Encendido y apagado de LED mediante programa JAVA

OBJETIVO

Aplicar conocimientos básicos de
programación JAVA en el campo práctico que en este
caso sería el encendido y apagado de LEDS mediante una
computadora.

MARCO
TEORICO

Para este proyecto se utilizó una computadora, un
programa JAVA y un puerto paralelo.

PUERTO PARALELO

Un puerto paralelo es una interfaz entre
una computadora y un periférico, cuya principal
característica es que los bits de datos viajan
juntos, enviando un paquete de byte a la vez. Es decir, se
implementa un cable o una vía física para
cada bit de datos formando un bus. Mediante el puerto
paralelo podemos controlar
también periféricos como
focos, motores entre otros dispositivos, adecuados
para automatización.

El cable paralelo es el conector físico entre el
puerto paralelo y el dispositivo periférico. En un puerto
paralelo habrá una serie de bits de control en
vías aparte que irán en ambos sentidos
por caminos distintos.

Puerto paralelo Centronics

Conector de puerto paralelo tipo
Centronics

El puerto paralelo más conocido es el puerto
de impresora (que cumplen más o menos la norma
IEEE 1284, también denominados tipo Centronics) que
destaca por su sencillez y que transmite 98 bits. Esta interfaz
es capaz de enviar caracteres a la impresora de forma paralelo.
Cada carácterestá codificado en un byte, del
cual cada bit se transmite por un terminal diferente. Existen
otros terminales que conectan ordenador e impresora, que sirven
para intercambiar información de control y
de estado, a fin de implementar un
sencillo protocolo.

Para realizar esta interfaz, los PCs disponen de unos
elementos hardware específicos, denominados
puertos de impresora o también puertos
paralelos.

En un PC pueden instalarse varios de estos puertos que
se distinguen entre sí con los nombres LPT1, LPT2 y LPT3
(en algunos casos también LPT4). Todos ellos son
idénticos, salvo que tienen asignadas diferentes
direcciones en el mapa de entrada/salida.

Se ha utilizado principalmente para
conectar impresoras, pero también ha sido usado para
programadores EPROM, escáneres, interfaces
de red Ethernet a 10 Mb, unidades ZIP, SuperDisk y
para comunicación entre dos PC
(MS-DOS trajo en las versiones 5.0 ROM a 6.22 un programa
para soportar esas transferencias).

Las características eléctricas
son:

Tensión de nivel alto: 3,3 o 5 V.

Tensión de nivel bajo: 0 V.

Intensidad de salida máxima: 2,6 mA.

Intensidad de entrada máxima: 24 Ma

Descripción del conector físico

La conexión del puerto paralelo al mundo exterior
se realiza mediante un conector hembra DB25. Observando el
conector de frente y con la parte que tiene mayor número
de pines hacia arriba, se numera de derecha a izquierda y de
arriba a abajo, del 1 al 13 (arriba) y del 14 al 25
(abajo).

Este conector: está formado por 17 líneas
de señales y 8 líneas de tierra. Las
líneas de señales están formadas por
tres grupos: 4 Líneas de control,5 Líneas de
estado, 8 Líneas de datos.

8 líneas (pines) son para salida de datos
(bits de DATOS). Sus valores son únicamente
modificables a través de software, y van del pin 2 al
pin 9 .

5 líneas son de entrada de datos (bits
de ESTADO), únicamente modificables a través
del hardware externo. Estos pines son: 11, 10, 12, 13 y 15, del
más al menos significativo.

4 líneas son de control (bits
de CONTROL), numerados del más significativo al
menos: 17, 16, 14 y 1. Habitualmente son salidas, aunque se
pueden utilizar también como entradas y, por tanto, se
pueden modificar tanto por software como por hardware.

las líneas de la 18 a la 25 son la
tierra

LED

Un diodo LED, acrónimo inglés de
Light-Emitting Diode (diodo emisor de luz) es un dispositivo
semiconductor que emite luz poli cromática, es decir, con
diferentes longitudes de onda, cuando se polariza en directa y es
atravesado por la corriente eléctrica.
El color depende del material semiconductor empleado en
la construcción del diodo, pudiendo variar desde
el ultravioleta, pasando por el espectro de luz visible, hasta el
infrarrojo, recibiendo éstos últimos la
denominación de diodos IRED (Infra-Red Emitting
Diode).

