CIRCUITOS PERIFERICOS

CLASIFICACIÓN DE LOS PERIFÉRICOS

Los periféricos se dividen en cuatro categorías, ya conocidas:

Unidades de entrada.

Unidades de salida.

Unidades de entrada/salida.

Unidades de almacenamiento.

7.2.1- PERIFÉRICOS DE ENTRADA

Son todos aquellos que permiten al microprocesador la obtención de la información e instrucciones a seguir en determinado momento. Gracias a ellos, nosotros podemos comunicarnos con la computadora.

7.2.1.1- Teclado

Los teclados son similares a los de una máquina de escribir, correspondiendo cada tecla a uno o varios caracteres, funciones u órdenes. Para seleccionar uno de los caracteres de una tecla puede ser necesario pulsar simultáneamente dos o más teclas, una de ellas la correspondiente al carácter.

Al pulsar una tecla se cierra un conmutador que hay en el interior del teclado, esto hace que unos circuitos codificadores generen el código de E/S correspondiente al carácter seleccionado, apareciendo éste en la pantalla si no es un carácter de control.

Los teclados contienen los siguientes tipos de teclas:

Teclado principal: Contiene los caracteres alfabéticos, numéricos y especiales, como en una máquina de escribir convencional con alguno adicional. Hay teclados que también incluyen aquí caracteres gráficos.

Teclas de desplazamiento del cursor: Permiten desplazar el cursor a izquierda, derecha, arriba y abajo, borrar un carácter o parte de una línea.

Teclado numérico: Es habitual en los teclados de la computadora que las teclas correspondientes a los caracteres numéricos (cifras decimales), signos de operaciones básicas (+, -, ...) y punto decimal estén repetidas para facilitar al usuario la introducción de datos numéricos.

Teclas de funciones: Son teclas cuyas funciones son definibles por el usuario o están predefinidas en un programa.

Teclas de funciones locales: Controlan funciones propias del terminal, como impresión del contenido de imagen cuando la computadora esta conectada a una impresora.

En algunos teclados la transmisión no se efectúa pulsación a pulsación sino que se dispone de un almacén de reserva o buffer (tampón) y la transmisión se efectúa a la vez para todo un conjunto de mensajes completos cuando el usuario pulsa una tecla especial destinada a activar dicha transmisión. Esta tecla recibe distintos nombres como Return, Enter, Transmit, Intro, Retorno de carro, etc.

Entre las posibles características técnicas a contemplar a la hora de evaluar la mejor o peor adaptabilidad de un teclado a nuestras necesidades, se puede citar el número de caracteres y símbolos básicos, sensibilidad a la pulsación, tipo de contactos de las teclas (membrana o mecánico), peso, tamaño, transportador.

Actualmente se comercializan teclados ergonómicos, con una disposición algo original, aunque se han difundido poco, y hay discusiones sobre si es cierta la ergonomía que propugnan.

Para aplicaciones industriales existen teclados totalmente sellados que soportan ambientes agresivos, como por ejemplo aire, agua y atmósferas de vapores.

FUNCIONAMIENTO BÁSICO DEL TECLADO

El funcionamiento del teclado queda gobernado por el microprocesador y los circuitos de control.

Las teclas se hallan ligadas a una matriz de circuitos (o matriz de teclas) de dos dimensiones. Cada tecla, en su estado normal (no presionada) mantiene abierto un determinado circuito. Al presionar una tecla, el circuito asociado se cierra, y por tanto circula una pequeña cantidad de corriente a través de dicho circuito. El microprocesador detecta los circuitos que han sido cerrados, e identifica en qué parte de la matriz se encuentran, mediante la asignación de un par de coordenadas (x,y).

Acto seguido, se acude a la memoria ROM del teclado, que almacena lo que se denomina "mapa de caracteres". Dicho mapa no es más que una tabla que asigna un carácter a cada par (x,y). También se almacena el significado de pulsar varias teclas simultáneamente. Por ejemplo, a la tecla etiquetada como "T" se le asigna el carácter "t", pero si se pulsa SHIFT +T, se asigna "T".

Los teclados permiten que la computadora asigne un nuevo mapa de caracteres, permitiendo crear teclados para multitud de lenguajes.

TIPOS DE TECLADO:

Teclas de cúpula de goma

En la actualidad, los teclados más populares emplean teclas de "cúpula de goma". Las teclas reposan sobre una cúpula fabricada en goma, de pequeño tamaño y gran flexibilidad, con un centro rígido de carbono.

