05-06 Tema 5 - 4º ESO - Control por ordenador

IES “SAN ISIDRO” (Talavera de la Reina)

TEMA 5:

Control asistido por ordenador.

Dpto. de Tecnología. 4º de E.S.O.TEMA 5: Control asistido por ordenador. Página 1/24

4º de E.S.O.


I N D I C E

1.- Máquinas automáticas.2.- El ordenador como elemento de control.3.- Programación de ordenadores: WinLogo.

4.1.- El Entorno WinLogo.4.2.- La barra de menús.4.3.- Formas de trabajo con WinLogo.

4.3.1.- Las primitivas.4.3.2.- El modo directo.4.3.3.- El modo procedimental.4.3.4.- Variables.4.3.5.- Las condicionales.4.3.6.- Programación Estructurada.4.3.7.- La recursividad.

4.- La controladora de ENCONOR.5.1.- Tarjeta ENCONOR2.5.2.- Tarjeta ENCONOR PLUS.5.3.- Entradas de la controladora.

5.3.1.- Entradas Digitales.5.3.2.- Entradas Analógicas.

5.4.- Salidas de la controladora.5.3.1.- Salidas Digitales.5.3.2.- Salidas Analógicas.

5.5.- Conexión de la controladora.- ANEXO: Primitivas de WinLogo.



TEMA 5: Control por ordenador.

1.- MÁQUINAS AUTOMÁTICAS.Una máquina automática es aquella capaz de desempeñar una tarea determinada sin

la intervención del hombre.

Vivimos rodeados de objetos que funcionan automáticamente: un reloj, un semáforo, el frigorífico, el ascensor, la cisterna del inodoro o la iluminación de las calles son sólo algunos ejemplos.

Para que una máquina funcione automáticamente es necesario que disponga de un sistema de control, es decir, de un conjunto de dispositivos dispuestos de forma que consiguen que se realice la tarea programada.

Todo sistema de control se compone fundamentalmente de tres tipos de elementos, cada uno de los cuales cumple una misión concreta dentro del conjunto.

- Elementos de entrada.

Las entradas se encargan de comunicar al controlador toda la información necesaria sobre el estado en que se encuentra el sistema.

A la mayoría de los dispositivos de entrada se les suele llamar sensores.

- Elementos de proceso.

El controlador recibe la información que facilitan las entradas y decide cuál es la acción a realizar.

- Elementos de salida.

Los elementos de salida tienen por misión ejecutar las acciones ordenadas por el controlador, una vez procesada la información recibida de las entradas. También se los llama actuadores.

Máquina automática o Automatismo

Ejemplo:

Un ascensor es un sistema automático, donde:

- Las entradas están formadas por los pulsadores con los que elegimos la planta a la que queremos ir y por los sensores que permiten conocer la planta en que se encuentra el ascensor y si las puertas están cerradas.

- Con esta información el controlador decide si debe cerrar o abrir la puerta, o si debe subir, bajar o parar.

- Las salidas harán que se ponga a funcionar el motor en el sentido adecuado.

Existen diferentes tipos de automatismos (eléctricos, electrónicos, mecánicos, hidráulicos, neumáticos, etc), pero en este tema nos vamos a centrar en los eléctricos y electrónicos, y utilizaremos como elemento de control el ordenador.


ELEMENTO DE PROCESO

( CONTROLADOR )

ELEMENTOS DE SALIDA

(ACTUADORES)

ELEMENTOS DE ENTRADA

(SENSORES)


2.- EL ORDENADOR COMO ELEMENTO DE CONTROL.Para poder utilizar un ordenador personal como elemento de control de cualquier sistema,

vamos a necesitar los siguientes elementos:

- Un ordenador personal con las prestaciones necesarias.

- Una tarjeta controladora que sirva de intermediaria entre el ordenador y el sistema a controlar, capaz de recibir un número suficiente de entradas y de transmitir un número suficiente de salidas.

- Un lenguaje de programación que nos permita comunicarnos con las entradas y salidas.

- Elaborar un programa de ordenador, que contenga la secuencia de instrucciones necesarias para efectuar el control de la máquina que queremos automatizar.

3.- PROGRAMACIÓN BÁSICA: WinLogo.Programar consiste en crear las instrucciones necesarias en un lenguaje preciso, que sea

interpretado por el ordenador, que tengan una secuencia lógica y con un fin determinado.

Para ello vamos a utilizar una versión de evaluación del programa WinLogo, obtenido de forma gratuita en la siguiente dirección de internet:

http://www.wlogo.com/download.asp

3.1.- EL ENTORNO WINLOGO.Al arrancar el programa, aparece la siguiente pantalla:

Barra de título Barra de menús Barra de iconos

En ella podemos ver una barra de título, una barra de menús y una barra de iconos; así como una serie de ventanas, que en la configuración inicial estándar son: ventana de trabajo, ventana de texto y ventana gráfica.

La Tortuga, es el objeto que aparece en el centro de la ventana de Gráficos, y que a medida que se desplaza por dicha ventana va dejando el rastro de su recorrido, representándose de este modo dibujos y rótulos.

A continuación vemos brevemente para que sirve cada una de ellas:

- La ventana de Trabajo es el lugar donde escribiremos las primitivas que son la estructura básica del lenguaje para transmitir la órdenes al programa

- La ventana de Textos es aquella sobre la cual podremos leer el resultado de las primitivas de escritura o los mensajes que envía WinLogo para comunicarse con nosotros.

