comunicación serial arduino diana torres(1)

7/25/2019 Comunicacin Serial Arduino Diana Torres(1)

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS (ESPE)

EXTENSIN LATACUNGADEPARTAMENTO DE ENERGA Y MECNICA

CARRERA DE INGENIERA MECATRNICA

1. INTEGRANTES:

Carolina Torres

Ney Aucapia

Brayan Iza

2.

TEMA:Comunicacin Serial

3. OBJETIVO:

Realizar la comunicacin serial entre una PC y un Arduino.

Verificar la comunicacin con un dato de temperatura.

4.

MARCO TEORICO

COMUNICACIN SERIAL

La comunicacin serial es un protocolo muy comn (no hay que confundirlo con el Bus Serial de

Comunicacin, o USB) para comunicacin entre dispositivos que se incluye de manera estndar en

prcticamente cualquier computadora. La mayora de las computadoras incluyen dos puertos seriales

RS-232. La comunicacin serial es tambin un protocolo comn utilizado por varios dispositivos para

instrumentacin; existen varios dispositivos compatibles con GPIB que incluyen un puerto RS-232.

Adems, la comunicacin serial puede ser utilizada para adquisicin de datos si se usa en conjunto

con un dispositivo remoto de muestreo. (Instrument, 2006)

El concepto de comunicacin serial es sencillo. El puerto serial enva y recibe bytes de informacin un

bit a la vez. Aun y cuando esto es ms lento que la comunicacin en paralelo, que permite la

transmisin de un byte completo por vez, este mtodo de comunicacin es ms sencillo y puede

alcanzar mayores distancias. Por ejemplo, la especificacin IEEE 488 para la comunicacin en paralelo

determina que el largo del cable para el equipo no puede ser mayor a 20 metros, con no ms de 2


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metros entre cualesquier dos dispositivos; por el otro lado, utilizando comunicacin serial el largo del

cable puede llegar a los 1200 metros. (Tamayo, 2009)

Tpicamente, la comunicacin serial se utiliza para transmitir datos en formato ASCII. Para realizar la

comunicacin se utilizan 3 lneas de transmisin: (1) Tierra (o referencia), (2) Transmitir, (3) Recibir.

Debido a que la transmisin es asincrnica, es posible enviar datos por una lnea mientras se reciben

datos por otra. Existen otras lneas disponibles para realizar handshaking, o intercambio de pulsos de

sincronizacin, pero no son requeridas. Las caractersticas ms importantes de la comunicacin serial

son la velocidad de transmisin, los bits de datos, los bits de parada, y la paridad. Para que dos puertos

se puedan comunicar, es necesario que las caractersticas sean iguales. (Tamayo, 2009)

a.

Velocidad de transmisin (baud rate):Indica el nmero de bits por segundo que se transfieren,

y se mide en baudios (bauds). Por ejemplo, 300 baudios representa 300 bits por segundo.

Cuando se hace referencia a los ciclos de reloj se est hablando de la velocidad de transmisin.

Por ejemplo, si el protocolo hace una llamada a 4800 ciclos de reloj, entonces el reloj est

corriendo a 4800 Hz, lo que significa que el puerto serial est muestreando las lneas de

transmisin a 4800 Hz. Las velocidades de transmisin ms comunes para las lneas telefnicas

son de 14400, 28800, y 33600. Es posible tener velocidades ms altas, pero se reducira la

distancia mxima posible entre los dispositivos. Las altas velocidades se utilizan cuando los

dispositivos se encuentran uno junto al otro, como es el caso de dispositivos GPIB. (Tamayo,

2009)

b.

Bits de datos:Se refiere a la cantidad de bits en la transmisin. Cuando la computadora enva

un paquete de informacin, el tamao de ese paquete no necesariamente ser de 8 bits. Las

cantidades ms comunes de bits por paquete son 5, 7 y 8 bits. El nmero de bits que se enva

depende en el tipo de informacin que se transfiere. Por ejemplo, el ASCII estndar tiene un

rango de 0 a 127, es decir, utiliza 7 bits; para ASCII extendido es de 0 a 255, lo que utiliza 8 bits.

