Impresora 3D, Parte II: Microcontrolador

En la primera parte presentamos a estos dispositivos. Ahora nos dedicaremos ha describirlo en detalle. Es importante dado que se les puede utilizar en muchísimas aplicaciones,y que la impresión 3D es solo una más de tantas.

¿Pero qué es un microcontrolador?

Un procesador digital con periféricos integrados o como lo dice la Wikipedia:  Un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria. Está compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea específica. Un microcontrolador incluye en su interior las tres principales unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y periféricos de entrada/salida.

Desmenuzando el concepto encontramos palabras como procesador o unidad central de proceso, memoria y periféricos de entrada/salida.

Procesador: Es la cabeza del microcontrolador, lee instruciones de la memoria, las ejecuta y el resultado lo vuelve a guardar en memoria y/o lo envía a los periféricos. 

En comparación a los procesadores usados en computadoras son mucho más "lentos". Además se dedican a una tarea específica. Lejos de ser desventajas, implica menor consumo de energía y menor costo. 

Memoria: Ya que el propósito de un procesador es seguir instrucciones, estas se almacenan en una memoria. Estas instrucciones es lo que llamamos programa al ejecutarse en un orden pre-establecido. Para obtener dicho orden requiere de un contador de programa y una pila (fila) para este contador. La memoria que almacena estas instrucciones es de solo lectura y de allí su nombre en inglés ROM (Read Only Memory).

  

Dentro de la memoria además se encuentran registros reservados para el funcionamiento correcto del microcontrolador y variables de usuario, datos que varían durante la ejecución del programa. La memoria que almacena esto es más grande y se necesita de acceso aleatorio, de alli sun nombre en inglés RAM (Random Access Memory).

Periféricos de Entrada/Salida: Un sistema digital que no posee interacción con el mundo físico no sirve de mucho. Está es la principal ventaja de los microcontroladores, poseen en un solo chip todo lo necesario para interactuar con el mundo físico y con otros sistemas digitales. Más que los periféricos como tal, que pueden ser una pantalla, un teclado, un motor, un micrófono, un parlante, etc, el microcontrolador posee los puertos (físicamente las patitas o pines) para conectarlos y lo necesario para comunicarse mediante estándares como I2C, SPI, UART, USB incluso ETHERNET. 

Ejemplo de comunicaciones SPI, el Master es una computadora básica y utiliza un microcontrolador en una placa Arduino para controlar la Pantalla LCD

¿Como funciona un microcontrolador?

El microcontrolador esta diseñado para dedicarse a una tarea específica. Esta tarea es definida por el programa, el cual puede ser escrito en diversos lenguajes de programación: ensamblador(el cual es distinto según el fabricante del microcontrolador, pero permite usarlo completamente), en C (el más usado y cumple un estándar, por lo que pasar el programa de un microcontrolador a otro, ya sea de distinto modelo o marca, es más fácil.) o en Basic (el más sencillo pero puede no estar disponible para algunos microcontroladores). 

Una vez que esta listo el programa debe ser grabado en el microcontrolador. Esto se puede hacer mediante un grabador dedicado para el microcontrolador según el fabricante o cargando previamente un programa llamado "bootloader", mediante dicho grabador, para luego poder modificar el programa mediante conexión USB. Tal vez no hace falta mencionar que hasta este punto una computadora es imprescindible para el proceso, de aquí en adelante la necesidad de un computador dependerá del uso que le demos al microcontrolador.

Una vez con el programa cargado en el microcontrolador, debemos energizarlo y darle una señal de reloj para que el programa inicie a ejecutarse, además conectarle a los periféricos con los que se va a trabajar.

Esto podemos realizarlo ya sea en un protoboard o en una placa impresa previamente realizada.
Como es más seguro hacerlo en una placa impresa pero también podemos desear grabarle otro programa, o de plano utilizar el microcontrolador en otra tarea entonces es muy útil hacer una placa llamada Entrenadora, con conexiones para todos los puertos. 

Entrenadora para un PIC18F2550

(Queda pendiente subir el diseño de una entrenadora y un tutorial para crear tus propias placas impresas, puedes adelantarte buscando en Internet.
Esto hasta encontrar un programa libre para realizar placas y la mejor opción de microcontrolador. El PIC16F887 de Microchip es en el cual esta desarrollado actualmente la impresora.
Como se ve en las imagen anterior el PIC18F2550/4550, también de Microchip, o en la imagen siguiente una placa Arduino traen directamente conexión USB, pero Arduino no es de Microchip sino de Atmel*.
Tal como se comenta antes, pasar el programa escrito en C a cualquier microcontrolador no representa dificultad mayor, sin embargo el compilador [que es libre en ambos casos*] y el hardware necesario para grabar el microcontrolador son totalmente distintos.)

