Arduino

¿Qué es arduino?

Empecemos con lo que de verdad nos interesa a todos, para conocer y estudiar algo a fondo primero necesitamos saber como es, sin entrar en muchos tecnicismos, arduino es un término difícil de definir, ya que su amplio uso ha conllevado a que su definición sea muy amplia. Para hacer una definición breve y concisa, bajo mi punto de opinión arduino es una herramienta de código abierto que permite a la comunidad la realización de infinidad de proyectos. El límite con arduino es nuestra imaginación, aunque en algunos casos si queremos realizar un proyecto muy ambicioso puede que nos encontramos con una barrera económica.

Modelos Arduino

Como programar arduino

En este apartado voy a realizar una pequeña introducción a la programación de arduino, hay que destacar que en este caso estamos ante un entorno de programación bastante sencillo que posee un IDE propio, lo principal y mas básico que debemos saber es que la programación de arduino se basa en dos funciones:

–Función setup(): primera función del código, su uso es muy sencillo, se ejecuta al principio del programa y una sola vez, sirve para definir las variables y entradas y salidas de datos entre otras cosas.

–Función loop(): función del código en la que normalmente se introduce un mayor número de líneas de código, esta parte del código es la que está en constante ejecución.

El lenguaje de programación empleado es una variación del conocido lenguaje C#.

Porque se llama arduino

El nombre del proyecto proviene del Bar del Rey Arduino, lugar donde uno de sus creadores pasaba bastantes horas.

Como funciona arduino

Un buen resumen del funcionamiento de esta placa sería la división de su funcionamiento en cuatro partes:

–Conexiones de entrada: Pines en los que al conectar diferentes sensores Arduino recibe datos del entorno o exterior.

–Microcontrolador: al igual que en cualquier ordenador de hoy en día, este componente es el cerebro de la placa, este componente es el que a través de sus conexiones de entrada junto al lenguaje de programación utilizado, interpreta la información y parámetros que le hemos indicado para realizar unas acciones a modo de respuesta

–Conexiones de salida: Arduino se puede comunicar con diversos actuadores y dependerá del proyecto y de lo que hayamos programado cuales serán las acciones que realizará el arduino a través de los pines de salida a los que se conectaría por ejemplo un relé.

–Puertos/Buses de comunicación: Dependiendo de la placa estos variaran, están las placas mas simples en las que sólo se incluyen unos pocos pines de salida, para proyectos poco complejos hasta las últimas placas Arduino que incluyen conexiones inalámbricas tales como bluetooth o wifi.

Proyectos Arduino

Arduino es una placa de código abierto con un sinfín de proyectos, es decir, la comunidad puede publicar el código de cualquier cosa que realice con esta placa para que lo podamos replicar de forma exacta, el límite está en nuestra imaginación. Se pueden encontrar desde pequeños robots autónomos hasta sistemas de organización de objetos a través de colores o incluso ser la base de muchas Impresoras 3D de hoy en día, tales como la Prusa i3.

Como Instalar Arduino

El proceso de instalación de esta placa es muy sencillo y lo vamos a dividir en varios pasos:

1.Conseguir una placa Arduino con su cable USB correspondiente

2.Descargar el entorno de desarrollo de la placa desde la web oficial arduino.cc

3.Conectar la tarjeta Arduino al ordenador a través de un puerto USB del mismo, de esta forma podremos ver como un LED se enciende en la placa, esto indica que la placa esta recibiendo la corriente eléctrica a través del USB

4.Ejecutar el entorno de desarrollo y seleccionar en la misma que modelo de Arduino hemos adquirido y en que puerto USB lo hemos conectado

5.Comenzar a programar y a cargar código en nuestra placa, lo más común es realizar primero un pequeño sketch con un LED que parpadea para comprobar que todo está funcionando correctamente.

