Preparativos para la tecnología de "Diseño por Modelación"

[Hellmut1956]

Quiero no mas reportar que sigo activo en las materias tratadas en este hilo. La salud me tiene molestando bastante, las últimas dos estadías en el hospital fueron iniciadas por el médico de emergencia que vino a tratarme en casa. Se sabe que no son infartos cerebrales ni del corazón. Pero hasta la última estadía en el hospital me daban ataques de mareo, 5 veces al día! Algo horrible si no se conoce por propia experiencia. Todas las causas normales fueron desechedas, pero con 16 tabletas al día ahora los mareos son muy muy leves. lo que mas me molestaba es que esos ataques me imposibilitaban a estudiar y que estudiando no tiene lugar a lo que estoy acostumbrado, que la menta se vuelve hyperactivo combinando y poniendo en contexto las informaciones que recibo estudiando. Eso casi que ya no tiene lugar y eso si que me preocupa. Pero sigo convencido que la única reacción aceptable para mi es seguir estudiando. Ojalá vuelva mi capacidad mental.

Combinando las actividades en los diversos campos que tengo en el contexto del proyecto del velero Carina logro estarme todo el día activo. Cuando en una actividad ya no doy mas, entonces embarco en otro frente. El efecto simpático es que estoy avanzando con mi taller. Ahora en el tema de este hilo estoy estudiando Linux, la placa RaspBerry Pi. Estas son actividades requeridas para poder empezar a combinar elementos sencillos en hardware con modelos de esta en Modelica y comparar los resultados. haber cuanto tiempo Dios me da para seguir con estas actividades!

[zapalobaco]

Hola Hellmut1956.
Ante todo el máximo respeto por tu trabajo, supongo que la formación profesional personal determina, en poco o en mucho, la manera de abordar los problemas que se presentan. Desde esta premisa me impresiona, no solo tu inmensa curiosidad por conocer y dominar las técnicas que en cada caso crees necesarias para desarrollar tus modelos, si no tu afán por conseguir hacerlos inteligibles al resto de tus compañeros de foros.
Un tio abuelo mio, catedrático de física aplicada, me explicaba que cada vez que tenia que preparar una lección nueva se la explicaba a su portera hasta que esta comprendía los conceptos que quería desarrollar. Sus alumnos lo adoraban porque entendían todo lo que les explicaba.
Es fundamental la premisa de que el conocimiento no sirve de nada si no somos capaces de trasmitirlo. Moriría con nosotros.
Por ello ta animo y te aliento para que sigas, porque, aunque yo no alcanzo a comprender la mayoría de lo que aquí escribes, habrían de coincidir la necesidad y la oportunidad, siempre habrá alguien a quien tus trabajos le interesen, históricamente a sido así, y si exponer tus ideas te ayuda a aclararlas y ponerlas en orden. Bienvenidas sean.
Un abrazo
Manuel

[Hellmut1956]

Mil gracias por tu respuesta. Efectivamente casi por completo estoy de acuerdo con lo que escribes. La única diferencia la veo en como califico a los lectores del hilo y a los modelistas navales en general. Tengo que ser explícito en ello pues hay quien habla de que me considero superior a los demás foristas. Realmente en el siglo 21 no existe ya el filósofo que cubre todas las ramas del saber humano por la amplitud de los campos que se manejan en nuestras sociedades. Como ya escribí en otra parte, hay también en este foros muchos que realmente se pueden llamar peritos o expertos en sus materias. Siempre me gusta nombrar el ejemplo del modelista que construyo el modelo completamente de metal. El si es un experto. Yo por definición soy aprendiz. Completamente de acuerdo estoy con tu tío abuelo y ojala hubiera mas profesores tan sabios como el. Con mucho mas humildad confieso que el proceso de tratar de explicar las materias que trato mucho me ayuda a profundizar su entender. Pero entre empezar a estudiar una materia, tratar de comprenderla y tratar de verificar lo que se va aprendiendo en esos estudios en forma de experimentos hay gran trecho y por eso también narro el entorno y mis vaivenes en ese camino.