- La ventana de Gráficos es el mundo de las Tortugas, donde veremos representados los dibujos, los decorados y la escritura gráfica, que resulten de las órdenes dadas en la ventana de trabajo.

La ventana activa, es la que presenta color azul de la barra de título de ventana. Clicando en un punto de cualquier ventana, ésta se pone activa.

Las ventanas tienen las características típicas del entorno Windows; es decir, presentan una barra de título, botones de maximizar, minimizar y cerrar, así como permiten su desplazamiento por la pantalla.


Ventana de Gráficos

Ventana de Trabajo Ventana de Textos

http://www.wlogo.com/download.asp


A demás, existen otras que pasamos a describir a continuación:

- La ventana de edición actúa como un procesador de textos, y sirve para escribir los programas nuevos, o bien editar los programas guardados con anterioridad. Una vez elaborado o modificado un programa tendremos siempre que compilarlo, para ello previamente

seleccionado el programa clicamos sobre el icono de interpretar . En la ventana de textos nos aparecerá un mensaje que dice “Acabas de definir (nombre del programa)”.

- La ventana de ayuda nos facilita información sobre primitivas y otros aspectos de WinLogo.

3.2.- LA BARRA DE MENÚS.El programa WinLogo presenta una barra de menús integrada por Archivos, Edición,

Área, Utilidades, Ventanas y Ayuda, y una barra de iconos.

Debajo se encuentra la barra de iconos, que nos permite realizar las siguientes acciones:

Abre un cuadro de diálogo que permite recuperar un fichero

Abre un cuadro de diálogo que permite guardar un fichero

Imprime la ventana activa

Abre un listado de procedimientos y variables.

Muestra el árbol de procedimientos

Muestra la paleta de colores e informa sobre cada color.

Permite variar el tipo de fuente de las ventanas de Trabajo, Texto y Edición.

Activa la ventana de Trabajo

Activa la ventana de Texto

Activa la ventana de Gráficos

Activa la ventana de Edición

Activa la ventana de Trazado

Activa la ventana de Editor de Formas

Activa la ventana de Variables

Limpia la ventana activa

Permite el cambio de nombre de un procedimiento.

Interpreta una acción o conjunto de órdenes.

Indica el estado de las tortugas a la ventana de Gráficos

Permite escoger el tipo de letra para rotular en la ventana de Gráficos

Permite controlar la posición tridimensional de la ventana de Gráficos.

Muestra el último error

Permite poner fondo a la ventana de Gráficos

Situado el cursor sobre una primitiva, abre la Ayuda sobre ésta.

Activa la ventana de Ayuda



3.3.- LAS PRIMITIVAS.A las órdenes o instrucciones propias del lenguaje WINLOGO se las conoce con el nombre

de PRIMITIVAS.

- Las primitivas hay que escribirlas correctamente.

- Cada primitiva tiene una sintaxis determinada que hay que cumplir. En caso de duda, el programa dispone de ayuda que puede resultarnos muy útil.

- Algunas primitivas admiten abreviatura.

- Se pueden utilizar indistintamente tanto mayúsculas como minúsculas al escribir las primitivas.

- En una misma línea de programa pueden escribirse más de una orden, sin embargo no es recomendable cargar demasiado las líneas para hacer más clara la lectura del programa.

- Mucha primitivas requieren la utilización de datos, a los cuales llamamos parámetros. Los parámetros pueden ser valores numéricos o texto.

o Los textos se escriben siempre precedidas por comillas. Ejemplos: ”Palabra ; ”Esto_también_es_una_palabra ; ”Montacargas2 ; “25500

o Cuando se escribe un número no se tienen que colocar las comillas delante.

o Si escribimos una lista de palabras, ésta se ha de escribir entre corchetes. Ejemplos de listas son: [Esto es una lista] ; [Una frase entre corchetes es una lista]

- Se debe dejar al menos un espacio en blanco entre la primitiva y su primer parámetro y entre cada uno de los parámetros de la misma

Las primitivas más importantes son las siguientes:

PRIMITIVAABREVIATURA DESCRIPCIÓN

Escribe [frase] ESEscribe en la ventana TEXTOS la frase encerrada entre corchetes.

(Escribe obj1 obj2 ... objn) ES

Si se utilizan varios objetos como parámetros debe encerrar todo entre paréntesis. Ej.: (Escribe [Tu tienes] :Años [años])

BorraPantalla BP Borra la pantalla gráfica y lleva la Tortuga al centro con rumbo 0.

Repite n [órdenes]Ejecuta las instrucciones que se piden en órdenes el número n de veces indicado

Para procComienza la definición de un procedimiento de nombre proc. Todo procedimiento debe finalizarse siempre con la primitiva Fin.

LeeCar LCLee el primer carácter leído del teclado pero no lo visualiza en ninguna ventana.

LeePalabra LP

Lee la primera palabra leída desde el teclado. Los caracteres leídos se van presentando en la ventana de TEXTOS a partir de la posición actual del cursor. La tecla RETROCESO permite borrar el último carácter escrito mientras no se haya pulsado INTRO.

Espera númDetiene la ejecución durante un tiempo equivalente a las centésimas de segundo indicadas en núm.

Haz "variable valorAsigna el valor indicado a la variable cuyo nombre se especifica en variable.

AltoDetiene la ejecución del procedimiento en curso, devolviendo el control al procedimiento que lo llamó.

