Contador de objetos fotoeléctrico

En la industria o en cualquier otra situación en la que se requiera contar una gran cantidad de objetos o personas, se hace necesario el uso de un circuito que cumpla con dicha misión.

Llevar a cabo esta tarea por medios manuales sería bastante agotador e ineficiente; por lo tanto presentamos a continuación, un contador de objetos fotoeléctrico que también puede servir para contar personas, animales y cualquier otro objeto solido que interrumpa el haz de luz.

Para ahorrar costos en circuitos voluminosos con compuertas digitales, hemos decidido hacer el contador de objetos fotoeléctrico en base al conocido microcontrolador PIC16F628A y un único circuito integrado CMOS digital para ayudar a filtrar los ruidos eléctricos provenientes del haz de luz.

Para el sensor fotoeléctrico se ha elegido una fotocelda, la cual será iluminada permanentemente por una fuente de luz potente y concentrada, como la proveniente de un apuntador laser.

Para refinar el proceso se hace uso del IC CD4093, cuyas compuertas NAND del tipo schmitt trigger ayudan a conformar y limpiar el pulso que llegara finalmente al microcontrolador PIC16F628A.

El contador de objetos fotoeléctrico se puede apreciar en forma esquemática  en la imagen a continuación. Clic sobre ella para ampliar.

Fe de erratas: Los condensadores C2 y C3 que figuran como de 22nf, en realidad deben ser de 22pf.

Una vez que se obtenga un pulso bien conformado a consecuencia de que un objeto se interpuso entre la fotocelda y el haz de luz, este llegara al microcontrolador el cual hará el conteo y lo mostrara a través de 4 displays multiplexados de 7 segmentos de ánodo común.

Este proceso se repetirá, cada vez que haya un nuevo pulso.

El programa o firmware del contador de objetos fotoeléctrico se encargara de recibir el pulso de conteo y de manejar los 4 displays multiplexados a través de 4 transistores PNP de uso general.

De esta manera, el contador de objetos fotoeléctrico puede contar hasta una cantidad de 9999 unidades. Después de esto el contador volverá a iniciar desde  0000.

Si queremos que la cuenta en curso regrese a cero, solamente debemos presionar el botón de reset.

Según la versión del firmware del contador de objetos, este además podrá memorizar la última cuenta en caso de un corte de energía o apagado voluntario del proceso de conteo.

Cuando se encienda nuevamente el contador de objetos fotoeléctrico, en los displays se mostrara la última cuenta guardada en la memoria EEPROM del microcontrolador y este seguirá contando a partir de dicha cantidad.

Para ahorrar tiempo y trabajo en la construcción del contador de objetos fotoeléctrico, lo hemos fabricado utilizando 3 módulos que ya se habían construido anteriormente. Estos módulos son:

-El entrenador de PIC 16fxxx.

-Módulo Display de Leds.

-Módulo de luz y oscuridad.

De esta manera, interconectando los 3 módulos obtenemos el hardware necesario para construir todo el circuito. Finalmente se crea el firmware y se graba el microcontrolador, para que todo funcione correctamente.

Si usted quiere puede construir los 3 módulos necesarios para hacer el contador de objetos,  o también puede diseñar un PCB (circuito impreso) exclusivo para el mismo, en base al circuito esquemático.

Ver en video.

Descargue desde aquí el firmware o programa del contador de objetos.

Monitor de pulso cardiaco con PCBWAY.

Hace algún tiempo desarrolle un proyecto el cual consiste en un sensor que detecta  los pulsos del corazón o el ritmo cardíaco.

¿No conoces el proyecto del monitor de pulso cardíaco? ¡Míralo haciendo clic aquí!

Dicho proyecto fue realizado con el clásico PCB casero; ese que uno imprime en papel satinado y luego transfiere a la baquelita por medio del calor de una plancha para ropa.

Hasta ahí todo está muy bien, pero creo que la meta de todo profesional o aficionado a la electrónica, es la de ver su proyecto con una presentación impecable o al menos lo mejor posible.

Esa buena presentación se consigue en este caso a través de un PCB profesional, el cual obtuve desde la empresa china PCBWAY.

¿No conoces a PCBWAY? ¡Visita su pagina web ahora mismo haciendo clic aquí!

Te envían tus PCB bien empacados en una caja como esta...

