FECHA NUMERO RAE INGENIERÌA ELECTRÒNICA PROGRAMA AUTOR(ES) TITULO
HENAO, Juan David y BOHORQUEZ Diego Andrés. TABLERO ELECTRONICO DEPORTIVO MULTIFUNCIONAL
PALABRAS CLAVES
Tensión, PCW, Protocolo, Bite, Interfase, Memoria Flash, PROTEUS, Matriz, Visualización, Display, Protocolo PS/2, Protocolo RS232, Led Dado que en el polideportivo da la universidad de san Buenaventura Bogotá se llevan a cabo diversos encuentros deportivos, y no se cuenta con un tablero que muestre la información pertinente a lo ocurrido en el transcurso de estos encuentros, lo cual genera que no sean las mejores condiciones para una competencia a nivel deportivo. La mayoría de polideportivos y coliseos de las universidades y también de colegios cuentan con un tablero electrónico que les facilita para llevar los datos de un encuentro deportivo esto es manipulable por un operario que es el encargado de modificar la información cada ves que sea requerido.
DESCRIPCIÒN La idea fundamental del proyecto es implementar en el coliseo de la universidad de San buenaventura un tablero electrónico multifuncional, con esto pretendemos seguir varios deportes como lo son el baloncesto, football sala, volleyball, tenis de mesa, de hay lo multifuncional, también se pretende implementar un sistema de redundancia en caso de alguna falla eléctrica. Como estos tableros necesitan de un operario, en este caso se trabajara con la interfaz hombre-maquina que se hará por medio de un teclado alfanumérico, sin necesidad de tener un PC a disposición, por lo tanto el operario no necesita un nivel alto de conocimientos en software.
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Eugenio Martín Martín Cuenca, “Microcontroladores PIC: La Clave Del Diseño”. Thomson Paraninfo, 2001.
Faundez Zanuy, Marcos, “Circuitos Electrónicos Para Sistemas De Comunicaciones”. Comunicaciones”. Interamericana De España. 2003.
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Mark Horestein. “Microelectrónica: Circuitos y Dispositivos” Segunda edición. Prentice Hall, 1997, México. WEBLIOGRAFIA •
FUENTES BIBLIOGRAFICAS
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•
Nasio. Disponible en: http//www.nasio.thomasregister.com[Consultada el 25 de abril del 2006 a las 15:22]
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Publik. Disponible en: http://www.publik.com.co/[Consultada el 25 de abril del 2006 a las 16:36]
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MICROCONTROLADORES. Disponible en http://www.monografias.com/trabajos12/microco/microco.sht ml. [Consultado en: 06 de junio del 2006 a las 21::20]
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MICROCHIP. Disponible http://es.wikipedia.orgwiki/microchip_technology_inc. [Consultado en: 14 de Junio del 2006 a las 20 :00]
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http://micropic.wordpress.com/2007/01/22/mplab [Consultado en: 14 de Junio del 2006 a las 17 :32] •
Learobotics. Disponible en: en: www.iearobotics.com/personal/juan/publicaciones/art9/skypic. pdf -http://micropic.wordpress.com/2007/01/22/mplab [Consultado en: 14 de Junio del 2006 a las 17 :32]
•
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www.gda.utp.educo/pub/lab_microcontroladores [Consultado el 13 de abril del 2006 a las 19:24]
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•
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FPGA. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/FPGA [Consultado en: 15 de abril del 2006 a las 15:44]
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Cartel Electrónico. Disponible en: http://www.dbup.com.ar/cartel.htm [Consultado el 12 de junio del 2006 a las 16 :01] 3
en:
Neoteo. Disponible en: www.neoteo.com/74ls164n.neo [Consultado el 12 de junio del 2006 a las 16 :01]
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PIC-manía Disponible en: picmania.garciacuervo.com/Proyectos_Teclado_PS2.htm - 48k -[Consultado el 12 de junio del 2006 a las 16 :01]
•
Decreto POT. Disponible en: http://www.camarabaq.org.co/cms/documentstorage/com.tms. cms.document.Document_f991e7d0-c0a8fa20-1a18ee205c6f1595/decreto%200154%202000.pdf¨[Consultado en: 7 de julio del 2008 a las 12 :20]
NUMERO RAE INGENIERIA ELECTRONICA PROGRAMA CONTENIDOS 1 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÒN 1.1 Objetivo General •
Diseñar un tablero electrónico deportivo multifuncional, para brindar al público presente y a los jugadores, información detallada de un certamen deportivo.
1.2 Objetivos Específicos •
Visualización sobre el manejo de la información detallada de nombre de los equipos, marcadores, faltas y tiempo de juego de cierto evento deportivo (volleyball, baloncesto, fútbol sala, tenis de mesa), por medio de un indicador electrónico deportivo multifuncional. 4
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Facilitar la función del operario ya que con un tablero de mano podrá comparar la información antes de enviarla al tablero que observa el público, evitando así fallos por algún error de digitación.
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Implementar el protocolo de rastreo de códigos para teclados PS2 y generar una interfase entre el tablero y un teclado convencional de PC sin hacer uso de esta.
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Implementar una salida opcional por RS232 por si se quiere agregar mayor funcionalidad al dispositivo.
2. MARCO DE REFERENCIA En este capitulo se encuentran el marco conceptual y el marco teórico que contienen la temática necesaria para entender el proyecto, palabras técnicas, protocolos de comunicación, etc. 3. DISEÑO INGENIERIL Contiene todos los elementos propuestos para la solución del problema expuestos encuentran sistemas de control, diagrama de bloques y circuitos diseñados para este fin 4. ANÁLISIS Y RESULTADOS Se muestra un análisis del comportamiento del sistema y se plantea una alternativa de diseño como mejora del proyecto presentado
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5 CONCLUSIONES En este capitulo se extractan las conclusiones mas importantes que se generaron con el desarrollo del trabajo.
NUMERO RAE PROYECTO INGENIERIA ELECTRONICA METODOLOGIA 1.ENFOQUE DE LA INVESTIGACION El enfoque de este trabajo es empírico-analítico ya que por medio de este trabajo se pretende mejorar la calidad de un encuentro deportivo por medio de la visualización de diversos aspectos mediante un tablero electrónico, permitiendo de esta manera, hacer uso de la tecnología para esta finalidad. 2. LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DE USB / SUB-LÍNEA DE FACULTAD / CAMPO TEMÁTICO DEL PROGRAMA La línea de investigación en la cual se clasifica este trabajo es Tecnologías actuales y sociedad, como sub-línea de Facultad Instrumentación y Control de Procesos lo que determina que el campo temático es específicamente Microelectrónica. 3. TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN Para la recolección de datos que nos llevaran a una información clara de lo que se pretendía con el desarrollo del proyecto se realizo una encuesta con los estudiantes de la Universidad de San Buenaventura, en donde se les pregunto si creían que la universidad necesitaba un tablero electrónico multifuncional para el polideportivo, diseñado y construido por los mismos estudiantes donde se aplique el conocimiento 6
adquirido a lo largo del proceso de profesionalización, esta encuesta arrojo los datos de que 8 de cada 10 estudiantes encuestados creían que si era una forma útil y necearía para la universidad y 2 de cada 10 respondía no sabe no responde (en total 90 estudiantes encuestados). 4. HIPÓTESIS De acuerdo al planteamiento del problema, estructurado el marco teórico, apoyado en los antecedentes y luego del desarrollo ingenieril, se pretende llegar a mostrar en el tablero electrónico el nombre de los equipos, los marcadores, el número de faltas, el cronometro de juego, la hora y un espacio para publicidad, todo esto al agregarle potencia en el tablero ya funcional será visualizarlo con bombillos y en el prototipo con matrices de punto y displays de 7 segmentos. 5. VARIABLES 5.1 Variables Independientes Como la parte a implementar es un prototipo a escala las variables independientes serán la corriente eléctrica y el voltaje eficaz. 5.2 Variables Dependientes Las variables dependientes del prototipo son los valores necesarios como mínimo para que la visualización del prototipo sea optima y clara para los usuarios en este caso la corriente debe estar entre valores de 3Amp a 5Amp y el voltaje debe ser de 5 a 12 voltios.
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CONCLUSIONES • Se logró el desarrollo del tablero electrónico, con cada una de las especificaciones requeridas.
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Se realizó el diseño e implementación del tablero con información detallada de tal forma que el espectador posee datos oportunos y reales del marcador que tiene cada uno de los equipos.
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Se desarrolló un sistema de comunicación con un teclado de tal forma que el operario pueda ingresar la información que sea requerida en el tablero electrónico.
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Este tipo de tableros electrónicos son muy importantes para el mercado, ya hoy en día son muy utilizados como medio de información en diferentes comercios, para brindar diferentes mensajes, comunicar y vender.
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Los registros de desplazamiento son una herramienta útil para el manejo de matrices y displays por el ahorro de pines en el procesador y por su funcionalidad.
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El protocolo PS2 es una herramienta útil para el uso de teclados casi exclusivamente debido a que es pobre comparado con otros tipos de comunicación, esto por su velocidad, distancia de transmisión y redundancia de datos.
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TABLERO ELECTRONICO DEPORTIVO MULTIFUNCIONAL
JUAN DAVID HENAO CARDONA DIEGO ANDRES BOHORQUEZ
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA INGENIERÌA ELECTRÒNICA BOGOTÀ, D.C. 2008 10
TABLERO ELECTRONICO DEPORTIVO MULTIFUNCIONAL
JUAN DAVID HENAO CARDONA DIEGO ANDRES BOHORQUEZ
Proyecto de grado como requisito para optar por el titulo de Ingeniero Electrónico
Director Ing. BALDOMERO MENDEZ
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA INGENIERÌA ELECTRÒNICA BOGOTÀ, D.C. 2008 11
Nota de aceptación: _____________________________ _____________________________ _____________________________ _____________________________ _____________________________ _____________________________
_____________________________ Presidente del Jurado
_____________________________ Jurado
_____________________________ Jurado
Bogotá, Julio de 2008 12
DEDICATORIA
A mi mamá Patricia Cardona A mi papá Germán Henao A mi hermanita Claudia Henao A mi novia Natalia Merchán A mi tío Carlos Cardona A mi incondicional guía y amigo Padre Fray. Fernando Garzón A mi gran amigo Miguel Rojas A mi compañero y amigo de tesis Diego Bohórquez Que siempre estuvieron a mi lado apoyándome cuando más lo necesitaba, Siempre creyeron en mí en los momentos más difíciles de mi vida y me ayudaron a salir adelante. A Dios, Fuente de sabiduría, conocimiento y de amor, a él le debo La satisfacción de poder terminar mi carrera de manera satisfactoria. A Mamita María que siempre con su bendición me ha acompañado Y ha llenado mi vida de bendiciones.
JUAN DAVID HENAO CARDONA 13
DEDICATORIA
A mi mamá Gladys Roa, que ha sido un apoyo Permanente en todo el transcurso de la carrera. A mi hermano César Bohórquez Roa A mi gran amiga Nicolle Kanayet que siempre Me apoyo a lo largo de este proceso A mi compañero y amigo de tesis Juan David Henao A mi hija que fue mi motor para seguir adelante En los momentos más difíciles Al Padre, que siempre depositó en mí La confianza y la fe para nunca desfallecer. A Dios, por poner en mí la paciencia y fuerza Necesaria en mi corazón.