Lo que desde un principio sospeche y lo he tenido que comprobar de tener razón es la diversidad de conocimientos requeridos. Una vez logrado el objetivo será comparablemente sencillo explicar el resultado y aún más sencillo el presentar el resultado de forma que terceros puedan aplicarlo. Realmente los campos que voy estudiando en paralelo por las razones presentadas en la contribución anterior son en extremo amplias, pero trato de ir subdividiendo los conocimientos para poder empezar a aplicarlo en forma de experimentos o de cálculo aprendiendo a la vez el usar el programa "Mathematica"!

Está en un principio la electrónica. Me empecé a ocupar de forma sistemática cuando realicé que requería profundizar mis cono cimientos de electrónica análoga. Como probablemente ya he mencionado en algún otro hilo en el sitio de la empresa Digilent Inc hay un excelente tutorial sobre electrónica análoga que solo puedo mencionar con los máximos elogios de su excelente calidad de presentación! Existe un tutorial similar en el sitio de la empresa Analog Devices que es el promotor del tutorial en Digilent.

Viendo las fantásticas posibilidades de aprender de forma muy eficiente la electrónica análoga en ese mismo sitio de Digilent me encontré con un curso similar pero para electrónica digital. Vale mencionar que con electrónica digital allí se refiere al diseño de circuitos en FPGA y similar y la matemática y las lenguas como HDL, VHDL y otros mas nuevos y no a lo que normalmente entendemos bajo electrónica digital. Esta parte de la electrónica también se ofrece un excelente tutorial allí.

En este contexto me encontré con la tecnología de circuitos de control e investigando en el internet entre otras encontré que este tema era iniciado como parte del curso de electrónica de la universidad técnica de Munich, en breve TUM. Contactando ese instituto de la TUM me fue posible recibir un acceso a ciertos cursos en su internet interno y de estudiar los planes del estudio de Bachelor y Master allí! Que les cuento, un 60% de las materias son de utilidad para mi proyecto del velero Carina, pero también me encontré que la principal barrera a sobreponer los obstáculos del bachelor y para poder lograr aquellos cursos de mi interés se requieren ciertos conocimientos de matemáticas. Pero también parte de su curriculum son cursos de física.

Que cosa mas natural para la formo como trabajo que hacer lo que hice con y en el instituto de electrónica, que estudiar los cursos del departamento de física y de matemáticas. No se olviden. Un velero y en consecuencia sistemas de control como el mio para las escotas, es operado en el medio de nuestro entorno real, por lo que física ciertamente es un campo del cual requiero conocimientos en cierto volumen. Existen excelentes libros que cubren los cursos de física tanto en ellos los conocimientos exigidos en la electrónica como en mi proyecto del velero Carina. No esta mal de mencionar que como aficionado a la física desde mi tiempo en el colegio, que las materias me fascinan y gran parte he cubierto en el colegio pero de forma mucho mas general Pero también en la fisica se requiere de las matemáticas.

En consecuencia empecé a investigar la forma mas adecuada para mí de aprender las técnicas matemáticas necesarias. El mejor lugar para aprender matemáticas es el instituto de matemáticas de la TUM y por eso visité un evento de información del instituto de matemáticas donde al final tuve la oportunidad de charlas con uno de los profesores. Le conté que lo que hubiera sido mi real interés de estudiar física no lo hice porque estoy convencido que para estudiar y aplicar física de forma profesional hay que aprender a pensar como matemático y que yo calificaba las matemáticas como aquel lenguaje que exclusivamente es capaz de tratar materias de la física, porque el lenguaje natural es inapropiado para tratar asuntos de la física moderna que va mas allá de lo que el lenguaje natural es capaz de expresar y comprender para lograr descubrir nuevos conocimientos. Pero que había encontrado en el internet un curso de Análisis de la universidad de la ciudad de Tübingen donde el profesor Groh da su curso basándode en la metodología de Terence Tao, un genio matemática y profesor de la UCLA en California. Lo que me gusta de ese método de aprendisaje es que se concentra primero en educar al estudiante a pensar como matemático y aprender las técnicas requeridas empesando con el sistema de números naturales y partiendo de allí siguiendo causes lógicos. Pues bien, ese profesor de la TUM me dijo que en las últimas décadas las matemáticas habían tenido su foco mas en el aprender las estructuras que aparecen en las matemáticas. Evidentemente esa indicación me hizo empezar exhaustivas investigaciones en el Internet y entre muchas otras fuentes encontrar una serie de vídeos de una escuela técnica de centro américa en español.