Si el tipo de datos que se est transfiriendo es texto simple (ASCII estndar), entonces es

suficiente con utilizar 7 bits por paquete para la comunicacin. Un paquete se refiere a una

transferencia de byte, incluyendo los bits de inicio/parada, bits de datos, y paridad. Debido a

que el nmero actual de bits depende en el protocolo que se seleccione, el trmino paquete

se usa para referirse a todos los casos. (Tamayo, 2009)

c. Bits de parada:Usado para indicar el fin de la comunicacin de un solo paquete. Los valores

tpicos son 1, 1.5 o 2 bits. Debido a la manera como se transfiere la informacin a travs de las


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lneas de comunicacin y que cada dispositivo tiene su propio reloj, es posible que los dos

dispositivos no estn sincronizados. Por lo tanto, los bits de parada no slo indican el fin de la

transmisin sino adems dan un margen de tolerancia para esa diferencia de los relojes.

(Instrument, 2006)

d.

Mientras ms bits de parada se usen, mayor ser la tolerancia a la sincrona de los relojes, sin

embargo la transmisin ser ms lenta.

e. Paridad:Es una forma sencilla de verificar si hay errores en la transmisin serial. Existen cuatro

tipos de paridad: par, impar, marcada y espaciada. La opcin de no usar paridad alguna

tambin est disponible. Para paridad par e impar, el puerto serial fijar el bit de paridad (el

ltimo bit despus de los bits de datos) a un valor para asegurarse que la transmisin tenga un

nmero par o impar de bits en estado alto lgico. Por ejemplo, si la informacin a transmitir es

011 y la paridad es par, el bit de paridad sera 0 para mantener el nmero de bits en estado

alto lgico como par. Si la paridad seleccionada fuera impar, entonces el bit de paridad sera 1,

para tener 3 bits en estado alto lgico. La paridad marcada y espaciada en realidad no verifican

el estado de los bits de datos; simplemente fija el bit de paridad en estado lgico alto para la

marcada, y en estado lgico bajo para la espaciada. Esto permite al dispositivo receptor

conocer de antemano el estado de un bit, lo que servira para determinar si hay ruido que est

afectando de manera negativa la transmisin de los datos, o si los relojes de los dispositivos noestn sincronizados. (Instrument, 2006)

Protocolo RS-232

RS-232 (Estndar ANSI/EIA-232) es el conector serial hallado en las PCs IBM y compatibles. Es utilizado

para una gran variedad de propsitos, como conectar un ratn, impresora o modem, as como

instrumentacin industrial. Gracias a las mejoras que se han ido desarrollando en las lneas de

transmisin y en los cables, existen aplicaciones en las que se aumenta el desempeo de RS-232 en lo

que respecta a la distancia y velocidad del estndar. RS-232 est limitado a comunicaciones de punto

a punto entre los dispositivos y el puerto serial de la computadora. El hardware de RS-232 se puede

utilizar para comunicaciones seriales en distancias de hasta 50 pies. (Instrument, 2006)


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- Pines del conector DB-9

Figura 1 Pines de Conexin

Conector externo de la computadora y expuesto del cable.

Funciones de los pines en RS-232:

Datos: TXD (pin 3), RXD (pin 2)

Handshake: RTS (pin 7), CTS (pin 8), DSR (pin 6), DCD (pin 1), DTR (pin 4)

Tierra: GND (pin 5)

Otros: RI (pin 9)

Comunicacin serial con arduino

La mayora de los microcontroladores, entre ellos Arduino, poseen un puerto de comunicacin serial.