DIEGO ANDRES BOHORQUEZ ROA 14
AGRADECIMIENTOS
En primer lugar queremos agradecer a DIOS, por ser la fuente de nuestras capacidades permitiéndonos llevar a cabo el presente trabajo de investigación y a Mamita María por su protección y bendición durante el desarrollo del trabajo y durante nuestra vida. A nuestros Padres por que con mucho sacrificio y paciencia nos dieron la oportunidad de estudiar y de profesionalizarnos, en aquello que llenaba nuestras expectativas y que nos proyecta como futuros ingenieros electrónicos. Agradecemos de la misma forma a nuestros docentes, que fueron parte fundamental de nuestra formación como personas y como ingenieros; guiándonos de la mejor manera para poder sacar adelante nuestro trabajo de investigación y formación como personas. Agradecemos a las directivas de la Universidad, en especial al Padre rector, Fray. FERNANDO GARZON RAMIREZ, por su apoyo incondicional a nuestro trabajo de investigación y al programa de ingeniería electrónica. A los ingenieros, Gloria Amparo Contreras, Néstor Penagos, Baldomero Méndez y a la C.S.P Patricia Carreño quienes nos guiaron de una manera incondicional en la elaboración del proyecto. Gracias por su tiempo invertido en nosotros. Finalmente agradecemos a nuestros amigos por su apoyo y confianza durante todo el proceso de la elaboración del proyecto y contribuyeron a nuestro proceso de formación. Dios los guarde y los llene siempre de bendiciones a ustedes y a sus familias y mamita María siempre les acompañe y nos lleve por el mejor camino. GRACIAS
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TABLA DE CONTENIDO
GLOSARIO……………………………………………………………………………… 10 INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………. 12 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA …………………………………………….. 13 1.1 ANTECEDENTES…………………………………………………………………..13 1.2 DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA………………………… 18 1.3 JUSTIFICACIÓN……………………………………………………………........... 18 1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN…………………………………………...19 1.4.1 Objetivo General………………………………………………………………….19 1.4.2 Objetivos Específicos…………………………………………………………… 19 1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO…………………………….. 20 2. MARCO DE REFERENCIA………………………………………………………… 21 2.1 MARCO TEÓRICO – CONCEPTUAL…………………………………………… 21 2.1.1 Microcontroladores………………………………………………………………. 21 2.1.1.1 Microchip……………………………………………………………………….. 22 2.1.1.1.1 PIC16F87X…………………………………………………………………… 24 2.1.1.1.2 MPLAB………………………………………………………………………...25 2.1.1.1.3 Compilador PCW de CCS………………………………………………….. 26 2.1.1.2 Motorola………………………………………………………………………… 28 2.1.1.2.1 Microcontrolador Motorola MC68HC908GP32…………………………... 29 2.1.1.2.2 Microgrades………………………………………………………………….. 30 2.1.2 FPGA……………………………………………………………………………… 31 2.1.2.1 MAX+PLUS II………………………………………………………………….. 32 2.1.3 Diodo Emisor de Luz…………………………………………………………….. 33 2.1.3.1 Parámetros……………………………………………………………………... 34 2.1.4 Visualizadores de 7 Segmentos………………………………………………...35 2.1.4.1 Tipos de Visualización………………………………………………………… 36 2.1.5 Matriz de Leds…………………………………………………………………….37 2.1.5.1 Características Matriz de Leds de 7*5………………………………………. 38 2.1.5.2 Funcionamiento………………………………………………………………... 40 2.1.6 Circuito Integrado 74LS164N……………………………………………………41 2.1.7 Circuito Regulador de Tensión…………………………………………………. 44 2.1.8 Teclado PS/2……………………………………………………………………...45 2.1.8.1 Conexión Eléctrica…………………………………………………………….. 47 2.1.8.2 Protocolo Comunicación PS/2……………………………………………….. 48 2.2 MARCO LEGAL……………………………………………………………………. 50 2.2.1 Disposiciones Generales……………………………………………………….. 50 16
3. METODOLOGÍA……………………………………………………………………... 59 3.1 ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN……………………………………………. 59 3.2 LINEA DE INVESTIGACIÓN DE USB / SUB-LÍNEA DE FACULTAD / CAMPO TEMÀTICO DEL PROGRAMA………………………………………………………...60 3.2.1 Líneas de Investigación de USB……………………………………………….. 60 3.2.2 Sub-línea de Facultad…………………………………………………………… 60 3.2.3 Campo Temático del Programa…………………………………………………61 3.3 Técnicas de Recolección de Información……………………………………….. 61 3.4 HIPÓTESIS…………………………………………………………………………. 62 3.5 VARIABLES………………………………………………………………………… 63 3.5.1 Variables Independientes……………………………………………………….. 63 3.5.2 Variables Dependientes………………………………………………………….63 4. DESARROLLO INGENIERIL………………………………………………………..64 4.1 INGENIERÍA DE DISEÑO………………………………………………………… 65 4.2 Configuración en BCD para los Números en los Displays de 7 Segmentos… 66 4.3 Configuración Binaria para las letras…………………………………………….. 67 4.4 Circuitos Implementados y Diagrama de Flujo……………………………….. 68 5. RESULTADOS………………………………………………………………………..77 5.1 SIMULACIONES…………………………………………………………………… 77 5.2 Fotografías del Montaje…………………………………………………………….78 6. CONCLUSIONES……………………………………………………………………. 79 7. RECOMENDACIONES………………………………………………………………81 BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………………..82 WEBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………………82 ANEXO A…………………………………………………………………………………85
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LISTADO DE FIGURAS
FIGURA 1. Pizarra Deportiva – Compañía Aditeck México……………………….. 14 FIGURA 2. Pizarra Deportiva – Compañía Multiled Argentina……………………. 16 FIGURA 3. Pizarra Electrónica – Compañía American Signal Company…….......17 FIGURA 4. Pizarra Electrónica Deportiva – Compañía Publik de Colombia……..18 FIGURA 5. Esquema de un Microcontrolador………………………………............ 22 FIGURA 6. Esquema Físico de un PIC………………………………………………. 23 FIGURA 7. Diagrama de Pines PIC18F452…………………………………………. 24 FIGURA 8. Barra de Inicio MPLAB…………………………………………………… 26 FIGURA 9. Pantallazo de Microgrades………………………………………………. 30 FIGURA 10. Esquema básico de una FPGA………………………………………... 31 FIGURA 11. Pantallazo Max+Plus II…………………………………………………. 32 FIGURA 12. Esquema LED…………………………………………………………… 34 FIGURA 13. Visualizador 7 Segmentos………………………………………………35 FIGURA 14. Configuraciones típicas de un Visualizador 7 Segmentos…………..36 FIGURA 15. Vista Real de la Matriz………………………………………………….. 38 FIGURA 16. Dimensiones de la Matriz………………………………………………. 39 FIGURA 17. Características Electro – Ópticas……………………………………… 39 FIGURA 18. Rango de Valores Absolutos……………………………………………39 FIGURA 19. Configuración Interna 74LS164N……………………………………… 42 FIGURA 20. PinOut Encapsulado……………………………………………………. 42 FIGURA 21. Ejemplo Conexión………………………………………………………..44 FIGURA 22. Circuito Regulador de Tensión………………………………………… 45 FIGURA 23. Configuración teclado PS/2……………………………………………..46 FIGURA 24. 6P Minidin Female PS/2 AT PC……………………………………….. 47 FIGURA 25. 6P Minidin Male AT Cable Keyboard…………………………………..47 FIGURA 26. Trama Comunicación teclado – PC…………………………………… 49 FIGURA 27. Diseño Tablero Electrónico Deportivo Multifuncional……………….. 62 FIGURA 28. Esquema en Diagrama de Bloques del Proyecto…………………….66 FIGURA 29. Implementación de Circuitos……………………………………………68 FIGURA 30. Display 7 Segmentos para el Tiempo………………………………….69 FIGURA 31. Microcontrolador PIC18F452 y Registros de Desplazamientos para las faltas………………………………………………………………………………………70 FIGURA 32. Registros de Desplazamiento para el Marcador de cada Equipo y para el Tiempo de Juego……………………………………………………………………….. 71 FIGURA 33. Registros para la Visualización para las Matrices de Leds………… 72 FIGURA 34. Diagrama de Flujo usado en la programación del PIC18F452……. 73 FIGURA 35. Pantallazo de la Simulación empleando el Software PROTEUS….. 77 18
GLOSARIO
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Tensión: es la diferencia de potencial eléctrico que tiene que existir entre los bornes de conexión o entre dos partes activas de una instalación, para que la corriente eléctrica circule por dicha instalación.
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PCW: es un Compilador, por ende un Compilador es un programa informático que traduce un programa escrito en un lenguaje de programación a otro lenguaje de programación, generando un programa equivalente que la máquina será capaz de interpretar. Usualmente el segundo lenguaje es código máquina, pero también puede ser simplemente texto. Este proceso de traducción se conoce como compilación.
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Protocolo: un protocolo es un conjunto de estándares que controlan la secuencia de mensajes que ocurren durante una comunicación entre entidades que forman una red.
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Byte: unidad de información compuesta de 8 bits ("1" o "0"). Esta unidad de información es suficiente para representar un número o una letra entre otros.
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Interface: conexión mecánica o eléctrica que permite el intercambio de información entre dos dispositivos o sistemas. Normalmente se refiere al 19
software y hardware necesarios para unir dos elementos de proceso en un sistema o bien para describir los estándares recomendados para realizar dichas interconexiones.
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Memoria FLASH: es una forma desarrollada de la memoria EEPROM que permite que múltiples posiciones de memoria sean escritas o borradas en una misma operación de programación mediante impulsos eléctricos, frente a las anteriores que sólo permite escribir o borrar una única celda cada vez. Es por esto que flash permite funcionar a velocidades muy superiores cuando los sistemas emplean lectura y escritura en diferentes puntos de esta memoria al mismo tiempo.
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PROTEUS: es un entorno integrado diseñado para la realización completa de proyectos de construcción de equipos electrónicos en todas sus etapas: diseño, simulación, depuración y construcción.
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INTRODUCCIÓN
La creación del deporte se remonta muchos años atrás, hasta los pueblos más antiguos han dejado vestigios de la práctica de actividades deportivas, incluso se pueden calificar como “proezas deportivas” actos que el hombre ha realizado desde la prehistoria: correr para escapar a los animales, saltar para franquear los obstáculos naturales, atravesar a nado los cursos de agua, lanzar armas como jabalinas o luchar cuerpo a cuerpo con sus enemigos. En la antigüedad se ritualizaron estas gestas, que quedaron asociadas a la religión o a las celebraciones. Las civilizaciones precolombinas practicaban cierto juego con una pelota (el tlachtli), los egipcios eran apasionados del tiro con arco y de las justas náuticas; 500 años antes de que tuvieran lugar los primeros Juegos Olímpicos, los griegos ya medían sus fuerzas en carreras de carros y en combates. Los primeros Juegos olímpicos de la antigüedad, así llamados por disputarse en Olimpia, se celebraron celeb raron hacia el año 776 77 6 a.C. Duraban seis días y consistían en combates y carreras hípicas y atléticas. A medida que se iba avanzando en el tiempo se hacia notable la necesidad de crear escenarios en los cuales el deporte tuviera su desarrollo, de esta manera fueron surgiendo los llamados coliseos y estadios. Hoy en día en los coliseos y polideportivos no solo se practica baloncesto, sino también, se practica volleyball, tenis de mesa, fútbol sala, entre otros. Cada una de estas disciplinas cuenta con una serie de reglas, a partir de allí nace la necesidad de que no solo los jugadores y el cuerpo arbitral, estén e stén enterados del marcador, del tiempo, de las faltas, sino que también los espectadores, puedan seguir el desarrollo del juego de una manera más clara. Es por eso nuestro interés de trabajar en un indicador electrónico deportivo multifuncional, el cual será diferente a los tradicionales, ubicados en los distintos escenarios deportivos. Acá es donde se mezcla el deporte, la comodidad y la tecnología. 21
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1 ANTECEDENTES Los tableros electrónicos hoy en día son muy utilizados en todo el mundo y hay compañías dedicadas única y exclusivamente al diseño y fabricación de los mismos, ya que estos son indispensables en cualquier certamen deportivo, pues es necesario que los espectadores jugadores y jueces lleven un récord de lo que acontece en un juego, antes los tableros eran carteleras que se cambiaban manualmente, pero gracias a los avances tecnológicos ahora solo se necesita de un simple teclado o en su defecto de un computador. El mercado de los tableros electrónicos cuenta con un alto nivel de oferta y demanda, ya que casi todas las empresas y compañías dedicadas a la electrónica tienen un departamento dedicado a la parte digital y en especial a los publik' s por lo tanto es muy fácil conseguir uno. Y en cuanto a la demanda se tienen varios coliseos, polideportivos y estadios en los cuales cuales una de las partes más importantes de la la construcción es el tablero electrónico, por ende también tienen una venta muy rápida para los que comercializan con ellos. El enfoque es la Universidad de San Buenaventura Bogota la cual cuenta con un polideportivo y una cancha de football, debido a la necesidad antes mencionada, la universidad pretende tener un tablero electrónico diseñado y fabricado por alumnos de Ingeniería electrónica. Dentro de las compañías más importantes dedicadas al diseño y fabricación de los tableros electrónicos se encuentran: 22
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Aditeck México
Es una empresa Mexicana Mexicana dedicada al diseño, fabricación fabricación y comercialización de pantallas electrónicas de LEDs, utilizadas en diversas aplicaciones como: promoción y publicidad, comunicación corporativa, señalización, seguridad e información industrial, entretenimiento y muchas más. Dentro de la amplia gama de productos que ofrece la empresa se encuentra la fabricación de Tableros deportivos para todo tipo de deportes. Es una empresa que ha incursionado en este mercado hace más de 20 años. A continuación se muestra una imagen de uno de sus productos, en este caso un tablero deportivo para baloncesto y volleyball1: Figura 1. Pizarra Deportiva – Compañía Aditeck México
Fuente, http//www.aditeck.com.mx/pizarrasdeportivas http//www.aditeck.com.mx/pizarrasdeportivas [Consultada el 25 de abril del 2006 a las 15:22] 1
Aditec. Disponible en:: http//www.aditeck.com.mx/pizarrasdeportivas [Consultada el 25 de abril del 2006 a las 15:22]
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Multiled Argentina
Es una compañía tecnológica Argentina que fue fundada en el año 1997. Su principal propósito es el de llevar productos de alta calidad y diversidad que ofrecen soluciones en la comunicación visual a nuestros clientes. Una compañía que ha estado en constante crecimiento de tal manera que han llegado a ser reconocidos primero en el plano nacional y luego en el plano internacional, por su liderazgo en el diseño y manufactura de sistemas de pantallas electrónicas ,carteles publicitarios basados en programación computarizada. Los tableros deportivos electrónicos Multiled se fabrican acorde a las más avanzadas técnicas electrónicas e informativas. La revolucionaria construcción modular de los tableros y de los componentes de los marcadores permite presentar una amplia gama de tanteadores Standard, que los departamentos técnico y de producción de Multiled se encuentran capacitados para diseñar y fabricar para cualquier eventos deportivos, acorde con sus deseos y necesidades. Multiled desarrollo Marcadores para Football Karate Paleta Rugby Bochas Boxeo Hockey Patín Basketball Voleyball Soccer Handball Tenis Fútbol de salón2.
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Multiled. Disponible en: http//www.multiled.com.ar/esp/relojes_gigantes.php [Consultada el 25 de abril del 2006 a las 16:02]
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Figura 2. Pizarra Deportiva – Compañía Multiled Argentina
Fuente, http//www.multiled.com.ar/esp/relojes_gigantes.php [Consultada el 25 de abril del 2006 a las 16:02]
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American Signal Company
American Signal Company es una empresa dedicada al servicio de mensajes electrónicos que se trasmiten a través de tableros electrónicos ya sea con un fin informativo, educativo o deportivo. AMSIG tiene la principal característica de fabricar productos únicos, con el fin de ofrecer al cliente exclusividad. De la misma manera la gama de productos que ofrecen, brindan al cliente un gran respaldo en cuento a tecnología, soporte y costos, lo cual hace que cada día más clientes se adhieran a ella. Dentro de la gran variedad de productos que AMSIG Colombia ofrece, se encuentran los tableros electrónicos deportivos3.
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Nasio. Disponible en: http//www.nasio.thomasregister.com[Consultada el 25 de abril del 2006 a las 15:22]
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Figura 3. Pizarra Electrónica - Compañía American Signal Company
Fuente, http//www.nasio.thomasregister.com[Consultada el 25 de abril del 2006 a las 15:22]
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Publik Colombia
Publik es una empresa privada, líder en América Latina, que promueve la cultura de la información y el conocimiento, a través de sistemas de última tecnología, que propende por un desarrollo continuo basado en la creatividad, la innovación y el talento, para superar las expectativas de nuestros selectos clientes dentro de un profundo respeto humano y obtener así excelentes resultados socioeconómicos. En Colombia es la empresa líder en productos informativos, al mismo tiempo de la producción de tableros deportivos, que hoy en día se encuentran distribuidos en la mayoría de escenarios deportivos del país4.
4
Publik. Disponible en: http://www.publik.com.co/[Consultada el 25 de abril del 2006 a las 16:36]
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Figura 4. Pizarra Electrónica Deportiva - Compañía Publik de Colombia
Fuente, http://www.publik.com.co/[Consultada el 25 de abril del 2006 a las 16:36]
1.2 DESCRIPCION Y FORMULACION DEL PROBLEMA La falta de un tablero electrónico deportivo multifuncional para el polideportivo de la Universidad de San Buenaventura, por el cual se visualizara el tiempo de juego, el marcador, el número de faltas generales dependiendo del tipo de juego que se lleve a cabo y los nombres de los equipos y que sea una herramienta útil para los usuarios (Espectadores, jugadores y operario) que desean llevar la información exacta y detallada de todo lo que ocurre dentro de un encuentro deportivo, esto lleva a realizar la siguiente pregunta: ¿para que se busca la multifuncionalidad del tablero y la visualización por medio electrónico y no por carteles? 1.3 JUSTIFICACION
El tablero deportivo electrónico es un visualizador que como su nombre lo indica, transmite todo lo que esta sucediendo durante un encuentro deportivo, este debe tener 27
una visibilidad apta para el escenario donde se ubique en la Universidad de San Buenaventura es necesario ubicarlo en el polideportivo donde se llevan a cabo diversos certámenes deportivos, según la necesidad de los eventos que este escenario maneje, el indicador varía su función. El tablero deportivo es útil para cualquier organización que promueva eventos deportivos, ya que este sistema es utilizado por coliseos y polideportivos departamentales, de colegios, universidades, etc. Dentro del evento deportivo este sistema le interesa tanto a los espectadores y jugadores como al operario del mismo. Dado que el tablero a implementar se manipulara desde un teclado el operario no requerirá de un nivel alto de manejo de software.