Cuando se realiza una pulsación, una pieza colocada bajo la superficie de la tecla hunde la cúpula. Esto hace que el centro de carbono se hunda también, hasta tocar una pieza metálica situada en la matriz de circuitos. Mientras la tecla permanezca pulsada, el centro de carbono cerrará el circuito apropiado. Cuando la tecla se libera, la cúpula de goma vuelve a su posición original, y el centro de carbono deja de cerrar el circuito asociado a la tecla. Como consecuencia, la tecla también vuelve a su posición original, quedando lista para volver a ser presionada.

Estos teclados resultan económicos y, además, presentan una excelente respuesta táctil. Otra ventaja se centra en su gran resistencia al polvo y la suciedad, ya que las cúpulas de goma aíslan los interruptores.

Teclados de membrana

Otro tipo de teclados son los de membrana. Estos se asemejan a los de cúpula de goma en su forma de operar. Sin embargo, en lugar de emplear una cúpula de goma independiente para cada tecla, se basan en una única pieza de goma, que cubre todo el teclado y contiene un abombamiento para cada tecla.

Estos teclados no se encuentran con facilidad en el mundo de los ordenadores personales, ya que ofrecen una respuesta táctil inapropiada. En cambio, gracias al gran aislamiento al que se somete la matriz de circuitos, estos teclados se emplean habitualmente en sistemas sometidos a condiciones extremas.

Teclados capacitivos

Pasando a una tecnología no mecánica, encontramos los teclados capacitivos. En estos, los interruptores no son realmente mecánicos: de hecho, la corriente fluye continuamente por toda la matriz de teclas.

Cada tecla está provista de un muelle, que asegura el retorno a su posición original tras una pulsación. Bajo la superficie de cada tecla se halla una pequeña placa metálica. Bajo dicha placa, a una cierta distancia, se halla otra nueva placa metálica. El conjunto de dos placas metálicas separadas por un material dieléctrico (el aire, en este caso) no es más que un condensador. La capacidad de dicho condensador varía en función de la distancia entre las placas. Por tanto, al pulsar la tecla (y por tanto acercar las placas), se produce un cambio de capacidad que sirve para detectar la pulsación de la tecla.

El coste de estos teclados es elevado pero, por otro lado, se deterioran muy poco. Esto último les permite gozar de una larga vida, mayor que la ofrecida por cualquier otra tecnología de teclados. Ya que las dos placas nunca entran en contacto directo, no existen rebotes, lo que supone otra ventaja importante.

Teclados ergonómicos

Los conocidos teclados ergonómicos tienen como objetivo proporcionar un medio cómodo para teclear, haciendo que manos, muñecas y antebrazos se coloquen en una posición más relajada, con respecto a los teclados convencionales.

Algunos estudios revelan que el uso del teclado en un modo inapropiado puede derivar en lesiones como la tendinitis.

El teclado queda dividido en dos grupos de teclas, que se disponen formando un cierto ángulo. De esta manera, los codos reposan en una posición mucho más natural que la usual. También se suele añadir un reposamuñecas y se aplica una cierta curvatura al teclado. Entre los teclados ergonómicos disponibles en el mercado, cabe destacar el producto Natural Keyboard de Microsoft.

Hay que remarcar que el uso de estos teclados implica un cierto periodo de familiarización con la nueva organización de teclas. En general, el usuario suele adaptarse en poco tiempo, gozando después incluso de mayor velocidad de escritura y menor cansancio en sus manos.

Conectores

En cuanto al conector, también son dos los estándares, el DIN, y el mini-DIN. El primero es el clásico de toda la vida y aun es habitual.

El segundo, introducido por IBM en sus modelos PS/2, es usado por los fabricantes "de marca" desde hace tiempo, y es el habitual en las placas con formato ATX.

De todas formas, no es un aspecto preocupante, pues hay convertidores de un tipo a otro.

Nos dejamos otro tipo de conector cada vez más habitual, el USB, pero la verdad es que de momento apenas hay teclados que sigan este estándar

7.2.1.2- Ratón (Mouse)

Este dispositivo permite simular el señalamiento de pequeños dibujos o localidades como si fuera hecho con el dedo índice, gracias a que los programas que lo aprovechan presentan sobre la pantalla una flecha que al momento de deslizar el dispositivo sobre una superficie plana mueve la flecha en la dirección que se haga sobre la pantalla. Una vez señalado, permite escoger objetos e incluso tomarlos y cambiarlos de lugar.

