viernes, 13 de diciembre de 2019

16 Laboratorio

LABORATORIO DE CIRCUITOS DIGITALES

MATRIZ DE LEDS CON ARDUINO



Foto Grupal

https://youtu.be/Hfw76QUr4Y0; tercera parte el adios

15 Laboratorio

LABORATORIO DE CIRCUITOS DIGITALES

CONTADORES DIGITALES CON ARDUINO


Programación Arduino

La programación de Arduino es la programación de un microcontrolador. Esto era algo más de los ingenieros electrónicos, pero Arduino lo ha extendido a todo el público. Arduino ha socializado la tecnología.
Programar Arduino consiste en traducir a líneas de código las tareas automatizadas que queremos hacer leyendo de los sensores y en función de las condiciones del entorno programar la interacción con el mundo exterior mediante unos actuadores.
Arduino proporciona un entorno de programación sencillo y potente para programar, pero además incluye las herramientas necesarias para compilar el programa y “quemar” el programa ya compilado en la memoria flash del microcontrolador. Además el  IDE nos ofrece un sistema de gestión de librerías y placas muy práctico. Como IDE es un software sencillo que carece de funciones avanzadas típicas de otros IDEs, pero suficiente para programar.
Estructura de un Sketch
Un programa de Arduino se denomina sketch o proyecto y tiene la extensión .ino. Importante: para que funcione el sketch, el nombre del fichero debe estar en un directorio con el mismo nombre que el sketch.
No es necesario que un sketch esté en un único fichero, pero si es imprescindible que todos los ficheros estén dentro del mismo directorio que el fichero principal.
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void setup() {
 // put your setup code here, to run once:
}

void loop() {
 // put your main code here, to run repeatedly:
}
Los programas de arduino están compuestos por un solo fichero con extensión “ino”, aunque es posible organizarlo en varios ficheros. El fichero principal siempre debe estar en una carpeta con el mismo nombre que el fichero.
Anteriormente a la versión 1.x de Arduino se usaba la extensión “pde”. Cuando se pasó a la versión 1.x hubo grandes cambios, que deben tenerse en cuenta si se usa código antiguo.
La última versión del IDE de Arduino es la 1.6.8. Los grandes cambio del IDE Arduino se produjo en el cambio de la versión 0.22 a la 1.0 y posteriormente en el cambio de la versión 1.0.6 a la 1.6.0 con grandes mejoras en el IDE de Arduino.
El el caso de la versión 1.6.0 los cambios han sido principalmente internos más que en el aspecto de la herramienta. También es destacable desde la aparición de la versión 1.6.2 la incorporación de la gestión de librerías y la gestión de placas, muy mejoradas respecto a la versiones anteriores y avisos de actualización de versiones de librerías y cores

Estructura:



Adicionalmente se puede incluir una introducción con los comentarios que describen el programa y la decla

  • Identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital.
  • Describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de información.
  • Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial

setup() es la parte encargada de recoger la configuración y loop() es la que contiene el programa que se ejecuta cíclicamente (de ahí el término loop –bucle-). Ambas funciones son necesarias para que el programa trabaje.



OBSERVACIONES:
-Tendremos que programas el arduino y sus aplicaciones.
-utilizaremos  actuadores digitales a traves del arduno.
-utilizaremos  circuitos combinacionales en el laboratorio.
CONCLUSIONES:
- Podremos identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital.
-Podremos describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de información.
-Tendremos que implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial que nos sirve en nuestra carrera.

FOTO GRUPAL


14 Laboratorio

LABORATORIO DE CIRCUITOS DIGITALES

PROGRAMACIÓN GRAFICA DE ARDUINO

HISTORIA DE ARDUINO:

Historia de Arduino.
El proyecto Arduino surgió en el año 2005, de mano de unos estudiantes del Instituto de diseño Interactivo IVREA, en Ivrea (Italia), que estaban usando el microcontrolador BASIC Stamp, basado en PIC, con un lenguaje de programación simplificado, tipo Basic, pero con un coste muy elevado de cada plataforma de desarrollo, sobre 100$.


