¿Te imaginas llevar el mundo físico al mundo digital y viceversa? Con las placas desarrolladoras MCU: Main Control Unit esto es posible. En este artículo, te revelamos de qué modo esta tecnología de la automatización puede mejorar flujos de trabajo, procesos comerciales y tu vida en general. Un avance de la industria 4.0
La sigla MCU podría traducirse como “unidad de control principal” y constituye una placa de desarrollo diseñada para implementaciones muy sencillas de circuitos integrados. Una de estas placas contiene uno o más núcleos de procesador, junto con pines de entrada y de salida, pines analógicos y pines digitales.
La memoria de programa en forma de RAM ferroeléctrica, flash NOR o ROM OTP también se incluye a menudo en la placa, así como una pequeña cantidad de RAM. Los microcontroladores de la placa están diseñados para sistemas integrados por aplicaciones, en contraste con los microprocesadores usados en computadoras personales u otras plataformas de propósito general, que consisten en varios chips discretos.
Los microcontroladores MCU se utilizan en productos y dispositivos controlados automáticamente, como sistemas de control de motores de automóviles, dispositivos médicos implantables, controles remotos, máquinas de oficina, electrodomésticos, herramientas eléctricas, juguetes y otros sistemas integrados.
Al reducir el tamaño y el costo en comparación con un diseño que utiliza un microprocesador, memoria y dispositivos de entrada / salida separados, los microcontroladores hacen que sea económico controlar digitalmente aún más dispositivos y procesos.
La placa de desarrollo MCU permite conectar diferentes módulos o desarrollar tus propios módulos y conectarlos, de modo tal que se convierta en el cerebro del sistema integrado. Cada uno de los pines se denomina, en la jerga técnica, “patas”.
Cada una de estas patas posee una función específica. Por ejemplo, los pines o patas RX y TX son programables y hacen referencia a transmisión de datos o recepción de datos, lo cual significa que en esos pines puedes adaptar y conectar el módulo a WI-FI.
Las placas de desarrollo pueden tener diferentes funcionalidades, por lo tanto, no todas son iguales. Si están conectadas a una placa WI-FI se puede hacer que un software de integración envíe la información a la placa MCU de que un estado de tarea está listo. La placa va a procesar ese dato de entrada y va a generar una respuesta física de activación. De ahí que afirmemos que se transfieren los datos del mundo físico al digital.
En cambio, si colocas un sensor de temperatura al proceso de entrada, por ejemplo, a 35°, que está instalado en una de las oficinas de tu empresa. Envía ese dato al software de integración para obtener una respuesta sobre la base del dato que enviaste. El resultado que obtendrás será una variable analógica de temperatura.
El objetivo de este procedimiento consiste en un manejo similar al relevamiento comercial, pero la diferencia radica en que tenemos que ir a visitar el lugar. Estas placas de desarrollo favorecen la automatización de datos, ya que permite configurar las tareas repetitivas para evitar estar al pendiente de ellas y perder tiempo valioso que podría dedicarse a funciones que agreguen más valor.
En consecuencia, los procesos departamentales y flujos de trabajo de tu empresa podrán obtener mayor eficiencia, gracias a la automatización que permite implementar un sistema MCU en tu empresa. Pero el ahorro de tiempo y esfuerzo de tus colaboradores no es el único beneficio que otorgan estas placas de desarrollo.
Piensa en el ahorro de personal que lograrás suplantando estas tareas mecánicas en humanos por una pieza tecnológica que las haga más rápido y con mejores resultados. En lugar de esto, podrás contratar talento humano para funciones más estratégicas que requieran una experticia más vinculada al intelecto y creatividad.
En electrónica existen dos tipos de señales: digitales y analógicas. La señal digital remite, por ejemplo, al código binario de ceros y unos. En lo analógico, hay señales con valores, que pueden ser diferentes números, además de ceros y unos (5, 7, 25, 88, etc.). Ahora bien, ¿en qué te beneficia cada señal?
Si tienes que apagar o encender un dispositivo, es digital. En cambio, para identificar una señal analógica, lo que analizas es el sensor de temperatura y cómo va emitiendo variaciones de calor o frío a lo largo de un cierto periodo de tiempo. Por ejemplo, en el mundo digital, si la luz está prendida es un uno, pero la luz apagada es igual a cero.
En el mundo analógico, además de observar que la luz está prendida, debes fijarte en la potencia de esa luz.
Las placas de desarrollo MCU deben proporcionar una respuesta en tiempo real (predecible, aunque no necesariamente rápida) a los eventos en el sistema integrado que controlan.
Cuando ocurren ciertos eventos, un sistema de interrupción puede indicar al procesador que suspenda el procesamiento de la secuencia de instrucciones actual y comience una rutina de servicio de interrupción (ISR, o "manejador de interrupciones") que realizará cualquier procesamiento requerido basado en la fuente de la interrupción, antes de regresar a la secuencia de instrucciones original.
Las posibles fuentes de interrupción dependen del dispositivo y, a menudo, incluyen eventos como un desbordamiento del temporizador interno, completar una conversión de analógico a digital, un cambio de nivel lógico en una entrada, como cuando se presiona un botón, y datos recibidos en un enlace de comunicación.
Cuando el consumo de energía es importante, como en los dispositivos de batería, las interrupciones también pueden despertar a una placa MCU de un estado de suspensión de bajo consumo, en el que el procesador se detiene hasta que un evento periférico requiera que haga algo.
Muchos sistemas integrados necesitan leer sensores que producen señales analógicas. Este es el propósito del convertidor de analógico a digital (ADC). Dado que los procesadores están diseñados para interpretar y procesar datos digitales, no pueden hacer nada con las señales analógicas que puede enviarles un dispositivo.
Por lo tanto, el convertidor de analógico a digital se utiliza para convertir los datos entrantes en una forma que el procesador pueda reconocer. Una característica menos común en algunas placas es un convertidor de digital a analógico (DAC), que permite que el procesador emita señales analógicas o niveles de voltaje.
Además de los convertidores, muchos microprocesadores integrados también incluyen una variedad de temporizadores. Uno de los tipos más comunes de temporizadores es el temporizador de intervalo programable (PIT).
Un PIT puede contar hacia atrás desde algún valor hasta cero, o hasta la capacidad del registro de conteo, desbordando a cero. Una vez que llega a cero, envía una interrupción al procesador indicando que ha terminado de contar.
Esto es útil para dispositivos como termostatos, que periódicamente prueban la temperatura a su alrededor para probar si necesitan encender el aire acondicionado, el calentador, etc.
Si bien estas placas de MCU están adquiriendo relevancia para brindar soluciones de automatización en los procesos repetitivos que lo necesiten, mejorando incluso la performance de las herramientas digitales ya incorporadas, el automatismo no tiene que reemplazar a la persona.
En primer lugar, porque la máquina no piensa, sino que lo hace y lo seguirá haciendo la persona. La máquina lo que hace es ejecutar una orden automática que le da el humano. Por eso es que facilitan las tareas mecánicas que restan tiempo y exigen esfuerzo de las personas.
De este modo, las mismas pueden dedicarse a realizar acciones que agreguen valor a la empresa, como diseñar estrategias de marketing, un plan comercial, etc. La máquina solo toma decisiones sobre la base de un pensamiento crítico de la misma máquina (Big data).
En conclusión, la transformación digital ya es parte de nuestras vidas y debemos aceptarla como la solución tecnológica que es para las empresas. En este sentido, los sistemas integrados MCU se están convirtiendo en el nuevo eslabón de una larga cadena de beneficios automatizables, cuyos límites los decides tú.