El funcionamiento físico consiste en que, un
electrón pasa de la banda de conducción a la de
valencia, perdiendo energía. Esta energía se
manifiesta en forma de un fotón desprendido, con una
amplitud, una dirección y una fase aleatoria. El
dispositivo semiconductor está comúnmente
encapsulado en una cubierta de plástico de
mayor resistencia que las de vidrio que
usualmente se emplean en las lámparas incandescentes.
Aunque el plástico puede estar coloreado, es sólo
por razones estéticas, ya que ello no influye en el color
de la luz emitida. Para obtener una buena intensidad luminosa
debe escogerse bien la corriente que atraviesa el LED; el voltaje
de operación va desde 1,5 hasta 2,2 voltios
aproximadamente, y la gama de intensidades que debe circular por
él va desde 10 hasta 20 mA en los diodos de color rojo, y
de 20 a 40 mA para los otros LEDs. El primer diodo LED que
emitía en el espectro visible fue desarrollado por el
ingeniero de General Electric Nick Holonyak en 1962.

Tecnología LED/OLED En corriente contínua
(DC), todos los diodos emiten una cierta cantidad
de radiación cuando los pares
electrón-hueco se recombinan, es decir, cuando los
electrones caen desde la banda de conducción (de mayor
energía) a la banda de valencia (de menor energía).
Indudablemente, la frecuencia de la radiación emitida y,
por ende, su color, dependerá de la altura de la banda
prohibida (diferencias de energía entre las bandas de
conducción y valencia), es decir, de
los materiales empleados. Los diodos convencionales, de
silicio o germanio, emiten radiación infrarroja muy
alejada del espectro visible. Sin embargo, con materiales
especiales pueden conseguirse longitudes de onda visibles. Los
diodos LED e IRED, además tienen geometrías
especiales para evitar que la radiación emitida sea
reabsorbida por el material circundante del propio diodo, lo que
sucede en los convencionales.

Conexión La diferencia de potencial varía
de acuerdo a las especificaciones relacionadas con el color y
la potencia soportada. En términos generales
puede considerarse: • Rojo = 1,6 V • Rojo alta
luminosidad = 1,9v • Amarillo = 1,7 V a 2V • Verde =
2,4 V • Naranja = 2,4 V • Blanco brillante= 3,4 V
• Azul = 3,4 V • Azul 430nm= 4,6 V Luego mediante
la ley de Ohm, puede calcularse el resistor adecuado para la
tensión de la fuente que utilicemos.

El término I en la fórmula se refiere
al valor de corriente para la intensidad de luminosa
que necesitamos. Lo común es de 10 a 20mA. un valor
superior puede quemar el LED. Cabe recordar que también
pueden conectarse varios en serie, sumándose las
diferencias de potencial en cada uno.

Resistencias

Se denomina resistencia o resistor
(en lenguaje técnico) al componente
electrónico diseñado para introducir una
resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un
circuito. En otros casos, como en las planchas, calentadores,
etc., las resistencias se emplean para
producir calor aprovechando el Efecto Joule. Es frecuente
utilizar la palabra resistor como sinónimo de resistencia.
La corriente máxima de una resistencia viene condicionada
por la máxima potencia que puede disipar su cuerpo. Esta
potencia se puede identificar visualmente a partir del
diámetro sin que sea necesaria otra indicación. Los
valores más corrientes son 0.25 W, 0.5 W y 1 W.

MATERIALES

• 8 LEDS DEDIFERENTES COLORES

• 1 PROTOBOARD

• 1 COMPUTADORA

• CABLE DE PUERTO PARALELO

• 8 RESISTENCIAS DE 240 OHMIOS

• PROGRAMA JAVA

• CABLE UTP

PROCEDIMIENTO

(Se adjunta el video del procedimiento más el
circuito y el material necesario)

Donde dice "Pin puerto paralelo" puede ser cualquier Pin
del 2 al 9. No olvidar hacer una conexión al pin 25 que es
tierra

El circuito consiste en un led con una resistencia, la
resistencia se usa para limitar la intensidad y no pedir
más de la que el puerto paralelo es capaz de dar (5 mA).
Cuando se active el pin el led se encenderá.