1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÒN 1.4.1 Objetivo General •
Diseñar un tablero electrónico deportivo multifuncional, para brindar al público presente y a los jugadores, información detallada de un certamen deportivo.
1.4.2 Objetivos Específicos •
Visualización sobre el manejo de la información detallada de nombre de los equipos, marcadores, faltas y tiempo de juego de cierto evento deportivo (volleyball, baloncesto, fútbol sala, tenis de mesa), por medio de un indicador electrónico deportivo multifuncional.
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•
Facilitar la función del operario ya que con un tablero de mano podrá comparar la información antes de enviarla al tablero que observa el público, evitando así fallos por algún error de digitación.
•
Implementar el protocolo de rastreo de códigos para teclados PS2 y generar una interfase entre el tablero y un teclado convencional de PC sin hacer uso de este.
•
Implementar una salida opcional por RS232 por si se quiere agregar mayor funcionalidad al dispositivo.
1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO
En cuanto al enfoque del diseño del tablero se desea tener un tablero que no solo cumpla con lo básico, como es transmitir los resultados y el tiempo de juego, sino también se pretende que este muestre el nombre de la Universidad, el nombre de los equipos, el número de faltas, en forma electrónica, el nombre de los equipos y el de la Universidad se podrán cambiar según las necesidades del encuentro deportivo. Debido a que es un prototipo, los materiales empleados son de tamaño reducido pero ejemplifican la funcionalidad del tablero.
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2. MARCO DE REFERENCIA
2.1 MARCO TEÓRICO - CONCEPTUAL Para la elaboración del Tablero Electrónico Deportivo Multifuncional, se puede trabajar con diversos elementos, en el momento en el cual se haga el diseño del mismo. Los diferentes elementos con los cuales se puede trabajar para el diseño del tablero electrónico pueden ser, Microcontroladores, FPGA, PIC´s, que son los mas comunes; sin embargo existen otro tipo de elementos los cuales se pueden utilizar.
2.1.1 Microcontrololadores
Son dispositivos capaces de llevar a cabo procesos lógicos, los cuales son acciones programadas en un determinado lenguaje ensamblador referenciado por el usuario; y luego son introducidos al microcontrolador a través de un programador, en los casos mas comunes, tarjetas especiales, para programar este tipo de dispositivos. El microcontrolador es en otras palabras un circuito integrado que incluye todos los componentes de un computador. El esquema básico de un microcontrolador, es el siguiente:
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FIGURA 5. Esquema De Un Microcontrolador
Fuente, http://www.monografias.com/trabajos12/microco/microco.shtml. [Consultada en: 06 de junio del 2006 a las 21::20]
Para programar un microcontrolador, es necesario de un programa, en el cual por medio de un lenguaje ensamblador y por medio de una tarjeta la cual permite al usuario llevar esta información al microcontrolador y desarrollar cualquier proyecto5.
2.1.1.1 Microchip
Inicialmente la empresa GI (General Instruments ) creó una subdivisión para fabricar dispositivos microelectrónicos. Más tarde esta subvisión fue vendida a Venture Capital Investors que decidió crear una nueva empresa llamada Arizona Microchip Technology.
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MICROCONTROLADORES. Disponible en [Consultado en: 06 de junio del 2006 a las 21::20]
http://www.monografias.com/trabajos12/microco/microco.shtml.
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Los productos que fabricaba eran los microcontoladores PIC y de las memorias EEPROM y EPROM. Hoy es uno de los líderes del mercado de microcontroladores. Algunos de sus productos son: Microcontroladores PIC. - PC16F84 - PIC16F87X - PIC16F88 - PIC24H - PIC32 (MCUS de 32 bits) - Memorias. - Productos de radio-frecuencia.
FIGURA 6. Esquema Físico de un PIC
Fuente, http://es.wikipedia.orgwiki/microchip_technology_inc. [Consultado en: 14 de Junio del 2006 a las 20:00]
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FIGURA 7. Diagrama de Pines PIC18F452
Fuente, http://es.wikipedia.orgwiki/microchip_technology_inc. [Consultado en: 14 de Junio del 2006 a las 20:00]
2.1.1.1.1 PIC16F87X
Los PIC16F87X son una familia de microcontroladores PIC es la versión mejorada del caballo de batalla PIC16F84. Consta de los siguientes modelos que varían de acuerdo a prestaciones, cantidad de terminales y encapsulados: PIC16F873 PIC16F874 PIC16F876 PIC16F877 Esta familia es de las que tienen memoria tipo Flash, lo que permite al usuario reprogramarlos las veces que sea necesario sin necesidad de usar ningún otro dispositivo más que el propio programador. Este aspecto es muy importante a la hora 33
del diseño de un dispositivo para evitar pérdida de tiempo en borrar los µC y volver a programarlos. Las características principales que hacen de esta familia un poco más potente que otras son: - Conversor Analógico/Digital de 10 bits - Set de 35 instrucciones - 3 Temporizadores + Watchdog Timer o Perro Guardián - 2 módulos PWM - Protocolos de Comunicaciones USART, PSP e I²C 6
2.1.1.1.2 MPLAB
El MPLAB es un entorno de desarrollo integrado que permite escribir y codificar los microcontroladores PIC de Microchip para ejecutarlos. Incorpora todas las utilidades necesarias para la realización de cualquier proyecto7.
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MICROCHIP. Disponible en: http://es.wikipedia.orgwiki/microchip_technology_inc. [Consultado en: 14 de Junio del 2006 a las 20 :00] 7
MPLAB. Disponible en: http://micropic.wordpress.com/2007/01/22/mplab [Consultado en: 14 de Junio del 2006 a las 17 :32]
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FIGURA 8. Barra de inicio de MPLAB
Fuente, http://micropic.wordpress.com/2007/01/22/mplab [Consultada en: 14 de Junio del 2006 a las 17:32]
Este programa permite editar el archivo fuente en lenguaje ensamblador del proyecto que lo requiera, además de ensamblarlo y simularlo en la pantalla.
2.1.1.1.3 Compilador PCW de CCS
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Si queremos realizar la programación de los microcontroladores PIC en un lenguaje como el C, es preciso utilizar un compilador de C. Dicho compilador nos genera ficheros en formato Intel-hexadecimal, que es el necesario para programar (utilizando un programador de PIC) un microcontroladores de 6, 8, 18 ó 40 pines.
El compilador de C que vamos a utilizar es el PCW de la casa CCS Inc. A su vez, el compilador lo integraremos en un entorno de desarrollo integrado (IDE) que nos va a permitir desarrollar todas y cada una de las fases que se compone un proyecto, desde la edición hasta la compilación pasando por la depuración de errores.
Al igual que el compilador de Turbo C, éste "traduce" el código C del archivo fuente (.C) a lenguaje máquina para los microcontroladores PIC, generando así un archivo en formato hexadecimal (.HEX). Además de éste, también genera otros seis ficheros. Para el diseño e implementación del Tablero Electrónico Deportivo Multifuncional. Se tiene que tener en cuenta no solo la selección del dispositivo y el software respectivo para su programación, también hay que entrar a seleccionar, el tipo de elementos que se van utilizar, para la visualización de la información en el tablero electrónico. Para la esto se tendrán en cuenta básicamente cuatro elementos, entre los cuales se seleccionara, uno de ellos, y para esta selección se tendrá en cuenta los parámetros de rendimiento, y todas sus aplicaciones. Dentro de la familia de semiconductores hay unos que tienen la característica de emitir luz. La existencia de este tipo de dispositivos ha abierto un amplio campo de investigación. Este nuevo campo de investigación es la Optoelectrónica. La optoelectrónica es la unión entre los sistemas ópticos y los sistemas electrónicos. Por optoelectrónica entendemos el estudio de componentes que mediante inducción 36
eléctrica producen una respuesta óptica (luz visible o no) o que mediante una inducción óptica generan una respuesta eléctrica. Los componentes optoelectrónicos tienen muchas aplicaciones prácticas, entre las que podemos destacar las siguientes: - Elementos de visualización - Control remoto - Detectores de luz - Transporte e intercambio de información En esta área juega un papel importante el LED. Una de aplicaciones más importantes de los Diodos Emisores de Luz es el Display de 7 Segmentos que se utiliza para mostrar información acerca del estado de un aparato electrónico. Básicamente es una forma de representar los dígitos del sistema numérico que utilizamos actualmente, (09)8.
2.1.1.2 Motorola
Motorola es una empresa estadounidense especializada en la electrónica y las telecomunicaciones, establecida en Schaumburg, Illinois, un suburbio de Chicago. El nombre "Motorola" fue adoptado en 1947, pero ha sido utilizado como marca comercial desde los años treinta cuando la compañía empezó a fabricar radios para el automóvil. Nacientes compañías en ese momento utilizaron el sufijo "ola" para comercializar sus fonógrafos, radios y otro equipamiento de audio en la década de Learobotics. Disponible en www.iearoboti cs.c www.iearobotic s.com/personal/juan/public om/personal/juan/publicaciones/art9/skypic iones/art9/skypic.pdf .pdf http://micropic.wordpress.com/2007/01/22/mplab [Consultado en: 14 de Junio del 2006 a las 17 :32]
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-
1920, la más famosa de ellas fue "Victrola", la empresa RCA lanzó su "radiola", había otra compañía que lanzó una máquina tocadiscos al mercado llamada Rock-Ola, y un editor de películas llamado Moviola. El prefijo "Motor-" se eligió en principio porque el objetivo inicial de Motorola fue la electrónica destinada al automóvil. Los productos más conocidos de la compañía incluyen microprocesadores (68000, 88000, PowerPC), teléfonos móviles y sistemas de conexión a redes de telefonía móvil e inalámbrica. Motorola también participó en el lanzamiento de la constelación de satélites Iridium.
2.1.1.2.1 Microcontrolador Motorola MC68HC908GP32
Este microcontrolador pertenece a la familia HC08 de Motorola, cuyas principales características son: - Modelo de programación HC05 mejorado. - Control de bucles optimizado - 16 modos de direccionamiento - Registro de índice y puntero de pila de 16-bits - Transferencia de datos de memoria a memoria - Rápidas instrucciones de multiplicación de 8x8 - Rápidas instrucciones de división de 16/89
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Motorola: Disponible en www.gda.utp.educo/pub/lab_microcontroladores [Consultado el 13 de abril del 2006 a las 19:24
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2.1.1.2.2 Microgrades (Microcontroller Graphic Developement System)
Es una herramienta que permite realizar programas de manera gráfica en un microcontrolador. Su entorno hace que mediante dispositivos gráficos se puedan construir ideas que se llevan a la práctica mediante un sistema de hardware, en este se encuentra una tarjeta de desarrollo, que es donde se localiza el microcontrolador, y bornes para conectar periféricos a sus pines. Cuenta además con una tarjeta de desarrollo en la que se hallan 10 Leds y 8 Interruptores, que simularán entradas y salidas al microcontrolador10.
FIGURA 9. Pantallazo de Microgrades
Fuente, http://www.colegiosanmateoapostol.edu http://www.colegiosanmateoapostol.edu.co/web/tallertecnologia/tallercap1.html .co/web/tallertecnologia/tallercap1.html [Consultada el 13 de abril del 2006 a las 18:30] 10
Taller de tecnología: Disponible en http://www.colegiosanmateoapostol.edu.co/web/tallertecnologia/tallercap1.html [Consultado el 13 de abril del 2006 a las 18:30
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2.1.2 FPGA (Field Programmable Gate Array) Son circuitos integrados, las cuales se encuentran entre las PAL (Programmable Array Logic), Matriz lógica programable. La cual es una arquitectura compuesta por un sistema de dos matrices, la matriz O (OR) fija y una matriz Y (AND) programable. Las FPGA se basan en esta tecnología, pero las interconexiones pueden ser definidas por el usuario mediante tecnología fusible (como las PAL) y ser del tipo OTP, mediante antifusibles o mediante células tipo SRAM. El diseño de una FPGA se hace especificando la función lógica que se va desarrollar, ya sea mediante un sistema CAD de dibujo de esquemas o también puede ser mediante un leguaje de programación de alto nivel. Una vez definida la función a realizar, el diseño se traslada a la FPGA. Este proceso programa los bloques lógicos configurables (CLB) para realizar una función específica (existen miles de bloques lógicos configurables en la FPGA). Las interconexiones permiten conectar los bloques lógicos (CLB) entre sí. La figura muestra el esquema básico de una FPGA con los bloques lógicos configurables (CLB), las interconexiones y los bloques de entrada/salida (IOB). FIGURA 10. Esquema Básico de una FPGA
Fuente, http://es.wikipedia.org/wiki/FPGA [Consultada en: 15 de abril del 2006 a las 15:44]
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En determinado caso que dentro el desarrollo del proyecto se llegara a utilizar una FPGA, el programa, que se utilizaría para la programación de la misma, seria el MAX+PLUSII11.
2.1.2.1 MAX+PLUS II Es un software de diseño que se utiliza a diario básicamente para circuitos digitales. El diseño e implementación se realiza sobre la placa de prototipo UP1 de un circuito sencillo, que consiste en un contador binario de 4 bits12. FIGURA 11. Pantallazo del programa MAX+plus II
Fuente, http://www.geocities.com/micros_uan/cap23.html [Consultada el 14 de Junio del 2006 a las 18:43] 11 11
FPGA. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/FPGA [Consultado en: 15 de abril del 2006 a las 15:44]
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MAX PLUS II Disponible en: http://campusglobal.uc3m.es/asignaturas/C8.52.1000431/TCITIG/tutorial/paginas/paginassinusar/tutorial.htm [Consultado el 6 de junio del 2006 a las 10:30]
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2.1.3 Diodo Emisor de Luz
Un LED (Light Emitting Diode- Diodo Emisor de Luz), es un dispositivo semiconductor que emite radiación visible, infrarroja o ultravioleta cuando se hace pasar un flujo de corriente eléctrica a través de este en sentido directo. Esencialmente es una unión PN cuyas regiones P y regiones N pueden estar hechas del mismo o diferente semiconductor. El color de la luz emitida está determinado por la energía del fotón, y en general, esta energía es aproximadamente igual a la energía de salto de banda del material semiconductor en la región activa del LED. Los elementos componentes de los LED's son transparentes o coloreados, de un material resina-epoxy, con la forma adecuada e incluye el corazón de un LED: el chip semiconductor. Los terminales se extienden por debajo de la cápsula del LED o foco e indican cómo deben ser conectados al circuito. El lado negativo está indicado de dos formas: 1) Por la cara plana del foco. 2) Por el de menor longitud. El Terminal negativo debe ser conectado al Terminal negativo de un circuito13.