Si condición [acción 1] [acción 2]

Ejecuta la lista de instrucciones indicada el primer corchete en caso de que se cumpla la condición, o las del segundo corchete en caso de que no se cumpla. (Podemos omitir el segundo corchete)



3.4.- LOS PROCEDIMIENTOS.

- Un procedimiento es un subprograma (conjunto ordenado de primitivas), que una vez definido, podemos utilizarlo como si fuese una primitiva más del lenguaje de programación.

- Todos los procedimientos comienzan por la primitiva Para y terminan con la primitiva Fin, y se pulsa [INTRO]

- Los procedimientos los editaremos en la ventana de EDICIÓN.

- Una vez escrito, todo procedimiento debe ser compilado mediante el icono INTÉRPRETE

- Cada vez que modifiquemos un procedimiento, éste debe volver a ser compilado.

- Para ejecutar un procedimiento, escribiremos su nombre en la ventana de Trabajo. Los procedimientos recién definidos pueden ejecutarse mientras no se salga de Logo, o bien hasta que sean borrados por nosotros. Una vez apagado el sistema, Logo sólo recuerda sus primitivas.

La estructura de un procedimiento podemos verla en el siguiente ejemplo. Para ello escribiremos en la ventana de trabajo las siguientes líneas.

Para Ejemplo1BorraTextoEscribe “HolaEspera 200Escribe [Esta frase aparece una vez]Espera 200Repite 3 [Es [Y esta, otras 3 veces]]

Fin

Para ejecutar un procedimiento debemos escribir su nombre en la ventana de trabajo, en este caso escribiríamos Ejemplo1.

Una vez apagado el sistema, Logo sólo recuerda sus primitivas, no los procedimientos.

¿Cómo archivar los procedimientos que se encuentran en el Editor?

Para no perder los procedimientos diseñados de un día para otro, Logo permite archivar en el disco los procedimientos que se encuentran visibles en la pantalla de edición.

Sin embargo, la versión de WinLogo que vamos a utilizar en el Instituto, es una versión gratuita de demostración que tiene activas todas las funciones salvo la de guardar archivos. Ahora bien, la ventana edición que es donde se suelen escribir los procedimientos, funciona como un tratamiento de textos, de modo que podemos cortar, copiar, pegar, etc. de modo que podremos guardar los procedimientos realizados con WinLogo en el procesador WordPad, siempre con la extensión .LOG para luego poder abrirlos con WinLogo.



3.5.- LAS VARIABLES.

- Una variable es una zona reservada dónde se pueden guardar datos, para recuperarlos posteriormente.

- Cada variable queda identificada por un nombre.

- Los nombres de las variables son palabras significativas.

- Cuando se hace referencia a una variable el nombre ha de ir precedido por comillas ("variable) : "nombre, "número, "día_mes...

- Cuando se hace referencia al dato que hay almacenado dentro la variable, o sea, al contenido de la variable, el nombre ha de ir precedido por dos puntos (:variable) : :nombre, :número, :día_mes..

- Podemos dar valor a una variable de dos formas diferentes:

- Primera : mediante la primitiva HAZ, cuya sintaxis es HAZ “nombre valor asignando el valor deseado a la variable cuyo nombre se indica.

- Segunda : al mismo tiempo que llamamos a un procedimiento.

Veamos algunos ejemplos:

Haz “Edad 16 Asigna a la variable Edad el valor 16Haz “Apellido [Pérez] Asigna a la variable Apellido el contenido PérezHaz “Edad :Edad+1 Incrementa en 1 a la variable EdadHaz “Curso LeeCaracter Asigna a Curso el número o letra que introduzcamos con el teclado

En el siguiente programa vemos el empleo de tres variables para calcular la edad. Las variables son Año, Nacimiento y Diferencia.

Para CalculaEdadBTEscribe [Dime en que año estamos]Haz “Año LeePalabraEscribe [Dime en qué año naciste]Haz “Nacimiento LeePalabraHaz “Diferencia :Año - :Nacimiento (Escribe [Tu tienes] :Diferencia [años])

Fin

En ese programa asignamos a las variables “Año y “Nacimiento dos valores con el teclado mediante la primitiva LeePalabra. Nuestra edad será la diferencia entre ambos valores.

En el siguiente programa como podemos introducir el valor de una variable a la vez que llamamos al procedimiento:

Para Cuadrado :lado Repite 4 [avanza :lado giraderecha 90]

Fin

Una vez definido el procedimiento Cuadrado si se quiere dibujar un cuadrado de lado 60 se dará la orden Cuadrado 60.



3.6.- LAS CONDICIONALES.En muchos programas es necesario que el programa actúe de forma distinta en función de

que una condición se cumpla o no. Para ello emplearemos la primitiva condicional Si que se escribe:

Si Condición [Acción 1] [Acción 2]

Esta línea de programa ejecuta la Acción 1 si se cumple la condición y ejecutará la Acción 2 si no se cumple la condición.

Para introducir las condiciones el programa WinLogo permite utilizar los siguientes operadores aritméticos:

Suma que se indica con el símbolo + Resta que se indica con el símbolo - Multiplicación que se indica con el símbolo * División que se indica con el símbolo /

Y también disponemos de los operadores de comparación:= para indicar la igualdad < para indicar es menor > para indicar es mayor

Veamos un ejemplo que nos diga si somos mayores o menor de edad.

Para MayorEdadBTEs [¿Qué edad tienes?]Haz “Edad LPSi :Edad < 18 [Es [Eres menor de edad]] [Es [Eres mayor de edad]]

Fin

Las condiciones pueden ser compuestas si queremos utilizar más de un criterio para decidir la acción a realizar. Para ello emplearemos los operadores lógicos O e Y.

