Taller de microcontroladores

Estos son los módulos hardware que construí por encargo, para un taller de microcontroladores dirigido a alumnos de las asignaturas de tecnología de ESO y bachillerato.

Este taller tiene diferentes objetivos pedagójicos que se alcanzan a través de una serie de actividades. En concreto son 5 actividades, cada una de las cuales va precedida de una explicación con la teoría necesaria y los pasos a seguir para su ejecución. Después de cada explicación los alumnos pueden interactuar con los módulos con el fin de asimilar y adquirir los conceptos explicados.

El módulo del microcontrolador es la pieza central del taller y consiste en una caja con una placa de microcontrolador en su interior. Esta es una placa de desarrollo del Fujitsu MFC580 y fué diseñada por profesores de la universidad. Es la encargada de enviar, recibir y procesar la información de los periféricos. Es a este módulo dónde los alumnos conectan los periféricos, y donde telecargan el firmware de cada actividad desde un PC. El firmware de todas las actividades ha sido desarrollado en ensamblador.

Simplemente es una caja con una fuente de alimentación conmutada en su interior. Su función es alimentar el módulo de microcontrolador y el resto de periféricos.

Este módulo consiste en un caja con un LCD compatible HD44780 y 2 pulsadores. El firmware asociado al módulo hace algo tan simple como activar o desactivar un contador que puede contar hacia alante o hacia atrás. Mediante este periférico se explica al los alumnos los mecanismos que permiten al microprocesador realizar operaciones aritméticas.

Este módulo consiste en un caja con un LCD compatible HD44780 y un teclado de matriz. El firmware asociado a este módulo implementa un contador. A través del LCD se muestra el valor del contador, y mediante el teclado alfanumérico se selecciona el sentido y paso del contador (hacia alante o hacia atrás, contaje de uno en uno, de dos en dos, de tres en tres...). Es una ampliación de la actividad 1.1 y a parte de mostrar los mecanismos que utiliza el microprocesador para realizar cálculos aritméticos, también pretende mostrar como procesa las entradas y las salidas, y como puede modificar su comportamiento en funcion de estas.

Esta actividad la forman 8 leds y 8 interruptores de 3 posidiones. Los interruptores representan las entradas al microcontrolador y los leds las salidas. El firmware asociado a este perifèrico, hace parpadear o moverse los leds en función de la posición de los interruptores (al estilo del coche fantástico). Esta actividad se centra en la expliación de los mecanismos de entrada salida de los microprocesadores.

La actividad 3 representa un panel de control de semáforos, y simula varias calles de una ciudad en que los semáforos se coordinan con el fin de organizar el tráfico. Los semaforos estan implementados mediante leds de 3 colores: rojo, ámbar y verde. Esta actividad tiene como finalidad mostrar algunas aplicaciones cotidianas de los sistemas de control. Además en esta actividad los alumnos pueden modificar el código para alterar el comportamiento del sistema.

Este peculiar periférico no es más que un órgano electrónico muy simple. El sonido se obtiene modificando la frecuencia de una señal cuadrada generada a través de un bit de salida del micro. Esta va a parar a un pequeño circuito amplificador de audio con altavoz incluido. A pesar de que el teclado solo muestre una octava, podemos operar sobre 3 octavas, ya que dispone de un interruptor de 3 posiciones que nos permite seleccionar entre 3 octavas. A parte, el órgano tiene memoria, y puede guardar en memoria la melodía que tocamos, para reproducirla cuando se lo indiquemos. Al igual que en la actividad anterior, el objetivo de la actividad 4 es mostrar otra aplicación de los microprocesadores.

La actividad 5 no es ningún periférico, sino que es un módulo totalmente autónomo que diseñé y construí para un showroom. Este incorpora la placa de microcontrolador, la fuente de alimentación y los perifericos en la misma caja. Sé incorporarlo al taller para mostrar otra apliación más lúdica y cercana a los alumnos de lo visto en las actividades anteriores.