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DIODO EMISOR DE LUZ. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_LED [Consultado en: 1 de junio del 2006 a las 16 :04]
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2.1.3.1 Parámetros Los LED's operan con un voltaje bajo, entre 1 y 4 voltios, y la corriente está en un rango entre 10 y 40 miliamperios. Voltajes y corrientes superiores a los indicados pueden derretir el chip del LED. La parte más importante del "Light emitting diode" (LED) es el chip semiconductor localizado en el centro del foco, como se ve en la figura. El chip tiene dos regiones separadas por una juntura. La región P está dominada por las cargas positivas, y la N por las negativas. La juntura actúa como una barrera al paso de los electrones entre la región P y la N; sólo cuando se aplica el voltaje suficiente al chip puede pasar la corriente y entonces los electrones pueden cruzar la juntura hacia la región P. Si la diferencia de potencial entre los terminales del LED no es suficiente, la juntura presenta una barrera eléctrica al flujo de electrones14. FIGURA 12. Esquema LED
Fuente, http://www.monografias.com/trabajos11/leds/leds.shtml [Consultada el 3 de junio del 2006 a las 12:20] 14
PARAMETROS. Disponible en: http://www.monografias.com/trabajos11/leds/leds.shtml [Consultado en: 3 de junio del 2006 a las 12 :20]
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Un LED puede ser activado por corriente continua, por impulsos o corriente alterna. Los parámetros que caracterizan el funcionamiento de un LED y que sirven de base para la elección del modelo más adecuado para la aplicación concreta a que se le va a destinar, son los siguientes:
2.1.4 Visualizadores de 7 Segmentos
Es uno de los visualizadores más comunes empleados para la representación de caracteres alfanuméricos. Un visualizador de este tipo consta de una matriz de siete segmentos luminosos (LED, LCD, fluorescente, etc.) FIGURA 13. Visualizador 7 segmentos
Fuente, http://www.electronguia.com.ar/Principiante/Informacion/Displays[Consultada el 5 de julio del 2006 a las 12:20]
Cada segmento se identifica por una letra de la a a la g (a veces suele existir un punto que se identifica por dp) y es posible visualizar los dígitos 0 al 9 y las letras de la A la F activando los segmentos apropiados.
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Cuando los segmentos son LED’s nos podemos encontrar con dos configuraciones típicas: Ánodo común (AC) y cátodo común (KC). Al polarizar un dispositivo de este tipo deberemos tener claro qué configuración posee.
FIGURA 14. Configuraciones típicas de un Visualizador 7 segmentos
Ánodo Común
Cátodo Común
Fuente, http://www.electronguia.com.ar/Principiante/Informacion/Displays[Consultada el 5 de julio del 2006 a las 12:20]
2.1.4.1 Tipos de Visualización
Las dos configuraciones básicas para este tipo de componentes son la visualización estática y la dinámica. La primera se utiliza, por lo general, cuando hay un solo visualizador. Cuando se necesitan varios visualizadores se suele utilizar la visualización dinámica.
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2.1.5 Matriz de LEDS
La placa de CPU se conecta a la matriz de led a través de cables (alimentación, datos, clock y latch) y puede estar varios metros alejado de la matriz o integrado en el mismo cartel. Los mensajes se programan en el cartel utilizando un teclado de PC estándar donde todas las teclas están habilitadas, incluso las combinaciones Shift+tecla, Ctrl+tecla y Alt+tecla. Las teclas de función F1 a F8 están asignadas a la edición de cada uno de los 8 mensajes disponibles y las teclas de F9 a F12 a funciones especiales, tales como pausa, rotar, falseo, cambio de tipografía, etc. Los mensajes se almacenan en una eeprom serial de 8192 caracteres que retiene los datos por un mínimo de 10 años y que se puede reprogramar en cualquier momento. La velocidad de rotación de los mensajes se puede variar en 4 niveles una vez que el mensaje ya fue editado. La potencia total no supera los 30 W. y es proporcionada por un transformador toroidal de bajo perfil. La programación del mensaje así como sus atributos y control de la velocidad de desplazamiento, se realiza a través de un teclado estándar de PC. El cartel viene provisto del conector hembra correspondiente y además es posible conectarle un alargue de hasta 15 metros en caso de ser necesario15.
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Cartel Electrónico. Disponible en: http://www.dbup.com.ar/cartel.htm [Consultado el 12 de junio del 2006 a las 16 :01
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2.1.5.1 Características Matriz de LEDS de 7*5
Para el letrero electrónico se han dispuesto 6 matrices de leds, para la visualización de cada uno de los nombres de los equipos. Presenta las siguientes características: - Disposición interna de los leds de Ánodo Columna . - Tamaño del punto de 5mm. - 2 pulgadas de altura (50 mm). - Baja corriente de operación. - Alto contraste de luz. - Compatibles con códigos EBCDIC y ASCII. - Horizontalmente escalable. - Fácil montaje en placas o sockets. - Punto de color blanco y carcasa de color gris. FIGURA 15. Vista real de la Matriz
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FIGURA 16. Dimensiones de la Matriz
FIGURA 17. Características electro - ópticas
FIGURA 18. Rango de valores absolutos
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2.1.5.2 Funcionamiento La matriz está formada por una serie de filas y columnas. La intersección entre ambas contiene un LED. Para que este encienda, tiene que recibir simultáneamente un “0” en la fila, y un “1” en la columna. Cuando se dan estas condiciones, la electrónica de la placa se encarga del encendido del LED en cuestión. La forma de generar un mensaje sobre el display se refiere al siguiente algoritmo: 1) Apagar todas las filas. 2) Escribir los valores correspondientes a la primer fila en el registro de desplazamiento, teniendo en cuenta que el primer dígito binario colocado corresponde al último LED de la fila, y el ultimo en poner al de la primer columna. 3) Encenderla primer fila, esperar un tiempo, y volver a apagarla. 4) Repetir los pasos 2 y 3 para las filas restantes.
El tiempo de la demora debe ser tal que permita una visualización correcta, sin molestos parpadeos y con los LEDS brillantes. Hay que tener en cuenta que si utilizamos tiempos mayores para el encendido de cada fila, el brillo de los LEDS será mayor, pero también aumentará el parpadeo. La forma de transformar este algoritmo en un programa funcional depende de la programación, y puede ser más o menos complejo según se permitan diferentes tipos de caracteres, animaciones, etc.
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2.1.6 Circuito Integrado 74LS164N
Físicamente, se trata de un circuito integrado de 14 pines, en formato DIL, cuya cápsula puede ser de diferentes materiales. De hecho, la última letra en su nombre (la “N”) indica el material y forma del empaquetado, estando disponibles en plástico (N), para montaje superficial (D) y algunos encapsulados cerámicos (W, FK y J). Las diferencias entre uno y otro tienen que ver básicamente con la velocidad máxima de clock, cantidad de puertas que se pueden conectar a sus salidas, etc. El término registro puede ser utilizado en una gran variedad de aplicaciones muy específicas, pero en todos los casos se refiere a un grupo de flip-flops operando juntos para formar una unidad capaz de almacenar un dato. No se debe confundir con un contador, se encarga de generar datos nuevos a partir de los ingresados. Un contador se puede ver como una clase especializada de registro, capaz de contar eventos y además generar un dato de salida, diferenciándose del registro de desplazamiento que se limita a almacenar un dato en su interior y lo hace accesible en una forma diferente a la original, pero sin transformarlo. El registro de desplazamiento 74LS164N consiste básicamente de 8 flip-flops en cadena, donde los bits ingresan al primero de ellos en cada pulso de clock y se propagan hacia la derecha. Si comenzamos con todos los flor-flops en cero, por ejemplo habiendo llevado el pin reset a cero durante unos nanosegundos, luego de 8 ciclos de clock, tendremos disponibles en las salidas QA a QH los 8 bits que se ingresaron en forma serial. Por esta razón es que se puede utilizar un registro de desplazamiento como un conversor serie-paralelo.
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En el noveno pulso de clock, se ingresara un nuevo dato al registro, y el que estaba presente en el ultimo slip-flop (salida QH) se perderá. En la mayoría de ocasiones se necesita construir un registro de desplazamiento de más de 8 bits de profundidad. En estos casos se puede conectar la salida QH de un 74LS164N a las entradas A y B del segundo, de manera que este noveno bit que se h0ubiera perdido al “caerse” del primer 74LS164N se aprovecha como dato de entrada en el siguiente. De esta manera, encadenando varios de estos integrados se puede construir un registro de desplazamiento del largo que se desee. FIGURA 19. Configuración interna del 74LS164N
Fuente, http://www.neoteo.com/74ls164n.neo [Consultada el 14 de Junio del 2006 a las 1840]
FIGURA 20. PinOut encapsulado
Fuente, http://www.neoteo.com/74ls164n.neo [Consultada el 14 de Junio del 2006 a las 18:41]
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Los pines 1 y 2, llamados “A” y “B” son las entradas de datos al registro de desplazamiento. Internamente, están conectados a los terminales de entradas de una compuerta NAND, el dato ingresado será un “1” cuando ambas entradas estén en “0”. Cualquier otra combinación de valores en la entrada dará como resultado el ingreso de un “0”. El terminal 8, con el nombre CLK es el que recibe los pulsos de clock, que son los que “marcaran el paso”, ingresando al registro los bits presentes en su entrada con cada pin positivo de los pulsos de clock. El pin 9 cumple las funciones de reset, poniendo todas las salidas del integrado en “0” cada vez que se lo pone a masa. Para que el integrado funcione normalmente, este pin debe estar conectado a +V. En caso en que por algún motivo no se pueda controlar el pin de reset, se pueden ingresar ocho “0” consecutivos mediante A y B, teniendo el mismo efecto final sobre las salidas. Este sistema es más lento (ocho ciclos de clock) pero permite ahorrar una línea de control. Los pines 3, 4,5, 6, 10, 11,12 y 13 son las salidas, denominadas QA, QB, QC, QD, QE, QF, QG y QH. En estos pines irán apareciendo los valores presentes en la entrada. El software del microcontrolador atiende permanentemente el display, generalmente mediante interrupciones, para escribir en cada dígito el valor correcto. En el caso de un display LED de 7 segmentos de dos dígitos son necesarias ocho líneas para controlar los 7 segmentos y el punto decimal, más dos líneas para el control de encendido/apagado de cada dígito (en el multiplexado). Esto hace un total de 10 pines del PIC para controlar un display de solo dos dígitos. El uso del 74LS164N permite el mismo control solo con 3 líneas: una de datos conectada a las entradas A y B, una de reloj conectado a la entrada CLK y la tercera de 52
RESET para limpiar el display. Una vez mostrado un valor en el display, el microcontrolador se desentiende del mismo hasta que haya que mostrar datos nuevos, ya que las salidas del 74LS164N conservan sus valores hasta que el usuario indique lo contrario16.
FIGURA 21. Ejemplo de conexión
Fuente, http://www.neoteo.com/74ls164n.neo [Consultado el 14 de Junio del 2006 a las 18:43]
2.1.7 Circuito Regulador de Tensión
El circuito será alimentado a 5 voltios, un circuito regulador de tensión, proporcionará la tensión de alimentación requerida en el circuito genera. Está formado por el regulador de tensión LM7805.
16
Neoteo. Disponible en: www.neoteo.com/74ls164n.neo [Consultado el 12 de junio del 2006 a las 16 :01
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FIGURA 22. Circuito regulador de tensión
2.1.8 Teclado PS/2
Un teclado PS/2 de 104 teclas para PC es un dispositivo inteligente. Esto quiere decir que él mismo se encarga de la parte hardware del rastreo de teclas, de evitar rebotes y de transmitirlos, mediante una trama perfectamente establecida, de los resultados de las manipulaciones aplicadas sobre sus teclas. El teclado PS/2 tiene un mapa de teclas a las que asigna un código, de uno o dos bytes, para cada una de ellas. Estos son los códigos que van a transmitir para indicarnos que se está pulsando una tecla determinada. A estos códigos se les llamará códigos de rastreo de teclado.
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FIGURA 23. Configuración teclado PS/2
Fuente, picmania.garcia-cuervo.com/Proyectos_ Teclado _PS2.htm - 48k -[Consultada el 12 de junio del 2006 a las 16:01]
El teclado PS/2 envía el código de rastreo asociado a una tecla al ser ésta pulsada, tantas veces como sea necesario si se mantiene pulsada con una cadencia tal como indique su tiempo de repetición, que es programable y el mismo código de rastreo con el prefijo del byte F0h al ser soltada, también conocido como Break Code. Para conseguir la letra G Mayúscula se debe pulsar la tecla Shift y mientras se mantiene pulsada, pulsar la tecla G, soltar la tecla G y soltar la tecla Shift. Esa secuencia de pulsaciones va a hacer que el teclado transmita la siguiente secuencia de bytes: Pulsar Pulsar Soltar
Shift ->12h, "G" ->34h, "G" ->F0h 34h 55
y
soltarShift ->F0h
12h
o escribiendo solo los bytes que se van a recibir: 1h,
34h, F0h, 34h, F0h, 12h
El teclado PS/2 también admite comandos. Dispone de funciones build-in que podemos disparar mediante el envío del comando correspondiente.
2.1.8.1 Conexión Eléctrica El teclado PS/2 se conecta mediante cuatro hilos. Dos de ellos son para alimentación Vcc a 5V y GND, y otros dos para las señales Data y Clock. El pinout de los conectores Mini-DIN PS/2 tanto hembra, los del PC, como machos, los del Teclado 17:
FIGURA 24. 6P MINIDIN FEMALE PS/2 AT PC
FIGURA 25. 6P MINIDIN MALE AT CABLE KEYBOARD
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Pic-mania Disponible en: picmania.garcia-cuervo.com/Proyectos_ Teclado _PS2.htm - 48k -[Consultado el 12 de junio del 2006 a las 16 :01]
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En el Teclado PS/2 las señales Data y Clock son de "colector abierto". Esto quiere decir que para establecer una comunicación eléctricamente correcta se debe suministrar voltaje para el nivel lógico alto y es él el encargado de dar los correspondientes niveles lógicos bajos, enviando la señal a GND cuando sea necesario.
