2. Marco teórico.

2.1 Sobre la máquina de tortillas.

La primera máquina tortilladora de México fue inventada e instalada por Everardo Rodríguez Arce y su socio Luis Romero en 1904. En 1905 Ramón Benítez fabrica el primer aparato de uso práctico. En 1910 Luis Romero marca otro paso en la fabricación de tortillas con su máquina de rodillos, alambres despegadores y troquelado de tortilla. En 1915 la compañía "La India S.A." incorpora un cocimiento continuo de tortillas al proveer de un horno cilíndrico vertical calentado por madera o carbón, con una cubierta circular rotativa donde las tortillas se volteaban o se quitaban. En 1920 C. Celorio y A. S. Olague incorpora a la máquina una banda que corre a lo largo de un túnel y que tiene quemadores de gas distribuidos a lo largo, esta es la primera vez que se usa gas. En 1921 surge la máquina tubular de Luis Romero, accionada eléctricamente y calentada por petróleo. En 1947 Fausto Celorio Mendoza inventa la primer máquina automática, que reproduce mecánicamente el cocimiento tradicional de la tortilla, es la máquina de rodillos que troquela la tortilla y usa alambres despegadores, aunque la invención tiene problemas de control de temperatura por lo que genera un cantidad importante de producto a descartar.

Figura 1 Mujeres haciendo tortillas

En 1959 Fausto Celorio Mendoza inventa y lanza al mercado la máquina con sistema de extrusión con chasis plano y conducción de gas por tubería. En 1963 Fausto Celorio realiza varias mejoras a la máquina, sobre todo en el chasis, transformando a este en conductor de gas, y aparece la primera máquina dúplex en el mercado que produce 132 kg de tortilla por hora. En 1975 Fausto Celorio inventa la nueva máquina Celorio conocida como baja en Calorías. En los modelos sencillos producen 100 kg de tortilla por hora y el modelo dúplex produce 200 kg de tortilla por hora y que como su nombre lo indica reduce notablemente el consumo de gas, asegurando que con este sistema ahorra el 50% menos de gas que cualquier otra máquina que existía en el mercado.

En 1995, viendo la necesidad del mercado de producir una máquina intermedia entre la máquina sencilla y la dúplex, Fausto Celorio inventa y lanza al mercado una máquina que produce 131 kg de tortilla por hora, la máquina 100-K. En 1996 se incorporan mejoras a las máquinas modelos 70-K, 100-K, 130-K en el cabezal, se refuerzan flechas y otras partes que permiten trabajar sin hacer ninguna adaptación especial, lo mismo harina de maíz que masa nixtamalizada o una mezcla de las dos.

En 1998 la compañía Celorio lanza al mercado el innovador sistema de encendido electrónico automático que evita el uso de la antorcha o mechero para el encendido de la máquina y se ponen nuevas tapas en el horno para reducir aún más el consumo de gas. En 2001 la compañía Celorio inventa y lanza al mercado a nivel mundial su nuevo modelo de máquina tortilladora la compacta EH-1800. Esta máquina incorpora un sistema revolucionario de extrusión horizontal, un chasis más corto, reduce el consumo de refacciones, y el consumo de gas.

Don Fausto Celorio Mendoza, fue galardonado en el Museo Nacional de Bellas Artes de la Ciudad de México, con un especial reconocimiento a su talento y a sus logros como inventor e impulsor de la industrialización de la tortilla, base de la cultura alimenticia de México y Mesoamérica.

 Como dato curioso las primeras tortillas producidas por la máquina fueron de forma cuadrada, forma ideal a decir del inventor porque se ajustaba perfecto para los tacos pero, debido al arraigo de su forma circular, se le tuvo que adaptar un dispositivo especial.

2.2 Sobre la tortilla.

Una de las más usuales formas de comer maíz en México son las tortillas; que se preparan con el maíz cocido con cal, este se muele y formada la masa, se toma una pequeña bolita entre ambas manos, se empieza a dar de palmadas para extenderla, hasta conseguir un circulo el cual se deposita suavemente en el comal o lámina metálica al fuego directo y ahí se cuece.