Veamos algunos ejemplos:

Programa con el operador lógico O

Para FiestaBTEs [Esta fiesta es solo para chicos de 15 o 16 años]Es [¿Qué edad tienes tú?]Haz “Edad LPSi O :Edad = 15 :Edad =16 [Es [Puedes pasar a la fiesta]] [Es [No puedes pasar]]

Fin

Este otro programa para utilizar el operador lógico Y

Para OtraFiestaBT Es [Esta actividad es sólo para chicas de 15 años]Es [¿Cuántos años tienes tú?]Haz “Años LPEs [¿Si eres un chico escribe chico y si eres chica escribe chica?]Haz “Sexo LPSi Y :Años = 15 :Sexo = “chica [Es [Puedes pasar a la fiesta]] [Es [No puedes pasar a la fiesta]]

Fin



3.7.- RECURSIVIDAD.Es una de las grandes potencialidades del lenguaje Logo. Consiste en la posibilidad que un

procedimiento se llame a si mismo, es decir, decimos que un procedimiento es recursivo cuando el nombre del procedimiento que se está definiendo forma parte del cuerpo de la definición.

Ejemplo:

PARA HOLA ESCRIBE “HOLA HOLA

FIN

Observar que este procedimiento recursivo no se para nunca puesto que no tiene ninguna parada interna. Se puede interrumpir su ejecución pulsando la tecla ESC.

Los procedimientos recursivos se pueden parar desde dentro con la orden Si, utilizada con la orden Alto.

Ejemplo:

Escribe el siguiente procedimiento y analiza su funcionamiento:

PARA CONTADOR1 :NBTSI :N<0 [ESCRIBE "FIN ALTO]ES :NESPERA 100CONTADOR1 :N-1

FIN

Ahora haz lo mismo con el siguiente procedimiento:

PARA CONTADOR2 :NBP PONGROSOR 2SI :N<0 [PONRUMBO 90 ROTULA "FIN ALTO]PONRUMBO 90 ROTULA :NESPERA 100CONTADOR2 :N-1

FIN

Ahora escribe el siguiente procedimiento y analiza su funcionamiento:

PARA CUADRADOS :LADOBP PONCL 5PONGROSOR 4REPITE 4 [AVANZA :LADO GIRADERECHA 90]HAZ “LADO :LADO + 5SI :LADO>100 [ALTO]ESPERA 50CUADRADOS :LADO

FIN



4.- LA CONTROLADORA DE ENCONOR.Como ya dijimos anteriormente, para poder utilizar un ordenador personal como elemento

de control de sistemas automáticos, uno de los elementos que se necesitan es una tarjeta controladora que sirva de intermediaria entre el ordenador y el sistema a controlar, capaz de recibir información del sistema mediante un número suficiente de entradas y de transmitir el resultado que resulte del procesado de las entradas, mediante un número suficiente de salidas.

En nuestro caso vamos a utilizar en el aula de tecnología dos tarjetas controladoras distribuidas por la casa ENCONOR, cuyas características técnicas más importantes son:

4.1.- Tarjeta ENCONOR 2: 8 entradas digitales. 4 salidas digitales tipo interruptor. (Hasta 10 Amperios a 250 voltios de corriente

alterna) 4 salidas digitales tipo interruptor de cruce. (Hasta 5A a 250 voltios de corriente

alterna) 5 entradas analógicas de 8 bits de resolución. (Tensión de lectura entre 0 y 5 voltios) Conexión a través del puerto SERIE del ordenador (COM1 o COM2). Alimentación a 10 voltios de corriente continua suministrada por el alimentador. Control mediante LOGO y BASIC.

El aspecto de la controladora ENCONOR 2 es el siguiente:

La disposición de las conexiones es la siguiente:



4.2.- Tarjeta ENCONOR PLUS: 8 entradas digitales. 4 salidas digitales tipo interruptor. (Hasta 10 Amperios a 250 voltios de corriente

alterna) 4 salidas digitales tipo interruptor de cruce. (Hasta 5A a 250 voltios de corriente

alterna) 5 entradas analógicas de 8 bits de resolución. (Tensión de lectura entre 0 y 5 voltios) Conexión a través del puerto SERIE del ordenador (COM1 o COM2). Alimentación a 10 voltios de corriente continua suministrada por el alimentador. Control mediante LOGO y BASIC. 4 salidas analógicas de 8 bits de resolución y margen de tensión comprendido entre 1,5 y

10,5 voltios con una corriente máxima de 0,75 Amperios.

El aspecto de la controladora ENCONOR PLUS es el siguiente:

La disposición de las conexiones es la siguiente:

Cuando los diodos LED rojos de las salidas analógicas estén iluminados suavemente quiere decir que la corriente de salida está próxima a la sobrecarga. Esta situación no puede mantenerse indefinidamente puesto que se puede romper la tarjeta.

La tensión de alimentación para las salidas analógicas hay que suministrarla con una fuente exterior. Tendrá un valor comprendido entre 12 y 15 voltios de corriente continua para suministrar corriente suficiente para los receptores eléctricos que se conecten en dichas salidas.



Las tarjetas tienen en el lateral el conector SERIE con el cual se conecta al puerto SERIE del ordenador. Además tenemos el conector de alimentación. Se dispone también de un botón de RESET para utilizar en caso de bloqueo de la tarjeta.

