecuado cuando se necesite de manera rápida y confiable. Además implica que el proveedor cuente con repuestos en caso sean necesarios.
· Sistema abierto: Los sistemas deben cumplir los estándares y especificaciones internacionales. Esto garantiza la interconectibilidad y compatibilidad de los equipos a través de interfaces y protocolos, también facilita la interoperabilidad de las aplicaciones y el traslado de un lugar a otro.
Elementos de una Instalación Automatizada
· MAQUINAS : Son los equipos mecánicos que realizan los procesos, traslados,
transformaciones, etc. de los productos o materia prima.
· ACCIONADORES : Son equipos acoplados a las máquinas, y que permiten realizar movimientos, calentamiento, ensamblaje, embalaje. Pueden ser:
· Accionadores eléctricos: Usan la energía eléctrica, son por ejemplo, electroválvulas, motores, resistencias, cabezas de soldadura, etc.
· Accionadores neumáticos: Usan la energía del aire comprimido, son por ejemplo, cilindros, válvulas, etc.
· Accionadores hidráulicos: Usan la energía de la presión del agua, se usan para controlar velocidades lentas pero precisas.
· PRE ACCIONADORES : Se usan para comandar y activar los accionadores. Por ejemplo, contactores, switchs, variadores de velocidad, distribuidores neumáticos, etc.
· CAPTADORES : Son los sensores y transmisores, encargados de captar las señales necesarias para conocer el estados del proceso, y luego enviarlas a la unidad de control.
· INTERFAZ HOMBRE-MÁQUINA : Permite la comunicación entre el operario y el proceso, puede ser una interfaz gráfica de computadora, pulsadores, teclados, visualizadores, etc.
· ELEMENTOS DE MANDO : Son los elementos de cálculo y control que gobiernan el proceso, se denominan autómata, y conforman la unidad de control.
Los sistemas automatizados se conforman de dos partes: parte de mando y parte operativa
· PARTE DE MANDO : Es la estación central de control o autómata. Es el elemento principal del sistema, encargado de la supervisión, manejo, corrección de errores, comunicación, etc.
· PARTE OPERATIVA : Es la parte que actúa directamente sobre la máquina, son los elementos que hacen que la máquina se mueva y realice las acciones. Son por ejemplo, los motores, cilindros, compresoras, bombas, relés, etc.
En un proceso productivo no siempre se justifica la implementación de sistemas de automatización, pero existen ciertas señales indicadoras que justifican y hacen necesario la implementación de estos sistemas, los indicadores principales son los siguientes:
· Requerimientos de un aumento en la producción
· Requerimientos de una mejora en la calidad de los productos
· Necesidad de bajar los costos de producción
· Escasez de energía
· Encarecimiento de la materia prima
· Necesidad de protección ambiental
· Necesidad de brindar seguridad al personal
· Desarrollo de nuevas tecnologías
La automatización solo es viable si al evaluar los beneficios económicos y sociales de las mejoras que se podrían obtener al automatizar, estas son mayores a los costos de operación y mantenimiento del sistema.
La automatización de un proceso frente al control manual del mismo proceso, brinda ciertas ventajas y beneficios de orden económico, social, y tecnológico, pudiéndose resaltar las siguientes:
· Se asegura una mejora en la calidad del trabajo del operador y en el desarrollo del proceso, esta dependerá de la eficiencia del sistema implementado.
· Se obtiene una reducción de costos, puesto que se racionaliza el trabajo, se reduce el tiempo y dinero dedicado al mantenimiento.
· Existe una reducción en los tiempos de procesamiento de información.
· Flexibilidad para adaptarse a nuevos productos (fabricación flexible y multifabricación).
· Se obtiene un conocimiento más detallado del proceso, mediante la recopilación de información y datos estadísticos del proceso.
·
Se obtiene un mejor conocimiento del funcionamiento y performance de los equipos y máquinas que intervienen en el proceso.· Factibilidad técnica en procesos y en operación de equipos.