El ratón es un pequeño periférico que está constituido por una bola que puede girar libremente, y se acciona haciéndola rodar sobre una superficie plana.

En el momento de activar el ratón, se asocia su posición con la del cursor en la pantalla. Si desplazamos sobre una superficie el ratón, el cursor seguirá dichos movimientos. Es muy empleado en aplicaciones dirigidas por menús o entornos gráficos, como por ejemplo Windows ya que con un pulsador adicional en cualquier instante se pueden obtener en programa las coordenadas (x,y) donde se encuentra el cursor en la pantalla, seleccionando de esta forma una de las opciones de un menú.

Ratón mecánico

Cuenta con una bola de goma a través de la cual se transmite el movimiento a dos ejes dotados de una rueda dentada que obtura alternativamente el enlace óptico entre dos células fotoeléctricas (emisora y receptora), esta obturación produce la cadena de impulsos eléctricos que, tratados electrónicamente, puede interpretar el software de la computadora y traducirlo en movimientos del puntero sobre la pantalla. El mayor inconveniente de este dispositivo es la acumulación de suciedad en los ejes que se traduce en constantes ''frenazos'' del puntero.

Ratón óptico

Un ratón óptico es, básicamente, una pequeña cámara (que toma unas 1.500 imágenes por segundo) y un software de procesamiento digital de imagen en tiempo real.

Se incorpora un diodo emisor de luz (LED) que ilumina la superficie sobre la que se arrastra el ratón. La cámara captura imágenes de la superficie y las envía a un procesador digital de señales (DSP), operando con un rendimiento muy elevado (18 millones de instrucciones por segundo o MIPS).

El software que se ejecuta sobre el DSP es capaz de detectar patrones sobre cada imagen recibida. Estudiando cómo se desplazan dichos patrones en las imágenes sucesivas, el DSP averigua el desplazamiento y la velocidad. Esta información se envía al PC cientos de veces por segundo, lo que ofrece una confortable sensación de continuidad para el usuario.

Ratón inalámbrico

Pueden ser de bola u ópticos su característica es que carecen de cable que les une a la computadora con lo que la comodidad del usuario se ve mejorada. Presenta el inconveniente de necesitar pilas o baterías adicionales.

Interfaz del ratón

En el ámbito de los conectores, la mayoría de ratones se comunican con el PC mediante la interfaz PS/2 o conectores para el puerto serie (DB-9, por ejemplo). Independientemente del tipo de conector, el ratón envía al PC tres bytes de información en formato serie, a una velocidad de hasta 1.200 bps. Esto permite enviar información aproximadamente 40 veces por segundo.

El primer byte contiene la siguiente información: estado de los botones izquierdo y derecho, sentido del movimiento en ambas direcciones (X e Y) y la información de desbordamiento en las direcciones X e Y. Los siguientes 2 bytes contienen, respectivamente, el movimiento en las direcciones X e Y. En otras palabras, estos dos bytes contienen el número de pulsos detectados en cada dirección desde la última vez que se envió información al PC. Si el ratón se desliza muy rápido, es posible que se cuenten más de 255 pulsos en cualquiera de las direcciones, y de ahí la inclusión de indicadores de desbordamiento.

7.2.1.3- Lápiz Óptico

Físicamente tiene la forma de una pluma o lápiz grueso, de uno de cuyos extremos sale un cable para unirlo a un monitor. El lápiz contiene un pulsador, transmitiéndose información hacia el monitor sólo en el caso de estar presionado. Al activar el lápiz óptico frente a un punto de la pantalla se obtienen las coordenadas del lugar donde apuntaba el lápiz.

7.2.1.4- Joystick

La palanca manual de control (en inglés "joystick") está constituida por una caja de la que sale una palanca o mando móvil. El usuario puede actuar sobre el extremo de la palanca exterior a la caja, y a cada posición de ella le corresponde sobre la pantalla un punto de coordenadas (x,y). La caja dispone de un pulsador que debe ser presionado para que exista una interacción entre el programa y la posición de la palanca. La información que transmite es analógica y no es digital.

Su uso ha sido popularizado por los videojuegos y aplicaciones gráficas.