El estudiante colombiano Hernando Barragán, fue quien desarrolló la tarjeta electrónica Wiring, el lenguaje de programación y la plataforma de desarrollo. Basandose en su trabajo, Massimo, David Cuartilles , investigador en el instituto, y Gianluca Martino desarrollador local contratado, desarrollaron una plataforma de hardware y software libre, más pequeña y económica, a la que llamaron Arduino.
 El curioso nombre del proyecto, tiene su origen en el Bar di Re Arduino (Antiguo Rey Europeo entorno al 1002), donde Massimo Banzi, uno de los fundadores, pasaba parte de su tiempo libre.

Poco tiempo después de terminar el desarrollo, el instituto cerró sus puertas y los desarrolladores intentaron sobrevivir con el nuevo sistema Arduino.
El proyecto gustó mucho, desplazando a otras soluciones del mercado como BasicStamp y los míticos Pics. El mismo Google colaboró en el desarrollo del Kit ADK (Accesory Development Kit), una placa Arduino capaz de comunicarse directamente con teléfonos móviles inteligentes bajo el sistema operativo Android.
Para la producción en serie de la primera versión, se buscó no superar los 30€ de precio y que se ensamblara en una placa azul y que fuese plug and play y compatible con múltiples sistemas operativos: MacOSX, Windows y GNU/Linux. Las primeras 300 unidades se las dieron a los alumnos del Instituto IVREA, con el fin de que las probaran y empezaran a diseñar sus primeros prototipos. El IDE de Arduino se desarrolló basándose en Processing, buscando la sencillez y la portabilidad a a múltiples sistemas operativos.
 En la feria Maker Fair de 2011 se presentó la primera placa Arduino 32 bit para trabajar tareas más pesadas, y llegaron nuevas contribuciones al proyecto de parte de Intel, con su placa Galileo.
 Tras el enorme éxito del proyecto, aparecieron clones y compatibles y sistemas similares, basados en otros microcontroladores, como Pingüino, basado el PIC 18F. Incluso el propio fabricante de los PIC, microchip, lanzó chipKIT, con PIC32 compatible con el hardware y el software de Arduino.


Modelos de Arduino

Arduino Uno
 Arduino Leonardo
 Arduino Due
 Arduino Yún
 Arduino Tre (En Desarrollo)
 Arduino Zero (En venta en la tienda de EEUU)
 Arduino Micro
 Arduino Esplora
 Arduino Mega ADK
 Arduino Ethernet
 Arduino Mega 2560
 Arduino Robot
 Arduino Mini
 Arduino Nano
 LilyPad Arduino Simple
 LilyPad Arduino SimpleSnap
 LilyPad Arduino
 LilyPad Arduino USB
 Arduino Pro Mini
 Arduino Fio
 Arduino Pro


OBSERVACIONES:

-Se tubo algunas dificultades al entender el funcionamiento de los bloques logicos del software MBlock.


OBJETIVOS :

Programar la tarjeta ARDUINO UNO utilizando un lenguaje gráfico y comparar con lenguaje de texto lo que nosda el laboratorio
-Conocer el entorno de mBlock y todas sus posibilidades que podemos utilizar o hacer.
-Realizar programación básica utilizando software mencionado en el laboratorio.

CONCLUSIONES:

-Finalmente se logro entender el lenguaje gráfico del software MBlock.
-Se aprendió a ver otras formas mas sencillas de programar Arduino.

Foto Grupal








martes, 10 de diciembre de 2019

13 Laboratorio

LABORATORIO DE CIRCUITOS DIGITALES
MATRIZ DE LEDS


CONTADOR EN ANILLO

Contador en anillo. Constituye un registro de desplazamiento en el cual la entrada del 1er flip-flop está condicionada por la salida del ultimo, constituyendo así una cadena cerrada.
La información introducida inicialmente circula permanentemente por los biestables sin perderse. Si al comienzo un biestable es puesto en "1" y el resto en "0" (lo cual se logra con las entradas asincrónicas SET y RESET de cada flip-flop).
En contador en anillo funciona pasándose de flip-flop a flip-flop un único bit. Esto quiere decir que, en cualquier instante del proceso de conteo, sólo un flip-flop tiene su salida Q=1. Esto provoca que el contador en anillo sea el contador más fácil de decodificar. De hecho, sabiendo que el flip-flop está a uno, conocemos en qué estado se encuentra el contador.