· Factibilidad para la implementación de funciones de análisis, optimización y autodiagnóstico.
· Aumento en el rendimiento de los equipos y facilidad para incorporar nuevos equipos y sistemas de información.
· Disminución de la contaminación y daño ambiental.
· Racionalización y uso eficiente de la energía y la materia prima.
· Aumento en la seguridad de las instalaciones y la protección a los trabajadores.
Existen ciertos requisitos de suma importancia que debe cumplirse al automatizar, de no cumplirse con estos se estaría afectando las ventajas de la automatización, y por tanto no se podría obtener todos los beneficios que esta brinda, estos requisitos son los siguientes:
· Compatibilidad electromagnética: Debe existir la capacidad para operar en un ambiente con ruido electromagnético producido por motores y máquina de
revolución. Para solucionar este problema generalmente se hace uso de pozos a tierra para los instrumentos (menor a 5), estabilizadores ferro-resonantes para las líneas de energía, en algunos equipos ubicados a distancias grandes del tablero de alimentación (>40m) se hace uso de celdas apantalladas.
· Expansibilidad y escalabilidad: Es una característica del sistema que le permite crecer para atender las ampliaciones futuras de la planta, o para atender las operaciones no tomadas en cuenta al inicio de la automatización. Se analiza bajo el criterio de análisis costo-beneficio, típicamente suele dejarse una reserva en capacidad instalada ociosa alrededor de 10% a 25%.
· Manutención: Se refiere a tener disponible por parte del proveedor, un grupo de personal técnico capacitado dentro del país, que brinde el soporte técnico adecuado cuando se necesite de manera rápida y confiable. Además implica que el proveedor cuente con repuestos en caso sean necesarios.
· Sistema abierto: Los sistemas deben cumplir los estándares y especificaciones internacionales. Esto garantiza la interconectibilidad y compatibilidad de los equipos a través de interfaces y protocolos, también facilita la interoperabilidad de las aplicaciones y el traslado de un lugar a otro.
Elementos de una Instalación Automatizada
· MAQUINAS : Son los equipos mecánicos que realizan los procesos, traslados,
transformaciones, etc. de los productos o materia prima.· ACCIONADORES : Son equipos acoplados a las máquinas, y que permiten realizar movimientos, calentamiento, ensamblaje, embalaje. Pueden ser:
· Accionadores eléctricos: Usan la energía eléctrica, son por ejemplo, electroválvulas, motores, resistencias, cabezas de soldadura, etc.
· Accionadores neumáticos: Usan la energía del aire comprimido, son por ejemplo, cilindros, válvulas, etc.
· Accionadores hidráulicos: Usan la energía de la presión del agua, se usan para controlar velocidades lentas pero precisas.
· PRE ACCIONADORES : Se usan para comandar y activar los accionadores. Por ejemplo, contactores, switchs, variadores de velocidad, distribuidores neumáticos, etc.
· CAPTADORES : Son los sensores y transmisores, encargados de captar las señales necesarias para conocer el estados del proceso, y luego enviarlas a la unidad de control.
· INTERFAZ HOMBRE-MÁQUINA : Permite la comunicación entre el operario y el proceso, puede ser una interfaz gráfica de computadora, pulsadores, teclados, visualizadores, etc.
· ELEMENTOS DE MANDO : Son los elementos de cálculo y control que gobiernan el proceso, se denominan autómata, y conforman la unidad de control.
Los sistemas automatizados se conforman de dos partes: parte de mando y parte operativa
· PARTE DE MANDO : Es la estación central de control o autómata. Es el elemento principal del sistema, encargado de la supervisión, manejo, corrección de errores, comunicación, etc.
· PARTE OPERATIVA : Es la parte que actúa directamente sobre la máquina, son los elementos que hacen que la máquina se mueva y realice las acciones. Son por ejemplo, los motores, cilindros, compresoras, bombas, relés, etc.
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