<Publicidad>Tal vez hoy en día la placa entrenador más famosa es Arduino, que la pueden comprar hecha, además trae el microcontrolador ya cargado con el bootloader y el software necesario para escribir el programa.</Publicidad>

Placa Arduino UNO

Y eso es todo.

Bueno no todo, si no sabes programar o si no tienes un poco de conocimientos en electrónica, pero para eso esta Internet. 

Actualmente es relativamente fácil aprender la programación y electrónica necesarias para un proyecto específico con un poco de esfuerzo y dedicación. 

En el resto de artículos nos dedicaremos a estos dos temas en referencia a la Impresión 3D. Además se tratará de conceptos de código G y modelado 3D, también necesarios para la impresión 3D.



*Conseguir microcontroladores de Atmel en mi ciudad "Cuenca, Ecuador" no es fácil.
**Arduino es un proyecto de hardware y software libre. Software de compilación para Microchip lo proporciona la misma empresa pero es más largo el desarrollo en comparación de realizarlo con software de pago.

Artículos Científicos

Todo trabajo realizado es documentado. a los documentos realizados sobre una experiencia científica se les llama artículos científicos. (Subconsciente: Vaya descubrimiento, que escriban un paper sobre eso, Consciente: Dale de una!)

PAPER

Resumen

En este artículo se trata sobre que es un paper (artículo científico) y como redactar uno, ya que es el punto de partida de la investigación científica y también el punto de llegada. Los papers son esenciales para obtener información de referencia y entregar información de referencia, comparar resultados y evitar la repetición innecesaria de un mismo experimento.

Abstract

The same of the resume but in English. This is important because by this way anyone in the world can review if the paper could be necesary for him/her, with only reading a short paragraph that describes all the content.

Introducción

La comunicación y compartir de ideas es común en toda actividad humana, y la actividad científica no es la excepción. Pero para comunicar un nuevo descubrimiento o cualquier avance, y que se propague rápidamente para que se puede realizar la comprobación o se repita el experimento en otras condiciones, se necesita un estándar o formato de publicación e instituciones dedicadas a almacenarlos y publicarlos.

Los papers son usados por todos los investigadores, tanto de universidades como privados e independientes, algunos son de acceso gratuito, otros de pago, a la mayoría se les encuentra por Internet  muy pocos solo por revistas impresas.

La introducción como su nombre lo dice, sirve de entrada al artículo, explica el por qué de la realización del mismo y  crea vínculos con artículos anteriores sobre el mismo tema y con otros temas relacionados.

Métodos y Materiales

En esta sección se detallan los elementos, materiales y de información, disponibles antes de realizar la experiencia. En este caso se ha usado un formato digital y no se requerido mayor método que googlear algunas palabras y algunos hechos interesantes. También este artículo sirve como su propio material sobre el cual se trabaja.   

Resultados

Después de realizar encuestas, consultar referencias, realizar experimentos(siguiendo el método científico), se encuentran resultados. Estos últimos deben ser explicados y detallados en esta sección.  Se deben incluir tablas y figuras(gráficos). Es la parte más larga del artículo.

En los resultados de las búsquedas hechas para realizar este artículo se obtuvieron algunos datos interesantes como:

• El artículo más veces citado de toda la historia (visto en francisthemulenews.wordpress.com):

 Oliver H. Lowry, Nira J. Rosenbrough, A. Lewis Farr, Rose J. Randall, “Protein Measurement with the Folin Phenol Reagent” "Medición de proteínas con el reactivo Folin Fenol" (tres prácticas por si a algún biólogo interesan: aquí)

• El abstract más original:

M.V. Berry, N. Brunner, S. Ppopescu, P. Shukla, "Can apparent superluminal neutrino speeds be explained as a quantum weak measurement?" "Puede la aparente velocidad superlumínica de los neutrinos explicarse como una medida cuántica débil"(Escuchaste o leíste tal ves que un experimento salió mal y se pensaba que unos neutrinos habían viajado más rápido que la luz.)

• Uno de los artículos más escandalosos (Por demostrar que la relatividad no puede ser usada para todo, lo que contrapone el post-modernismo, y pone bravos a sus defensores.)