7.2.1.5- Lector de Códigos de Barra

En la actualidad han adquirido un gran desarrollo los lectores de códigos de barras. Estos se usan con mucha frecuencia en centros comerciales. En el momento de fabricar un producto se imprime en su envoltorio una etiqueta con información sobre el mismo según un código formado por un conjunto de barras separadas por zonas en blanco.

La forma de codificar cada dígito decimal consiste en variar el grosor relativo de las barras negras y blancas adyacentes.

Con estas marcas se puede controlar fácilmente por computadora las existencias y ventas de una determinada empresa, e incluso gestionar los pedidos a los suministradores de forma totalmente automática, lo cual genera un ahorro de costes considerable.

El usuario pasa una lectora óptica de tipo pistola por la etiqueta, introduciéndose así, sin necesidad de teclear, y con rapidez, la identificación del artículo. La computadora contabiliza el producto como vendido y lo da de baja en la base de datos de existencias.

El lector óptico suele formar parte de una caja registradora que en realidad es un terminal interactivo denominado terminal punto de venta (TPV).

Los códigos de barras se están transformando en la forma estándar de representar la información en los productos de mercado en un formato accesible para las máquinas, particularmente en los centros comerciales.

Un código de barras consiste en un conjunto de barras verticales pintadas en negro (o en un color oscuro) sobre un fondo blanco (o claro). Los caracteres se codifican empleando combinaciones de barras anchas y estrechas y siempre se incluyen caracteres de comprobación.

Un lector de código de barras interpreta la secuencia de barras y produce el conjunto de caracteres equivalente. Los lectores de códigos de barras tiene la forma de un lápiz, que se pasa sobre el código a leer o bien son dispositivos mayores de carácter fijo, que disponen de una ventana sobre la que se pasa el producto cuyo código se quiere leer. En este último tipo la lectura se realiza mediante un haz láser. Los lectores de códigos de barras se incorporan generalmente a algún tipo de terminal, como en el caso de los más recientes tipos de cajas registradoras para supermercados. Las experiencias hasta la fecha indican que los códigos de barras constituyen un método de codificación bastante rápido y fiable.

7.2.1.6- Escáner

Es un dispositivo que funciona como una fotocopiadora que se emplea para introducir imágenes en un ordenador. Las imágenes que se desee capturar deben estar correctamente iluminadas para evitar brillo y tonos no deseados. Son dispositivos de entrada de datos de propósito especial que se emplean conjuntamente con paquetes software para gráficos y pantallas de alta resolución.

La mayor parte de los scanners capturan imágenes en color. Dada la cantidad de espacio de almacenamiento que se necesita para una imagen no suelen capturarse imágenes en movimiento.

Los programas que controlan el scanner suelen presentar la imagen capturada en la pantalla. Los colores no tienen porqué ser necesariamente los originales. Es posible capturar las imágenes en blanco y negro o transformar los colores mediante algún algoritmo interno o modificar y mejorar la imagen. Sin embargo, y en general, los colores que produce un scanner suelen ser los correctos.

7.2.1.7- Micrófonos (Reconocimiento de Voz)

Ya comenzamos a ver a nuestro rededor sistemas de cómputo basados en el reconocimiento de voz que puede efectuar una computadora mediante una tarjeta instalada específicamente para convertir la voz en bits y viceversa, así ya comenzamos a ver aparatos controlados por voz, como algunos que nos contestan por teléfono cuando llamamos a algún banco para pedir nuestro saldo.

Usualmente los dispositivos de reconocimiento de la voz o de la palabra tratan de identificar fonemas o palabras dentro de un repertorio o vocabulario muy limitado. Un fonema es un sonido simple o unidad del lenguaje hablado. Un sistema capaz de reconocer, supongamos, 7 palabras, lo que hace al detectar un sonido es extraer características o parámetros físicos inherentes a dicho sonido, y compararlos con los parámetros (previamente memorizados) de las 7 palabras que es capaz de reconocer. Si, como resultado de la comparación, se identifica como correspondiente a una de las 7 palabras, se transmite a la memoria intermedia del dispositivo el código binario identificador de la palabra. Si el sonido no se identifica, se indica esta circunstancia al usuario (iluminándose una luz, por ejemplo) para que el usuario vuelva a emitir el sonido.

Existen dos tipos de unidades de reconocimiento de la voz: