Las Computadoras y los Automoviles.

Desde hace mas de 15 años estamos oyendo hablar a nuestros Mecánicos de confianza, acerca de «la Computadora» del Carro. También le oímos decir frecuentemente que «…le va a poner la Computadora (la de él o de su Taller) al Carro para detectar o diagnosticar la falla y su motivo» . Para muchas personas, este es el enlace entre las Computadoras y los Automoviles.




Y efectivamente, desde los años 90 muchos vehículos vienen equipados

con Computadoras internas que reciben señales de distintos TRANSDUCTORES o SENSORES y luego de procesar la información, ejecutan funciones de salida que pueden ser de control, de señalización, de diagnostico o de alarma.

 

Ya en estos últimos años, el avance tecnológico del mundo, así como el incremento en los niveles de exigencia de los usuarios en lo relativo a seguridad, confort y prevención, sumado a la competencia de los fabricantes por tener la supremacía tecnológica de la industria, a elevado enormemente la utilización de la Computadora en los vehículos.

Desde indicaciones sencillas como las de mediciones (a través de SENSORES o de TRANSDUCTORES) de los parámetros de trabajo del vehículo: presión de aceite, temperatura del motor, etc. hasta funciones sofisticadas como usar SENSORES de proximidad para avisar y, hasta frenar, el vehículo.

Una Computadora Automotriz moderna típica es la que pueden ver a continuación:

Aunque muchas de las indicaciones de las fallas o problemas que tienen los vehículos son indicados en sus propios tableros, estas indicaciones son solo de  carácter informativo.   Los diagnósticos obtenidos luego de procesar la información proveniente de todos los SENSORES Y TRANSDUCTORES se pueden obtener conectando la Computadora del Vehículo a la Computadora de Diagnostico del Mecánico o Taller a través de una RED establecida entre ambas Computadoras de forma cableada, o WIRED, o de forma INALAMBRICA o WIRELESS.

Vehiculos controlados por Computadoras.

Sin embargo, la velocidad a la que han evolucionado diversas tecnologias tales como las de servomotores y servoaccionamientos, han llevado la relacion entre las Computadoras y los Automoviles a otro nivel que se asemeja mas a lo que, hasta hace muy poco tiempo, era tema de peliculas de ficcion futurista: los vehiculos autoconducidos.

La mezcla de sensores de aproximacion, luz, sonido, etc., con camaras, sistemas de posicionamiento global satelital (GPS), comunicaciones inalambricas, servomecanismos y las Computadoras, sabiamente manejada por los desarrolladores de Software, han logrado iniciar una nueva revolucion tecnologica que en muy poco tiempo elevara los estandares de seguridad y confort en la relacion Hombre-Vehiculo a niveles insospechados.

Y aqui nuevamente es pertinente hacer la pregunta de rigor: ¿Lograran los analistas y los desarrolladores de software «hacer pensar» a la combinacion de las Computadoras y los Automoviles de forma «segura» en cualquier circunstancia?




En algunos Paises ya se han hecho pruebas al respecto, pero las Autoridades estan reacias a dar la autorizacion para iniciar la comercializacion. Los temas relativos a confiabilidad de las componentes y a la capacidad del Software para solucionar «cualquier situacion» siguen siendo las limitaciones mas importantes.

La Tecnologia de fabricacion y la de materiales esta trabajando en la confiabilidad de las componentes fisicas a las que podriamos llamar Hardware Automotriz, pero sigue existiendo la duda acerca de las «reacciones» de la Computadora que controlara a los accionamientos.

Una vez mas, en el tema de las Computadoras y los Automoviles, los «Hombres del Software» tienen la palabra…

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Aplicaciones Domésticas de las Computadoras

Horno doméstico

Hace unos años, los hornos de las cocinas domesticas tenían una rueda para ajustar el tiempo, que «sonaba», y de hecho era, como un reloj. También tenían una rueda de ajuste de temperatura similar para regular la temperatura. Todos estos eran componentes electromecánicos, pero esta fue una de las primeras Aplicaciones domésticas de las Computadoras.

