Objetivo
El objetivo de este proyecto es aplicar
nuestros conocimientos en programación, Java en un campo
practico que sería el encendido y apagado de luces led con
esto también probamos la utilidad de la
programación aprendido durante el transcurso del curso de
programación.
Marco
teórico
PUERTO PARALELO
La transmisión de datos paralela
consiste en enviar datos en forma simultánea por varios
canales (hilos). Los puertos paralelos en los PC pueden
utilizarse para enviar 8 bits (un octeto) simultáneamente
por 8 hilos.
Los primeros puertos paralelos
bidireccionales permitían una velocidad de 2,4 Mb/s. Sin
embargo, los puertos paralelos mejorados han logrado alcanzar
velocidades mayores:
El EPP (puerto paralelo
mejorado) alcanza velocidades de 8 a 16 MbpsEl ECP (puerto de capacidad
mejorada), desarrollado por Hewlett Packard y
Microsoft. Posee las mismas características
del EPP con el agregado de un dispositivo Plug and
Play que permite que el equipo reconozca los
periféricos conectados.
Los puertos paralelos, al igual que los
seriales, se encuentran integrados a la placa madre. Los
conectores DB25 permiten la conexión con un elemento
exterior (por ejemplo, una impresora).
Puerto paralelo
Centronics
Conector de puerto paralelo tipo
Centronics
LED
El LED (Light-Emitting
Diode: Diodo Emisor de Luz), es un dispositivo semiconductor
que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza
de forma directa la unión PN en la cual circula por
él una corriente eléctrica . Este fenómeno
es una forma de electroluminiscencia, el LED es un tipo especial
de diodo que trabaja como un diodo común, pero que al ser
atravesado por la corriente eléctrica, emite luz . Este
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. Usualmente un
LED es una fuente de luz compuesta con diferentes partes,
razón por la cual el patrón de intensidad de la luz
emitida puede ser bastante complejo.
Para obtener una buena intensidad luminosa
debe escogerse bien la corriente que atraviesa el LED y evitar
que este se pueda dañar; para ello, hay que tener en
cuenta que el voltaje de operación va desde 1,8 hasta 3,8
voltios aproximadamente (lo que está relacionado con el
material de fabricación y el color de la luz que emite) y
la gama de intensidades que debe circular por él
varía según su aplicación. Los Valores
típicos de corriente directa de polarización de un
LED están comprendidos entre los 10 y 20 miliamperios (mA)
en los diodos de color rojo y de entre los 20 y 40 miliamperios
(mA) para los otros LED. Los diodos LED tienen
enormes ventajas sobre las lámparas indicadoras comunes,
como su bajo consumo de energía, su mantenimiento casi
nulo y con una vida aproximada de 100,000 horas. Para la
protección del LED en caso haya picos inesperados que
puedan dañarlo. Se coloca en paralelo y en sentido opuesto
un diodo de silicio común
En general, los LED suelen tener mejor
eficiencia cuanto menor es la corriente que circula por ellos,
con lo cual, en su operación de forma optimizada, se suele
buscar un compromiso entre la intensidad luminosa que producen
(mayor cuanto más grande es la intensidad que circula por
ellos) y la eficiencia (mayor cuanto menor es la intensidad que
circula por ellos).
Símbolo del LED
ESTRUCTURA DEL LED
COMPOSICION DEL LED
Protoboard
La protoboard es un dispositivo muy
utilizado para probar circuitos electrónicos. Tiene la
ventaja de que permite armar con facilidad un circuito, sin la
necesidad de realizar soldaduras.
Si el circuito bajo prueba no funciona de
manera satisfactoria, se puede modificar sin afectar los
elementos que lo conforman. La protoboard tiene una gran cantidad
de orificios en donde se pueden insertar con facilidad los
terminales de los elementos que conforman el circuito.
Se puede conectar casi cualquier tipo de
componente electrónico, incluyendo diferentes
tamaños de circuitos integrados. Los únicos
elementos que no se pueden conectar a la protoboard son elementos
que tienen terminales muy gruesos. Estos elementos se conectan
normalmente sin problemas en forma externa con ayuda de cables o
"lagartos".
El primer diagrama muestra una
protoboard típica. Algunos de estos orificios
están unidos de manera estandarizada que permiten una
fácil conexión de los elementos del circuito que se
desea armar.
En el segundo diagrama se pueden ver que
hay unas "pistas" conectoras (Las "pistas" están ubicadas
debajo de la placa blanca). Estas "pistas" son horizontales en la
parte superior e inferior de la protoboard y son verticales en la
parte central de la misma.
