Esta es una web exclusiva de microcontroladores donde podrás encontrar toda la información necesaria como sus fundamentos, aplicaciones. Con esto puedes saber cómo se usan para finalmente sacar adelante tu propio proyecto que incluya el uso de estos dispositivos electrónicos.
- ¿QUÉ ES Y PARA QUE SIRVE UN MICROCONTROLADOR?
- TIPOS Y FAMILIAS DE MICROCONTROLADORES
- APLICACIONES GENERALES DE LOS MICROCONTROLADORES
- ¿CÓMO SE PROGRAMAN?
- ¿QUÉ HACE Y DONDE SE UTILIZA?
- DIFERENCIAS ENTRE UN MICROCONTROLADOR Y UN MICROPROCESADOR
- HISTORIA DE LOS MICROCONTROLADORES
- VENTAJAS Y DESVENTAJAS
- FAMILIA DE MICROCONTROLADORES STM32
¿QUÉ ES Y PARA QUE SIRVE UN MICROCONTROLADOR?
Es un tipo de circuito integrado en el cual se encuentran una CPU, y sus unidades de memoria RAM y ROM. Dependiendo del que vayas a usar, tienen en sus partes cierta cantidad de puertos de entrada y salida y también de periféricos.
Para un mejor entendimiento se ilustra este concepto en el siguiente diagrama de bloques.
Gracias a la capacidad que tienen estos dispositivos se los puede catalogar como una mini computadora. No será tan poderosa cómo una Raspberry pero puede realizar ciertas operaciones computacionales.
Al necesitar de necesitar de código o algoritmo se debe conocer sobre programación para poder llevar a cabo tus proyectos. Pero no te preocupes, aquí vas a encontrar el contenido que necesitas para desarrollar estos algoritmos.
TIPOS Y FAMILIAS DE MICROCONTROLADORES
Es importante saber que no solo hay una familia, tipo o marca sino que existen varias y cada una tiene su fuerte en algo en específico. Para que conozcas más a fondo sobre cada una de estas familias puedes ir a revisar alguna de las siguientes publicaciones:
Antes de escoger uno, hay que tener en cuenta la aplicación de estos dispositivos, puedes revisar algunas de ellas a continuación:
APLICACIONES GENERALES DE LOS MICROCONTROLADORES
Con generales hacemos referencia a que cosas como controlar la salida en un LCD, manejar un servomotor, crear proyectos de ahorro de energía, diseñar sistemas embebidos o integrados, entre otros. Aquí destaca la marca MICROCHIP que es una de las más usadas sobre todo para enseñar con los famosos microcontrolador PIC, aunque también puedes encontrar este tipo de instrumentos en la marca de ATMEL.
APLICACIONES EN PROCESAMIENTO DE SEÑALES Y COMUNICACIONES
Cuando se trata de comunicarse mediante tecnologías inalámbricas como bluetooth o Wi-Fi existen ciertos tipos de microcontroladores como los ahora famosos ESP8266. Los ESP se están usando para diferentes prototipos de IoT ya que permiten una comunicación Wi-Fi para la recepción y envío de datos.
APLICACIÓN ENFOCADA A LA ADMINISTRACIÓN DEL CONSUMO DE BATERÍA
El ahorro de energía en ciertos prototipos es de vital importancia. Los micro ayudan con el ahorro de energía creando dispositivos de bajo consumo energético.
¿CÓMO SE PROGRAMAN?
Para grabar el algoritmo que creaste en la memoria ROM vas a necesitar tanto hardware como software específico para los diferentes tipos que existen.
Empecemos por el software, debes ir a tu ordenador y descargar el entorno de desarrollo para poder desarrollar el algoritmo que hará funcionar tu proyecto.
Luego que tengas la programación el siguiente paso es el hardware que como ya leíste eso va a depender del micro que estés usando pero aquí tienes unos ejemplos de los que se usan para la familia Atmel y Microchip.
Luego de esto lo que debes hacer es enviar desde tu ordenador a la memoria ROM de tu micro y empezar con su funcionamiento. Repasemos más detalladamente los pasos para hacerlo:
- Crear el código que con el que deseas programar el dispositivo.
- Compilar el código creado.
- Si no existen errores, envíalo por medio de tu grabador.
- Antes de eso debes realizar las conexiones necesarias para realizar un paso de información de manera correcta.
¿QUÉ HACE Y DONDE SE UTILIZA?
Un microcontrolador se encarga de procesar la información de entrada para posteriormente darle una salida y así crear un sistema o proceso automático de algo determinado.
Se utilizan en numerosas áreas, como las que verás a continuación:
EN LA ROBÓTICA
¿Haz visto esos robots que suelen estar en los concursos? Los robots de competencia hacen uso de uno o varios de estos elementos electrónicos para darle vida a sus distintas funciones, por ejemplo en un seguidor de línea necesita de un sensor el cual envía una señal la cual es procesada para posteriormente con los motores hacer el movimiento por una pista.
EN EL INTERNET DE LAS COSAS (IOT)
Como tienen una aplicación para las comunicaciones y podemos encontrar microcontroladores con comunicación Wi-Fi, el aplicarlos en dispositivos que puedan enviar y recibir datos a través de internet está tomando fuerza. Un ejemplo de esto es los ESP8266.
EN LA MEDICINA (CON 5+1 EJEMPLOS)
La medicina también se encuentra haciendo uso de dispositivos portátiles, los cuales en su interior tienen una construcción electrónica muy sofisticada la cual incluye el uso de los microcontroladores, ejemplos de estos pueden ser:
- Medidores de presión arterial.
- Medidores de glucosa.
- Tomógrafos.
- Monitores de signos vitales.
- Pistolas fibromialgias.
- Termómetros digitales.