MATRIZ DE LEDs

Parece que los LEDs se fabrican en todos los tamaños y formatos imaginables, y este componente que os presentamos hoy, hace gala de esa creatividad. Las matrices de LEDs (o LED arrays) son, como su nombre indica, una matriz de diodos LED normales y corrientes que se comercializa en multitud de formatos y colores. Desde las de un solo color, a las que tienen varios colores posibles, e incluso las hay de una matriz RGB (Os dejo imaginar la de pines que tiene).


unciones combinacionales


Todos los circuitos combinacionales pueden representarse empleando álgebra de Boole a partir de su función lógica, generando de forma matemática el funcionamiento del sistema combinacional. De este modo, cada señal de entrada es una variable de la ecuación lógica de salida. Por ejemplo, un sistema combinacional compuesto exclusivamente por una puerta AND tendría dos entradas A y B. Su función combinacional sería , para una puerta OR sería . Estas operaciones se pueden combinar formando funciones más complejas.
Esto permite emplear diferentes métodos de simplificación para reducir el número de elementos combinacionales que forman el sistema
OBSERVACIONES:

-Se tubo algunas dificultades al hacer la tabla de verdad del circuito.

CONCLUSIONES:
-Se pudo realizar la simulación del circuito para la letra "H
" pero con ayuda de bastantes compuertas  lógicas.
-Se logró entender como es el funcionamiento de la matriz de leds asi mismo como hacer para realizar cualquier símbolo en este.

12 Laboratorio

LABORATORIO DE CIRCUITOS DIGITALES

MATRIZ DE LEDS

CONTADOR EN ANILLO

Contador en anillo. Constituye un registro de desplazamiento en el cual la entrada del 1er flip-flop está condicionada por la salida del ultimo, constituyendo así una cadena cerrada.
La información introducida inicialmente circula permanentemente por los biestables sin perderse. Si al comienzo un biestable es puesto en "1" y el resto en "0" (lo cual se logra con las entradas asincrónicas SET y RESET de cada flip-flop).
En contador en anillo funciona pasándose de flip-flop a flip-flop un único bit. Esto quiere decir que, en cualquier instante del proceso de conteo, sólo un flip-flop tiene su salida Q=1. Esto provoca que el contador en anillo sea el contador más fácil de decodificar. De hecho, sabiendo que el flip-flop está a uno, conocemos en qué estado se encuentra el contador.




MATRIZ DE LEDs

Parece que los LEDs se fabrican en todos los tamaños y formatos imaginables, y este componente que os presentamos hoy, hace gala de esa creatividad. Las matrices de LEDs (o LED arrays) son, como su nombre indica, una matriz de diodos LED normales y corrientes que se comercializa en multitud de formatos y colores. Desde las de un solo color, a las que tienen varios colores posibles, e incluso las hay de una matriz RGB (Os dejo imaginar la de pines que tiene).
Por lo demás, son diodos LED totalmente normales, organizados en forma de matriz, que tendremos que multiplexar para poder iluminar uno u otro punto, tal y como hicimos en la sesión del teclado matricial. Este componente se presenta con dos filas de 8 pines cada una, que se conectan a las filas y las columnas.

Si los diodos se unen por el positivo, se dice que son matrices de ánodo común (El nombre pedante del positivo) y se une por el negativo decimos que son de  cátodo común.



Integrado 4017

Se trata de un contador/divisor o decodificador con 10 salidas. Estructuralmente está formado por un contador Johnson de 5 etapas que puede dividir o contar por cualquier valor entre 2 y 9, con recursos para continuar o detenerse al final del ciclo.

Observaciones:

-Se tubo problemas al hacer la tabla de verdad para este circuito.

Conclusiones:


-Se pudo realizar la simulación del circuito para la letra "A" pero con ayuda de bastantes compuertas  lógicas.
-Se logró entender como es el funcionamiento de la matriz de leds asi mismo como hacer para realizar cualquier símbolo en este.


11 Laboratorio

Laboratorio de Circuitos Digitales

CONTADOR EN ANILLO Y MATRIZ DE LEDS

Objetivos:

-Identificar como es que funciona una matriz led.
-Implementar registros en serie.
-Implementar un contador en anillo.
-Identificar los terminales del contador en anillo y combinar con matriz de leds.