4.3.- Entradas de la controladora.Las entradas tienen por objeto captar la información que el ordenador necesita para

conocer el estado de la máquina. A partir de los datos de entrada, el programa toma decisiones referentes a las próximas actuaciones de la máquina.

Existen dos tipos de entradas, las digitales y las analógicas:

- Son entradas digitales aquellas que admiten sólo los valores 0 y 1; por ejemplo, un interruptor es un modelo típico de entrada digital, pues sólo tiene dos estados o posiciones, abierto y cerrado; a la posición abierto se le asigna el valor 0 y a la de cerrado el 1.

Las entradas digitales más comunes son: los interruptores, los pulsadores y los finales de carrera.

- Las entradas analógicas admiten multitud de valores. Un potenciómetro es un ejemplo de sensor analógico ya que tiene múltiples posiciones y, por lo tanto, suministra al ordenador múltiples valores en función de su posición.

Las entradas analógicas más comunes son: las resistencias variables como los potenciómetros, las fotorresistencias o las NTC y PTC.

PRIMITIVAS PARA CONTROLAR ENTRADAS

Entrada nDevuelve “CIERTO” si la entrada está conectada y “FALSO” en caso contrario.n debe estar comprendida entre 1 y 8.

EsperaOn n

El programa queda parado esperando que se active la entrada n. Cuando se activa, el programa sigue su curso.n debe estar comprendida entre 1 y 8.

EsperaOff n

El programa queda parado esperando que se desactive la entrada n. Cuando se desactiva, el programa sigue su curso.n debe estar comprendida entre 1 y 8.

LeeAnalogica N(siendo N un valor entre 1 y 5). Nos devuelve un valor comprendido entre 0 y 255, donde 0 corresponde a 0 voltios y 255 corresponde a 5 voltios en la entrada analógica.

4.3.1.- ENTRADAS DIGITALES.

Como ya hemos dicho, esta tarjeta dispone de 8 entradas digitales y ninguna analógica. Las entradas de la controladora serán activas cuando unamos eléctricamente sus dos terminales mediante cualquiera de los elementos de entrada digital que acabamos de ver. (pulsador interruptor, o final de carrera)

ES MUY IMPORTANTE NO CONECTAR NINGUNA TENSIÓN A LAS ENTRADAS, ya que podría causar desperfectos en los circuitos de la placa.

La primitiva que nos informa del estado de las entradas digitales es Entrada N (siendo N un número del 1 al 8). Devuelve CIERTO o FALSO según la entrada esté o no conectada. Un ejemplo de condicional podría ser:

Si Entrada 1 [Apaga 1], apagará el operador que esté conectado en la salida 1 cuando esté activa la entrada digital 1.



4.3.2.- ENTRADAS ANALÓGICAS.

Las entradas analógicas admiten una tensión variable entre 0 y 5 V que obtenemos al conectar cualquier tipo de resistencia variable (potenciómetro, LDR, NTC, etc) como se observa en la figura adjunta.

En este caso concreto en los extremos del potenciómetro tenemos los 5 voltios. El valor de tensión que tenemos en la entrada EA1 dependerá de la posición del potenciómetro.

Para conocer el valor de la tensión en las entradas analógicas se emplea la primitiva LeeAnalogica N (siendo N un valor entre 1 y 5). Nos devuelve un valor comprendido entre 0 y 255, donde 0 corresponde a 0 voltios y 255 corresponde a 5 voltios en la entrada analógica.

Una sentencia podría ser: Si LeeAnalogica 3 > 128 [Conecta 3] [Apaga 3]

4.4.- Salidas de la controladora.Las salidas son, generalmente, motores que mueven las máquina a las que están

conectados y las bombillas. Pero también podemos conectar a las salidas otros operadores eléctricos como los electroimanes, los relés y las electroválvulas.

También las salidas pueden ser analógicas o digitales; una bombillas constituye un ejemplo de salida digital, ya que sólo tiene dos estados, encendida o apagada; los motores pueden estar conectados a una salida digital que sólo controlará el giro y la parada, pero, si se conecta a una salida analógica, también podrá controlarse su velocidad de giro.

Las salidas de la controladora son los contactos de un relé, por lo que no suministran ningún tipo de tensión. De esta forma se tendrá que utilizar una fuente de tensión externa (pila o fuente de alimentación) necesaria para cada aplicación.

4.4.1.- SALIDAS DIGITALES.

La controladora dispone de dos tipos de salidas digitales:

- Las salidas 1 a 4, que son de tipo interruptor.

Estas salidas tienen dos terminales cada una, y cuando activamos una de ellas mediante la primitiva Conecta (Conecta 1 por ejemplo), lo que hacemos realmente es unir estos dos terminales, es decir, como si cerramos un interruptor.

- Las salidas 5 a 8, que son de tipo conmutador de cruce.

Estas salidas tienen cuatro terminales cada una, y cuando activamos una de ellas lo que estamos haciendo es invertir las salidas, como se puede observar en la figura.



Las salidas de tipo conmutador de cruce se emplean para invertir el sentido de giro de un motor. Para ello se utilizarán como entradas al conmutador las dos etiquetadas como A, y como salidas del conmutador de cruce las dos etiquetadas como B.

Si queremos podremos utilizarlas estas entradas como simple interruptor, para se utilizarán las dos clemas exteriores o las dos interiores de las cuatro que forman la salida.

Las primitivas que permiten cambiar el estado de las salidas digitales son Conecta N o Apaga N, siendo N un número del 1 al 8.

4.4.2.- SALIDAS ANALÓGICAS.