2.1.8.2 Protocolo Comunicación PS/2 El teclado PS/2 se comunica mediante un Protocolo de Serie Síncrona. Utiliza una señal de Clock que índica cuando están disponibles los correspondientes bits en la señal de Data. En reposo la señal de Clock está a nivel alto; a cada pulso a nivel bajo corresponde un pulso a nivel alto o bajo en la señal de Data, que se traducen respectivamente como bits 0 ó 1 del dato a transmitir.
La trama completa se compone de 11 bits. Siendo el primero un bit de Start, después los 8 bits del Dato a transmitir enviándose primero el LSB (ó bit menos significativo), el décimo es el de paridad (usa la Impar, u Odd en Inglés) y por último un bit de ACK o Stop.
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FIGURA 26. Trama de Comunicación teclado - PC
Fuente, picmania.garcia-cuervo.com/Proyectos_ Teclado _PS2.htm - 48k -[Consultado el 12 de junio del 2006 a las 16:01]
Para poder habilitar la comunicación inversa, del PC (host) al Teclado PS/2 (Keyboard) se debe en primer lugar indicárselo así al Teclado mediante la señal de Clock. Para ello se debe poner a nivel bajo el Clock durante unos 160 uS, y la señal de Data a bajo unos 35 uS después de haber enviado la señal del Clock. A partir de ahí se debe esperar la señal del Clock generada por el Teclado. Esto nos indicará que el teclado está dispuesto para recibir nuestro comando. Se detecta la señal como primer pulso de Clock, y a partir del siguiente podemos comenzar a enviarle el byte18.
18
Pic-mania Disponible en: picmania.garcia-cuervo.com/Proyectos_ Teclado _PS2.htm - 48k -[Consultado el 12 de junio del 2006 a las 16 :01]
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2.2 MARCO LEGAL
El diseño del tablero electrónico deportivo multifuncional, propuesto en nuestro proyecto tiene como objetivo brindar al público presente y a los jugadores, información detallada de un certamen deportivo. La implementación del proyecto tiene para su utilización unos parámetros de obligatorio cumplimiento que se encuentran incluidos en el decreto 0154 de 2000 del plan de ordenamiento territorial (POT), modificado por el acuerdo 003 de 2007 y basado en la Constitución Nacional de 1991. A continuación se presentan las disposiciones legales más relevantes.
2.2.1 Disposiciones Generales Constituye el fundamento esencial para el desarrollo de las normas sobre la publicidad exterior visual, aplicadas a la instalación de los tableros electrónicos. ARTÍCULO 51. OBJETIVO. La regulación concerniente a la publicidad exterior visual en el país tiene por objeto propiciar el respeto por el paisaje urbano, la adecuada información al ciudadano y evitar la saturación de avisos sobre el espacio público. ARTÍCULO 52. CRITERIOS PARA EL MANEJO DEL MEDIO AMBIENTE VISUAL: Se establecen como criterios generales de manejo del medio ambiente visual y paisaje urbano los siguientes: a). Defensa del espacio público urbano. 59
b). Estética urbana. c). Protección de la arquitectura y el perfil arquitectónico y urbano. d). Defensa del paisaje natural y de los elementos vegetales del entorno, de las cuencas de los arroyos y en general de los recursos naturales. e). Defensa del derecho de visibilidad y disfrute colectivo de los ciudadanos, de los elementos naturales y artificiales. f). Defensa del derecho de libre circulación de los ciudadanos por las vías y zonas públicas. g). Seguridad de los usuarios. h). Grado de obsolescencia de los elementos. i). Aspectos ergonómicos y de mantenimiento. j). Usos del espacio público urbano. k). Necesidades de elementos de amoblamiento urbano y l). Diseño y funcionalidad de elementos de amoblamiento. ARTÍCULO 53. AVISO Y PUBLICIDAD EXTERIOR VISUAL: Se define como publicidad exterior visual el medio masivo de comunicación permanente o temporal, fijo o móvil, que se destine para instalar mensajes con los cuales se busque llamar la atención del público a través de leyendas o elementos visuales en general tales como dibujos, fotografías, letreros o cualquier otra forma de imagen que se haga visible desde las vías de uso público, bien sean peatonales, vehiculares, terrestres, acuáticas o aéreas, cuyo fin sea publicitario, cívico, político institucional, cultural o informativo y que tengan un área igual o superior a ocho metros cuadrados (8 m²). Tales medios pueden ser vallas, avisos, tableros electrónicos , pasacalles, pendones, colombinas, carteleras, mogadores, globos y otros similares. PARÁGRAFO 1: No se considerará Publicidad Exterior Visual la señalización vial, la nomenclatura urbana o rural, la información sobre sitios históricos, turísticos y 60
culturales, y aquella información temporal de carácter educativo, cultural o deportivo que coloquen las autoridades públicas u otras personas por encargo de éstas, que podrá incluir mensajes comerciales o de otra naturaleza siempre y cuando éstos no ocupen más del 30% del tamaño del respectivo mensaje o aviso. Tampoco se considerará Publicidad Exterior Visual las expresiones artísticas como pinturas o murales, siempre que no contengan mensajes comerciales o de otra naturaleza. PARÁGRAFO 2. La colocación de Publicidad Exterior Visual en los lugares donde no está prohibida es libre y por consiguiente no requiere sino del cumplimiento de las condiciones establecidas en las presentes normas. ARTÍCULO 54. CLASES DE AVISOS. Se entiende por aviso el elemento que se utiliza como medio de propaganda o de identificación de oficinas y establecimientos comerciales, industriales o de servicios, en este último caso fijado por medios físicos o mecánicos a la edificación. Para efectos de este Estatuto, los avisos serán con o sin iluminación, de fachada, de colocación fija o móvil, de propaganda comercial o avisos de identificación de oficinas y establecimientos en general. Estos se consideran de fijación permanente. PARÁGRAFO. Adóptense las normas sobre Mantenimiento y Duración contenidas en los Artículos 7º, 8º y 9º de la Ley 140 de 1994, textos que expresan en sentido consecutivo lo siguiente: MANTENIMIENTO: A toda (Aviso) Publicidad Exterior Visual deberá dársele el adecuado mantenimiento; de tal forma que no presente condiciones de suciedad, inseguridad o deterioro. Los Alcaldes deberán efectuar revisiones periódicas para que toda Publicidad que se encuentre colocada en el territorio de su jurisdicción dé estricto cumplimiento a ésta obligación. DURACIÓN: La Publicidad Exterior Visual que cumpla con las condiciones previstas en la ley podrá permanecer instalada en forma indefinida. CONTENIDO: La publicidad exterior visual no podrá 61
contener mensajes que constituyan actos de competencia desleal ni que atenten contra las leyes de la moral, las buenas costumbres o conduzcan a confusión con la señalización vial e informativa. No podrán utilizarse palabras, imágenes o símbolos que atenten contra el debido respeto a las figuras o símbolos consagrados en la historia nacional. Igualmente, las que atenten contra las creencias o principios religiosos culturales o afectivos de las comunidades que defienden los derechos humanos y la dignidad de los pueblos. ARTÍCULO 55. ESPECIFICACIONES: Pueden ser fabricados en metal, vidrio, plástico, concreto y otros materiales resistentes a la intemperie. ARTÍCULO 56. (Modificado por el artículo 110 del Acuerdo 003 de 2007) Disposición de avisos: Los avisos y publicidad exterior pueden ser dispuestos de la siguiente manera: a. En el paramento de edificación, en forma paralela a la línea de fachada y adosada a ella, siempre y cuando su tamaño no supere los 0.80 mts. X 0.60 mts. b. En edificios con varias actividades comerciales, sólo se permite un mosaico con todos los nombres comerciales por cada acceso a la edificación. c. El área de aviso no será mayor de doce metros cuadrados (12m²), ni mayor del 15% del área estricta de fachada del local comercial. La Secretaría de Planeación Distrital podrá fijar áreas menores a las establecidas, si lo estima necesario, lo cual formulará mediante circulares. d. No se admitirán grandes avisos comerciales en las fachadas y muros culatas de las construcciones en zonas exclusivamente residenciales. Solo se permitirá una identificación del servicio mediante un aviso de tamaño no superior a 0.80 mts x 0.60 mts, ubicado únicamente sobre la fachada. Esta identificación no podrá utilizar luces intermitentes. 62
ARTÍCULO 57. PROHIBICIONES: Por ningún motivo se permitirá la colocación de avisos en áreas de uso público. La reglamentación consta de lo siguiente: a) Se prohíben los avisos móviles en áreas de uso público. b) Se colocará el número de avisos necesarios para la identificación de los locales u oficinas, allí existentes, admitiéndose uno adicional para propaganda comercial. c) No se permite el uso de materiales como: caucho, lona, tela o madera. d) Se prohíben los avisos perpendiculares a la fachada. e) Se prohíben avisos independientes en edificaciones de varias actividades comerciales. Deben estar concentrados en un solo mosaico. f) No se permiten avisos en los exteriores de las edificaciones suspendidos en antepechos superiores al 2º piso o adosados, pintados o incorporados en cualquier forma a las ventanas. Cuando se trate de edificaciones con corredores de acceso a los locales con vista a las calles podrán colocarse avisos autorizados según el caso sobre la fachada y/o ventana del respectivo local, siempre y cuando ello no contravenga el reglamento de copropiedad. g) Se prohíbe colocar avisos en edificaciones diferentes a aquellas en las cuales se desarrolle actividad comercial o industrial que anuncian. h) No se admiten avisos comerciales en iglesias, monumentos, edificios públicos, en árboles, antejardines, andenes, calzadas viales, zonas verdes, fuentes ornamentales, cruces de vías a diferentes niveles y en la señalización vial. En los postes de alumbrado público se autorizará la colocación de avisos con carácter temporal, debidamente autorizados por la autoridad ambiental, la cual aprobará u objetará el tiempo de permanencia del aviso y establecerá las sanciones en caso de contravención. i) Se prohíben objetos que funcionen como avisos publicitarios que obstaculicen el tránsito peatonal, como: maniquíes, mercancía, ni cualquier otro fuera del paramento de construcción. 63
j) En ningún establecimiento se permitirán aviso en las puertas, ni fachadas a maneras de carteles, elaborados con pintura o similares y en latón, madera u otro similar. k) En estaciones de servicio y casas funerarias no se permiten avisos con iluminación intermitente, ni de movimiento. l) No se permitirán avisos sobre cubiertas en edificios con menos de cuatro (4) pisos. m) En casas funerarias no se permitirá la exhibición de elementos fúnebres. n) Solamente se permitirán avisos en lotes vacantes que indiquen la venta o alquiler de dichos lotes. ARTÍCULO 58. (Modificado por el artículo 111 del Acuerdo 003 de 2007) LUGARES PERMITIDOS DE EXHIBICIÓN DE AVISOS: Los siguientes son lugares permitidos para avisos permanentes: a) Sobre murales artísticos con patrocinios comerciales, los cuales solo podrán ocupar el 5% del área total del mural. b) En las culatas de los edificios o en muros de cerramiento, de la zona Múltiple 2 (M2) y 3 (M3). c) En las marquesinas sin sobresalir de los bordes exteriores, paralelo de la línea de fachada. e) En áreas de uso público sólo se permitirán placas que identifiquen el lugar colocando una placa en cada zona. f) En estaciones de servicios, el nombre de la estación deberá ir adosado o sobre la cubierta de la edificación, con iluminación fija. Los emblemas de la Compañía propietaria podrán tener estructura independiente y estar localizados dentro del área de la estación de servicio. g) En zonas utilizadas por centros comerciales y zonas de uso Múltiple (M2), y (M3) se permitirán avisos en forma aislada (avisos tipo poste), de los edificios o sobre las cubiertas de ellos.
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h) Sobre cubiertas se permitirán avisos en las zonas comerciales e industriales. En cubiertas de tejas de asbesto o barro o cuando sus estructuras estén diseñadas para soportar las cargas adicionales del aviso. Su instalación deberá ser, con preferencia, sobre los caballetes. i) En lotes no construidos en las zonas comercial e industrial. j) En recintos destinados a la presentación de espectáculos públicos.
ARTÍCULO 59. DE LAS VALLAS: Se entiende por valla toda estructura (metálica, acrílica o de madera) para anuncio permanente o temporal, utilizado como medio de difusión de publicidad cívica, turística, política, informativa, educativa, cultural, con propósitos de interés general dispuestas para su apreciación visual en sitios exteriores; los pasacalles metálicos no se consideran vallas si no señales de tránsito, los cuales están regidos por las normas consignadas en el manual de dispositivos de señalización vial del Ministerio de Obras Públicas y de Transporte (M.O.P.T.). Para que la valla sea considerada como tal, deberá cumplir con las siguientes condiciones: a) Solicitud firmada por el interesado, con número de cédula de ciudadanía o firma del representante legal en caso de ser personas jurídicas. b) Empotrada la estructura metálica de soporte en bloques de concreto enterrados de 0.40mts x 0.40 mts. x 0.40 mts. c) Separar tanto la estructura como la valla misma de las edificaciones. d) Tener un área neta de exhibición de acuerdo al tipo de vía sobre la cual se exhiban. En lotes ubicados sobre vías del Plan Vial, en caso de arterias y semiarterias, no será mayor de cuarenta metros cuadrados (40m²) ni menor de veinte cuatro metros cuadrados (24m²). Para vías locales no será mayor de doce metros cuadrado (12m²). e) Construcción en lámina de acrílico, plástico, ladrillo, aluminio y otro material resistente a la intemperie. f) Iluminada fijamente por reflectores, tener iluminación interior o sin iluminación. 65
g) La altura del lado inferior con respecto al suelo no mayor de los dos con cincuenta metros (2.50m); y la altura superior, del lado superior, con respecto al suelo, no mayor de ocho metros (8m), ni menor de seis con cincuenta (6.50m) metros. h) La valla debe tener una longitud máxima de doce metros (12m). i) El espacio longitudinal entre vallas deberá ser entre noventa metros (90m) y cien metros (100m) a lo largo de las vías. j) Estar colocada paralela a la vía o máximo a treinta grado (30°) con respecto al eje de la vía. k) No obstaculizar la instalación, mantenimiento y operación de los servicios públicos domiciliarios (Artículo 4º de la Ley 140 de 1994). PARÁGRAFO. Valla Publicitaria. Son aquellas que a título de renta o arrendamiento se ofrecen para comunicar, promocionar o anunciar productos y servicios. ARTÍCULO 60. IDENTIFICACIÓN DE LAS VALLAS. Deberá ubicarse en la esquina inferior izquierda, con un área igual o superior al 1% del tamaño de la valla, pintada sobre fondo blanco, que tenga como mínimo el siguiente contenido: 1 Nombre del Propietario 2 Dirección de la oficina y número telefónico del propietario 3 Número asignado en el registro de publicidad exterior visual 4 Localidad a la que corresponde. ARTÍCULO 63. Modificado por el artículo 113 del Acuerdo 003 de 2007 Lugares permitidos para vallas: La instalación de vallas se permite con la autorización del IDU en los siguientes lugares:
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a. En campo abierto sobre vías de acceso a la ciudad, dentro de los dos (2) kilómetros de carretera siguientes al límite urbano, podrá colocarse una valla cada 200 metros, después de este kilometraje podrá colocarse una valla cada 250 metros (Artículo 4º de la Ley 140 de 1994). b. En lotes sin construir o destinados a parqueaderos, detrás del cerramiento, previa autorización de su propietario. El tamaño máximo de las vallas en estos lugares no podrá ser superior a los cuarenta y ocho metros cuadrados (48 m.²), según lo determina el literal c del Artículo 4º (Ley 140 de 1994). Para todos esos casos las vallas no deberán obstaculizar la función de las señales de tránsito. c. En lotes privados dentro del casco urbano, siempre que estén ubicadas sobre vías de alcance Metropolitano y Arterias con la aprobación previa del IDU, solo se podrán colocar vallas que anuncien el proyecto que allí se construirá. d. En los escenarios deportivos, siempre y cuando no atenten con lo establecido en el Artículo 58 del presente Estatuto 19 .