A más de 500 años desde la llegada de los españoles a territorio mexicano, la tortilla se mantiene como un alimento básico dentro de nuestra dieta diaria. El maíz y la tortilla, como su principal derivado, son la principal fuente de calorías y calcio. Sin importar la clase social a que se pertenezca, es consumida a diario en todo el país.

La buena tortilla debe ser suave y flexible, para saber si lo es, hay que sostenerla con una mano, con la otra tomarla de una orilla y enrollarla convertirla en taquito. Otra buena señal es que al formarse la tortilla y salir caliente se le forma una capa o telita de un lado; así, se distingue el derecho del revés de una tortilla.

No se sabe con exactitud cuándo y en donde surgieron las tortillas, se conoce por textos como "Historia General de las Cosas de Nueva España" que los aztecas ya se alimentaban con ellas, las hacían e incluso las comerciaban; Fray Bernardino de Sahagún y sus informantes lo narran. En el pasado las tortillas no se compraban, las hacían las mujeres mismas, sus madres les enseñaban a manejar el metate (una piedra volcánica rectangular utilizada para moler el maíz) y a preparar la masa (una mezcla de maíz seco, agua y cal) para cocinarlas.

En la actualidad aún hay cientos de pueblos y comunidades, sobre todo donde se concentran los cinturones de pobreza del país, donde las amas de casa aún elaboran a mano las tortillas y las cuecen con leña.

2.3 Sobre el microcontrolador.

Inicialmente cuando no existían los microprocesadores las personas se ingeniaban en diseñar sus circuitos electrónicos y los resultados estaban expresados en diseños que implicaban muchos componentes electrónicos y cálculos matemáticos. Un circuito lógico básico requería de muchos elementos electrónicos basados en transistores, resistencias, etc., lo cual desembocaba en circuitos con muchos ajustes y fallos; pero en el año 1971 apareció el primer microprocesador el cual originó un cambio decisivo en las técnicas de diseño. Al principio se creía que el manejo de un microprocesador era para aquellas personas con un coeficiente intelectual muy alto; por lo contrario con la aparición de este circuito integrado todo sería mucho más fácil de entender y los diseños electrónicos serian mucho más pequeños y simplificados. Entre los microprocesadores más conocidos tenemos el popular Z-80 y el 8085; sin embargo, después de cierto tiempo aparece una nueva tecnología llamada microcontrolador que simplifica aun más el diseño electrónico.

2.3.1Diferencias entre microprocesador y microcontrolador.

Un microprocesador requiere de algunos circuitos integrados adicionales, por ejemplo: memorias RAM, ROM, incluso un circuito integrado para los puertos de entrada y salida. Un microcontrolador es un solo circuito integrado que contiene todos los elementos electrónicos que se utilizan para hacer funcionar un sistema basado con un microprocesador.

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 (embebed controller).

2.3.2 Ventajas de un microcontrolador frente a un microprocesador.

La configuración básica de un microprocesador estaba constituida por 40 Pines, pero un microcontrolador incluye todos los elementos necesarios en un solo Circuito Integrado por lo que implica una gran ventaja en varios factores: en el circuito impreso, el costo del sistema y, lo mejor de todo, el tiempo de desarrollo. Son diseñados para reducir el costo económico y el consumo de energía de un sistema en particular.

2.3.3 Los microcontroladores en la actualidad.

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. 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.Pero la invasión acaba de comenzar y el nacimiento del siglo XXI será testigo de la conquista masiva de estos diminutos computadores, que gobernarán la mayor parte de los aparatos que fabricaremos y usamos los humanos.

Actualmente puede haber unos 33 fabricantes de microcontroladores, tales como Atmel, Dallas Semiconductor, Frescale, Holtek, etc., aunque sobre todos predomina por ser más popular la marca Microchip, y concretamente el modelo PIC 16F84, el cual tiende a ser sustituido por el PIC 16F628A, el cual es más económico y tiene mayores prestaciones.

