Arduino + Myopenlab

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    Una propuesta de Utilizacin de Open Hardware y Software Libre GNUpara el Diseo y Simulacin de Prototipos en el Laboratorio

    Jos Manuel Ruiz GutirrezNoviembre 2011

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    ndice

    1. Objetivo de este trabajo.2. Una Introduccin general a MyOpenLab3. Test de Conexin4. Salida Intermitente5. Salida Intermitente (otra opcin)6. Comparador de Entrada analgica con una constante.7. Generador de Impulsos en el PIN 13 de Arduino8. Termostato9. Semforo10. Test Tarjeta11. Confort12. Prensa Hidrulica13. Contador de impulsos de entrada14. Parking15. Puerta de entrada a una finca16. Mquina de caf17. Datalogger Tipo 118. Datalogger Tipo 2

    Noviembre de 2011 Versin de Documento: V1.0Jos Manuel Ruiz Gutirrez j.m.r.gutierrez@gmail.com

    Blog de referencia: http://josemanuelruizgutierrez.blogspot.com/

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    1.Objetivo de este trabajo.Con el presente trabajo prctico pretendo dar a conocer las posibilidades de la

    herramienta MyOpenLab en conjuncin con Arduino. Se trata de un software de libredistribuido bajo licencia GNU de cdigo abierto, escrito en Java, multiplataforma yorientado a la realizacin de aplicaciones de modelado y simulacin.

    Existe la posibilidad de conexin del entorno con el mundo fsico a travs de lospuertos USB del ordenador de distintos tipos de hardware entre os que se encuentraArduino.

    Las posibilidades graficas de MyOpenLab as como su potencia del clculo yproceso de datos le hacen adecuado para los fines de experimentacin y elaboracin deprototipos en el laboratorio y en el aula.

    En este trabajo aporto una coleccin de aplicaciones que permitirn al lectorcomprender las posibilidades de esta poderosa conjuncin Arduino + MyOpenLab y leanimaran a continuar desarrollando materiales que permitan expandir la poderosa ideade la las plataformas Open Hardware y el software libre.

    Para poder comenzar a trabajar con MyOpenLab recomiendo que el lectorinteresado se descargue los materiales que yo mismo elabor sobre la herramienta,tutoriales y manual de usuario as como la versin ltima del software de la que mehonro en ser colaborador.

    Los siguientes documentos creados por mi ayudan al manejo de MyOpenLab yespecialmente Diagramas de Flujo V2.4.9.9.pdf

    Para conseguir el programa os podis dirigir a : http://es.myopenlab.deGua de usuario Versin 3.010Objetos CANVAS.pdfTratamiento de Datos.pdfDiagramas deFlujo V2.4.9.9.pdfSimulacion de Modelos Matemticos y Temporales.pdfManejo de Datos en Matrices y Tablas.pdfRobotica MyOpenLab.pdf

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    2.Una Introduccin general a MyOpenLab(Una herramienta para la modelizacin y simulacin orientada a la educacin)Descripcin.

    MyOpenlab es un entorno orientado a la simulacin y modelado de sistemasfsicos, electrnicos y de control con un amplio campo de aplicaciones.

    La aplicacin esta desarrollada en el lenguaje JAVA y por ello resulta portable adistintas plataformas. En el campo del modelado y simulacin es muy interesante contarcon una herramienta flexible que a partir de una amplia biblioteca de bloquesfuncionales permita realizar modelos a base de conectar bloques funcionales.

    MyOpenLab es capaz de conectarse al mundo fsico mediante una interface deamplia difusin en el mercado K8055 de Valleman y tambin a la tarjeta Arduino.

    La presentacin de los resultados y/o el control de las simulaciones se hacemediante un potente conjunto de bloques de funcin de visualizacin y/o interaccincapaz de manejar todo tipo de datos (analgicos, digitales, matrices, vectores, imgenes,sonidos, etc.).Mediante MyOpenLab es posible disear instrumentos virtuales (VI) atravs de los cuales se puede realizar una aproximacin a los sistemas de medida ycontrol de una manera ms realista.

    La realizacin de una simulacin se hace mediante dos pantallas o reas detrabajo: Panel Circuito y Panel Visualizacin. En el primero se disea el algoritmo desimulacin mediante "bloques" o "elementos de funcin" y el segundo se muestran losdatos o se generan los estmulos cuando se est en el modo de simulacin"

    El programa puede funcionar en plataformas Linux y sus requerimientos desistema son muy poco restrictivos, lo cual lo hace ideal para usar en casi cualquierequipo. bastar que se instale el runtime de JAVA JRE o JDK.

    Esta herramienta est recomendada para estudiantes de prcticamente todos losniveles: ESO, Bachillerato, Formacin Profesional y Primeros Cursos de las CarrerasTcnicas Universitarias.CARACTERSTICAS

    Facilidad de uso Amplia biblioteca de funciones tanto para manejo de seales analgicas como

    digitales. Posee una potente biblioteca de objetos grficos tipo "canvas" mediante la que

    se puede dotar de movimiento cualquier objeto o imagen asocindola avariables de los modelos a simular.