Desde allí pude enviar a hacer mi diseño y es el que se presenta a continuación.

Recuerda que estos PCB vienen desde China y se pueden tardar entre 30 y 45 días en llegar, si utilizas el envío económico. También puedes elegir el envío rápido, pero te costara un poco más. 

Ver en video.

Con este PCB podre darle una mejor apariencia al proyecto del monitor de pulso cardíaco,y si tienes un diseño por hacer, te recomiendo que utilices los servicios de PCBWAY.

Después de ver un video en Youtube en donde su autor hablaba de lo  “facilistas” que son los usuarios de Arduino; ya sabes, tienen un montón de librerías o bibliotecas  a su disposición en donde solo es copiar y pegar y ya tienes algo funcionando.

Luego en los comentarios se armó un debate entre quienes usan PIC y Arduino, en donde cada uno defendía su plataforma favorita.

Vi algunos comentarios muy acertados y otros que nada tienen que ver con la realidad… algo así como mitos urbanos acerca de ambos sistemas.

Así que en base a todo eso, daré mi opinión al respecto.

¿PIC o Arduino?

En mi caso siempre he programado PIC  pero no me disgusta la idea de usar Arduino, del cual conozco sus capacidades y limitaciones.

Creo que Arduino es para personas que no se quieren armar lío programando durante días o quizás meses y que simplemente quieren ver su idea funcionando, así sea basado en el código de otras personas.

Por otro lado los PIC son más para un diseño personalizado; esos en los que haces el PCB y todo lo demás.

Simplemente es cuestión de necesidades y gustos personales; si quieres usas Arduino o usas PIC o cualquier otra plataforma que quieras.

Lo bueno de PIC es que adquieres la habilidad de programar, pues debes hacer todo desde cero y al final tienes un diseño que difícilmente podrá ser copiado (si es lo que quieres). 

Lo malo es que necesitaras más tiempo y conocimientos para realizar tu idea.

Lo bueno de Arduino es que solo copias y pegas,  modificas un par de líneas y ya tienes un proyecto medianamente complejo funcionando.

Lo malo es que tendrás que dejar tu Arduino solo para ese proyecto y la mayoría de las personas copiaran esa idea, pues está hecha con librerías o bibliotecas de código abierto al alcance de todos( a no ser que quieras compartirlo)… y lo peor es que posiblemente  nunca aprenderás a programar realmente.

No uso PIC porque es muy complicado.

Este es otro mito acerca de los PIC que es totalmente falso. Si bien el lenguaje original para microcontroladores es ensamblador (bastante complejo) también  es cierto que podemos utilizar un intérprete entre hombre máquina, que nos facilite las cosas.

Ese interprete es conocido como lenguaje de alto nivel; este es más intuitivo y amigable con el programador (persona que programa) y al final “traducirá” todo lo que hagamos al odiado lenguaje ensamblador y luego lo compilara para obtener el archivo .hex con el que se grabara el microcontrolador.

Ese lenguaje de alto nivel puede ser cualquiera como: C y sus variantes, BASIC y sus variantes,  e incluso lenguajes basados en diagramas de flujo como NIPLE o FLOWCODE (lenguajes gráficos).

Si puedes programar en Arduino (no copiar y pegar) también podrás programar PIC  y cualquier otro microcontrolador.

Me gustan las librerías  y con PIC no puedo usarlas.

Las librerías hacen parte de los lenguajes de programación y no del microcontrolador como tal. De hecho cuando usas lenguajes de alto nivel, estas usando librerías pues estos programas están basadas en ellas.

Pero si necesitas usar una librería externa también podrás utilizarla sin ningún problema. Así que los PIC no tienen ningún problema en utilizar librerías.

Programar PIC  es caro.

Los PIC son igual de económicos que cualquier otro microcontrolador de su misma gama. Por el lado del grabador, también se tienen varias opciones que incluyen hasta  la posibilidad de armarse uno propio.

Por pocos dólares te puedes comprar un programador genérico o clon, que funciona casi igual que uno original.

Hace algunos años te hacías un programador JDM para puerto serial que casi te salía gratis.

Mi historia con los PIC.

Para terminar contare algo de mi historia con los PIC que quizás inspire a alguien a utilizarlos o a cualquier otra plataforma que desee.

Empecé programando en  ensamblador; un lenguaje de programación bastante complejo y difícil.