Este tipo de salidas solo las tiene la ENCONOR PLUS. Tenemos 4 salidas nominadas como SA1, SA2, SA3 y SA4. Debemos conectar una fuente de alimentación externa con una tensión de 15 voltios en los terminales de ALIMENTACIÓN EXTERNA SALIDAS ANALÓGICAS.

A diferencia de las salidas digitales, que no proporcionan tensión, las analógicas nos suministrarán una tensión variable entre 1,6 y 10 voltios aproximadamente. No podemos ajustar la tensión a 0 voltios, por lo que si fuera necesario ajustar a cero deberíamos utilizar alguna de las salidas digitales.

Las primitivas empleadas para regular el voltaje en las salidas analógicas son del tipo Voltaje N Valor, donde N indica la salida (entre 1 y 4) y en Valor pondremos la tensión deseada, o sea, un número comprendido entre 1,6 y 10.

PRIMITIVAS PARA CONTROLAR SALIDASConecta N Activa la salida digital N (N toma valores entre 1 y 8)Apaga N Desactiva la salida digital NVoltaje N Valor Fija en la salida analógica N el valor de tensión especificado en Valor.



4.5.- Conexión de la controladora.Vamos a ver ahora cómo se conectan las entradas y salidas de la controladora, para ello

no vamos a ver dos aplicaciones típicas:

- Primer ejemplo: conectamos un pulsador a la entrada nº1 y una bombilla en la salida nº1, esta última con su correspondiente alimentación, tal y como podemos observar en la figura.

Con estas conexiones tan simples, podemos hacer gran cantidad de efectos, simplemente con modificar el programa de control.

El procedimiento siguiente produce el encendido y apagado de la bombilla, que proseguirán hasta que un operador humano detenga la ejecución de dicho procedimiento pulsando la tecla escape.

PARA INTERMITENTEConecta 1Espera 200Apaga 1Espera 200INTERMITENTE

FIN

Si fuese necesario contarlas veces que se enciende y se apaga y mostrarlo en la pantalla del ordenador, podríamos hacer la siguiente modificación al programa:

PARA BOMBILLAHAZ "CONTADOR 0INTERMITENTE

FIN

PARA INTERMITENTEConecta 1Espera 200Apaga 1Espera 200HAZ "CONTADOR :CONTADOR + 1BT ESCRIBE :CONTADORINTERMITENTE

FIN



Mediante el pulsador conectado a la entrada 1 podemos controlar el encendido o el apagado de la bombilla por ejemplo mediante el siguiente programa:

PARA TEMPORIZADORSi entrada 1 [Conecta 1 espera 500 apaga 1]TEMPORIZADOR

FIN

Observarás que cuando ejecutas el procedimiento TEMPORIZADOR el ordenador espera hasta que acciones el pulsador, momento en el cuál se enciende la bombilla permaneciendo ésta durante cinco segundos y luego se apaga, esperando de nuevo el ordenador hasta que vuelvas a accionar dicho pulsador.

Podríamos mejorar este procedimiento de la siguiente forma:

PARA TEMPORIZADORHaz "contador 10Conecta 1contadorApaga 1

FIN

PARA contadorBT Escribe :contador espera 100Haz "contador :contador - 1si :contador<0 [alto]contador

FIN

- Segundo ejemplo: conectamos un pulsador a la entrada nº1, un motor en la salida 5B, y una pila entre las salidas nº4 y la 5A, tal y como podemos observar en la figura anterior.

Con el siguiente programa conseguimos que al ejecutarlo, se ponga en marcha el motor, y cada vez que accionemos el pulsador conseguimos que el sentido de giro del motor cambie.

PARA CAMBIO_DE_SENTIDOConecta 4Haz “GIRO [IZQUIERDA]COMPROBAR_PULSADOR

FIN

PARA COMPROBAR_PULSADORSi Entrada 1 [Si :GIRO="IZQUIERDA [HAZ "GIRO [DERECHA]] [HAZ "GIRO [IZQUIERDA]]] []Si :GIRO="DERECHA [Conecta 5] []Si :GIRO="IZQUIERDA [Apaga 5] []COMPROBAR_PULSADOR

FIN



Dpto. de Tecnología. 4º de E.S.O.TEMA 5: Control asistido por ordenador. Solución Actividades de Control Página 18/24


ANEXO: PRIMITIVAS DE WINLOGO

PRIMITIVA ABREVIAT. DESCRIPCIÓNAVANZA núm AV La Tortuga avanza el Nº de pasos indicados en núm RETROCEDE núm RE La Tortuga retrocede el Nº de pasos indicados en núm GIRADERECHA ang GD La tortuga gira hacia su derecha los grados que se indican en ang.GIRAIZQUIERDA ang GI La tortuga hacia su izquierda los grados que se indican en ang.ESCRIBE ”palabra ES Escribe en la ventana TEXTOS la palabra puesta detrás de las comillas.

ESCRIBE [frase] ES

Escribe en la ventana TEXTOS la frase encerrada entre corchetes.Si se utilizan varios objetos como parámetros debe encerrar todo entre paréntesis.

(ESCRIBE obj1 obj2 ... objn)

BORRAPANTALLA BP Borra la pantalla gráfica y lleva la Tortuga al centro con rumbo 0.SUBELÁPIZ SL Sube el lápiz de la tortuga para que no deje trazo al desplazarse.

BAJALÁPIZ BLActiva el lápiz de la vuelva a dejar trazo después de la utilización de SubeLápiz o Goma.