19
Decreto POT. Disponible http://www.camarabaq.org.co/cms/documentstorage/com.tms.cms.document.Document_f991e7d0-c0a8fa201a18ee20-5c6f1595/decreto%200154%202000.pdf¨[Consultado en: 7 de julio del 2008 a las 12 :20]
67
en:
3. METODOLOGÍA
3.1 ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN
El enfoque de este trabajo es empírico-analítico ya que por medio de este se pretende mejorar la calidad de un encuentro deportivo por medio de la visualización de diversos aspectos mediante un tablero electrónico, permitiendo de esta manera, hacer uso de la tecnología para esta finalidad. Dentro de lo que se pretende con este proyecto es crear una retroalimentación con la universidad de San Buenaventura, ya que se pueden aplicar los conocimientos dados por ella a un tablero electrónico diseñado, desarrollado y aplicado por estudiantes de la universidad, para beneficio de la misma. La idea del tablero electrónico nace de la necesidad de la universidad de San Buenaventura por tener un espacio deportivo completo y apto a las diversas actividades deportivas que esta otorga, como son los encuentros Internos, los juegos Bonaventurianos y los Inter.-Universitarios (ASCUN). Por eso la universidad desea colocarse en un nivel de alta competencia que cumpla con los requisitos de estos mismos. También se quiere llegar a la implementación de un tablero de mano que sirva de sistema de redundancia, con eso en caso de fallos de energía la información la sigue llevando el operario, en el tablero de mano, y apenas se recupere la energía, la información vuelve al tablero grande sin ningún fallo, ni conflicto.
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Este trabajo brinda la oportunidad de desarrollar tecnología propia, esperamos que con este trabajo se pueda motivar a otros estudiantes y profesores a desarrollar en el futuro proyectos de este tipo, ya que es muy importante para nuestro país que los científicos nacionales desarrollen tecnología propia en todas las áreas posibles. La idea es ubicar el tablero en el polideportivo de la universidad.
3.2 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DE USB / SUB-LÍNEA DE FACULTAD / CAMPO TEMÁTICO DEL PROGRAMA
3.2.1 Línea de Investigación de USB Dada la necesidad del hombre por satisfacer sus necesidades, ha tenido que utilizar todas las herramientas a su alcance para mejorar su calidad de vida por eso tomando las Tecnologías actuales se ha pensado en mejorar el ambiente en los escenarios deportivos, en este caso se implementara un tablero electrónico multifuncional para el polideportivo de la universidad para utilidad no solo de la misma sino también de la sociedad.
3.2.2 Sub-línea de Facultad Utilizando la Ingeniería como la herramienta útil para mejorar la calidad de vida del hombre se necesita la Instrumentación y control de procesos en este caso se utiliza la interfaz hombre maquina para el diseño de un tablero electrónico multifuncional donde un operario por medio de un teclado acciona el procesador (microcontrolador)
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donde actúan los contadores, registros, memorias y otros componentes que hacen la visualización de lo que se quiere mostrar en el tablero electrónico multifuncional.
3.2.3 Campo Temático del Programa Para poder lograr el funcionamiento del tablero electrónico multifuncional, se utilizo la microelectrónica , en donde se escogió un microcontrolador en este caso el 18f452 el cual dadas sus características era uno de los mas adecuados para el proceso de programación e implementación en el Tablero electrónico, también se tiene en cuenta la optoelectronica que es la unión entre los sistemas ópticos y los sistemas electrónicos. Por optoelectrónica entendemos el estudio de componentes que mediante inducción eléctrica producen una respuesta óptica (luz visible o no) o que mediante una inducción óptica generan una respuesta eléctrica. Los componentes optoelectrónicos tienen muchas aplicaciones prácticas, pero en este caso la utilizaremos como Elemento de visualización.
3.3 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN Para la recolección de datos que nos llevaran a una información clara de lo que se pretendía con el desarrollo del proyecto se realizo una encuesta con los estudiantes de la Universidad de San Buenaventura, en donde se les pregunto si creían que la universidad necesitaba un tablero electrónico multifuncional para el polideportivo, diseñado y construido por los mismos estudiantes donde se aplique el conocimiento adquirido a lo largo del proceso de profesionalización, esta encuesta arrojo los datos de que 8 de cada 10 estudiantes encuestados creían que si era una forma útil y necearía 70
para la universidad y 2 de cada 10 respondía no sabe no responde (en total 90 estudiantes encuestados).
3.4 HIPÓTESIS De acuerdo al planteamiento del problema, estructurado el marco teórico, apoyado en los antecedentes y luego del desarrollo ingenieril, se pretende llegar a mostrar en el tablero electrónico el nombre de los equipos, los marcadores, el número de faltas, el cronometro de juego, la hora y un espacio para publicidad, todo esto al agregarle potencia en el tablero ya funcional será visualizarlo con bombillos y en el prototipo con matrices de punto y displays de 7 segmentos, con la expectativa que de cómo resultado algo como lo mostrado en la siguiente figura: FIGURA 27. Diseño tablero electrónico deportivo multifuncional
71
3.5 VARIABLES
3.5.1 Variables Independientes Como la parte a implementar es un prototipo a escala las variables independientes serán la corriente eléctrica y el voltaje eficaz.
3.5.2 Variables Dependientes Las variables dependientes del prototipo son los valores necesarios como mínimo para que la visualización del prototipo sea optima y clara para los usuarios en este caso la corriente debe estar entre valores de 3Amp a 5Amp y el voltaje debe ser de 5 a 12 voltios.
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4. DESARROLLO INGENIERÍL
En cuanto a la forma en que se va a desarrollar el proyecto se tiene primero la parte de programación, indiferente a la técnica que se utilice, luego se visualizará cada uno de los ítems del tablero en forma de Publik por medio de matrices de punto y displays en un tablero pequeño el cual estará ubicado en el cuarto de control donde está el operario, estos datos serán ingresados por medio de un teclado, luego se estudiaran las diversas formas en que podemos transmitir la información al tablero ya funcional, entre estas formas podrían estar, primero si es alambica o inalámbrica, si es alambica se evaluara entonces el tipo de cable que se utilizara, ya que puede ser coaxial, par trenzado o fibra óptica, el medio de transmisión podrá ser RS485, después de tener ya la parte de transmisión de datos se pasará a implementar la parte de potencia que se requiere para llegar al tablero, ya teniendo tanto la transmisión y la potencia en esta parte se empezará a evaluar las distintas formas de amplificación, los distintos sistemas de disipación de calor, ya que la potencia requerida para llegar al tablero final es alta y otros aspectos que a lo largo del desarrollo van siendo determinantes a la hora de la implementación final, luego se escogerá los diferentes dispositivos con los cuales se pretende implementar el tablero, ya sea con bombillos, matrices de punto, leds, etc. Toda la información requerida para el desarrollo del proyecto será recopilada desde distintas páginas de Internet, revistas tecnológicas y electrónicas, libros técnicos, etc.
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4.1 INGENIERÍA DE DISEÑO
Para el desarrollo del proyecto se estudiaron varias alternativas para la puesta en marcha. Los resultados fueron los siguientes. El procesador de datos un microcontrolador de la familia PIC referencia PIC18F452 debido a su capacidad de almacenamiento en memoria FLASH, esto para las tablas de adquisición del protocolo PS2 además de las extensas tablas para la visualización de los caracteres. El lenguaje de programación implementado es PCW de la familia CCS, con sus rutinas en C y el manejo de algoritmos en funciones permite un código más robusto y eficaz, es así como el software de control de todo el proyecto se dividió en funciones que fueron enlazadas en un código principal. Debido a que este PIC cuenta con 40 pines y la cantidad de leds de las matrices y de los displays suman 280 es inviable hacer el control solo con el microcontrolador, por este motivo se emplearon registros de desplazamiento (shift register) para el manejo de los leds. Además de su simplicidad de manejo al emplear un bus para el reloj y otro para el dato serial. Para la visualización de cada una de las letras y los números se emplearon tablas que fueron almacenadas en la memoria FLASH del microcontrolador, dichas tablas fueron realizadas con base en los dibujos plasmados en forma matricial y la correspondiente activación de filas y columnas para el caso de las matrices y con el respectivo corrimiento para el caso de los displays. En la figura 28 se puede observar el esquema del proyecto por medio de un diagrama de bloques que ilustra el orden y la configuración de las diferentes etapas que lo conforman. 74
Figura 28. Esquema en Diagrama de Bloques del proyecto
4.2 CONFIGURACIÓN EN BCD PARA LOS NÚMEROS EN LOS DISPLAYS 7 SEGMENTOS NUMERO 1
CODIGO 11111001
NUMERO 2
CODIGO 10100100 75
NUMERO 3
CODIGO 10110000
NUMERO 4
CODIGO 10011001
4.3 CONFIGURACION BINARIA PARA LAS LETRAS
A F1 F2 F3 F4 F5 F6
C1 1 1 0 0 0 0
76
C2 1 0 1 0 1 1
C3 0 1 1 0 1 1
C4 1 0 1 0 1 1
C5 1 1 0 0 0 0
4.4 CIRCUITOS IMPLEMENTADOS Y DIAGRAMA DE FLUJO FIGURA 29. Implementación de Circuitos
2 2 2 2 3 3 3 2 2 2 2 1 1 1 1 3 3 3 3 1 1 1 1 1 1 1 _ _ _ _ 1 1 1 1 _ _ _ _ _ _ _ 0 1 2 3 _ _ _ _ 0 1 2 3 4 5 6 1 1 1 1 3 4 5 6 1 1 1
3_3 4_3 5_3 6_3 0_3 1_3 2_3
RD0 RD1 RD2 RD3 RD4 RD5 RD6
3_4 4_4 5_4 6_4 10_4 11_4 12_4
3_1 4_1 5_1 6_1 10_1 11_1 12_1
77
FIGURA 30. Display 7 segmentos para el tiempo
3_7 4_7 5_7 6_7 0_7 1_7 2_7
3_8 4_8 5_8 6_8 10_8 11_8 12_8
3_9 4_9 5_9 6_9 10_9 11_9 12_9
3_10 4_10 5_10 6_10 10_10 11_10 12_10
4 4 4 4 5 5 5 1 1 1 1 1 1 1 4 4 4 4 5 5 5 5 1 1 1 1 _ _ _ _ 1 1 1 1 _ _ _ _ _ _ _ 0 1 2 3 _ _ _ _ 0 1 2 3 4 5 6 1 1 1 1 3 4 5 6 1 1 1
3_5 4_5 5_5 6_5 10_5 11_5 12_5
3_6 4_6 5_6 6_6 10_6 11_6 12_6
RC0 RC1 RC2 RC3 RC4 RC5 RC6
3_2 4_2 5_2 6_2 10_2 11_2 12_2
78
FIGURA 31. Microcontrolador PIC18F452 y Registros de desplazamiento para las faltas
U4 9 RA4
RA5
8
1 2
R
U5 SRG8
9
C1/->
RA4 3
&
1D 4 5 6 10 11 12
3_3
8
1 2
R
U6 SRG8
C1/->
RA4 3
&
1D 4
4_3
5
5_3
6
6_3
10
10_3
11
11_3
12
12_3
13
RE2
RD7
8
1 2
1 2
9
C1/->
RE2 3
&
1D 4 5 6 10 11 12
3
&
1D
5
5_4
6
6_4
10
10_4
11
11_4
12
12_4
3_7
8
1 2
R
3_5
8
1 2
9 RE2 3
1D 4
4_7
5
5_7
6
6_7
10
10_7
11
11_7
12
12_7
C1/-> 3
&
1D 4 5
5_5
6
6_5
10
10_5
11
11_5
12
12_5
3_8
8
1 2
R
5_6 6_6 10_6 11_6 12_6
U11 9
C1/->
RE2 3
&
1D 4 5
5_8
6
6_8
10
10_8
11
11_8
12
12_8
13
3_9
8
1 2
R
SRG8
C1/-> 3
&
74LS164
1D 4
4_9
5
5_9
6
6_9
10
10_9
11
11_9
12
12_9
13
79
4_6
74LS164
SRG8
4_8
74LS164
3_6
13
U10
&
SRG8
4_5
74LS164
C1/->
R
13
SRG8
13 74LS164
RA4
4
U9 SRG8
9
C1/->
4_4
74LS164
U8 R
3_4
8
R
U7 SRG8
13
74LS164
9
9
13 74LS164
3_10
4_10 5_10 6_10 10_10 11_10 12_10
FIGURA 32. Registros de desplazamiento para el marcador de cada equipo y para el tiempo de juego
R1
10k
RA0 RA1 RA2 RA3 RA4 RA5
U2 13 15 OSC1/CLKI RC0/T1OSO/T1CKI 1 16 MCLR/VPP RC1/T1OSI/CCP2A 17 RC2/CCP1 2 18 RA0/AN0 RC3/SCK/SCL 3 23 RA1/AN1 RC4/SDI/SDA 4 24 RA2/AN2/VREFRC5/SDO 5 25 RA3/AN3/VREF+ RC6/TX/CK 6 26 RA4/T0CKI RC7/RX/DT 7 RA5/AN4/SS/LVDIN 14 19 RA6/OSC2/CLKO RD0/PSP0 20 RD1/PSP1 33 21 RB0/INT0 RD2/PSP2 34 22 RB1/INT1 RD3/PSP3 35 27 RB2/INT2 RD4/PSP4 36 28 RB3/CCP2B RD5/PSP5 37 29 RB4 RD6/PSP6 38 30 RB5/PGM RD7/PSP7 39 RB6/PGC 40 8 RB7/PGD RE0/RD/AN5 9 RE1/WR/AN6 10 RE2/CS/AN7
RC0 RC1 RC2 RC3 RC4 RC5 RC6
U1 9 8
RE0
1 2
R
U3 SRG8
9
C1/->
RE0 3
&
1D 4
RD0 RD1 RD2 RD3 RD4 RD5 RD6 RD7
5 6
1 E R
10 11
RE0 RE1 RE2
12
3_1
8
1 2
R
SRG8
C1/-> 3
&
4
4_1
5
5_1
6
6_1
10
10_1
11
11_1
12
12_1
13
13
PIC18F452 74LS164
80
1D
74LS164
3_2
4_2 5_2 6_2 10_2 11_2 12_2
FIGURA 33. Registros para la visualización en las matrices de leds U12 9 RA0
RA1
8
1 2
R
U13 SRG8
9
C1/->
RA0 3
&
1D 4 5 6 10 11 12 13
3_12
8
1 2
RA2
RA3
8
1 2
C1/-> 3
&
1D 4 5
5_12
6
6_12
10
10_12
11
11_12
12
12_12
3_13
4_13 5_13 6_13 10_13 11_13 12_13
13
13_12 74LS164
U14 R
SRG8
4_12
74LS164
9
R
U15 SRG8
9
C1/->
RA2 3
&
1D 4 5 6 10 11 12 13
3_14
8
1 2
R
SRG8
C1/-> 3
&
4
4_14
5
5_14
6
6_14
10
10_14
11
11_14
12
12_14
13
13_14
74LS164
74LS164
81
1D
3_15
4_15 5_15 6_15 10_15 11_15 12_15
FIGURA 34. Diagrama de Flujo usado en la programación del PIC18F452
82
83
84
85
5. RESULTADOS
5.1 SIMULACIONES Para las simulaciones del circuito se empleó el software PROTEUS el cual permite implementar el fichero del PIC en un modelo que se desempeña a nivel casi real. Los resultados al implementar los componentes prácticos y cargando el software en el microcontrolador fueron los siguientes: FIGURA 35. Pantallazo de la simulación empleando el software PROTEUS
86
5.2 FOTOGRAFÍAS DEL MONTAJE
87
6. CONCLUSIONES
•
Se logró el desarrollo del tablero electrónico, con cada una de las especificaciones requeridas.
