Física (plan 2002) 2023-1

Optativas, Temas Selectos de Electrónica e Instrumentación I

Primeras reuniones (Vía remota por el salón de Skype): Ma 9 y Ju 11 de Agosto @ 14 hrs.

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/EmbebedCloud

• Classroom: http://classroom.google.com/c/NTM3NzE4ODMyMjIx?cjc=cezmazd

• Salón de Skype: http://join.skype.com/V9QtxkvwLCb1

HORARIO

Ma, Ju. @ 11 - 14 Hrs. Laboratorio de Electrónica I, primer piso del edificio de Física.

Previsiones generales

Objetivos del curso

Que el estudiante:

• Aplique control de versiones de código y genere un portafolio público de proyectos en GitHub.

• Posea un catálogo de soluciones de bajo costo y rápida implementación con ESP32.

• Emplee funcionalidades más allá de las básicas que están integradas en microcontroladores comerciales.

• Sea agnóstico en herramientas de desarrollo y se sienta cómodo escribiendo código en cualquier lenguaje de programación.

• Adquiera un repertorio de soluciones basadas en la nube y sus buenas prácticas.

• Concluya proyectos de electrónica con técnicas actuales de manufactura.

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

El curso se impartirá en modalidad híbrida. Las sesiones presenciales serán en un laboratorio de la Facultad, aún por determinar. El personal docente prestará parte del material de electrónica que no esté disponible en los laboratorios y cubrirá los cargos generados por el uso de los recursos de AWS.

Las clases estarán repartidas en 6 horas por semana en videoconferencias por Skype y clases en el laboratorio de electrónica, divididas en sesiones continuas de 3 horas. Las sesiones remotas se grabarán y estarán disponibles en el hilo de conversaciones de Skype.

Material

• Tarjeta de desarrollo basada en ESP32 + cable.

• 2 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 de 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 fluidamente.

O

100% - Tarea examen final.

Temario

ESP32 101

Propedéutico - 2 Semanas

1. Control de versiones Git+GitHub
2. Programación a alto nivel: Matlab y Python
3. Programación a bajo nivel: C++ y Arduino ESP32
4. Electrónica

Adquisición de datos y comunicación serial - 4 Semanas

1. Convertidor analógico digital ADC

   • Sensor de temperatura analógico LM35

2. UART

   • Despliegue de datos en terminal serial

3. Protocolo I2C

   • Sensor de presión atmosférica BMP280

4. Protocolo SPI

   • Lector de tarjetas microSD

5. Comunicación bidireccional serie

   • Captura de datos con terminal Serial y bash

   • Comunicación dos vías con Matlab o Python

6. Bluetooth classic

   • Terminal Serial Bluetooth en PC y Móvil

   • Comunicación dos vías con Matlab o Python

7. WiFi

   • Consulta de información en servidores remotos

AWS 101

Iot en la nube - 2 Semanas

1. Iot Core - Administracion de dispositivos IoT

   • Objetos y credenciales

   • Broker MQTT

   • Suscripción y publicación en tópicos

   • Reglas

2. IoT Analytics - Transformación de datos IoT

   • Canalizaciones

   • Bases de datos

   • Conjuntos de datos

3. Timestream - BD para series de tiempo

   • Consultas SQL

   • Bases de datos

   • Memoria fría y caliente

Alertas y visualización - 2 Semanas

1. SNS - Alertas

   • SMS

   • Email

2. Grafana - Tableros

   • Series de tiempo

   • Histogramas

   • Mapas

3. Python + AWS

   • Consultas a bases de datos albergadas en la nube desde la PC

   • Integración con pandas, matplotlib, numpy y AWS wrangler

ESP32 ++

Dispositivos IoT - 4 Semanas

1. GPS - módulo uBlox NEO-6M

2. Llamadas, SMS y GPRS - módulo SIM800C

3. PWM + IoT

   • LED RGB

   • Transistor + Motor

   • Driver + Motor

4. Funciones de alto desempeño

   • Hibernación

   • Interrupciones

   • Dual core

   • Cifrado AES 128

5. Relevadores para aparatos alimentados con línea eléctrica + IoT

Proyecto final - 2 Semanas

1. Soldadura en placa perforada

2. Proteus

   • Esquemáticos

   • PCB

3. Fabricación de PCB en serie

4. Soldadura SMD