Espacio de práctica · Abdelghani Ben Moussa
DPOIT / Guía de estudio

Fundamentos del laboratorio.

Lo esencial para entender entradas, control, salidas y alimentación antes de elegir un anteproyecto.

Recurso de estudio
Lectura orientativa: 5 minGuía y ejemplos de estudio

La estructura común

Los diez anteproyectos comparten una idea: el sistema recibe una señal, interpreta una condición y actúa. Separar esas tres partes facilita diseñar, programar y localizar fallos.

Entrada

Una tecla, una lectura de luz o la presencia de un vehículo.

Control

El ESP32 compara, cuenta o decide qué estado debe activarse.

Salida

Una pantalla informa, un servo gira o un LED se enciende.

Digital, analógica y PWM

Una señal digital se interpreta por estados. Una lectura analógica representa un valor dentro de un rango. PWM es una señal digital que cambia la proporción de tiempo que permanece activa.

ConceptoQué representaEjemplo del laboratorio
DigitalUna condición o estadoTecla pulsada o haz interrumpido
AnalógicaUn nivel que puede variarLectura relacionada con la iluminación de una LDR
PWM / señal de controlPulsos temporizadosControl de brillo o señales para un actuador según su interfaz

No todos los sensores ni actuadores usan la misma interfaz. Antes de asignar pines, identifica la salida de cada módulo y el método de control que necesita.

Energía y señales son cosas distintas

La salida de un microcontrolador es una señal de control. Una cerradura, un motor o varios servos pueden necesitar una fuente separada y una etapa de accionamiento.

  • Comprueba la tensión de trabajo de cada componente.
  • Comprueba la compatibilidad entre la señal del módulo y la entrada del controlador.
  • Revisa la referencia GND cuando el circuito requiere una referencia común.
  • No conectes una carga de potencia directamente a un GPIO.

La familia ESP32 tiene variantes y placas de desarrollo diferentes. Una placa puede recibir alimentación por USB y aun así trabajar con señales lógicas de 3,3 V; la alimentación de la placa no equivale a la tolerancia de sus GPIO.

Programa por estados

Piensa en estados como «espera», «acceso permitido» y «cierre». Define qué entrada provoca cada cambio y qué salidas deben activarse. Un programa por estados evita mezclar órdenes que deberían ocurrir en momentos diferentes.

  1. Escribe la situación inicial y sus salidas.
  2. Lista las entradas que pueden cambiar el estado.
  3. Define las condiciones de cada transición.
  4. Prueba la vuelta al inicio y los valores límite.

Consulta el modelo concreto

Estas guías presentan conceptos compartidos. El reparto de GPIO, sus restricciones y la forma de alimentar la placa deben comprobarse en la documentación del modelo que utilices.

Elige la interfaz antes que el pin

Un componente puede entregar una señal digital, una tensión analógica o datos por una interfaz de comunicación. Identifica ese tipo de salida antes de escoger el GPIO. Después comprueba la compatibilidad eléctrica, las restricciones del pin y los recursos que requiere el programa.

PreguntaQué resuelve
¿Qué señal entrega el módulo?Distingue lectura de estado, lectura analógica y comunicación.
¿Qué nivel admite la entrada?Evita asumir que todos los módulos son compatibles.
¿Qué recursos usa el programa?Ayuda a detectar restricciones o funciones compartidas.
¿Qué necesita la carga?Separa control de señal y potencia de accionamiento.

Una integración por bloques

Haz primero una prueba de entrada, después una de salida y finalmente la relación entre ambas. Si algo falla al integrar, vuelve al último bloque comprobado. Esta estrategia ayuda a distinguir un error de cableado, una condición del programa y un problema de alimentación.

Actividad: describir un sistema por bloques

Elige uno de los anteproyectos y clasifica cada componente según su función. Algunos módulos realizan varias funciones.

SituaciónQué hacerQué justificar
EntradaLocaliza sensores, teclado u órdenes recibidas.Se distingue el origen de la información de su tratamiento.
ControlEscribe la condición o el estado que decide.La regla puede explicarse antes de escribir código.
SalidaRelaciona la decisión con indicador o movimiento.La carga tiene control y alimentación compatibles.

Interpretar antes de concluir

Diseñar el flujo antes del cableado ayuda a detectar funciones pendientes. Una conexión correcta no sustituye una condición lógica, y una condición correcta no garantiza compatibilidad eléctrica.

En el informe, separa observación, explicación y conclusión. La observación es lo que has visto o medido; la explicación relaciona los bloques del sistema; la conclusión indica si el objetivo se cumple y con qué límites.