•
Se realizó el diseño e implementación del tablero con información detallada de tal forma que el espectador posee datos oportunos y reales del marcador que tiene cada uno de los equipos.
•
Se desarrolló un sistema de comunicación con un teclado de tal forma que el operario pueda ingresar la información que sea requerida en el tablero electrónico.
•
Este tipo de tableros electrónicos son muy importantes para el mercado, ya hoy en día son muy utilizados como medio de información en diferentes comercios, para brindar diferentes mensajes, comunicar y vender.
•
Los registros de desplazamiento son una herramienta útil para el manejo de matrices y displays por el ahorro de pines en el procesador y por su funcionalidad.
88
•
El protocolo PS2 es una herramienta útil para el uso de teclados casi exclusivamente debido a que es pobre comparado con otros tipos de comunicación, esto por su velocidad, distancia de transmisión y redundancia de datos.
89
7. RECOMENDACIONES
•
Debido a que en el proceso de pruebas se presentaron algunos problemas con la corriente que circula por cada uno de los 10 display que se encuentran en el circuito mostrado anteriormente (Ver figura 28), a que pedía mucha corriente y a causa de esto se presentaban algunos bloqueos del PIC, en el proceso de conteo, se recomienda conectar resistencias limitadoras de 100Ω, en cada uno de los displays.
•
La intensidad de brillo en los displays y las matrices depende de la corriente que circula por ellos y esta a su vez por el voltaje eficaz, de esta forma en cuanto mayor sea el tiempo de refrescamiento, mayor será su brillo.
90
BIBLIOGRAFÍA
•
•
•
Eugenio Martín Cuenca, “Microcontroladores PIC: La Clave Del Diseño”. Thomson Paraninfo, 2001. Faundez Zanuy, Marcos, “Circuitos Electrónicos Comunicaciones”. Interamericana De España. 2003.
Para
Sistemas
De
Mark Horestein. “Microelectrónica: Circuitos y Dispositivos” Segunda edición. Prentice Hall, 1997, México.
WEBLIOGRAFIA
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Nasio. Disponible en: http//www.nasio.thomasregister.com[Consultada el 25 de abril del 2006 a las 15:22]
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Publik. Disponible en: http://www.publik.com.co/[Consultada el 25 de abril del 2006 a las 16:36]
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91
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MICROCHIP. Disponible en: http://es.wikipedia.orgwiki/microchip_technology_inc. [Consultado en: 14 de Junio del 2006 a las 20 :00]
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MAPLAB. Disponible en: http://micropic.wordpress.com/2007/01/22/mplab [Consultado en: 14 de Junio del 2006 a las 17 :32]
•
Learobotics. Disponible en: www.iearobotics.com/personal/juan/publicaciones/art9/skypic.pdf http://micropic.wordpress.com/2007/01/22/mplab [Consultado en: 14 de Junio del 2006 a las 17 :32]
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Motorola: Disponible en www.gda.utp.educo/pub/lab_microcontroladores [Consultado el 13 de abril del 2006 a las 19:24]
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Taller de tecnología: Disponible en: http://www.colegiosanmateoapostol.edu.co/web/tallertecnologia/tallercap1.html [Consultado el 13 de abril del 2006 a las 18:30]
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FPGA. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/FPGA [Consultado en: 15 de abril del 2006 a las 15:44]
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MAX PLUS II Disponible en: http://campusglobal.uc3m.es/asignaturas/C8.52.1000431/TCITIG/tutorial/paginas/paginassinusar/tutorial.htm [Consultado el 6 de junio del 2006 a las 10:30]
•
DIODO EMISOR DE LUZ. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_LED [Consultado en: 1 de junio del 2006 a las 16 :04]
•
PARAMETROS. Disponible en: http://www.monografias.com/trabajos11/leds/leds.shtml [Consultado en: 3 de junio del 2006 a las 12 :20]
•
Cartel Electrónico. Disponible en: http://www.dbup.com.ar/cartel.htm [Consultado el 12 de junio del 2006 a las 16 :01]
92
•
Neoteo. Disponible en: www.neoteo.com/74ls164n.neo [Consultado el 12 de junio del 2006 a las 16 :01]
•
Pic-mania Disponible en: picmania.garciacuervo.com/Proyectos_Teclado_PS2.htm - 48k -[Consultado el 12 de junio del 2006 a las 16 :01]
•
Decreto POT. Disponible en: http://www.camarabaq.org.co/cms/documentstorage/com.tms.cms.document.Doc ument_f991e7d0-c0a8fa20-1a18ee205c6f1595/decreto%200154%202000.pdf¨[Consultado en: 7 de julio del 2008 a las 12 :20]
93
ANEXO A
En este anexo se encuentra detallado el programa con el se ejecuto el microcontrolador, utilizando lenguaje en C.
94
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //
Display 7 seg con 74LS164
//
//
//
//
Este programa maneja 10 displays 7 segmentos y 6 matrices de 7x5
//
//
a través de shift register (74LS164) con una interface PS2
//
//Las conexiones son las siguientes:
//
//
RA0 = CLK_E1
RA1= DATA_E1
//
//
RA2 = CLK_E2
RA3= DATA_E2
//
//
RA4 = CLK_S
RA5=DATA_S
//
//
//
//
RE0 = CLK_F
//
RE2 = CLK_T
RE1=DATA_F
// //
//
//
//
RB0 = RCV (Scan Code)
RB1=
//
//
RB2 =
RB3= Data (Scan Code)
//
//
RB4 =
RB5=
//
//
RB6 =
RB7=
//
//
//
//
RC0 = ROW1 E2
RC1= ROW2 E2
//
//
RC2 = ROW3 E2
RC3= ROW4 E2
//
//
RC4 = ROW5 E2
RC5= ROW6 E2
//
//
RC6 = ROW7 E2
RC7=
//
//
// 95
//
RD0 = ROW1 E1
RD1= ROW2 E1
//
//
RD2 = ROW3 E1
RD3= ROW4 E1
//
//
RD4 = ROW5 E1
RD5= ROW6 E1
//
//
RD6 = ROW7 E1
RD7= DATA_T
//
//
//
// Autores: JUAN DAVID HENAO
//
//
DIEGO BOHORQUEZ
//
//
TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS
//
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// #include <18F452.h> #fuses HS,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP #use delay(clock=20000000) #use rs232(baud=19200, xmit=PIN_B2, rcv=PIN_B1) #zero_ram //#use rs232(baud=9600, xmit=PIN_B6, rcv=PIN_B7) #byte port_a=0xF80 #byte port_b=0xF81 #byte port_c=0xF82 #byte port_d=0xF83 #byte port_e=0xF84 #byte tris_a=0xF92 #byte tris_b=0xF93 #byte tris_c=0xF94 96
#byte tris_d=0xF95 #byte tris_e=0xF96 #byte sspcon=0XFC6 //************************************************************************// // //
DEFINICION DE LIBRERIAS A EMPLEAR
//************************************************************************//
#include //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //************************************************************************// // //
DEFINICIONES
//************************************************************************// #define clk_e1_up
output_high(PIN_A0) //reloj en alto para 3 MATRICES EQUIPO1
#define clk_e1_down output_low(PIN_A0) //reloj en bajo para 3 MATRICES EQUIPO1 #define clk_e2_up
output_high(PIN_A2) //reloj en alto para 3 MATRICES EQUIPO2
#define clk_e2_down output_low(PIN_A2) //reloj en bajo para 3 MATRICES EQUIPO2 #define clk_s_up
output_high(PIN_A4) //reloj en alto para 4 DISPLAYS SCORE
#define clk_s_down output_low(PIN_A4) //reloj en bajo para 4 DISPLAYS SCORE #define clk_f_up
output_high(PIN_E0) //reloj en alto para 2 DISPLAYS FOUL
#define clk_f_down output_low(PIN_E0) //reloj en bajo para 2 DISPLAYS FOUL #define clk_t_up
output_high(PIN_E2) //reloj en alto para 2 DISPLAYS TIME 97
#define clk_t_down output_low(PIN_E2) //reloj en bajo para 2 DISPLAYS TIME
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //************************************************************************// // //
DEFINICION DE VARIABLES
//************************************************************************// int i=0; int j=0; int m=0;
//Cuando esta variable llega a 10 ya pas'o 1 segundo
int d1_f=0,d2_f=0; //dato 1 y 2 para las faltas int d1_s=0,d2_s=0; //dato 1 y 2 para el score int min=0,seg=0;
//minutos y segundos para el display
int minutos=0,segundos=0; //minutos y segundos para el timer char d1_fc[8];
//dato 1 en array para el display
char d2_fc[8];
//dato 2 en array para el display
char equipo1[]={' ' 's' 'y' 'f'}; char equipo2[]={' ' 'x' '1' '0'}; unsigned char edge, bitcount; char got_interrupt; char interrupt_count; char status_b3; #bit INTF_BIT = 0x0B.1 // INTCON BIT 1 = INTF RB0/INT External Interrupt Flag Bit 98
//-------- Tabla de caracteres correspondientes a la pulsación de la tecla //-------- en modalidad normal (sin pulsar SHIFT) unsigned char const unshifted[68][2] = { 0x0d,9, 0x0e,'º', 0x15,'q', 0x16,'1', 0x1a,'z', 0x1b,'s', 0x1c,'a', 0x1d,'w', 0x1e,'2', 0x21,'c', 0x22,'x', 0x23,'d', 0x24,'e', 0x25,'4', 0x26,'3', 0x29,' ', 0x2a,'v', 0x2b,'f', 0x2c,'t', 0x2d,'r', 0x2e,'5', 0x31,'n', 0x32,'b', 0x33,'h', 0x34,'g', 0x35,'y', 0x36,'6', 0x39,',', 0x3a,'m', 0x3b,'j', 0x3c,'u', 0x3d,'7', 0x3e,'8', 0x41,',', 0x42,'k', 0x43,'i', 0x44,'o', 0x45,'0', 0x46,'9', 0x49,'.', 0x4a,'-', 0x4b,'l', 0x4c,'ñ', 0x4d,'p', 0x4e,''', 0x52,'´', 0x54,'`', 0x55,'¡', 0x5a,13, 0x5b,'+', 0x5d,'ç', 0x61,'<', 0x66,8, 0x69,'1', 0x6b,'4', 0x6c,'7', 0x70,'0', 0x71,'.', 0x72,'2', 0x73,'5', 0x74,'6', 0x75,'8', 0x79,'+', 0x7a,'3', 0x7b,'-', 0x7c,'*', 0x7d,'9', 0,0 }; //-------- Tabla de caracteres correspondientes a la pulsación de la tecla //-------- en modalidad desplazamiento (pulsando SHIFT) unsigned char const shifted[68][2] = { 0x0d,9, 0x0e,'ª', 0x15,'Q', 0x16,'!', 0x1a,'Z', 0x1b,'S', 0x1c,'A', 0x1d,'W', 0x1e,'"', 0x21,'C', 0x22,'X', 0x23,'D', 0x24,'E', 0x25,'$', 0x26,'·', 0x29,' ', 0x2a,'V', 0x2b,'F', 0x2c,'T', 0x2d,'R', 0x2e,'%', 0x31,'N', 99
0x32,'B', 0x33,'H', 0x34,'G', 0x35,'Y', 0x36,'&', 0x39,'L', 0x3a,'M', 0x3b,'J', 0x3c,'U', 0x3d,'/', 0x3e,'(', 0x41,';', 0x42,'K', 0x43,'I', 0x44,'O', 0x45,'=', 0x46,')', 0x49,':', 0x4a,'_', 0x4b,'L', 0x4c,'Ñ', 0x4d,'P', 0x4e,'?', 0x52,'¨', 0x54,'^', 0x55,'¿', 0x5a,13, 0x5b,'*', 0x5d,'Ç', 0x61,'>', 0x66,8, 0x69,'1', 0x6b,'4', 0x6c,'7', 0x70,'0', 0x71,'.', 0x72,'2', 0x73,'5', 0x74,'6', 0x75,'8', 0x79,'+', 0x7a,'3', 0x7b,'-', 0x7c,'*', 0x7d,'9', 0,0 }; ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //************************************************************************// // //
DEFINICION DE FUNCIONES
//************************************************************************// void foul(int d1_f,int d2_f); void score(int d1_s,int d2_s); void time(int min,int seg); int32 vector(int dato); int matriz(char caracter,int pos); void init_kb(void);
//Inicializa rutina y contadores del teclado ps2
void decode(unsigned char sc); //Decodifica la pulsación realizada //convirtiendola a un caracter de la tabla void init_timer1();
//Esta funciona inicializa el timer1 100
void dis_timer1();
//Esta funciona deshabilita el timer1
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //************************************************************************// // //
VECTOR DE INTERRUPCIONES
//************************************************************************// #int_ext void int_ext_isr(void){ unsigned char data; //-------- Los bit 3 a 10 se considerran datos. Paridad, start y stop //-------- son ignorados if(bitcount < 11 && bitcount > 2){ data = (data >> 1); status_b3 = input(PIN_B3); if((status_b3) == 1){ data = data | 0x80; } } //-------- Todos los bits se han recibido if(--bitcount == 0){ decode(data); data = 0; bitcount = 11; 101
got_interrupt = TRUE; } got_interrupt = TRUE; interrupt_count++; disable_interrupts(INT_EXT); } #int_TIMER1 //Interrupcion de Timer 1 Viene cada 500ms void TIMER1_isr(){ m=m+1; if(m>=10){
// es porque pas'o 1 segundo
m=0; segundos=segundos+1; if(segundos>59){ // es porque pas'o 1 minuto segundos=0; minutos=minutos+1; if(minutos>99){ //para que no se deborden los 2 digitos minutos=0; } } time(minutos,segundos); //va a visualizar el tiempo } set_timer1(3035); } 102
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// void main (void){ set_tris_a(0b00000000);
//Puerto A todo como salida digital
set_tris_c(0b00000000);
//Configuración del puerto C