Logre hacer algunas cosas fáciles y otras medianamente complejas basándome en proyectos de la desaparecida editorial tecnológica CEKIT, pero nada que valiera la pena.

Por aquellos tiempos solía visitar una página llamada NEOTEO, en donde había una sección de electrónica entre muchas otras.

En esa sección había alguien que se destacaba entre los demás; sus proyectos eran muy prolijos y bien desarrollados y algunos de ellos utilizaban PIC.

Me llamo la atención el lenguaje de programación que él utilizaba, pues parecía muy claro y lógico de entender; era como si le “hablaras a una persona” y no a una máquina.

El autor de dichos proyectos era Mario Sacco de Argentina… y debo mencionar que él sí sabe programar, pues yo soy solo un aficionado.

El software de programación que utilizaba era PROTON IDE (de pago), que por entonces tenía una versión gratuita llamada AMICUS y que solo servía para un solo PIC, el 18f25k20.

Descargue el programa y empecé a utilizarlo; me deslumbro la facilidad con que hacías todo. 

En una sola línea de programación podías escribir en un Display LCD, también hacer una comunicación serial o enviar datos por el bus I2C.

¡Era lo que estaba buscando y ya no tenía que pégame de cabeza con el ensamblador!.

Ahora PROTON IDE ofrece una versión gratuita más generosa con la cual se puede programar una gran cantidad de PIC; tiene librerías para componentes complicados y muchos ejemplos de programación.

También tiene una comunidad (foro) en donde se comparten experiencias en inglés originalmente, pero tiene traductor para varios idiomas. Además, seguramente encontraras mucha información también en español.

¡PROTON IDE es como Arduino, pero para PIC!.

Como ven, los PIC y Arduino no tienen nada de malo… y al final se use una u otra plataforma, lo importante será… ¡aprender a programar!

Cómo aprender electrónica.

Cuando alguien quiere aprender electrónica usualmente comete algunos errores que lo pueden llevar al fracaso.  Y es que usualmente se escuchan preguntas como las siguientes:

- ¿Cómo aprender electrónica fácil y rápido?

- ¿Cómo aprender electrónica fácil y gratis?

Seamos realistas; la electrónica es una de las carreras más difíciles, costosas y lentas para aprender por su alto contenido científico. 

Simplemente no podrás aprender electrónica de la noche a la mañana y el costo de la misma dependerá de lo que quieras conseguir.

Es muy difícil juntar las palabras “fácil, gratis y rápido” en electrónica.

¿Por qué no es fácil aprender electrónica?

No es fácil porque  necesitas  tener algunas cualidades a la hora de aprender electrónica… y no es que sea para genios, simplemente es para gente disciplinada. Pero además de eso es posible que necesites lo siguiente:

-  Dominar el inglés.

-  Leer mucho.

-  Tener paciencia.

-  Ser constante.

-  Invertir dinero.

¿Cómo aprender electrónica?

La manera más obvia es sin duda ir a la universidad y obtener el título de ingeniero electrónico, pero también es posible que solo quieras estudiar algunas de las ramas de la electrónica como las siguientes:

- Robótica.

- Domótica.

- Electromedicina.

- Telecomunicaciones.

- Ingeniería de sonido.

En este caso el esfuerzo y dinero invertido puede ser menor que si te inclinas por hacer la carrera de ingeniería electrónica.

Ahora mencionemos algo que quizás a muchos les pueda interesar.

¿Cómo aprender electrónica en Internet? ¿Cómo aprender electrónica en casa?

Aprender electrónica en Internet y en casa es totalmente posible, pero debes organizar el contenido que quieres aprender. No empieces a construir la casa por el techo.

La electrónica es como una gran pirámide, cuya base se forma de los conceptos básicos; luego está la electrónica análoga; la electrónica digital y en la cúspide se encuentra la programación de dispositivos microcontrolados… mejor dicho se ve como la siguiente imagen:

Si aún estás leyendo esto  ¡te felicito! significa que te gusta leer e informarte y es una buena cualidad para alguien que quiere aprender electrónica.

¿Cómo aprender electrónica desde cero?

Como se ve en la pirámide, el aprendizaje de la electrónica debe ser ordenado pues de lo contrario no entenderás lo que estas queriendo aprender. No debes llegar a la cúspide sin antes haber pasado por la base de la pirámide.