Marco Teorico:

Funcionamiento de una matriz de LEDs

La gran mayoría de los aficionados a la electrónica, tarde o temprano, se propone la construcción de un cartel basado en una matriz de diodos LEDs. El propósito de este artículo es explicar, de forma clara y sencilla, la forma de hacerlo.
A lo largo de estos parrafos veremos la forma de abordar el problema, y el principio de funcionamiento de una matriz de LEDs de un tamaño cualquiera.

Contador en anillo

Es un registro de corrimiento básico en el que los datos no se pierden al desplazarse, en vez de ello la información rota debido a que los biestables de los extremos se encuentran interconectados, de tal forma que los datos se desplazan en forma de anillo.
Contador en anillo. Constituye un registro de desplazamiento en el cual la entrada del 1er flip-flop esta condicionada por la salida del ultimo, constituyendo así una cadena cerrada.

La información introducida inicialmente circula permanentemente por los biestables sin perderse. Si al comienzo un biestable es puesto en "1" y el resto en "0" (lo cual se logra con las entradas asincrónicas SET y RESET de cada flip-flop)


Los registros de desplazamiento son circuitos
secuenciales formados por biestables o flip-flops
generalmente de tipo D conectados en serie y una
circuiteria adicional que controlará la manera de cargar y
acceder a los datos que se almacenan.
En los de desplazamiento se transfiere información de
un flip-flop hacia el adyacente, dentro del mismo registro
o a la entrada o salida del mismo.
La capacidad de almacenamiento de un registro es el
numero total de bits que puede contener .
El funcionamiento se realiza de manera síncrona con la
señal de reloj. Gran parte de los registros de
desplazamiento reales incluyen una señal RESET o
CLEAR asíncrona, que permite poner simultáneamente
todas las salidas en "0" o estado bajo, sin necesidad de
introducir ceros seguidos. Esto permite limpiar
rápidamente el registro de desplazamiento lo cual es
muy importante a nivel práctico.


Tareas de Laboratorio:

1.    Identifique los terminales de la matriz de leds (5x7 u 8x8). Guíese de las imágenes mostradas:





2.            Implemente el circuito mostrado: Contador Jhonson (en anillo) conectado a LEDS indicadores



3.            Implemente y simule el circuito mostrado: Contador Jhonson (en anillo) conectado a una matriz de leds.




4.            Implemente y simule el circuito mostrado: 2 contadores Jhonson (en anillo) conectados a una matriz de leds.


Observaciones:

-Se tuvo una complicación al implementar el circuito ya que la matriz de led que se dispone esta invertida.
-Se observo que el master reset (MR) debe de estar correctamente colocado para que el contador no tenga un intervalo lento.

Conclusiones:

-Se determino como es que funciona una matriz de leds.
-Se logró entender como funcionan en conjunto un contador en anillo y una matriz de leds.
-Se logró simular e implementar satisafctoriamente el circuito requerido en el laboratorio.




9no Laboratorio

Laboratorio de Circuitos Digitales

CONTADOR SÍNCRONO DE 4 Y 6 ETAPAS

Objetivos:

-Diseñar e implementar de un contador síncrono de 4 etapas.
 -Diseñar e implementar de un contador síncrono de 6 etapas.

Marco Teórico:

         Contador Síncrono
Los contadores síncronos se llaman así porque la entrada del reloj de todos los flip-flops individuales dentro del contador están sincronizados todos al mismo tiempo por la misma señal de reloj



En el anterior tutorial de contador binario asíncrono, vimos que la salida de una etapa de contador se conecta directamente a la entrada de reloj de la siguiente etapa de contador y así sucesivamente a lo largo de la cadena.


El resultado de esto es que el contador asíncrono sufre de lo que se conoce como "Retardo de propagación" en el que la señal de sincronización se retrasa una fracción a través de cada flip-flop.


Sin embargo, con el contador síncrono , la señal del reloj externo se conecta a la entrada del reloj de CADA flip-flop individual dentro del contador, de modo que todos los flip-flops se sincronizan simultáneamente (en paralelo) al mismo tiempo, dando un tiempo fijo relación. En otras palabras, los cambios en la salida se producen en "sincronización" con la señal del reloj.