set_tris_d(0b00000000);
//Configuración del puerto D
set_tris_e(0b00000000);
//Configuración del puerto E
delay_ms(100); init_kb();
//Tiempo de estabilidad //Inicializa el teclado PS2
output_float(PIN_B0); output_float(PIN_B3); port_b_pullups(TRUE); delay_us(5); output_low(PIN_B5); port_c=0b11111111; port_d=0b11111111; interrupt_count = 0;
//Inicializa las variables de la interrupcion
got_interrupt = FALSE; status_b3 = 0;
//Inicializa las variables de la interrupcion //Inicializa las variables de la interrupcion
ext_int_edge(H_TO_L); INTF_BIT = 0;
//Interrupción por flanco de bajada //Borra bandera de interrupción para RB0
enable_interrupts(INT_EXT); //Habilita interrupción por RB0 enable_interrupts(global); foul(1,2); 103
score(93,87); time(minutos,segundos); init_timer1(); for(i=0;i<=15;i++){
//inicializa los registros del equipo1
output_bit( PIN_A1,0); clk_e1_up; clk_e1_down; } for(i=0;i<=15;i++){
//inicializa los registros del equipo2
output_bit( PIN_A3,0); clk_e2_up; clk_e2_down; } // printf("\r\n %c",equipo1[1]); for(;;){ restart_wdt(); if(got_interrupt == TRUE){ got_interrupt = FALSE; //delay_ms(50); INTF_BIT = 0; enable_interrupts(INT_EXT); }
104
for(j=1;j<=3;j++){ for(i=1;i<=5;i++){ port_d=matriz(equipo1[j],i); //saca los datos de las filas if(j==1 && i==1){ output_bit( PIN_A1,1);
//envia el primer 1
} else{ output_bit( PIN_A1,0);
//corre los 0
} clk_e1_up;
//flanco de relój arriba
clk_e1_down;
//flanco de relój abajo
//delay_ms(100); } } for(j=1;j<=3;j++){ for(i=1;i<=5;i++){ port_c=matriz(equipo2[j],i); //saca los datos de las filas if(j==1 && i==1){ output_bit( PIN_A3,1);
//envia el primer 1
} else{ output_bit( PIN_A3,0);
//corre los 0
} 105
clk_e2_up; clk_e2_down;
//flanco de relój arriba //flanco de relój abajo
//delay_ms(100); } } } } //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// void init_kb(void){ bitcount = 11; printf("\n\rPC AT Keyboard Interface Ver 1.0 by XP8100"); printf("\n\rAdpapted for 16F628A by Redpic"); printf("\n\rDecoder and Monitoring for 16F628A connected ...\n\r\n\r"); }
void decode(unsigned char sc) { static unsigned char is_up=0, shift = 0, mode = 0; unsigned char l; printf("[%X]",sc); //-------- El último dato recibido fue el identificador de Up-Key if (!is_up){ switch (sc){ 106
//-------- Identificador de Up-Key case 0xF0 : is_up = 1; break; //-------- SHIFT Izquierdo case 0x12 : shift = 1; break; //-------- SHIFT Derecho case 0x59 : shift = 1; break; //-------- ENTER case 0x5A : shift = 0; printf("\n\r"); break; //-------- Si no es ninguno de los identificadores especiales, procesar //-------- pulsación, localizando caracter en tabla de caracteres. default: //-------- Pulsación normal if(!shift) { 107
for(l = 0; unshifted[l][0]!=sc && unshifted[l][0]; l++); if (unshifted[l][0] == sc) { printf("<%c>", unshifted[l][1]); } } else //-------- Pulsación + SHIFT presionado { for(l = 0; shifted[l][0]!=sc && shifted[l][0]; l++); if (shifted[l][0] == sc) { printf("<%c>", shifted[l][1]); } } break; } // --- End Switch } else { //-------- No se permiten 2 0xF0 en una fila is_up = 0; switch (sc) 108
{ //-------- SHIFT Izquierdo case 0x12 : shift = 0; break; //-------- SHIFT Derecho case 0x59 : shift = 0; break; } // --- End Switch } } void foul(int d1_f,int d2_f){ //Esta función visualiza las faltas itoa(vector(d1_f),10,d1_fc); itoa(vector(d2_f),10,d2_fc); for(i=0;i<8;i++){
//visualiza en el primer display
output_bit( PIN_E1,d2_fc[i]-48); clk_f_up; clk_f_down; } for(i=0;i<8;i++){ output_bit( PIN_E1,d1_fc[i]-48); //visualiza en el segundo display clk_f_up; 109
clk_f_down; } } void score(int d1_s,int d2_s){ int ds1_l,ds1_h; int ds2_l,ds2_h; char string[3]; char ds[8]; itoa(d1_s,10,string); ds1_h=(int)string[0]-48; ds1_l=(int)string[1]-48; itoa(d2_s,10,string); ds2_h=(int)string[0]-48; ds2_l=(int)string[1]-48; if (d1_s<10){ ds1_l=ds1_h; ds1_h=0; } if (d2_s<10){ ds2_l=ds2_h; ds2_h=0; } itoa(vector(ds2_l),10,ds); 110
for(i=0;i<8;i++){
//visualiza en el primer display
output_bit( PIN_A5,ds[i]-48); clk_s_up; clk_s_down; } itoa(vector(ds2_h),10,ds); for(i=0;i<8;i++){
//visualiza en el segundo display
output_bit( PIN_A5,ds[i]-48); clk_s_up; clk_s_down; } itoa(vector(ds1_l),10,ds); for(i=0;i<8;i++){
//visualiza en el tercer display
output_bit( PIN_A5,ds[i]-48); clk_s_up; clk_s_down; } itoa(vector(ds1_h),10,ds); for(i=0;i<8;i++){
//visualiza en el cuarto display
output_bit( PIN_A5,ds[i]-48); clk_s_up; clk_s_down; } 111
} void time(int min,int seg){ int m_l,m_h; int s_l,s_h; char string[3]; char pt[8]; itoa(min,10,string); m_h=(int)string[0]-48; m_l=(int)string[1]-48; itoa(seg,10,string); s_h=(int)string[0]-48; s_l=(int)string[1]-48; if (min<10){ m_l=m_h; m_h=0; } if (seg<10){ s_l=s_h; s_h=0; } itoa(vector(s_l),10,pt); for(i=0;i<8;i++){
//visualiza en el primer display
output_bit( PIN_D7,pt[i]-48); 112
clk_t_up; clk_t_down; } itoa(vector(s_h),10,pt); for(i=0;i<8;i++){
//visualiza en el segundo display
output_bit( PIN_D7,pt[i]-48); clk_t_up; clk_t_down; } itoa(vector(m_l),10,pt); for(i=0;i<8;i++){
//visualiza en el tercer display
output_bit( PIN_D7,pt[i]-48); clk_t_up; clk_t_down; } itoa(vector(m_h),10,pt); for(i=0;i<8;i++){
//visualiza en el cuarto display
output_bit( PIN_D7,pt[i]-48); clk_t_up; clk_t_down; } } int32 vector(int dato){ //Retorna el numero a visualizar en bcd 113
switch (dato) { case 1: return 11111001; break; case 2: return 10100100; break; case 3: return 10110000; break; case 4: return 10011001; break; case 5: return 10010010; break; case 6: return 10000010; break; case 7: return 11111000; break; case 8: 114
return 10000000; break; case 9: return 10011000; break; case 0: return 11000000; break; default: return 10000000; break; } } int matriz(char caracter,int pos){ switch (caracter) { case 'a': switch (pos) { case 1: return 3; case 2: return 117; case 3: return 118; 115
case 4: return 117; case 5: return 3; default: return 255; break; } case 'b': switch (pos) { case 1: return 0; case 2: return 54; case 3: return 54; case 4: return 54; case 5: return 73; default: return 255; break; 116
} case 'c': switch (pos) { case 1: return 65; case 2: return 62; case 3: return 62; case 4: return 62; case 5: return 93; default: return 255; break; } case 'd': switch (pos) { case 1: return 0; case 2: return 62; 117
case 3: return 62; case 4: return 93; case 5: return 99; default: return 255; break; } case 'e': switch (pos) { case 1: return 0; case 2: return 54; case 3: return 54; case 4: return 54; case 5: return 62; default: 118
return 255; break; } case 'f': switch (pos) { case 1: return 0; case 2: return 118; case 3: return 118; case 4: return 118; case 5: return 126; default: return 255; break; } case 'g': switch (pos) { case 1: return 65; 119
case 2: return 62; case 3: return 54; case 4: return 54; case 5: return 69; default: return 255; break; } case 'h': switch (pos) { case 1: return 0; case 2: return 119; case 3: return 119; case 4: return 119; case 5: 120
return 0; default: return 255; break; } case 'i': switch (pos) { case 1: return 62; case 2: return 62; case 3: return 0; case 4: return 62; case 5: return 62; default: return 255; break; } case 'j': switch (pos) { 121
case 1: return 94; case 2: return 62; case 3: return 100; case 4: return 126; case 5: return 126; default: return 255; break; } case 'k': switch (pos) { case 1: return 0; case 2: return 119; case 3: return 107; case 4: 122
return 93; case 5: return 62; default: return 255; break; } case 'l': switch (pos) { case 1: return 0; case 2: return 63; case 3: return 63; case 4: return 63; case 5: return 63; default: return 255; break; } 123
case 'm': switch (pos) { case 1: return 0; case 2: return 125; case 3: return 123; case 4: return 125; case 5: return 0; default: return 255; break; } case 'n': switch (pos) { case 1: return 0; case 2: return 125; case 3: 124
return 123; case 4: return 119; case 5: return 0; default: return 255; break; } case 'ñ': switch (pos) { case 1: return 2; case 2: return 118; case 3: return 110; case 4: return 94; case 5: return 2; default: return 255; 125
break; } case 'o': switch (pos) { case 1: return 65; case 2: return 62; case 3: return 62; case 4: return 62; case 5: return 65; default: return 255; break; } case 'p': switch (pos) { case 1: return 0; case 2: 126
return 118; case 3: return 118; case 4: return 118; case 5: return 121; default: return 255; break; } case 'q': switch (pos) { case 1: return 65; case 2: return 62; case 3: return 46; case 4: return 30; case 5: return 1; 127
default: return 255; break; } case 'r': switch (pos) { case 1: return 0; case 2: return 118; case 3: return 102; case 4: return 86; case 5: return 57; default: return 255; break; } case 's': switch (pos) { case 1: 128
return 89; case 2: return 54; case 3: return 54; case 4: return 54; case 5: return 77; default: return 255; break; } case 't': switch (pos) { case 1: return 126; case 2: return 126; case 3: return 0; case 4: return 126; 129
case 5: return 126; default: return 255; break; } case 'u': switch (pos) { case 1: return 64; case 2: return 63; case 3: return 63; case 4: return 63; case 5: return 64; default: return 255; break; } case 'v': 130
switch (pos) { case 1: return 96; case 2: return 95; case 3: return 63; case 4: return 95; case 5: return 96; default: return 255; break; } case 'w': switch (pos) { case 1: return 0; case 2: return 95; case 3: return 111; 131
case 4: return 95; case 5: return 0; default: return 255; break; } case 'x': switch (pos) { case 1: return 28; case 2: return 107; case 3: return 119; case 4: return 107; case 5: return 28; default: return 255; break; 132
} case 'y': switch (pos) { case 1: return 124; case 2: return 123; case 3: return 7; case 4: return 123; case 5: return 124; default: return 255; break; } case 'z': switch (pos) { case 1: return 30; case 2: return 46; 133
case 3: return 54; case 4: return 58; case 5: return 60; default: return 255; break; } case '+': switch (pos) { case 1: return 119; case 2: return 119; case 3: return 0; case 4: return 119; case 5: return 119; default: 134
return 255; break; } case '-': switch (pos) { case 1: return 119; case 2: return 119; case 3: return 119; case 4: return 119; case 5: return 119; default: return 255; break; } case '1': switch (pos) { case 1: return 59; 135
case 2: return 61; case 3: return 0; case 4: return 63; case 5: return 63; default: return 255; break; } case '2': switch (pos) { case 1: return 57; case 2: return 30; case 3: return 46; case 4: return 54; case 5: 136
return 57; default: return 255; break; } case '3': switch (pos) { case 1: return 94; case 2: return 62; case 3: return 58; case 4: return 52; case 5: return 78; default: return 255; break; } case '4': switch (pos) { 137
case 1: return 119; case 2: return 115; case 3: return 117; case 4: return 0; case 5: return 119; default: return 255; break; } case '5': switch (pos) { case 1: return 88; case 2: return 54; case 3: return 54; case 4: 138
return 54; case 5: return 78; default: return 255; break; } case '6': switch (pos) { case 1: return 67; case 2: return 61; Case 3: return 54; case 4: return 54; case 5: return 78; default: return 255; break; } 139
case '7': switch (pos) { case 1: return 62; case 2: return 94; case 3: return 110; case 4: return 118; case 5: return 120; default: return 255; break; } case '8': switch (pos) { case 1: return 73; case 2: return 54; case 3: 140
return 54; case 4: return 54; case 5: return 73; default: return 255; break; } case '9': switch (pos) { case 1: return 89; case 2: return 54; case 3: return 54; case 4: return 54; case 5: return 65; default: return 255; 141
break; } case '0': switch (pos) { case 1: return 65; case 2: return 46; case 3: return 54; case 4: return 58; case 5: return 65; default: return 255; break; } default: return 0; break; } } 142