Para comunicarse con los computadores personales actuales que poseen nicamente puerto USB

requieren de un dispositivo traductor. Arduino emplea el integrado FT232R, el cual es un convertidor

USB-Serial. A travs de este integrado el microcontrolador puede recibir y enviar datos a un

computador de manera serial. (Instrument, 2006)

La parte fsica encargada de la comunicacin serial es la UART (Universal Asynchronous Receiver and

Transmitter). Los microcontroladores Atmega8/168/328, en los cuales est basado Arduino, disponen

de un dispositivo compatible llamado USART (Universal Synchronous and Asynchronous serial

Receiver and Transmitter) que permite tanto la comunicacin asincrnica como sincrnica.

En la comunicacin asincrnica, la velocidad de envo de los datos es acordada a priori entre el emisor

y el receptor. En la comunicacin sincrnica, el envo de los datos es sincronizado por el emisor a partir

de un pulso constante de reloj (Clock), con cada pulso enva un nuevo dato. (Instrument, 2006)

En la comunicacin con el computador Arduino emplea la comunicacin asincrnica. Esto es, requiere

de slo dos lneas de conexin que corresponden con los pines 2 y 3: Pin 2 (Rx) pin de recepcin y pin

3 (Tx) pin de transmisin, y del establecimiento de un nivel de tierra comn con el computador, esto

es, ambas tierras deben estar conectadas, estableciendo el mismo nivel de voltaje de referencia.


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Adems de realizar las conexiones fsicas entre el microcontrolador y el computador, para que pueda

establecerse la comunicacin serial debe existir un acuerdo previo en la manera cmo van a ser

enviados los datos. Este acuerdo debe incluir los niveles de voltaje que sern usados, el tamao y

formato de cada uno de los mensajes (nmero de bits que constituirn el tamao de la palabra, existir

o no un bit de inicio y/o de parada, se emplear o no un bit de paridad), el tipo de lgica empleada

(qu voltaje representar un cero o un uno), el orden en que sern enviados los datos (ser enviado

primero el bit de mayor peso o el de menor peso) y la velocidad de envo de datos. (Instrument, 2006)

Arduino facilita este proceso para que slo sea necesario especificar la velocidad de envo de los datos.

Esta velocidad es conocida como baud rate o rata de pulsos por segundo. Velocidades frecuentes

de uso son 9600, 19200, 57600 y 115200.

Figura 2 Programa de Arduino

La interfaz grfica de Arduino presenta un monitor serial donde pueden observarse los datos

recibidos por el computador a travs del puerto USB. En este monitor debe especificarse la velocidada la cual el microcontrolador est enviando los datos, de tal manera que el computador pueda leer el

puerto a esa misma velocidad. (Instrument, 2006)

Figura 3 Interfaz grafica

En la placa de Arduino hay dos LEDs que muestran la actividad de los pines Rx y Tx marcados de igual

manera.


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Figura 4 Placas de Leds

5. INSTRUCCIONES

a. EQUIPO Y MATERAILES NECESARIOS

Software LabVIEW

Lm 35

Arduino MEGA 2560

Cables

Programa Arduino

b. ACTIVIDADES A DESARROLLAR

PROCEDIMIENTO:

Reconocer las entradas y salidas tanto analgicas como digitales de la DAQ


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6.

CONCLUCIONES

La comunicacin serial se estableci entre la pc y el Arduino con visa serial.

La comunicacin en Arduino se realiz con la programacin en Arduino llamando a la

librera serial begin.

Para detectar si hay datos de comunicacin con Property Node.

Para leer buffer, escribir y cerrar la conexin es con visa serial.

7. BIBLIOGRAFA

Instrument, N. (06 de Junio de 2006).National Instrument. Obtenido de National Instrument:

http://digital.ni.com/public.nsf/allkb/039001258CEF8FB686256E0F005888D1#232

Tamayo. (21 de Junio de 2009). WordPress. Obtenido de WordPress:

https://galaxi0.wordpress.com/el-puerto-serial/

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