Haciendo similares esfuerzos de investigación en el campo de la física entre otras me encontré con las ofertas gratuitas de cursos universitarios de "edx.com y de la MIT" y de un curso sobresalientísimo de física mecánica teórica de la universidad alemana de Erlangen. En su lectura inicial el profesor allí presenta lo que será el contenido de su curso en in vídeo y el va avanzando en su curso empezando por introducir las matemáticas de las variedades topológicas. Aunque parezca muy complejo y abstracto, me quede maravillado como parte de las leyes de Newton y llega a la física cuántica y la física relativista aplicando cada vez nuevas variantes de la estructura matemática de las variedades topológicas pero presenta estas estructuras de forma que hasta el portero de tu tío abuelo lo comprendería.

Llegando a conocer estos maravillosos campos de estudio y la posibilidad de encontrar en el Internet fuentes gratuitas tan extensas que es posible seleccionar aquellos cursos dados por profesores cuyo estilo me resulta mas adecuado, por un lado lamento el ya aproximarme a los 60 y queriendo tener solo 20. Por otro lado están las posibilidades de aplicar lo aprendido o pensado de haber adquirido de conocimientos a modelos que pueden ser simulados y a experimentos físicos que se pueden hacer en el taller de mi casa. Y todo eso gratuito o sumamente económico para poder cubrir los gastos en la situación económica difícil que estamos como familia. Lo que me entristece pero también me motiva a continuar mis esfuerzos son las limitaciones resultantes de mis problemas de salud. Desde los paros cardíacos que llevaron a recibir un marcapasos y que me causaron daños en el cerebro limitando mi capacidad de concentración prolongada hasta ahora recientemente donde los continuos ataques de mareo llegaban a hacer imposible el estudiar. Gracias a las malditas 16 tabletas que tomo diariamente ya los ataques de mareo son leves y por lo tanto ejercito mi mente entre trabajar para avanzar en mi taller a juegos de computador (ordenador). Como ven ya estoy avanzando y volviendo a contribuir en los diversos foros y en prepararme para arrancar haciendo experimentos de electrónica con la placa RaspBerry Pi.



En esta primera foto pueden apreciar el dispositivo que me estoy construyendo para poner de forma segura las placas que requiero. A la derecha abajo está la placa RaspBerry Pi, a su inmediata izquierda las memorias flash en sus adaptadores y encima ven la placa LPCXpresso1769, ya habiendo separado la placa LPCXpresso1769 con el microcontrolador de NXP LPC1769 y la placa con el tal "Link" que permite programar y hacer "debugging" eliminar errores por el portal JTAG y finalmente a su izquierda el elemento requerido para acceder las memorias flash! Hay, si miran a la izquierda de la placa RaspBerry Pi, ven el conector del cable HDMI que permite conectar cualquier pantalla a la plca RaspBerry Pi.



En esta foto pueden ver el dispositivo que me construí para el protoboard. Ese protoboard se usa para armar de forma rápida circuitos a experimentar. Así con ese entorno conecto de la placa RaspBerry Pi los pines que se utilizan, llamados GPIO, General Purpose IO, pines de entrada y salida de señales electrónicas de uso libre, al protoboard y de allí con otros elementos electrónicos para armar los circuitos con los cuales quiero experimentar.

En este primer paso por un lado organizo mi taller para poder trabajar en estos experimentos, así se ve la superficie de trabajo de mi taller electrónico actualmente:



Asumo que nadie cree que en tal mesa es posible trabajar. verdad?



Así me decidí obligadamente de hacer los trabajos planeados hace mucho tiempo para utilizar los espacios del estante que se encuentra junto a mi mesa de trabajo electrónico.