2.3.4 Limitaciones de los microcontroladores.

El principal inconveniente de los microcontroladores está en que no pueden realizar dos funciones al mismo tiempo. Esto es debido a la alta velocidad de procesamiento, y que también utilizan un sistema de interrupciones en donde a ciertos estímulos dejan temporalmente de ejecutar el programa principal para pasar a ejecutar otros programas más prioritarios.

2.3.5 Lenguajes de programación.

El lenguaje de programación natural de los microcontroladores es el código maquina, formado únicamente a base de ceros y unos, pero como las instrucciones serian muy difíciles de recordar, se utilizan nemotécnicos. A este lenguaje se le conoce con el nombre de Ensamblador, y aunque sea el más complicado es el lenguaje que implementa los programas más estructurados, y en donde el programador tiene el control total de lo que está haciendo el microcontrolador. Para los microcontroladores de Microchip (PIC) se puede utilizar el MPLAB que distribuye gratuitamente este fabricante. En los microcontroladores PIC de baja y media gama hay un total de 35 instrucciones. Hay otros lenguajes como el Basic, C, C ++, etc. en donde se utilizan compiladores que después traducen las instrucciones a lenguaje maquina.

2.3.6 Microcontroladores PIC.

Los PIC son una familia de microcontroladores tipo RISC (Reduced Instruction Set Computer) que son fabricados por la compañía Microchip. Muchas compañías fabrican microcontroladores y han desarrollado sus propias familias por ejemplo la serie COP de National Semiconductor y la serie 8051 de Intel.

El PIC original se diseñó para ser usado con la nueva CPU de 16 bits CP16000. Siendo en general una buena CPU, ésta tenía malas prestaciones de entrada y salida, y el PIC de 8 bits se desarrolló en 1975 para mejorar el rendimiento del sistema quitando peso de E/S a la CPU. El PIC utilizaba micro-código simple almacenado en ROM para realizar estas tareas; y aunque el término no se usaba por aquel entonces, se trata de un diseño RISC que ejecuta una instrucción cada 4 ciclos del oscilador.

3. Microcontrolador PIC 16F84.

Contiene memoria flash, la cual permite que se pueda reescribir el PIC hasta 1000 veces. La información que se haya programado puede durar hasta 40 años. Tiene 18 pines.

3.1 Características principales.

Repertorio de 35 Instrucciones. Todas las instrucciones se ejecutan en un solo ciclo excepto las de salto que necesitan

dos. Versiones para bajo consumo (16LF84A), de 4 MHz (PIC16F84A-04) y 20 MHz

(PIC16F84A-20). Un ciclo máquina del PIC son 4 ciclos de reloj, por lo cual si tenemos un PIC con un cristal de 4 MHz, se ejecutarán 1 millón de instrucciones por segundo.

Memoria de programa Flash de 1 K x 14 bits. Memoria RAM dividida en 2 áreas: 22 registros de propósito específico (SFR) y 68 de

propósito general (GPR) como memoria de datos. 15 registros de funciones especiales. Memoria de datos RAM de 68 bytes (68 registros de propósito general). Memoria de datos EEPROM de 64 bytes.

Contador de programa de 13 bit (lo que en teoría permitiría direccionar 4 KB de memoria, aunque el 16F84 solo dispone de 1KB de memoria implementada).

Pila con 8 niveles de profundidad. Modos de direccionamiento directo, indirecto y relativo. ALU de 8 bits y registro de trabajo W del que normalmente recibe un operando que

puede ser cualquier registro, memoria, puerto de Entrada/Salida o el propio código de instrucción.

4 fuentes de interrupciones: o A través del pin RB0/INT.o Desbordamiento del temporizador TMR0.o Interrupción por cambio de estado de los pins 4:7 del Puerto B.o Completada la escritura de la memoria EEPROM.