En la actualidad, un horno tiene una pantalla DIGITAL y posee SENSORES de temperatura y un RELOJ de programación de tiempo diferentes. Generalmente se gradúan (o PROGRAMAN) a través de una membrana o teclado digital que esta interconectada a una TARJETA como esta:

Esta TARJETA posee un PROCESADOR que recibe la información y la procesa dando como SALIDA la alimentación de las resistencias de calentamiento del horno por un tiempo determinado. A su vez, también recibe una señal de ENTRADA de el SENSOR de temperatura que la ayuda a mantener regulada la temperatura del horno al valor deseado.

Lavadoras de Ropa.

Las lavadoras antiguas tenían un programador electromecánico que determinaba, de acuerdo a su graduación, el ciclo de lavado, enjuague y exprimido de la ropa de acuerdo al deseo del usuario y en función del tipo de tejido.

Esas lavadoras tenían dos controles de tipo selector electromecánico para controlar, uno, la temperatura del agua, y el otro, el nivel de agua dentro del tanque de la lavadora. Es decir, la decisión de ambas cosas estaba en función de lo que el usuario «creyera» que era lo adecuado. De mas esta decir que esos sistemas no parecieran ser muy «ecológicos» que digamos.

Las Lavadoras modernas poseen una TARJETA, con su PROCESADOR incluido, de este tipo:

Y un TECLADO tipo membrana (muchas veces con PANTALLA indicadora) con el cual se PROGRAMA el ciclo de lavado, dejándole a la TARJETA el control de todos los elementos (bomba, centrifugadora, válvulas de apertura del jabón y el enjuague, válvulas de entrada de agua fría y caliente, etc.) a través de sus PUERTOS DE SALIDA. Por otra parte, un SENSOR se encarga de determinar el nivel de agua requerido de acuerdo a la cantidad de ropa a lavar en ese ciclo.

¿Dónde más?

Hay muchísimos ejemplos más.

Un coche de juguete a Control remoto.

Veamos que hay dentro de ese divertido y popular juguete infantil.

Hummm… Una TARJETA con su CHIP PROCESADOR incluido, que recibe señales de ENTRADA desde el Control Remoto, y luego de procesarlas con el PROGRAMA que tiene el PROCESADOR internamente, envía las ordenes a los motores de las ruedas y al mecanismo de cambio de dirección del carro, a través de los PUERTOS de SALIDA. Una de las mas divertidas aplicaciones domésticas de las Computadoras.

Termostato de Control del Aire Acondicionado.

Los termostatos «del pasado reciente» estaban formados por una rueda que a través de un mecanismo de resortes y ruedas dentadas (nada preciso, por cierto) y de una membrana mecánica y unos contactos eléctricos de salida, arrancaba o paraba el sistema de acuerdo a la temperatura ambiental. Se ven más o menos así:

Los termostatos modernos son como los siguientes:

Tienen internamente una pequeña TARJETA con su CHIP PROCESADOR  que está conectada, a través de su puerto de SALIDA, con una PANTALLA DIGITAL y que recibe, desde unas TECLAS de ajuste, la PROGRAMACION de ajuste.

Con ese ajuste PROGRAMADO POR EL USUARIO, procede a interactuar, de acuerdo a su PROGRAMA interno y a un SENSOR de temperatura integrado en el termostato, con la unidad compresora y la de manejo del Aire Acondicionado.

Control remoto de un equipo de vídeo.

Otro de los «aparaticos» que todos nosotros usamos casi todos los días. Tan frecuentemente y de forma tan espontanea que no entramos a detallar su funcionamiento.

También tienen su TARJETA con su PROCESADOR, su TECLADO como dispositivo de ENTRADA, su MEMORIA INTERNA donde almacena su PROGRAMACION, y , por supuesto, su dispositivo de SALIDA conformado por el transmisor infrarrojo (o RF) que le envía de forma INALAMBRICA las instrucciones correspondientes al equipo de video.

Podríamos buscar (e ilustrar) infinidad de ejemplos más. De hecho, sabemos que de hoy en adelante usted será capaz de identificarlos y razonar su funcionamiento como, sin querer parecer antipáticos, hemos hecho con nuestros ejemplos y sus explicaciones.