REPITE veces [órdenes]Ejecuta las instrucciones que se piden en órdenes el número de veces indicado.

ROTULA [frase] Escribe en la ventana GRÁFICOS la frase indicada.

PONGROSOR grosor PONGFija el grosor del trazo para la tortuga, grosor es un número entero comprendido entre 1 y 10.

PONCOLORLÁPIZ color PONCL Fija el color del lápiz de la tortuga de acuerdo al número de color indicado.

PONFONDO color PONFFija el color del fondo para el área gráfica de acuerdo al número indicado en color. 1<color<256

RELLENA

Rellena formas cerradas en cuyo interior se encuentre la tortuga con el color actual del lápiz. El borde de la figura a rellenar debe ser igual al del lápiz de la tortuga.

PONRUMBO ang

Fija la orientación de las tortugas activas de acuerdo al valor indicado en ang. l. Los ángulos se miden en grados a partir del semieje positivo de la coordenada Y en sentido horario.

CENTROLleva las Tortugas activas al centro del mundo gráfico. Si estuvieran en modo BajaLápiz, éstas dejarán trazo en su desplazamiento.

PONPOS [coord]Sitúa las tortugas activas en el punto cuyas coordenadas se indican en coord, manteniendo el rumbo.

PONX coordDesplaza las tortugas activas en forma horizontal hasta el punto de abscisa indicada en coord.

PONY coordDesplaza las tortugas activas verticalmente hasta el punto de ordenada indicado en coord.

PARA procComienza la definición de un procedimiento de nombre proc. Todo procedimiento debe finalizarse siempre con la primitiva Fin.

LEECAR LCLee el primer carácter leído del teclado pero no lo visualiza en ninguna ventana.

LEEPALABRA LP

Lee la primera palabra leída desde el teclado. Los caracteres leídos se van presentando en la ventana de TEXTOS a partir de la posición actual del cursor. La tecla RETROCESO permite borrar el último carácter escrito mientras no se haya pulsado INTRO.

LEECARS núm LCS

Lee la cantidad de caracteres del teclado indicado en núm y devuelve la palabra formada por los mismos. Los caracteres no se visualizan en ninguna ventana.

ESPERA númDetiene la ejecución durante un tiempo equivalente a las centésimas de segundo indicadas en núm.

HAZ "nombre objAsigna el valor indicado en obj a la variable cuyo nombre se especifica en nombre.

SI pred [órdenes]SI pred [órdenes] [órdenes2]

Ejecuta la lista de instrucciones indicada en órdenes en caso de que pred sea CIERTO. Si se indica una segunda lista, órdenes2, ejecutará la misma en caso de que pred sea FALSO. Si se omite la lista órdenes2, se debe pulsar INTRO después de la lista órdenes1, de lo contrario se producirá un mensaje de error.

ALTODetiene la ejecución del procedimiento en curso, devolviendo el control al procedimiento que lo llamó.

COMPRUEBA pred

Determina si el predicado pred es CIERTO o FALSO. Comprueba se utiliza conjuntamente con las primitivas SiCierto y SiFalso.Si la condición es verdadera, se ejecutarán las órdenes indicadas en SiCierto. En caso contrario, se ejecutarán las de SiFalso. Estas últimas dos primitivas deben utilizarse dentro del mismo procedimiento que incluye a Comprueba.



PRIMITIVA ABREVIAT. DESCRIPCIÓN

SiCierto [órdenes]Ejecuta las instrucciones indicadas dentro de la lista órdenes en caso de que el correspondiente Comprueba haya dado como resultado CIERTO.

SiFalso [órdenes]Ejecuta las instrucciones indicadas dentro de la lista órdenes en caso de que el correspondiente Comprueba haya dado como resultado FALSO.

SUMA núm1 núm2(SUMA núm1 núm2.. númn)

núm1 + núm2

Devuelve la suma de núm1 y núm2. Si se indican más de dos números debe encerrarse la primitiva y los números entre paréntesis.

PRODUCTO núm1 núm2(PRODUCTO núm1 núm2..númn) núm1 * núm2

Devuelve el resultado de la multiplicación entre los números núm1 y núm2. Para que acepte más números como parámetros debe encerrarse la primitiva y estos números entre paréntesis

DIVISIÓN núm1 núm2 núm1 / núm2Devuelve el resultado de la división entre núm1 y núm2. núm2 no puede ser cero.

COCIENTE núm1 núm2 Devuelve el cociente de la división entera entre núm1 y núm2

RESTO núm1 núm2Devuelve el resto de la división entera entre los números núm1 y núm2. núm2 no puede ser cero

POTENCIA núm potenciaDevuelve el resultado de elevar el número indicado en núm a la potencia especificada.

LEELISTA LL

Devuelve la lista leída desde el teclado. Los caracteres escritos se van presentando en la ventana de TEXTOS a partir de la posición actual del cursor. Se puede borrar el último carácter escrito utilizando la tecla RETROCESO, mientras no se haya pulsado aún la tecla INTRO.

LIMPIAVIENTANA “Ventana LV

Limpia el contenido de la ventana indicada.Los valores permitidos para ventana son GRAFICOS, TEXTOS, FORMAS, VARIABLES, EDICION o TRABAJO y deben escribirse en mayúsculas.

MAXIMIZA “Ventana MV

Amplía la ventana indicada al tamaño máximo posible dentro de la pantalla.Los nombres de ventanas permitidos para ventana pueden ser, EDICION, TEXTOS, GRAFICOS, VARIABLES, FORMAS, TRAZADOR o TRABAJO y deben escribirse en mayúsculas.