1.000.000 de ciclos de borrado/escritura de la memoria EEPROM. 40 años de retención de la memoria EEPROM. 13 pins de E/S con control individual de dirección. PortA de 5 bits <RA0:RA4>. PortB de 8 bits <RB0:RB7>. Contador/Temporizador TMR0 de 8 bits con divisor programable. Power-on Reset (POR). Power-up Timer (PWRT). Oscillator Start-up Timer (OST). Watchdog Timer (WDT). Protección de código. Modo de bajo consumo SLEEP. Puede operar bajo 4 modos diferentes de oscilador. Programación en serie a través de dos pins. Tecnología de baja potencia y alta velocidad CMOS Flash/EEPROM. Características eléctricas máximas (no deben ser superadas y de mantenerse por un

tiempo en algún máximo puede dañarse al PIC) o Temperatura ambiente máxima para funcionamiento de -55°C to +125°C.o Tensión máxima de VDD respecto a VSS de -0,3 a +7,5V.o Tensión de cualquier patilla con respecto a VSS (excepto VDD, MCLR, y RA4)

de -0,3V a (VDD + 0.3V).o Tensión en MCLR con respecto a VSS -0,3 a +14V.o Tensión en RA4 con respecto a VSS -0,3 a +8,5V.o Disipación de potencia total de 800 mW.o Máxima corriente de salida a VSS 150 mA.o Máxima corriente de salida de VDD 100 mA.o Máxima corriente del puerto "A" como fuente, 50 mA.o Máxima corriente del puerto "A" como sumidero, 80 mA.o Máxima corriente del puerto "B" como fuente, 100 mA.o Máxima corriente del puerto "B" como sumidero, 150 mA.o Máxima corriente que puede suministrar una sola salida como fuente o sumidero,

25 mA. Rango de alimentación:

o 16LF84A: de 2 a 5,5 V en configuración de oscilador XT, RC y LP.

o 16F84A: de 4 a 5,5 v en configuración de oscilador XT, RC y LP. de 4,5 a 5.5 v en configuración de oscilador HS.

Consumo típico: o 16LF84A:

de 1 a 4 mA en configuración de oscilador RC y XT (FOSC=2 MHz, VDD=5,5V).

de 15 a 45 μA en configuración de oscilador LP (FOSC=32kHz, VDD=2V, WDT deshabilitado).

o 16F84A: de 1,8 a 4.5 mA en configuración de oscilador RC y XT (FOSC=4 MHz,

VDD=5,5V). de 3 a 10 mA en configuración de oscilador RC y XT durante la

programación de la FLASH (FOSC=4MHz, VDD=5,5V).o 16F84A-20: de 10 a 20 mA en configuración de oscilador HS (FOSC=20 MHz,

VDD=5,5V).

3.2 Descripción de pines.

Nombre Nº Tipo Descripción

OSC1/CLKIN 16 I Entrada del oscilador a cristal/Entrada de la fuente de reloj externa

OSC2/CLKOUT 15 OSalida del oscilador a cristal. En el modo RC, es una salida con una frecuencia de ¼ OSC1

MCLR 4 I/P Reset/Entrada del voltaje de programación.

RA0 17 I/O Puerto A bidireccional, bit 0

RA1 18 I/O Puerto A bidireccional, bit 1

RA2 1 I/O Puerto A bidireccional, bit 2

RA3 2 I/O Puerto A bidireccional, bit 3

RA4/T0CKI 3 I/O También se utiliza para la entra de reloj para el TMR0

RB0/INT 6 I/OPuerto B bidireccional, bit 0Puede seleccionarse para entrada de interrupción externa

RB1 7 I/O Puerto B bidireccional, bit 1

RB2 8 I/O Puerto B bidireccional, bit 2

RB3 9 I/O Puerto B bidireccional, bit 3

RB4 10 I/OPuerto B bidireccional, bit 4Interrupción por cambio de estado

RB5 11 I/OPuerto B bidireccional, bit 5Interrupción por cambio de estado

RB6 12 I/OPuerto B bidireccional, bit 6Interrupción por cambio de estado

RB7 13 I/OPuerto B bidireccional, bit 7Interrupción por cambio de estado

Vss 5 P Tierra de referencia

Vdd 14 P Alimentación

3.3 Arquitectura Interna.

4. Visualizador LCD (Liquid Crystal Display).

La definición más clara de un LCD es: una pantalla de cristal líquido que visualiza unos ciertos caracteres. Para poder hacer funcionar un LCD, debe de estar conectado a un circuito impreso en el que estén integrados los controladores del display y los pines para la conexión del display. Sobre el circuito impreso se encuentra el LCD en sí, rodeado por una estructura metálica que lo protege. En total se pueden visualizar 2 líneas de 16 caracteres cada una, es decir, 2x16=32 caracteres. A pesar de que el display sólo puede visualizar 16 caracteres por línea, puede almacenar en total 40 por línea. Es el usuario el que especifica qué 16 caracteres son los que se van a visualizar. Tiene un consumo de energía de menos de 5mA y son ideales para dispositivos que requieran una visualización pequeña o media

La conexión del módulo LCD y el circuito puede realizarse por medio de un cable plano de 14 hilos, similar al que se emplea en la unidad de discos o discos duros. Lamentablemente la disposición de los terminales en el LCD aún no está normalizada, por lo que el montador deberá conseguir la hoja de datos al momento de comprar el display y así poder usarlo. Si bien los terminales no son normalizados, los tipos de señal manejados por ellos son casi estándar, por lo que no hay casi diferencia entre cada uno de ellos. Puede variar uno que otro comando, pero no el cableado del módulo en lo que a señales se refiere.

4.1 Descripcion de pines.

Pin Símbolo E/S Función

1 Vss - 0V (Tierra)

2 Vdd - +5V ± 0.25V (Tensión positiva de alimentación)

3 Vo(*) - Tensión negativa para el contraste de la pantalla

4 RS E Selector de Dato/Instrucción*

5 R/W* E Selector de Lectura/Escritura*

6 E E Habilitación del módulo

7 DB0 E/S

BUS

DE

DATOS

8 DB1 E/S

9 DB2 E/S

10 DB3 E/S

11 DB4 E/S

12 DB5 E/S

13 DB6 E/S

14 DB7 E/S

Las pantallas de cristal líquido o display LCD para mensajes (Liquid Crystal Display) tienen la facilidad de transmitir un dato numérico y alfanumérico de forma más fácil. La pantalla el tamaño es de 5x7 puntos y tiene de 1 a 4 líneas de 16 hasta 40 caracteres los cuales se pueden reflejar en la pantalla.

4.2 Caracteristicas principales.

Consumo muy reducido, del orden de 7.5 mW. Pantalla de caracteres ASCII, además de los caracteres japoneses Kanji, caracteres

griegos y símbolos matemáticos. Desplazamiento de los caracteres hacia la izquierda o a la derecha. Memoria de 40 caracteres por línea de pantalla, visualizándose 16 caracteres por línea. Movimiento del cursor y cambio de su aspecto. Permite que el usuario pueda programar ocho caracteres. Pueden ser gobernados de dos formas principales: Conexión con bus de 4 bits. Conexión con bus de 8 bits.

Estas características son muy similares a otras pantallas de otros fabricantes y varían de las líneas en cuales se controlan los caracteres.

5. Sensores.

Hay una enorme variedad de sensores con características muy diferentes entre sí. Los sensores

fotoeléctricos son un dispositivo electrónico que responde al cambio de la intensidad de la luz.

Estos sensores requieren de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor

que “ve” la luz generada por el emisor, están diseñados especialmente para la detección,

clasificación y posicionado de objetos; la detección de formar, colores y diferencias de

superficie, incluso bajo condiciones ambientales extremas.

Estos sensores son muy utilizados en las industrias ya que remplazan un método mecánico (una

placa metálica) por uno óptico (rayo de luz), que pueden ser usados en distancias de menos de

20 mm hasta varias centenas de metros, de acuerdo con los lentes ópticos empleados. Los

fotoeléctricos son típicamente fotodiodos o fototransistores.

5.1 Sensor infrarrojo.

El sensor infrarrojo es un dispositivo electrónico capaz de medir la radiación electromagnética infrarroja

de los cuerpos en su campo de visión. Todos los cuerpos reflejan una cierta cantidad de radiación, esta

resulta invisible para nuestros ojos pero no para estos aparatos electrónicos, ya que se encuentran

en el rango del espectro justo por debajo de la luz visible.

5.2 Sensor de proximidad.

5.3 Sensor fotovoltaico.

5.4 Sensor capacitivo.

5.5 Sensor inductivo.

6. Teclado.

Apéndices

BIBLIOGRAFÍA.

[0]Aboites Aguilar, Jaime (1989),  Breve historia de un invento olvidado: Las máquinas tortilladoras

en México, 1a. edición, UAM-X, CSH, Depto. de Relaciones Sociales.

[1] Sahagún, Bernardino de (2006), Historia general de las cosas de la Nueva España, libro VIII,

cap. XIII, pp.444 ed. Porrúa

[2] Rogel Fernando Retes Mantilla, “Demanda de Tortilla de Maíz en México, 1996-2008”,

Tesis de Doctor en Ciencias, Colegio de Postgrados, Texcoco, Edo. de Méx., Nov. 2010.

[3] Diario electrónico El informador.com.mx [Online]. Disponible:

http://www.informador.com.mx/2063/tortilla

[4] Compañía Miho [Online]. Disponible: http://www.miho.de/company/introesp.html

[5] Compañía Arian S.A. [Online]. Disponible:

http://www.arian.cl/downloads/bro-ct400-s.pdf

[6]Pallas, A. Ramón.”Sensores y Acondicionadores de Señal”. Alfa omega, España, 2001. p. 3,

6, 214, 280, 299, 305, 307, 370, 376.

[7]Angulo, U. José María. Angulo M. Ignacio. “Microcontroladores PIC: diseño práctico de

aplicaciones”. Mc-Graw-Hill Interamericana de España, España, 2003. p. 1. 3.

[8]Palacios, E., Remiro. F., López Lucas J., ”Microcontrolador PIC16F84, Desarrollo de

proyectos”, Alfa omega, México, 2006. p. 1-2, 9 – 10, 57-59, 77, 181-182, 187-188, 290-

291.

[9]Gardner, J. W. Julian W., Varadan, V. K., Awadelkarim, Osama O., “Microsensors MEMS

and Smart Devices”. Wiley, USA, 2005. p. 3, 227, 230, 239, 240-244, 247.

[10] Silberschatz, Korth, Sudarshan, “Fundamentos de Bases de Datos” 4a Ed., McGraw-Hill,

USA, 2002, p 5-7, 30-35.

[11]Kwok, K. Ng. “Complete guide to semiconductor devices”. McGraw-Hill, USA, 1995. 379-

380, 538.

[12]Ollero, B., Aníbal., “Robótica Manipuladores y robots móviles”, Marcombo, España, 2001.

p. 167-168.

[13]K. Baxter, Larry, “Capacitive Sensors Design and Applications”, IEEE Press Series on

Electronics Technology, USA, 1997. p. 66-68, 135-136.

[14]Iovine, John, “PIC Robotics, A Beginner’s Guide to Robotics Projects Using the PICmicro”,

McGraw-Hill, USA, 2004, p. 5-6, 54-55, 60-61.

[15] Data sheet PIC 16F84A [Online]. Disponible:

http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/35007b.pdf

[16] Technical Info sensor [Online]. Disponible:

http://www.automationdirect.com/static/specs/pe8mmheeher.pdf

[17] "Nuestra historia", en el sitio en internet de Tortilladoras Celorio, consultado el 19 de Agosto

de 2012. [Online]. Disponible: http://celoriomexico.com.mx/