Alan D. Sokal, "Transgressing the Boundaries: Towards a Transformative Hermeneutics of Quantum Gravity" "La transgresión de las fronteras: hacia una hermenéutica transformativa de la gravedad cuántica"(Escándalo Sokal)

• El articulo creado por una computadora y aceptado en una revista:

   Jeremy Stribling, Daniel Aguayo, Maxwell Krohn, (Escritores del programa no del artículo)"Rooter: A Methodology for the Typical Unification of Access Points and Redundancy" "Raíz: una metodología para la unificación típica de los puntos de acceso y redundancia"(SCIgen).

Discusión
En esta sección se analizan los resultados y se comparan con resultados obtenidos en otras experiencias científica, se proponen recomendaciones y nuevos proyectos sobre el tema tratado.

Al finalizar de escribir este artículo se encontró diferencias entre los papers tradicionales de papel y uno escrito en la web, en estos últimos se pueden vincular rápidamente la información con respecto a sus fuentes, lo que permite la revisión instantánea de las mismas.  Otra ventaja de tener papers en la web es la posibilidad de insertar vídeos  ya que una imagen dice más que mil palabras y un vídeo son miles de imágenes.

 Por lo tanto se propone como proyecto del MOTE, elaborar un estándar para papers web y publicarlos en ese formato los generados por está organización.

Bibliografía

(Se colocan las fuentes y referencias bibliográficas, alfabéticamente y numeradas.)

(Los hipervinculos del articulo llevan directamente a las demás fuentes que no son citadas aquí abajo.)

1. http://es.wikipedia.org/wiki/Art%C3%ADculo_cient%C3%ADfico

2. http://es.wikipedia.org/wiki/Esc%C3%A1ndalo_Sokal

3. http://pdos.csail.mit.edu/scigen/(Por si acaso, este artículo no fue generado en este sitio)

Lenguaje e Idioma

Hasta ahora ha sido posible que leas lo escrito en este blog gracias al lenguaje y al idioma en común que tenemos. Todo este conjunto de símbolos y letras hacen posible que intercambiemos ideas entre nosotros.

Para poder entendernos, estos símbolos deben seguir una estructura y un orden. A un orden preestablecido de estos símbolos le llamamos lenguaje y debido a la distancia y a que una nueva palabra puede inventarse en cualquier momento existen muchos idiomas.

Existen idiomas que son más extendidos por el planeta como el inglés, el español, ruso, portugués, francés, japonés, arábigo, alemán y el mandarín.(Como se nota en los nombres de los idiomas, están estrechamente relacionados con el lugar de origen). Pero existen más de 6000 idiomas.

Imagen gracias a: http://monteverdy.wordpress.com/2010/07/04/idiomas-en-la-wikipedia-grafico/

Imagne gracias a: http://iroiokoto.blogspot.com/2010/08/idiomas-en-el-mundo.html

El inglés es actualmente el idioma de los estándares de la humanidad, los documentos internacionales, los artículos científicos,  los lenguajes de programación, la música comercial, los manuales de instrucciones de  los electrodomésticos, etc., están escritos en este idioma, para comunicarnos en cualquier lugar del mundo y con personas de cualquier parte escogemos el inglés como idioma. Aun así el inglés no es el idioma principal de la mayoría del mudo pero si el secundario por defecto (y mayoría de votos).

El inglés sin embargo, debido al dominio global de Inglaterra en la edad industrial, ocupa actualmente un lugar de privilegio y podría convertirse sin problemas en un idioma mundial pero no pasaría tiempo para que el idioma una vez adoptado se vaya regionalizando de nuevo y se convierta en un sub-idioma, tal como pasa con el español hoy en día, que en su momento también pudo haber sido un idioma mundial, pero las modificaciones de significados que se dan en cada país  y en cada ciudad nos hacen escoger las palabras y no coger(en sentido ecuatoriano) cualquiera.