En este proyecto lo que se quiere mostrar es como, con
un circuito, se puede controlar mediante la
computadora un grupo de LEDs los que se van a
encender en una secuencia que nosotros vamos a controlar con un
pequeño programa escrito en el lenguaje de
programación Java.

El circuito que se va armar será montado sobre
una plaqueta, la cual conduce la corriente eléctrica,
llamada "protoboard".

El objetivo es controlar los diodos LEDs con la
computadora, esto es encenderlos y apagarlos según como
queramos.

Para controlar un circuito externo con la computadora se
usará el puerto paralelo de ella, para conectar el puerto
con el circuito se necesitará el cable paralelo o conector
DB-25. El paso siguiente es soldar cable fino UTP a los pines
internos del conector. Como los pines están numerados del
número 1 al 25, solo usaremos los pines numerados del 2 al
9, también se tiene que soldar un cable al pin 25 (que es
el pin de masa o tierra eléctrica) para tener una descarga
a tierra común, para nuestro circuito y la computadora.
Una vez construido el cable se lo puede conectar al
protoboard.

Solo se deben usar ocho entradas y ocho salidas, ya que
son los ocho LEDs los que controlamos. Las ocho salidas
están conectadas por medio de una resistencia limitadora
de corriente a un LED cada una. Estas resistencias son de un
valor de 240 ohm .

El programa para controlar nuestros leds sera
:

El funcionamiento de este programa y circuito necesita
que se desbloquee el puerto de la impresora:

Paso 1.- Desbloquear el puerto de la
impresora.

Para desbloquear el puerto de la impresora ingrese
al panel de control y haga clic en SISTEMA Y
SEGURIDAD

Luego clic en hardware y sonido

Clic en administrador de
dispositivos:

Ahora seleccione puerto de impresora:

Clic al botón derecho del mouse y
elegir propiedades:

En CONFIGURACIÓN DE PUERTO, seleccione USAR
CUALQUIER TIPO DE INTERRUPCIÓN

ACEPTAR todo y terminar. Con lo que tenemos habilitado
el puerto a nivel sistema operativo.

Paso 2.- Copiar archivos.- Descargue
el archivo comprimido javacomm20-win32–ok.rar ,
descomprima este archivo e inicie las copia de la siguiente
manera. De la carpeta FilecomAPI, copie el archivo parport.dll a
la carpeta bin de READY TO PROGRAM.

Ahora copiar el archivo UserPort.sys a
windows

Asegúrese de dejar el archivo en el
directorio drivers :

Realice las siguiente copias de los archivos
al disco duro:

win32com.dll: guardarlo en la carpeta de
..Javajdk1.5.0_02jrebin

javax.comm.properties: copiarlo en la carpeta
Javajdk1.5.0_02jrelib

comm.jar: copiarlo en la carpeta
..Javajdk1.5.0_02jrelibext

Ejecute el programa User Port (En Windows 7 ejecutar
como administrador):

y clic en aceptar y clic en salir:

Paso 4.- El ejemplo que controla los led.

Lo adjunto en el archivo Leds.rar donde se encuentra el
material necesario.

Y proyecto.rar donde se encuentra el programa ya
compilado y listo para ser ejecutado.

(ver vínculos de interés al final del
documento)

Todo está incluido y no será necesario
hacer nada más claro que si usted quiere hacer alguna
modificación podrá hacerla sin ningún
problema, pero nuevamente se deberá tener cuidado con el
paquete de puerto paralelo.

CONCLUSIONES

Este proyecto resulto satisfactorio y exitoso en todos
los sentidos ya que pudimos aplicar nuestros conocimientos de
programación y electrónica.

VINCULOS DE
INTERES

http://www.4shared.com/rar/QHnPlJ70/leds.html archivo
leds.rar

http://www.4shared.com/rar/tZaRBd84/proyecto.html
archivo proyecto.rar
http://www.youtube.com/watch?v=p3Kz3HRdNr8&feature=youtu.be
Video

http://www.youtube.com/watch?v=5uhTYFep26E&feature=youtu.be
Video

Elaborado por: Emilio Amir Oros Salazar