Que son los arduino Shields

Nuevo bloque en esta entrada, en este caso es la hora de los shields para arduino, estos pequeños dispositivos son bastante sencillos de comprender, su función es añadir utilidades a nuestro Arduino, pero con una característica, la conexión, cuando hablamos de un shield, entendemos un módulo que se conecta directamente a los pines de nuestra placa aportando alguna nueva función. Los usos que poseen estos elementos son al igual que la placa, infinitos, dependiendo de nuestro proyecto en muchas ocasiones necesitaremos la utilización de uno u otro.

Cuando se Creó Arduino

Arduino se inició en el año 2005 como un proyecto para estudiantes, ya que por entonces los estudiantes usaban unas placas con microcontroladores que eran muy caras, de esta forma nació Arduino, una pequeña placa que hoy en día es el líder mundial de la tecnología DIY( do it yourself)

Partes Arduino

Poco a poco estamos aprendiendo acerca de esta pequeña placa, en este apartado vamos a tratar de indagar en todos y cada uno de los componentes de esta placa, personalmente voy a centrar la entrada con el Arduino Uno, puesto que es la placa mas común y más recomendable para empezar en este entorno de código abierto, a continuación os dejo una imagen de la placa citada:

3.1 Puerto USB

Primer elemento que vamos a analizar de nuestra placa, este puerto es bastante sencillo y no requiere una gran explicación, la utilidad como todos suponemos, es conectar la placa con el ordenador para proceder al intercambio de datos y así poder programarlo y alimentarlo.

3.2 Puerto de alimentación

Segundo componente de nuestro Arduino, en este caso se trata de un componente bastante sencillo también, su utilidad consiste en el suministro de energía a la placa cuando esta no esta conectada por USB a un ordenador.

3.3 Botón de reset

Tal y como su nombre indica, este componente es el encargado de hacer que el código vuelva a empezar, cuando lo pulsamos no borramos el código, simplemente hacemos que vuelva a empezar de cero.

3.4 Microcontrolador

Quizá el componente mas difícil de entender, en este apartado voy a hacer mas hincapié que en los demás pues considero que es interesante e importante comprender este elemento a la perfección.

Para empezar debemos saber que el microcontrolador que presenta el Arduino Uno está fabricado por Atmega y en concreto es un ATmega328. Este controlador está formado por 28 pines, los cuales tienen el siguiente datasheet:

Esto, es muy importante tenerlo a mano a la hora de realizar nuestros propios arduino, para saber que patilla debemos conectar con cada componente.

No voy a entrar en muchos mas detalles de este componente.

3.5 Pines digitales

Componente de la placa que se denomina así ya que solo pueden procesar dos valores de voltaje 0V y 5V, son los fundamentos de la electrónica digital, a partir de ellos y una serie de puertas lógicas la placa es capaz de hacer acciones de una cierta complejidad.

3.6 Pines analógicos

Componente del Arduino capaz de manejar cualquier valor de voltaje comprendido entre 0 y 5V, su principal función es la de aportar corriente eléctrica a los distintos elementos electrónicos que conectemos a la placa.

3.7 Pines ISCP

Último componente que voy a tratar de esta placa, su uso principal es la recepción de código, son seis pines diseñados exclusivamente a la recepción de código, de tal forma que gracias a ellos es posible la carga del bootloader por ejemplo.

Sensores Arduino

Un sensor es un elemento que es capaz de detectar magnitudes físicas y químicas para convertirlas a señales eléctricas tales como cambios en la temperatura, en la luz o en la humedad por ejemplo.

Los sensores para Arduino se pueden clasificar en digitales o analógicos y dependiendo del tipo de sensor se deben conectar a una entrada digital o analógica.

Si entramos un poco más en profundidad de los sensores digitales, estos nos pueden dar una señal digital simple con dos estados o una salida en bus digital.

Las características principales de los sensores son:

-Rango de medida: Dominio en la magnitud medida por el sensor en la que se puede aplicar.

-Sensibilidad

-Resolución: mínima variación de la magnitud de entrada que puede detectarse a la salida.

-Rapidez de respuesta:Tiempo que tarda el sensor en interpretar un dato de entrada.