Para un uso eficiente de esta herramienta,
se recomienda:- Trabajar en orden.- Utilizar las "pistas"
horizontales superiores e inferiores para conectar la fuente de
poder para el circuito en prueba.- Usar cable rojo para el
positivo de la fuente y el negro para el negativo de la misma.-
La alimentación del circuito se hace desde las pistas
horizontales, no directamente desde la fuente.- Ordenar los
elementos del circuito de manera que su revisión posterior
por el diseñador u otra persona sea lo más
fácil posible.- Es recomendable evitar, en lo posible, que
los cables de conexión que se utilicen entre dos partes
del circuito sea muy larga y sobresalga del mismo.
RESISTENCIAS
La resistencia es uno de los componentes imprescindibles
en la construcción de cualquier equipo electrónico,
ya que permite distribuir adecuadamente la corriente y voltaje a
todos los puntos necesarios.
El valor de la resistencia se expresa en ohmio, al cual
representamos con el símbolo ((
Si sometemos los extremos de una resistencia al paso de
una corriente continua se producirá en la misma una
caída de tensión proporcional a su valor. La
intensidad que la atraviese será también
proporcional a la tensión aplicada y al valor en ohmios de
la resistencia. Para calcular dicha relación no hay
más que aplicar la Ley de Ohm:
Hay dos formas de asociar resistencias en un circuito:
asociación serie y asociación paralelo:
La resistencia equivalente de un circuito serie
es:
RT = R1 + R2 + R3 + … + Rn
lo cual nos indica que una sola resistencia de valor RT
se comportará de la misma forma que las n resistencias R1,
R2, R3 … Rn conectadas en serie.
Si el circuito es en paralelo entonces la
resistencia equivalente es:
RT = 1/(1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … +
1/Rn)
Cuando se trata de dos resistencias en paralelo se
tiene:
Materiales
a) 3 leds de diferentes
colores
b) 1 Protoboard
c) Puerto paralelo
d) 3 resistencias de 240
ohmios
e) Programa en Java
Procedimiento
Lo primero que vamos a ver es el armado del
circuito:
DIAGRAMA DEL CIRCUITO
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 cuatro entradas y cuatro
salidas, ya que son solo cuatro LEDs los que controlamos. Las
cuatro 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 está hecho para tres
leds pero el formato será el mismo por lo que no
será dificultoso modificarlo para cuatro leds o mas
(aunque debido al puerto paralelo que usaremos solo se puede
tener un máximo de 8 leds ) como se verá en la
práctica.
PASOS A SEGUIR
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:
CIRCUITO ARMADO EN EL
PROTOBOARD
LUCES LED DENTRO DE LA LAMPARA
LAMPARA CON RELOJ
El programa para controlar nuestros leds
sera :
SOFTWARE
import parport.ParallelPort;
import java.io.*;
public class Led {
//——————————————
public static class Aplicacion {
private ParallelPort lpt1;
public Aplicacion()throws
IOException
{
int pin=0;
BufferedReader w=new BufferedReader(new
InputStreamReader(System.in));
lpt1 = new ParallelPort(888); // 0x378
normalmente es utilizado para impresora LPT1
int opcion=0;
do {
System.out.println("1) Prender LED
azul.");
System.out.println("2) Prender LED
rojo.");
System.out.println("3) Prender LED
amarillo.");
System.out.println("4) Apagar Todos los
LEDs.");
System.out.println("5) Prender Todos los
LEDs.");
System.out.println("6) Salir.");
opcion =
Integer.parseInt(w.readLine());
switch(opcion){
case 1 :
pin = (int)Math.pow(2,2);
try
{
Thread.sleep(500);
}
catch(InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
//potencias desde 2 elevado a 0
break;
case 2 :
pin = (int)Math.pow(2,3);
try
{
Thread.sleep(500);
}
catch(InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
break;
case 3 :
pin = (int)Math.pow(2,4);
try
{
Thread.sleep(500);
}
catch(InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
break;
case 4 :
pin = 0;//apagar todo
break;
case 5 :
pin = 255; //prender todo
break;
}
lpt1.write(pin);//manda a la
impresora
}while(opcion!=8);
}
}
//———————————-
public static void main(String[]
args)throws IOException
{
new Aplicacion();
}
}
Conclusión
El proyecto resulto con éxitos en
todos los sentidos ya que pudimos aplicar nuestros conocimientos
hubo algún déficit en el armado y procedimiento
pero las supimos superar y terminar de la mejor
manera.
Autor:
Gustavo Antezana