El lenguaje además de comunicar ideas, comunica sentimientos y es muy difícil crear un mensaje que les mantenga totalmente separados, pues aunque el emisor trate de elaborar un mensaje sólo de información o sólo de sentimientos los incluye a ambos, y el receptor puede tratar de obtener solo los sentimientos o solo la información pero al final obtendrá de ambos : ( . En resumen, ningún mensaje sea escrito, oral o de gestos está libre de transmitir sentimientos, pero esto no significa que se alejen de la verdad, al contrario el admitir lo sentimental en los mensajes se vuelven más naturales, solo una computadora podría redactar un mensaje sin incluir sentimientos. Eso sí, es preferible disminuir lo más posible la carga sentimental de un mensaje para que llegue a la mayor cantidad de receptores. : )

Ejemplo: Una ley o reglamento debe tratarse sin sentimiento alguno cuando ya está dada, pero antes para su discusión se discute, para su análisis se la analiza y para su aprobación se le bota lo malo, y se le vota lo bueno. Sencillo de decir pero un largo proceso por los sentimientos que siempre están involucrados.

La sociedad es posible gracias al lenguaje e idiomas, a la comunicación, por eso las ciencias sociales tienen su fundamentos en forma gramatical y ya no tan matemática.(Me fui a sociales porque no me gusta la mate, típico de vos : D)

Necesidades

"Las necesidades son la expresión de lo que un ser vivo requiere indispensablemente para su conservación y desarrollo. En psicología la necesidad es el sentimiento ligado a la vivencia de una carencia, lo que se asocia al esfuerzo orientado a suprimir esta falta, a satisfacer la tendencia, a la corrección de la situación de carencia" 

"Un deseo es una necesidad que toma la forma de un producto, marca o empresa. Por ejemplo, si se tiene sed y se siente la necesidad de hidratarse, se desea un vaso de agua para satisfacer dicha necesidad. Las necesidades no se crean, existen. Lo que se crea o fomenta es el deseo. El papel del marketing es detectar necesidades, que puedan transformarse en oportunidades de negocio, producir satisfactores (productos y/o servicios), y despertar el deseo por dichos productos o servicios, es decir convencer al consumidor que la mejor opción para satisfacer dicha necesidad es el satisfactor desarrollado por la empresa.

Para una organización, una necesidad es aquello que precisa para cumplir o alcanzar un objetivo determinado."

Wikipedia

Tal como lo dice la wikipedia, en una organización una necesidad es lo que se precisa para cumplir un objetivo, y esos objetivos tal como dice al principio es la conservación y desarrollo de los seres vivos, no producir un deseo como lo hace el marketing. 

Las necesidades que se deben suplir entonces son las llamadas básicas:

• Alimentación
• Salud
• Protección
• Comunicación
• Transporte
• Educación
• Energía (eléctrica) 
• Afecto
• Arte
• Diversión

Tal vez el arte y la diversión no parecen necesidades básicas inmediatas, sin embargo la música, pintura, escultura y los otro cuatro artes, el deporte y en general toda la estética ambiental, el orden, y la diversión y gusto por hacer algo, se vuelven necesarios para conseguir de manera más eficaz las otras necesidades básicas. 

No hablo solo de estas necesidades. 

Si crees que otras necesidades también son básicas o no estás de acuerdo con la lista, tienes los comentarios en la parte inferior para expresarte.

Las necesidades tiene características:

(Tomamos como ejemplo la sed que es parte de la alimentación)

Limitadas: Se llega a un estado de satisfacción en el que se elimina la necesidad. (Bebes algo y la sed disminuye, bebes más y la sed desaparece, si bebes aún más tal vez debas expulsarlo casi de inmediato.)

Excluyentes: Al tener muchas necesidades se prioriza en una más que en el resto. (Tienes sed y estás en el desierto, no hay nada de agua cerca pero si donde protegerse del sol, vas a protegerte. No hay donde protegerse del sol entonces vas en busca de agua.)

Complementarias: El satisfacer una necesidad puede ser requisito para satisfacer otra. (Para buscar el agua necesitas movilizarte entonces usas un transporte)

Permiten alternativas: Se puede satisfacer una necesidad de varias maneras. (Puedes beber soda, jugo o cualquier cosa que tenga agua, siguiendo en el desierto usas un truco de supervivencia. :D)

Se vuelven costumbre: Al solucionar una necesidad repetidas veces de una manera se vuelve una costumbre. (Nada te calma la sed como el jugo de naranja, si no tomas jugo de naranja sientes que la sed persiste.)

Varían en intensidad: Se puede sentir mayor necesidad dependiendo de factores externos. (En el desierto tienes más sed que en junto a un arroyo.)

Hay quienes dicen que las necesidad en numero son ilimitadas, pero en realidad son solo variaciones de las básicas. 

(Tener hambre es la necesidad, que se requiera un alimento solido o líquido es una variación de alimentar al cuerpo.)