Contador síncrono binario de 4 bits




Diagrama de sincronización de la forma de onda del contador síncrono de 4 bits



Tareas en el laboratorio:

1.    Ejecute el software LABSOFT y diríjase al bloque “CIRCUITOS SECUENCIALES”. Dentro de este, busque el apartado “contador síncrono” y ejecute los ejercicios de contador de 4 y 6 etapas. Realice la simulación de los mismos con ayuda del software PROTEUS.

Observaciones:

-Se tubo problemas al configurar el programa ya que este no conectaba con el dispositivo de entrenamiento.

Conclusiones:

-Se determino que todos los biestables son controlados por un mismo pulso.
-Se determino que en un circuito síncrono los pulsos de cuenta mandados por el CK tienen un mismo     tiempo.
-Se logró realizar la simulación del circuito síncrono satisfactoriamente.
-Se logró realizar la implementación del circuito síncrono satisfactoriamente.

Foto Grupal:

8° Laboratorio

8° LABORATORIO

LABORATORIO DE CIRCUITOS DIGITALES

PROYECTO CONTADOR CON DOS DÍGITOS


Objetivos:

● Implementación de circuitos temporizadores.
● Implementación de circuitos generadores de clock.
● Implementación de circuito contador utilizando temporizadores y generadores de clock.

Marco Teórico:

Contadores.

Definición:

-Un contador es un circuito en el que sus
salidas siguen una secuencia fija que cuando
acaba vuelve a empezar, o circuitos que
reciben sus datos en forma serial ordenados
en distintos intervalos de tiempo.
 -Los pulsos de entrada pueden ser pulsos de
reloj u originarse en una fuente externa y
pueden ocurrir a intervalos de tiempo fijos o
aleatorios.
-El número de salidas limita el máximo
número que se puede contar.



Este circuito puede
contar hasta el número
7, es decir, 8 valores
(23). Cuando llegue al
último valor volverá a
contar desde el
principio.
Podemos decir que el
contador pasa por 8
estados distintos según
su salida.




Contadores asincronos:

- Las salidas de cada flip-flop sirven de entrada CP para
disparar otro flip-flop.
- El primer biestable tendrá una entrada de tipo asíncrono, es
decir que se acertará de forma aleatoria y cuando lo haga el
circuito realizará una cuenta. El resto del tiempo, los flip-flops
no cambiarán su estado presente.


Contadores Sincronos:

- Al contrario que en los asíncronos, los pulsos de
reloj se aplican a las entradas CP de todos los flipflops.














Contador Secuencial:

-Un circuito cuya salida depende no solo de la combinación de entrada, sino también de la historia de las entradas anteriores se denomina Circuito Secuencial. Es decir, aquellos circuitos en que el contenido de los elementos de memoria sólo puede cambiar en presencia de un pulso del reloj. Entre pulso y pulso de reloj, la información de entrada puede cambiar y realizarse operaciones lógicas en el circuito combinacional, pero no hay cambio en la información contenida en las células de memoria.

Clasificación de los circuitos secuenciales:

Los circuitos secuenciales se clasifican de acuerdo a la manera como manejan el tiempo:

Circuitos secuenciales sincrónicos
En un circuito secuencial asíncrono, los cambios de estado ocurren al ritmo natural marcado por los retardos asociados a las compuertas lógicas utilizadas en su implementación, es decir, estos circuitos no usan elementos especiales de memoria, pues se sirven de los retardos propios (tiempos de propagación) de las compuertas lógicas usados en ellos. Esta manera de operar puede ocasionar algunos problemas de funcionamiento, ya que estos retardos naturales no están bajo el control del diseñador y además no son idénticos en cada compuerta lógica.

Circuitos secuenciales asincrónicos
Los circuitos secuenciales síncronos, sólo permiten un cambio de estado en los instantes marcados por una señal de sincronismo de tipo oscilatorio denominada reloj. Con ésto se pueden evitar los problemas que tienen los circuitos asíncronos originados por cambios de estado no uniformes en todo el circuito.

Observaciones:

-Se tubo algunas dificultades al conectar algunos cablesillos ya que estos no entran en los lugares deseados del modulo de entrenamiento.
-Siempre se tiene que consultar al datasheet de los integrados para realizar las conexiones de forma correcta y no olvidar la alimentación.