CARGA “ArchivoRecupera el fichero indicado en archivo dentro del área de Trabajo validando procedimientos y definiendo variables, si los hubiera.

EDITA “procPresenta el contenido del procedimiento proc dentro de la ventana de Trabajo para su edición.

BORRA “proc Borra del espacio de trabajo el procedimiento indicado en proc.OCULTATORTUGAS OT Oculta todas las tortugas activas.MUESTRATORTUGAS MT Las tortugas activas se hacen visibles.

Relación de primitivas específicas para manejar la CONTROLADORA de ENCONOR de Winlogo:

PRIMITIVA DESCRIPCIÓN

Conecta nConecta la salida indicada en el número n y deja las demás como están1n debe estar comprendida entre 1 y 8.

Apaga nApaga o desconecta la salida indicada en el número n y deja las demás como están.n debe estar comprendida entre 1 y 8.

Entrada nDevuelve “CIERTO” si la entrada está conectada y “FALSO” en caso contrario.n debe estar comprendida entre 1 y 8.

EnviaOcteto n

Envía a las salidas el número binario equivalente al decimal que pongamos en n . Por ejemplo, EnviaOcteto 33 conectará las salidas 1 y 6 y desconectará las demás, ya que el número 33 en binario de ocho bit es el 00100001n debe estar comprendida entre 0 y 255.

Segundos sProduce un retardo o espera del número de segundos especificado en s. Se pueden utilizar fracciones de segundo, por ejemplo: segundos 0.2

EsperaOn n

El programa queda parado esperando que se active la entrada n. Cuando se activa, el programa sigue su curso.n debe estar comprendida entre 1 y 8.

EsperaOff n

El programa queda parado esperando que se desactive la entrada n. Cuando se desactiva, el programa sigue su curso.n debe estar comprendida entre 1 y 8.

Voltaje N Valor Fija en la salida analógica N el valor de tensión especificado en Valor.

LeeAnalogica N(siendo N un valor entre 1 y 5). Nos devuelve un valor comprendido entre 0 y 255, donde 0 corresponde a 0 voltios y 255 corresponde a 5 voltios en la entrada analógica.



ACTIVIDADES DE WINLOGO

ACTIVIDAD 1: Dibuja un cuadrado de 80 pasos de lado.

ACTIVIDAD 2: Dibuja un triángulo de 80 pasos de lado.

ACTIVIDAD 3: Dibuja un pentágono de 60 pasos de lado, apoyado sobre la base, de color amarillo y relleno.

ACTIVIDAD 4: Dibuja un octógono de 60 pasos de lado, apoyado sobre la base, de color verde y relleno.

ACTIVIDAD 5: Realiza un programa que te pregunte la nota numérica que has obtenido en un examen, y que te informe sobre la nota en letra (insuficiente, suficiente, bien, notable o sobresaliente).

ACTIVIDAD 6: Escribe un procedimiento para dibujar un triángulo al que se pueda variar el tamaño al llamarle.

ACTIVIDAD 7: Efectúa un programa que dibuje un cuadrado relleno de color negro, y que a los 2 segundos éste se convierta en amarillo, a los 2 segundos vuelva a convertirse en negro, y así sucesivamente hasta que pulsemos una tecla cualquiera que detendrá el programa.

ACTIVIDAD 8: Programa para hacer una secuencia con un semáforo. Esta secuencia constará de la repetición de los siguientes pasos:

- Semáforo ROJO durante 4 segundos.- Semáforo VERDE durante 5 segundos.- Semáforo AMARILLO durante 2 segundos.



ACTIVIDADES PARA EL SIMULADOR DE TARJETA CVIRTUAL

ACTIVIDAD 1: Realiza un programa para comprobar las salidas del simulador, de forma que se de forma sucesiva cada una de las salidas de la 1 a la 8 realicen las siguientes operaciones: se encienda la salida y al cabo de un segundo se apague.

ACTIVIDAD 2: Realiza un programa para comprobar las salidas del simulador, de forma que se vayan encendiendo una a una todas las salidas de la 1 a la 8, y luego se vayan apagando de forma inversa, de la 8 a la 1

ACTIVIDAD 3: Realiza un programa que funcione de la siguiente forma: si pulsamos los números del 1 al 8 se enciende la salida correspondiente, y si pulsamos el número 0 se apagan todas las salidas que estén encendidas.

ACTIVIDAD 4: Realiza un programa que funcione de la siguiente forma: si pulsamos los números del 1 al 8 se enciende la salida correspondiente, y si pulsamos el número 0 se apagan todas las salidas que estén encendidas.



ACTIVIDADES PARA LA TARJETA ENCONOR2

ACTIVIDAD 1

Realiza el programa necesario para controlar el funcionamiento de la puerta automática que ya hemos automatizado con electrónica digital, ahora mediante la controladora ENCONOR2.

Utiliza las conexiones indicadas en la figura.

ACTIVIDAD 2

Realiza el programa necesario para controlar el funcionamiento de la barrera de aparcamiento que ya hemos automatizado con electrónica digital, ahora mediante la controladora ENCONOR2.




ACTIVIDAD 3

Realiza el programa que sirva para controlar el funcionamiento de un ascensor de cuatro plantas (planta baja mas tres plantas) mediante la controladora ENCONOR2.



Documents

05-06 Tema 5 - 4º ESO - Control por ordenador