Si las necesidades fueran en realidad ilimitadas o infinitas, vano es querer satisfacerlas pues siempre aparecería una nueva.

También hay quienes jerarquizan las necesidades, pero entonces perdieran las características de ser complementarias y además se debe entender la exclusión como el uso del beneficio más directo y de mayor calidad y cantidad y no como el beneficio que satisface una sola necesidad.

(Si estas en el desierto con compañía vas a protegerte del sol o a buscar agua si conviene a todos, si lo haces de manera egoísta te sientes menos satisfecho al final del día.)  

Si las necesidades fueran en realidad ilimitadas o infinitas, vano es querer satisfacerlas pues siempre aparecería una nueva

Por si aún no te daba sed.  : P

"Pobre no es el que tiene poco sino el que necesita infinitamente mucho y desea y desea más."

José Mujica citando a Séneca 

"¿Preguntas qué es la libertad? No ser esclavo de nada, de ninguna necesidad, de ningún accidente y conservar la fortuna al alcance de la mano."

Séneca

Ciencia

Ciencia es el conjunto organizado de conocimientos basados en el razonamiento, la experiencia y la observación. La ciencia además se basa en criterios de verdad y a la vez refuerza a la misma.

Se puede clasificar en tres ramas:

Ciencias Formales

Ciencias Naturales

Ciencias Sociales

En toda ciencia se incluyen las capacidades humanas de memoria, razonamiento e imaginación.

La ciencia se estudia, pero también se puede generar a través de la experimentación y la investigación. Un experimento jamás debe basarse en una teoría ya dicha, lo que induce los resultados, sino que la teoría debe ser verificada por los resultados de la experimentación. Por eso la experimentación documentada en distintos lugares del mundo han formado una base científica sobre la cual se estudian y modelizan nuevos fenómenos.

Esta base científica son principalmente la matemática y el idioma(Formales). Sobre estos se asientan ciencias naturales como la física, química, biología y economía(también se puede considerar social)y junto a estas pero un poco más arriba las ciencias sociales como historia, psicología, derecho, etc. y el resto de ciencias naturales. Sobre toda la ciencia existe también la filosofía que no es una ciencia pero es complementaria a ella.

Pero después de tantos años de acumulación de conocimientos:

"La pregunta, explícita o no, planteada por el estudiante profesionalista, por el Estado o por la institución de enseñanza superior, ya no es ¿es eso verdad?, sino ¿para qué sirve? En el contexto de la mercantilización del saber, esta última pregunta, las más de las veces, significa: ¿se puede vender? Y, en el contexto de argumentación del poder ¿es eficaz?"

Jean François Lyotard. La condición posmoderna. op. cit. p.94

Es decir se debe dar aplicabilidad a la ciencia no solo para generar más ciencia sino para satisfacer las necesidades humanas. Eso es la tecnología.

Bienvenido

Bienvenido.

 Aquí puedes exponer tus ideas, proyectos y todo lo que se te ocurra para construir un mundo mejor, las ideas serán llevadas a votación y las elegidas recibirán apoyo de todos los que conformamos MOTE, una organización de emprendedores capaces de ver el futuro en el presente.

 Por que hay tiempo para todo y mientras estudias, trabajas o realizas cualquier otra actividad te vienen a la cabeza ideas para cubrir ciertas necesidades. Ideas a las que no tomamos en serio y se nos olvidan al día siguiente.

La pregunta es entonces: ¿Por qué no darles una oportunidad a esas ideas?

 Mira a tu alrededor y recuerda que todo fue descubierto algún día, algunas cosas hasta por accidente, y que falta mucho por descubrir.

Para darte una idea del (que queríamos pero no esta listo) funcionamiento del sitio puedes visitar:

Solve for x  de Google.

CD3WD un proyecto para dar información y educación a países subdesarrollados.

Kicstarter: Plataforma de financiamineto por crowdsourcing para proyectos creativos.  

TedTalks: Vídeos de grandes charlas para inspirar la curiosidad.

 Eso como idea del sitio web, sin embargo como organización se pretende encontrar las vías legales para que tus ideas aquí presentadas  puedan ser desarrolladas hasta alcanzar una fase de producción, dándote los derechos de autor a ti y a todos los que colaboraron con tu idea para que inicies tu propia empresa con tu propio producto.

"Progresemos juntos porque no existe mañana sin el hoy y no existiría el hoy sin el ayer." 
Elkien T. Uzeas.