Conclusiones:

-Se logró implementar el circuito contador asimismo darnos cuenta cual es el esquema de conexiones de este como su funcionamiento.
-Se logró observar como es que funcionan los generadores de clock en la implementación del circuito.
-Se logró armar un contador tanto de una cifra y de dos cifras en modo normal y en reversa.



viernes, 22 de noviembre de 2019

7° Laboratorio

7° Laboratorio

LABORATORIO DE CIRCUITOS DIGITALES

MODULO CONTADOR CON GENERADOR DE RELOJ

Objetivos:




·        -Identificar las aplicaciones de la electrónica digital.
·       - Describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos  de almacenamiento de información.
·       - Implementar  circuitos de lógica combinacional  y secuencial.


aMarco Teórico:


MULTIBRIBRADOR BIESTABLE:

Un biestable, también llamado báscula (flip-flop en inglés), es un multivibrador capaz de permanecer en un estado determinado o en el contrario durante un tiempo indefinido.
Esta característica es amplia mente utilizada en electrónica digital para memorizar información. El paso de un estado a otro se realiza variando sus entradas. Dependiendo del tipo de dichas entradas los biestables se dividen en:

·        Asíncronos:
                
 sólo tienen entradas de control. El más empleado es el biestable RS.
·        Síncronos:

 además de las entradas de control posee una entrada de sincronismo o de reloj. Si las entradas de control dependen de la de sincronismo se denominan síncronas y en caso contrario asíncronas. Por lo general, las entradas de control asíncronas prevalecen sobre las síncronas. 





Compuertas a utilizar en este laboratorio:


jueves, 17 de octubre de 2019

6to Laboratorio

LABORATORIO DE CIRCUITOS DIGITALES

CIRCUITOS CONTADORES CON FLIP FLOPS

Objetivos.


-Se aprenderá como es que funcionan los circuitos flip flops.
-En este laboratorio se lograra implementar Circuitos contadores gracias a Flip Flops.
-Utilizaremos un simulador para identificar el funcionamiento de los mismos.

Marco teórico.

LATCHES:

El Latch (cerrojo) es un dispositivo de almacenamiento temporal de dos estados (biestable).
Almacenan información en forma asíncrona
Con Latches se pueden hacer directamente circuitos secuenciales o se pueden usar para crear Flip-Flop.

LATCH SR (SET-RESET)

Elemento de memoria mas sencillo
Es un biestable con un estado SET y otro de RESET(puesta a 1 y a 0)

LATCH NAND

LATCH NOR

FLIP-FLOPS

Dispositivos síncronos (cambia de estado únicamente en un instante
especifico de una entrada de disparo denominado reloj)
Los cambios de salida se producen sincronizadamente con el reloj
Los Flip-flops son sensitivos a la transición del pulso de reloj más que a la
duración.

Los circuitos secuenciales básicos que funcionan también como unidades de memoria elementales se denominan multivibradores biestables (por tener dos estados estables –alto y bajo-), también conocidos como Flip- Flops.
Son capaces de memorizar un bit de información.
Existen varios tipos de Flip-flops y variaciones de estos que permiten realizar funciones específicas, dependiendo de la aplicación.

FLIP FLOP JK 




Tareas encomendadas en el Laboratorio:

Se desea hacer la tabla de verdad del siguiente circuito:


R
S
Q
0
0
1
1










0
1
0
1
Memoriza Q anterior
1
0
Indefinido


Simulaciones deseadas:

Contador binario con flip- flops:






Simulaciones:

Latch nand:

Latch nor:



Contador Binario:




Contador con decodificador y display:



Para la implementación se utilizaran las compuertas lógicas:


Observaciones:

-Para evitar incovenientes se tubo que revisar la continuidad de cada cablesillo.
-El display que se disponia en el laboratorio estaba defectuoso.

Conclusiones:

-Se aprendió como es que funcionan los circuitos Flip Flops mediante la simulación y la implementación.
-Se concluye que los circuitos Flips Flops estan hechos a base de circuitos Latch.
-Se concluye que los circuitos Flips Flops pueden mantener unn estado anterior.
-Se concluye que para que el contador este en reversa se tiene que negar en lugares correctos.




Foto Grupal