    Tratamiento de los tipos de datos y operaciones con estos. Realizacin de las aplicaciones mediante el uso de bloques de funcin con la

    posibilidad de encapsularlos en "macros".

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    Facilidad para crear pantallas de visualizacin que recojan el estado de lasvariables y eventos de las simulaciones.

    Posibilidad de ampliacin de su librera de componentes, editndolos en cdigoJAVA

    Posibilidad de creacin de "submodelos de panel" y "submodelos de circuito"encapsulados.

    Algunas libreras que incorpora MyOpenlab:Librera de elementos de Visualizacin y Control (Panel Frontal)

    Elementos de DecoracinElementos de visualizacin numricaElementos de activacin digitalElementos de Entrada y salida de cadenas de caracteresElementos de entrada y salida tipo vectores y matrices de datosElementos de visualizacin grafica en ejes coordenados IElementos de visualizacin grafica en ejes coordenados IILibrera de ExtrasElementos de AutomatizacinElementos de librera de usuarioRobot 2D

    Libreras de Elementos Funcionales (Panel Lgico)

    Elementos de DdecoracinOperadores DigitalesOperadores NumricosTratamiento de CaracteresElementos AnalgicosUtilidadesFicheros de Entrada/SalidaComparators

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    Tratamiento de ImgenesTratamiento de SonidosColorPines de E/SVectores y matricesAgrupacin de ElementosObjetos Grficos canvasLibrera de FsicaLibrera de Diagramas de FlujoLibrera de ExtrasLibrera de Conexiones entre aplicacionesLibrera definida por el UsuarioAutomation+ibrera de Automatizacin Interfaces

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    Forma de conexionado con Arduino.Para conseguir la comunicacin entre Arduino y Myopenlab se seguirn los

    siguientes pasos:1. Cargar el Firmware en la tarjeta Arduino con la ayuda del IDE Arduino. El

    fichero se encuentra en la carpeta D:\distribution3032\MyOpenLab_and_ArduinoV\arduino y el fichero se llama: arduino.pde

    2. Realizar el diseo dentro del entorno de Myopenlab utilizando la libreraArduino IO Interface 1.1 que es la que se encargara de la comunicacin con latarjeta Arduino.

    3. Consignar los elementos de entrada y salida de acuerdo con la configuracin queel firmware coloca en la tarjeta y que se muestra en la figura.

    4. No olvidar que hay que dejar previsto un elemento de entrada de valor numerocopara consignar el numero del puerto por el que se realizara la comunicacin y unaentrada digital (tipo pulsador) para que se active el dilogo entte Arduino yMypenlab

    5. En el panel de visualizacin se podrn colocar elementos graficos para mostrarlos valores de entrada y salida que le darn a la aplicacin un aspecto visual muyinteresante.

    6. Finalmente una vez realozado el diseo se activara el modo Run de Myopenlab yveremos la aplicacin funcionar.

    Componente de librera para conexin con Arduino

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    Designacin de E/S para la conexin de Arduino con Myopenlab

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    3.Test de ConexinA continuacin se muestra un ejemplo de aplicacin genrico de conexin de

    Arduino con MyOpenLab que permitir realizar un test de cada una de las entradassalidas configuradas en el protocolo de comunicacin.

    No olvidemos la asignacin de estas entradas salidas que se recuerda en la siguientetabla.

    Tipo de E/S Pin en la tarjetaArduino

    Pin en la libreraMyOpenLab

    Entrada Digital 1 D7 In-1Entrada Digital 2 D6 In-2Entrada Digital 3 D5 In-3Entrada Digital 4 D4 In-4Entrada Digital 5 D3 In-5Entrada Digital 6 D2 In-6Salida Digital 1 D8 Out-1Salida Digital 2 D9 Out-2Salida Digital 3 D10 Out-3Salida Digital 4 D11 Out-4Salida Digital 5 D12 Out-5Salida Digital 6 D13 Out-6Entrada Analgica 1 A0 ADC-1Entrada Analgica 2 A1 ADC-2Entrada Analgica 3 A2 ADC-3Entrada Analgica 4 A3 ADC-4Entrada Analgica 5 A4 ADC-5Entrada Analgica 6 A5 ADC-6

    Obsrvese que en esta versin de librera para Arduino de MyOpenLab no se hanconsiderado las salidas analgicas tipo PWM

    Ejemplo de conexionado operacin manejando todas las E/S de la tarjetaArduino

    El esquema del montaje en la parte de MyOpenLab consta de la libreracorrespondiente de comunicacin con Arduino Arduino IO Interface V1.11 a la que sehan conectado interruptores, diodos leds y medidores analgicos y un trazadorregistrador grafico para poder representar el estado de la variable as o c el gobierno delas salidas de la tarjeta Arduino.

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    Conexin del MyOpenlab y ArduinoEsta conexin se hace mediante las entradas de la librera: Com-port y Start que

    permiten indicara MyOpenLab el puerto por donde recibir y entregara datos y la ordenpara estableces la comunicacin respectivamente,. La primera es una variable de tipoente