Así en un primer nivel hice 3 cajones que me permiten organizar aquellas componentes electrónicas de mi inventario y que requieren ser almacenados en grupos pero que forman un "bulto"! El próximo nivel y para eso esta tarde me iré a comprar placas de madera adecuadas para poder poner 30 cajas de plástico con variedades de componentes electrónicas como se ven en la foto del desorden sobre la mesa de trabajo. y en el centro para cajas mas grandes. Como organizaré el nivel del estante debajo de los libros que ven y el de encima del nivel en trabajo que se alcanza a divisar en la foto, lo decidiré cuando vea para que mas necesito espacio.



Los cajones recibirán todavía un enchapado y agarres que construyo yo mismo similares a la de los cajones debajo de la superficie de trabajo a la izquierda.



Para mostrar el porqué de lo que acabo de presentar les recuerdo del bloque del diagrama de mi sistema de control de escotas. Si leyendo este texto miran con detalle e información este diagrama pueden ver que en estos bloques del diagrama aparece frecuentemente la llamada placa LPCXpresso1769 y de la que ahora conocen sus diminutas dimensiones físicas. La placa RaspBerry Pi la uso para aprender sobre el sistema operacional "Linux" y de como puede desde esta placa controlar y comunicarme con otras placas. Para eso empiezo armando los experimentos presentados en 2 libros que tengo que tratan de Raspberry Pi y de RaspBerry Pi para armar experimentos. Así adquiriré la capacidad de controlar y comunicarme de la RaspBerry Pi con otras placas. Luego aplicaré lo que allí aprendo a hacer que las RaspBerry Pi se comunique con la placa LPCXpresso1769. En una segunda fase lo que haré sera por un lado instalar el sistema operacional "FreeRTOS" en la placa del LPCXpresso1769 y dentro de ese entorno poder usar las diversas periferias del controlador LPC1769 de forma equivalente a lo que en la primera fase hice con la placa del Raspberry Pi.

En una tercera fase y ya tengo los medios económicos voy a controlar el motor de paso desde la LPCXpresso1769 usando el entorno de evaluación de la empresa Trinamic mas moderno y lo mismo con la placa de evaluación del sensor angular de la empresa AMS.com, Austria Micro System. El objetivo es el dominar los elementos constitutivos del diagrama en bloques que presente en una imagen mas arriba.

Finalmente en la cuarta fase trataré de crear entornos experimentales que me permitan monitorear las dimensiones físicas de los circuitos. Esos datos entonces tendré que pasar al entorno del programa Mathematica que opera en el PC (Ordenador). El "otro lado" de esta cuarta fase es el tener modelos escritos usando Modelica y comparar los datos generados en simulaciones con el programa Mathematica/SystemModeler con aquellos datos medidos en experimentos físicos. Cuento que esto va a tomar bastante tiempo.

Como podrán apreciar este proyecto tiene muchas facetas que voy siguiendo en paralelo. Así las matemáticas y la física dejan de ser abstractos lo que facilita su estudio, el armar de los entornos físicos suma a esto conocimientos de electrónica.

[RRC]

Helmut, a alguien le interesará lo que dices. Tus post son lecciones magistrales... verdaderas tesis... y tu orden y organización magistrales... Vamos, muy alemán Yo a veces leo algunas y las ideas de tu taller para mi son muy buenas. Dicho con todo respeto y por si te sirve de ánimo.

[Hellmut1956]

Mil Gracias Rafael. Realmente ando totalmente enamorado del proyecto y en consecuencia me pone bravo que mi salud se interponga a mis objetivos y que por lo consiguiente no avanzó ni fracción de la velocidad que quiero. Pero sinceramente estoy convencido que ese ánimo mío, si Díos me da el tiempo y el mínimo requerido de salud al tiempo será bueno para apoyar mi recuperación!

Lo que sí, con toda mi simpatía para tí, ningún ánimo de ofensa ni de mi parte para tí, ni de tu parte para mí, llamar mi "orden magistral" es ser artista en formular en nuestra lengua española.

Ese chaos mío y como llevo unas 2 décadas tratando de ordenarlo! ... Pero hoy fue un día productivo y creo que mañana tendré el próximo nivel del estante junto al laboratorio electrónico hecho. No finalizado, pero ya operable!