EN AUTOMÓVILES
De seguro has visto o escuchado sobre los autos que se manejan solos, pues bien, aquí también entran en juego estos elementos electrónicos. Claro que estos tienen que ser muy potentes ya que básicamente son una computadora que acepta órdenes de una IA.
EN LA INDUSTRIA
Aunque para hacer uso de ellos dentro de un proceso industrial se requieren ciertos ajustes para protegerlos del ruido entre otras cosas; puede ser usado dentro de este campo aunque muchos de los que trabajan en la automatización prefieren hacer uso de PLC debido a la durabilidad que estos tienen.
EN ELECTRODOMÉSTICOS
Así es, los electrodomésticos de hoy en día requieren de estos dispositivos para realizar ciertas tareas las cuales necesiten de un sensor que envía una señal en específico.
DIFERENCIAS ENTRE UN MICROCONTROLADOR Y UN MICROPROCESADOR
- La velocidad de procesamiento, la CPU de un microprocesador tiene una capacidad de cómputo mucho mayor a la del microcontrolador por lo que pude realizar cálculos u operaciones más complejas.
- Los costos, en los microcontroladores el costo no es tan alto y puedes obtener uno por unos cuantos dólares.
- La susceptibilidad a señales electromagnéticas, los microprocesadores aquí tienen una falencia ya que se ven más afectados que un microcontrolador cuando se produce este tipo de interferencias.
- El tamaño, para que un microprocesador funciona se necesita agregarle de manera externa una unidad ROM y otra RAM mientras que en los microcontroladores las encontramos dentro del mismo circuito.
Para entenderlo de una mejor manera podemos decir que un microcontrolador puede tener dentro de si mismo un microprocesador, ya que los microcontroladores poseen en su interior los periféricos necesarios para que el microprocesador pueda funcionar correctamente. Para ejemplificar mejor, un microprocesador lo puedes encontrar en mini ordenadores personalescómo la raspberry pi.
HISTORIA DE LOS MICROCONTROLADORES
Los microcontroladores aparecen en la época de los 70 gracias al desarrollo llevado a cabo por 2 ingenieros de Texas Instruments, Gary Boone y Michael Cochran.
En un inicio un microcontrolador no era más que un microprocesador al cual se le añadieron memorias del tipo ROM y RAM.
El primero en construirse fue el TMS 1000 en 1971 el cual fue usado en las calculadoras de Texas Instruments hasta el año 1974 que fue también el año donde decidieron sacar de manera comercial este dispositivo siendo así que para 1983 se habían vendido alrededor de 100 millones de unidades.
PRIMEROS MICROCONTROLADORES DE INTEL
El gigante de los microprocesadores también ha tenido una gran importancia en la fabricación de microcontroladores como lo son el 8048 y el 8051. Este último tuvo tanto éxito que en la actualidad se continúan vendiendo microcontroladores basados en su arquitectura.
LAS MEMORIAS FLASH
El éxito de estos pequeños chips fue tanto que dió apertura para la construcción de lo que hoy conocemos como Flash Memory o Pendrive ya que al tener una memoria que a diferencia de los CD se podía borrar con señales del tipo eléctricas eliminó el problema de tener que cambiar de dispositivo para poder grabar una nueva información.
LOS MICROCONTROLADORES EN LA ACTUALIDAD
El desarrollo de los microcontroladores ha llegado a tal punto que prácticamente los podemos encontrar en todo lado desde un simple cepillo de dientes electrónico hasta dispositivos con diferentes tipos de comunicación.
El costo y su tamaño también se han reducido pues podemos encontrar estos elementos en un tamaño de 2x2 mm cómo es el caso del Atmel Flash lanzado al mercado en 2010.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Cómo en la vida no todo puede ser bueno, por eso debes conocer las ventajas y desventajas que puede tener un microcontrolador al momento de trabajar con el mismo.
Desventajas
- Son susceptibles al ruido electromagnético.
- Algunos no pueden manejar aplicaciones en altos voltajes.
- El crear el código puede generar cierta dificultad en algunos de nosotros ya que en proyectos complejos se requieren de muchas líneas de programación.
Ventajas
- Bajo consumo energético
- Permite la creación de proyectos con una lógica compleja utilizan un espacio reducido.
- Excelentes para proyectos de Internet of Things (IoT) debido a las ventajas antes mencionadas.
- Gran variedad de estos lo que les da una mejor adaptabilidad a cada proyecto.
FAMILIA DE MICROCONTROLADORES STM32
¿QUÉ ES UN STM32?
Aquí la pregunta sería ¿Qué son los STM-32? y ciertamente la descripción más sencilla es: Una famila de microcontroladores que operan a 32 bits. Su desarrollo se llevó a cabo gracias a la empresa ST Microelectronics, quienes se basaron en un procesador ARM CORTEX y como resultado tener un gran rendimiento con su dispositivo.
STM32 IDE
Al igual que arduino, los microcontroladores STM32 también tienen un IDE Multiplataforma, el cual lo puedes encontrar de forma gratuita, este IDE es: System Workbench para STM32.
En primer lugar lo que tienes que hacer para instalarlo es ir a la web oficial de la comunidad OpenSTM32, registrarte y posteriormente descargarlo. Luego de eso la instalación es cómo cualquier otra, aceptar términos y condiciones, dar clic en siguiente y esperar que se complete la instalación.
El IDE de este microcontrolador se desarrolló en base a Eclipse pero con algunos extras para poder manejar y programar estos microcontroladores.
DATASHEET DEL STM32
La hoja de datos siempre es de vital importancia en cualquier componente electrónico que estemos utilizando. Y el datasheet del STM-32 no se queda atrás, ahí podrás encontrar los voltajes con los que trabaja, la corriente, etc. Puedes encontrarlo en pdf dando click aquí: