Física (plan 2002) 2022-2

Optativas, Máquinas Digitales con Laboratorio

Primeras reuniones: Ma 8 y Ju 10 de Febrero @ 14 hrs.

Salón de Skype:https://join.skype.com/PcUh4rC9UHkp

Classroom:https://classroom.google.com/c/NDY5MjE4NjMxODY1?cjc=wwymbve

Encuestas

• Diagnóstico: https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLScPLK9JCJ7yaeG_HVa_w2yJyiRAbHkRyeVPNr2iMz6zXd4xYQ/viewform

• Materiales: https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSe2VojVjU9fUw4fbtmBUzoHc-3iM05rCA0myIEsDfDG5bBhYQ/viewform

Recursos de la clase:

• GitHub Repositorio de la clase: https://github.com/AldoVladimir/MaquinasDigitales_2022-2
• Git hub Utils4SP: https://github.com/AldoVladimir/Utils4SP
• Drive: https://drive.google.com/drive/u/0/folders/0AL6f5HVGl2JKUk9PVA

HORARIO DE CLASE SINCRÓNICA

Ma, Ju. 9-12

Previsiones generales

Objetivos del curso

• Entender los fundamentos de microcontroladores y tarjetas de desarrollo.
• Conocer los periféricos y funciones integradas en el ESP32.
• Emplear servicios en la nube para almacenamiento, visualización y procesamiento de datos.
• Tener experiencia en el uso de módulos periféricos. Entre ellos, sensores, pantallas, DAC, ADC's, etc.

Público objetivo

Todo aquel estudiante que se interese en microcontroladores, automatización, IoT y control. El fin máximo es aprender a hacer algo nuevo que sirva para la vida profesional. Hemos tenido muy buenos resultados con alumnos de Física Biomédica y Ciencias de la Tierra, así que los invitamos a unirse.

Formato

A pesar de que está previsto el regreso de clases presenciales a partir de marzo, sabemos que las disposiciones sanitarias son impredecibles y no podemos contar con ellas. Por ello el curso está listo para hacerse completamente en línea con préstamo de material de electrónica por parte del personal docente. Así que, sin depender del regreso a los laboratorios, las clases serán completamente prácticas con dispositivos electrónicos. En las prácticas se usarán placas de desarrollo basadas en ESP32.

Las clases están repartidas en 6 horas por semana en videoconferencia por Skype, divididas en sesiones continuas de 3 horas. La modalidad sincrónica es la recomendada, donde docentes y alumnos nos comprometemos a mantener un trabajo constante y ameno durante la jornada establecida; con esto evitamos el estrés de recibir asignaciones de trabajo a cualquier hora del día. Como apoyo a los que no tengan una conexión estable o un equipo de cómputo óptimo, se ofrece una modalidad asincrónica, donde las clases se quedarán grabadas y estarán disponibles en la misma conversación durante 30 días.

Material

• Tarjeta de desarrollo basada en ESP32 + cable.
• Protoboard.
• Jumpers: macho-hembra, hembra-hembra, macho-macho.
• LED's, resistores y foto resistores.
• Sensores con interfaz digital I2C
• Lector de tarjetas micro SD con interfaz SPI
• Motores DC con cajas de engranes + drivers
• DAC y ADC de audio.
• Relevadores
• Módulos RF, GSM, LoRa y GPS

Evaluación

100% - Reportes breves semanales en PDF que contengan esquemas, capturas de pantalla, resultados y comentarios sobre el trabajo desarrollado durante la semana. Se anexarán las conexiones y sketches desarrollados en clase, según corresponda. El tiempo que toma hacer un reporte no debe exceder los 15 minutos. Por rapidez recomendamos fuertemente redactarlos en Word; usa LaTex únicamente si lo manejas ágilmente.

O

100% - Tarea examen final.

Temario

Primera parte: ESP32 101

1. Git y Git hub
2. Propedéutico de programación en C y C++
3. Cómputo en la Nube
4. Interrupciones y GPIO's
5. ADC y DAC integrados
6. Captura de datos por puerto USB
7. Comunicación serie con periféricos: I2C, SPI e I2S
8. Comunicación inalámbrica básica: Bluetooth y Wifi

Segunda parte: ESP32++

1. Conexión ESP32 con Amazon Web Services
2. Registro de datos y control remoto mediante protocolo MQTT
3. Dashboards y alertas de eventos con Grafana
4. Transmisión inalámbrica y decodifiación de audio
5. Control de motores mediante PWM
6. Dual Core - Captura y procesamiento paralelo de señales
7. Modos de ahorro de energía. Light sleep y Deep sleep
8. Comunicación a larga distancia: GPS, GSM, LoRa