La intención solo era la de familiarizarlo con la abundancia, en la vida moderna y de ahora en adelante, con los componentes que ya comentamos en este sitio Web, que identifican a las computadoras.

Y sí… es cierto:

¡¡¡Estamos rodeados!!!

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Otras Aplicaciones de las Computadoras.

Hasta ahora hemos aprendido una gran parte de lo que se requiere para «enfrentar» la vida tecnológica moderna sin quedarnos pasmados por el desconocimiento de términos como hardware, Sistemas Operativos, etc. Hablemos ahora de las Aplicaciones de las Computadoras.

Antes de hacerlo queremos revisar una serie de conceptos ya vistos  y que forman parte de la esencia del conocimiento que usted adquirió con la lectura en este Sitio Web.

Antes, queremos hablarle de dos definiciones importantes. Estas son una parte fundamental del mundo tecnológico digital (y también del analógico), pero son poco mencionadas por sus nombres reales. Nos referimos a los términos Transductor y Sensor, dos terminos vitales en la comprension de las aplicaciones de las Computadoras en la vida moderna.

Definiciones.

Técnicamente hablando, el termino Transductor es muy amplio. Si usted busca información al respecto, por ejemplo, en Wikipedia (Utilísima Enciclopedia Digital que puede accesar vía Internet), encontrara algo como esto:

«… Un transductor es un dispositivo capaz de transformar o convertir una determinada manifestación de energía de entrada, en otra diferente a la salida, pero de valor muy pequeños en términos relativos con respecto a un generador.»

En el caso de los Sensores, Wikipedia es un poco más generosa con la definición:

«… Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, movimiento, pH, etc. Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica (como en una RTD), una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad), una tensión eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como en un fototransistor), etc.

Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor está siempre en contacto con la variable de instrumentación con lo que puede decirse también que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la señal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo. Como por ejemplo el termómetro de mercurio que aprovecha la propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la acción de la temperatura. Un sensor también puede decirse que es un dispositivo que convierte una forma de energía en otra.»

Ambas definiciones son absolutamente ciertas, pero solo las incluimos como referencia. Nosotros usaremos ambos términos pero en la acepción mas sencilla y se nos ocurre que puede ser algo como esto:

«Transductores y Sensores son dispositivos usados para captar señales físicas y químicas, y convertirlas en legibles o interpretables por un equipo que las usa para tomar decisiones».

Aceptemos por ahora (mientras usted investiga, compara y valida) esa definición y sigamos con «lo nuestro».

Si partimos de las premisas (que ya hemos visto) conceptuales siguientes,

Entonces…

• Un Computador es un equipo capaz de «tomar decisiones» y ofrecernos una o varias SALIDAS predefinidas como respuesta a una o varias ENTRADAS de información haciendo uso de las instrucciones o PROGRAMA que está alojado en su MEMORIA y que puede haber sido «instalado» por un usuario o venir instalado en la MEMORIA NO VOLATIL por el Fabricante.

Un Computador está compuesto por elementos de hardware dentro de los cuales el «cerebro» es el MICROPROCESADOR también llamado UNIDAD CENTRAL DE PROCESAMIENTO. Este no es más que un CHIP contenedor de muchos suiches de estado sólido que toman la posición de abierto (0) o cerrado (1) en función de lo que les indique el PROGRAMA.

MP 6502 Apple II. 1977

MP Z80 TRS80. 1980

MP Intel Corel Duo. En uso hasta hoy

• Un PROGRAMA de Computadora es la secuencia de pasos interactiva que ejecutan los elementos del Computador cuando recibe instrucciones o señales a través de los DISPOSITIVOS DE ENTRADA. Estas son procesadas para entregarnos una o varias acciones de SALIDA a través de dispositivos que pueden ser de muchos tipos. Por ejemplo, una pantalla o display, una impresora, unas salidas de audio, una señal de Comunicaciones de tecnología Bluetooh, o sencillamente la apertura o cierre de un contacto eléctrico.
• Los DISPOSITIVOS DE ENTRADA de un Computador no se limitan a un TECLADO, o al puntero de un mouse o al movimiento del dedo sobre una pantalla táctil. También pueden estar formados por PUERTOS DE ENTRADA/SALIDA, que reciban señales de SENSORES y/o TRANSDUCTORES externos asociados al entorno donde la Computadora «trabaja».

…..Entonces, si miramos a nuestro alrededor, podremos encontrar infinidad de grandes, medianos y pequeños «aparatos» que son Aplicaciones de las Computadoras. Salvo en raras excepciones, nunca reciben el nombre que merecen….. ¿En donde?

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El Hardware

Se llama así a las partes físicas de estos sistemas. Esta palabra, que no tiene traducción directa al castellano, trata de expresar la composición de los equipos (HARD: duro, WARE: objeto) del sistema en referencia. De forma muy resumida, el Hardware de cualquier sistema informático tiene la siguiente composición:

Elementos de entrada/salida (input/output).

Unidad central de procesamiento (CPU).

A continuación describiremos brevemente las funciones asignadas a cada uno de esto componentes dentro del sistema.

Unidades de entrada y salida (input/output).

Un sistema informático debe tener, como mínimo, un elemento de entrada que permita la comunicación del usuario con la unidad central de procesamiento. Tal es el caso del teclado y del ratón o mouse, a través de los cuales le podemos enviar a dicha unidad, la información adecuada. Otros dispositivos de entrada son los micrófonos, las cámaras web, los escáneres, los lectores de CDs o DVDs, los captadores de huellas, etc.

De igual manera, debe existir por lo menos un elemento de salida a través del cual el computador le entrega al usuario la información ya procesada para su utilización.

Como ejemplos de dispositivos de salida, podemos mencionar a la unidad de video, las impresoras, los audífonos, los grabadores de CDs o DVDs, las salidas de audio del computador, etc.

Por otra parte, existen componentes que se comportan de ambas maneras, es decir, trabajar con información a y desde la unidad central de procesamiento. Casos típicos de estos elementos son unidades de almacenamiento de memoria, pantallas táctiles, el equipo multifunción para enviar y recibir Faxes a través de su computadora y en general, todos los puertos de entrada/salida tipo USB, los puertos de red o comunicación, los puertos serial o paralelo que se usen para comunicaciones con otros dispositivos, etc.

Unidad central de procesamiento (CPU).

Este componente del sistema es considerado el más importante, debido a su desempeño como “unidad inteligente” o cerebro del computador. En sus orígenes, estaban formados por una serie de circuitos electrónicos conocidos como circuitos integrados y/o “chips”, los cuales cumplían con las funciones de procesar y almacenar la información. Desde los años 70, cuando INTEL lanzo al mercado el Microprocesador 4004 que integraba en un solo componente todas las funciones del CPU conformado por circuitos independientes, los Microprocesadores se convirtieron en el CPU por excelencia y relegaron al olvido a toda la circuitería que había cumplido esa función.

A modo general, las unidades centrales de procesamiento están divididas en tres zonas básicas:

Unidad de control: es la encargada de organizar la ejecución de una secuencia de instrucciones conocida como programa.

          Unidad lógico-aritmética: es la encargada de ejecutar las operaciones básicas de suma, resta, multiplicación y división (aritmética), además de realizar las operaciones de “Lógica Booleana” consistentes en la verificación de cuando un numero es positivo, negativo o cero.

          Memoria residente o de alojamiento: en esta zona de la unidad central de procesamiento, se encuentran los “almacenes” de información y donde está alojado el programa del sistema.

Otro elemento interno muy importante del microprocesador es el reloj interno, que no es más que un elemento que funciona por medio de un cristal de cuarzo que oscila (eléctricamente) a velocidad constante para marcar el ritmo o pulso en las operaciones del CPU.

Este reloj define la velocidad de procesamiento del microprocesador y también es utilizado como referencia del tiempo real transcurrido cuando funciona en base a un contador acumulativo. Para especificar cuantitativamente la característica mas importante de los relojes internos de los microprocesadores se utiliza como unidad de medición el Hertz y sus múltiplos.

El resto de los elementos de Hardware, que complementan el trabajo de los Microprocesadores son básicamente, los interfaces o tarjetas internas para el manejo de audio, video, las memorias de trabajo y almacenaje, y los puertos de entrada y salida.

 

 

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