Todo Sobre Microcontroladores 🤖

Esta es una web exclusiva de microcontroladores donde podrás encontrar toda la información necesaria como sus fundamentos, aplicaciones y así saber cómo se usan para finalmente sacar adelante tu propio proyecto que incluya el uso de estos dispositivos electrónicos.

circuito integrado de un microcontrolador

¿QUÉ SON Y PARA QUE SIRVEN?

Un microcontrolador es un tipo de circuito integrado en el cual se encuentran una CPU (Unidad Central de procesamiento) y también contiene unidades de memoria del tipo RAM y ROM. Estos dispositivos, dependiendo del que vayas a usar, tienen en sus partes cierta cantidad de puertos de entrada y salida y también de periféricos, por lo que para un mejor entendimiento puedes analizar este diagrama de bloques.

diagrama de bloques de un microcontrolador

Gracias a la capacidad que tienen estos dispositivos se los puede catalogar como una mini computadora ya que puede procesar la información para lo que esté programado porque al ser un mini PC necesita de una programación o algoritmo para su funcionamiento.
Por lo tanto, al necesitar de necesitar de un código o algoritmo para poder funcionar es necesario que manejes la destreza de la programación para que puedas sacar adelante tus proyectos con microcontroladores. 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 de microcontroladores 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:

ESP8266

ESP8266, el favorito de muchos cuando se trata de realizar proyectos enfocados al internet de ...
Ver Más

ARDUINO

Aunque arduino es considerado más una placa de desarrollo que sólo un microcontrolador, pero pues ...
Ver Más

Microcontroladores PIC

Aquí vas a encontrar más de 47 cosas importantes sobre los microcontroladores PIC ya sea ...
Ver Más

También debes tener en cuenta la aplicación que le vas a dar a estos elementos electrónicos, así que para que sepas cual usar puedes ver las siguientes aplicaciones:

APLICACIONES GENERALES DE LOS MICROCONTROLADORES

Con generales hacemos referencia a que cosas como controlar la salida en un LCD, manejar un servomotor, entre otros lo pueden realizar estos microcontroladores. Para estas aplicaciones 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.

conexion microcontrolador con lcd

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 que 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

Cómo hoy en día tenemos a la mano muchos dispositivos que podemos llevar a todo lado, se necesita de los microcontroladores para poder mantener un monitoreo y administración de lo que se gasta en batería para darle una garantía de vida útil mayor.

¿CÓMO SE PROGRAMAN?

Para grabar el algoritmo que creaste en la memoria ROM de un microcontrolador 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

Pickit 3
Comprar Pickit 3
Ver En Amazon
Ver en Aliexpress
ATMEL 51
Comprar programador atmel
Ver En Amazon
Ver en Aliexpress
Pickit 4
Pickit 4 comprar
Ver En Amazon
Ver en Aliexpress

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:

  1. Crear el código que irá en la memoria del microcontrolador.
  2. Compilar el código creado.
  3. Si no existen errores, envíalo por medio de tu grabador hacia el microcontrolador.
  4. 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:

robot hexapodo

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)

aplicacion de los microcontroladores en la medicina

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:

  1. Medidores de presión arterial.
  2. Medidores de glucosa.
  3. Tomógrafos.
  4. Monitores de signos vitales.
  5. Pistolas fibromialgias.
  6. 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

placa de microcontroladores

Aunque para hacer uso de ellos dentro de un proceso industrial se requieren ciertos ajustes para protegerlos del ruido entre otras cosas, un microcontrolador 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

  1. 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.
  2. Los costos, en los microcontroladores el costo no es tan alto y puedes obtener uno por unos cuantos dólares.
  3. 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.
  4. 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.
microprocesador dentro de un microcontrolador

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.

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.

microcontrolador antiguo

El primer microcontrolador que se construyó 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

imagen de memoria 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 2×2 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.
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.

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:

https://www.st.com/resource/en/datasheet/cd00237391.pdf