Un ejemplo de esto lo vemos en la mayoría de usuarios de plataformas como Arduino. Son personas que no saben el código de colores de las resistencias y ya están queriendo programar un microcontrolador.

Arduino es una gran plataforma, pero no debe ser para principiantes.

Para aprender electrónica desde cero, deberás buscar contenido relacionado con cada escalón de la pirámide, respetando el orden de cada uno de ellos.

 ¿Cómo buscar información de electrónica en internet?

Ahora que sabes que buscar, debemos saber dónde buscar; no mencionare ningún sitio en especial, pues gracias a la tecnología tenemos múltiples opciones, buenas y malas.

Algunos foros, blogs y canales de Youtube pueden servir, pero ¡ten cuidado!

Debes distinguir entre los buenos y malos sitios. La excesiva mala ortografía, redacción y  las continuas invitaciones a donar dinero, pueden ser pistas del mal contenido.

Curiosamente los mejores canales de electrónica de Youtube, tienen pocos suscriptores y visitas. Son poco conocidos, pero tienen un gran contenido que de verdad puede servir.

Muy diferentes a algunos “grandes canales” con cientos de miles de suscriptores y vistas, que solo desinforman y que constantemente  están pidiendo  dinero.

¡Invítame a un café! ¡Soy el ingeniero fulanito! ¡Yo no gano nada con mi canal! Etc… suele ser el común denominador en dichos canales.

Se hacen pasar por héroes, pero solo son comerciantes y al más mínimo obstáculo en Youtube, dejan de hacer videos o suben cualquier tontería.

Busca en sitios organizados por secciones como: electrónica básica, electrónica digital, reparaciones, microcontroladores, etc. Sera más fácil de encontrar lo que buscas… y recuerda el orden de la imagen de la pirámide anterior.

Cuando estés en un buen sitio, mira la sección de páginas amigas, sitios amigos o enlaces recomendados. Los buenos sitios se relacionan con los mejores y es muy probable que encuentres muy buen contenido extra, para tu aprendizaje.

Si has leído hasta aquí, te vuelvo a felicitar; significa que de verdad eres una persona que quiere y podrá aprender electrónica. ¡Mucha suerte!

5 opciones para montar un circuito electrónico.

Cuando por fin tenemos listo nuestro proyecto electrónico, después de incontables horas frente a nuestro simulador de circuitos favorito, nos llega a la mente la gran pregunta  ¿y ahora como monto un circuito electrónico?.

Un diseño electrónico sin circuito impreso es como un auto sin gasolina y es cuando debemos plantearnos la mejor solución para el proyecto y nuestro bolsillo.

1- Método MANHATTAN: Si el circuito no es muy complejo  es casi seguro que tiene pocos componentes, y para su montaje podemos recurrir al método Manhattan (nombrado así, porque el circuito resultante parece una parte de una gran ciudad).

Simplemente consiste en conectar entre si todos los componentes, (obviamente respetando el diagrama esquemático) con sus respectivos terminales. Al  final todas las conexiones harán de soporte general para el circuito.

2- Método  del  puente de terminales  o regleta: Consiste en  tener un puente con puntos de conexión, pads o isletas en las cuales podemos unir los terminales de los componentes, que finalmente quedaran unidos.

Es conveniente para montar circuitos que tienen pocos componentes y que no generen altas temperaturas.

3- PCB perforado: Es una tarjeta que cuenta con un patrón de agujeros en toda su superficie y que no obedece a un diseño en particular.

Esta condición nos permite ubicar los componentes en el orden y espacio que necesitemos, para luego conectar los componentes con soldadura de estaño por el lado de cobre.

4- Método de la plancha (PCB casero): Este es posiblemente el método más utilizado en la actualidad, que consiste en transferir mediante una plancha caliente, el tóner de una impresión láser sobre una baquelita o fibra de vidrio.

 

5- PCB profesional: Sin duda alguna, este es el mejor método para ensamblar nuestros proyectos electrónicos, pero también el más costoso. Es una opción que en la mayoría de los casos no podremos desarrollar por nuestra cuenta.

Afortunadamente en los últimos años han surgido servicios de fabricación de PCB muy económicos, como los que se pueden encontrar en China.

Y uno de ellos que puedo recomendar  es, PCBWAY. Por pocos dólares te hacen una buena cantidad de circuitos impresos con las mejores características técnicas, simplemente enviando los archivos GERBER  de tu proyecto.

Y además solo por registrarte ya obtienes cupones de descuento, que puedes ampliar si luego de recibir los PCB haces una reseña de los mismos en video.

¿Por qué aprender a programar microcontroladores?

1-Porque es la tecnología actual.

Si bien aún se utilizan las compuertas digitales de siempre, también es cierto que estas están quedando obsoletas.

El uso de un microcontrolador puede reemplazar fácilmente el uso de estos dispositivos, permitiendo crear sistemas con un mejor rendimiento y a un costo razonable.

2-Porque puedes adaptar la tecnología a tus necesidades.

Si usas compuertas digitales solamente, tendrás que adaptarte a lo que ellas pueden hacer, sin tener otra opción.

Con el uso de un microcontrolador, tendrás la posibilidad de adaptar un diseño a tus propias necesidades o a las de tus potenciales clientes.

Puedes tener dos microcontroladores iguales haciendo procesos totalmente diferentes, solo con cambiar su programa interno o firmware.

3-Porque reduces costos.

Es paradójico, pero las tecnologías antiguas suelen ser más costosas que las actuales. El uso de una “nueva” tecnología como la de los microcontroladores reduce costos y amplia nuestras posibilidades de desarrollo.

Incluso los microcontroladores antiguos suelen ser más costosos que los más modernos. Por ejemplo: el PIC16F84 es más costoso que otros como el PIC16F628A o el 16F88, que tienen más y mejores características.

4-Porque reduces espacio.

Los microcontroladores poseen maravillosas  características en su interior, en el cual podemos encontrar: memoria RAM, memoria EEPROM, conversor análogo a digital y viceversa, protocolos de comunicación, etc.

¿Te imaginas si necesitaras un chip para cada una de estas funciones? Tu circuito quedaría enorme, complejo y costaría más dinero para fabricarlo.

5-Porque usas menos componentes.

Los microcontroladores  al ser sistemas embebidos  y compactos reducen la posibilidad de utilizar otros componentes; de hecho existen circuitos que solo utilizan un microcontrolador  como componente principal.

Todas estas características reducen el número de componentes a utilizar en un sistema determinado, ahorrando espacio, trabajo y dinero invertido.

6-Porque puedes actualizar sin cambiar componentes.

Si haces un circuito electrónico con un microcontrolador y luego después de algún tiempo, requieres hacer algún cambio, simplemente tendrás que ajustar el firmware y volver a grabar el microcontrolador.

Lo bueno y útil de esto, es que en la mayoría de las veces no deberás cambiar ningún componente físicamente. Esto es una gran ventaja, pues nos ahorrara trabajo y dinero.

7-Porque ahorras energía y ayudas al medio ambiente.

Los microcontroladores requieren poca energía para funcionar y hacer muchas tareas que de otra manera, implicaría el uso de mucha más energía.

Esta condición es importante porque nos hace ahorrar energía y hace que nuestro circuito sea más eficiente;  y  aún más si este utilizara baterías.

Inclusive, los microcontroladores pueden echarse a dormir (función sleep) y reducir drásticamente el uso de energía, al funcionar solo en el momento que se requiera.

8-Porque podrías resolver la necesidad de muchas personas.

Si lograras crear un producto útil a través de un microcontrolador, estarías resolviendo la necesidad de muchas personas o de toda una comunidad.

Serias alguien que ha cambiado la forma de vida y las costumbres de todas estas personas, logrando así ser reconocido en tu medio.

9-Porque entrena tu mente.

Aprender a programar un microcontrolador no es nada fácil; se requiere ser muy dedicado, constante, disciplinado, paciente y obviamente estudiar por  mucho tiempo.

Pero una vez adquieres estas cualidades, las mismas te servirán para enfrentar cualquier otra situación difícil que se te presente en la vida, y de la cual seguramente saldrás victorioso.

10-Porque ganas dinero.

La programación en general  suele ser una actividad bastante lucrativa, debido a que muy pocas personas aprenden a hacerlo lamentablemente.

La demanda por programadores a nivel mundial está aumentando, pero la oferta de los mismos es muy pequeña.

Si aprendes a programar, es bastante probable que obtengas buenos ingresos y oportunidades laborales a lo largo de tu vida.