FAMILIARIZANDOSE CON ARDUINO
Cuando uno empieza con Arduino, parece que la cantidad de
cosas que hay que aprender es interminable.
Necesitamos saber de conceptos básicos de electricidad, de electrónica, de programación, algo de ingeniería, y dependiendo de lo que quieras hacer, algo de matemáticas y mucha física.
Esto asusta al principio, pero no es tan así, es solo saber lo básico y luego ir escalando paulatinamente los escalones de dificultad, que presenten los distintos proyectos, y como todo en la vida, si uno quiere y le gusta, les resultará más fácil.
Estuve diseñando este Tutorial pensando en la gente, como vos y yo, que probablemente tengas que empezar desde el principio y con escasos conocimientos del tema.
Por eso, estos primeros tutoriales esta pensados para irte llevando poco a poco, en los conceptos básicos que vas a necesitar para que empieces a familiarizarte, e ir armando los distintos proyectos, paso a paso, hasta poder luego armar los tuyos propios, y tener todas las ideas necesarias para ir subiendo de nivel y armar proyectos más difíciles, incluso hasta proyectos totalmente funcionales.
Iremos usando componentes eléctricos y electrónicos, y con la ayuda de la ley de Ohm, irán apareciendo las primeras instrucciones de Arduino, con algunos programas y circuitos en los que haremos prácticas.
Las primeras sesiones de este tutorial están pensadas para alguien que quiere iniciarse y cuyos conocimientos en estos temas son nulos, o escasos, pero que quiera aprender.
Todos los proyectos serán armados en placas protoboard, pero para su comodidad, más adelante podrían armar las placas definitivas con los pines soldados para asegurar su funcionalidad.
Materiales para la mayoría de los proyectos:
Los Pines del Arduino Uno
Microcontrolador ATmega328
Es un microcontrolador de la compañia Atmel que cuenta con 32KB de memoria flash, 2KB de memoria RAM y 1KB de memoria EEPROM. El microcontrolador puede ser utilizado como reemplazo del microcontrolador de las Freeduino o las Arduino Duemilanove o Diecimila o tambien puede utilizarse para realizar el montaje de una Arduino desde protoboard.
Caracteristicas
- Voltaje de Operación: 5V
- Memoria Flash: 32 KB de los cuales 512 bytes son utilizados por el bootloader
- SRAM 2 KB
- EEPROM 1 KB
- Velocidad del Reloj 16 MHz
- Bootloader preinstalado
Boton Reset
Suministrar un valor LOW(0V) para reiniciar el microcontrolador. Típicamente usado para añadir un botón de reset a los shields que no dejan acceso a este botón en la placa.
ICSP
Conector para la programación ICSP (In Circuit Serial Programming, o Programación Serial en circuito). El ICSP es el sistema utilizado en los dispositivos PIC para programarlos sin necesidad de tener que retirar el chip del circuito del que forma parte.
~PWM
pines 3, 5, 6, 9, 10 y 11 provee de 8 bits de salida PWM con la funcion analogWrite (). La modulación por ancho de pulsos (también conocida como PWM, siglas en inglés de pulse-width modulation) de una señal o fuente de energía es una técnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal periódica, ya sea para transmitir información a través de un canal de comunicaciones o para controlar la cantidad de energía que se envía a una carga.
Serie: 0 (RX) y 1 (TX)
Se utiliza para recibir (RX) y transmisión (TX) datos serie TTL. Estos pines están conectados a los pines correspondientes de la ATmega8U2 USB-to-TTL de chips de serie.
Interrupciones externas
Pines 2 y 3 Estos pines pueden ser configurados para activar una interrupción en un valor bajo, un flanco ascendente o descendente, o un cambio en el valor.
SPI
10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK); Estos pines sirven de apoyo a la comunicación SPI con la biblioteca de SPI. El Bus SPI (del inglés Serial Peripheral Interface) es un estándar de comunicaciones, usado principalmente para la transferencia de información entre circuitos integrados en equipos electrónicos. El bus de interfaz de periféricos serie o bus SPI es un estándar para controlar casi cualquier dispositivo electrónico digital que acepte un flujo de bits serie regulado por un reloj.
GND
Pines de tierra. Abreviación de Ground que traducido al español es Tierra y en el contexto de la electrónica significa el común del circuito adonde se supone que existe 0 voltios.
AREF
Tensión de referencia para las entradas analógicas. Se utiliza con analogReference ().
USB
El Arduino Uno tiene una serie de facilidades para comunicarse con una computadora, Usando los canales de comunicación de esta serie a través de USB y aparece como un puerto COM virtual en el ordenador. Utiliza el estándar de los controladores USB COM, y no necesita ningún controlador externo. Sin embargo, en Windows es necesario un archivo .inf. El RX y TX LED de la placa parpadean cuando se transmiten datos a través del USB al chip serie y viceversa.
Conector de alimentación
Plug hembra de 2.1mm para la conexion de alimentación en la placa.
Reset
Suministrar un valor LOW(0V) para reiniciar el microcontrolador. Típicamente usado para añadir un botón de reset a los shields que no dejan acceso a este botón en la placa.
3.3 V
Una fuente de voltaje a 3.3 voltios generada en el chip FTDI integrado en la placa. La corriente máxima soportada 50mA.
5V
La fuente de voltaje estabilizado usado para alimentar el microcontrolador y otros componentes de la placa. Esta puede provenir de VIN a través de un regulador integrado en la placa, o proporcionada directamente por el USB o otra fuente estabilizada de 5V.
GND
Pines de toma de tierra.
VIN
La entrada de voltaje a la placa Arduino cando se esta usando una fuente externa de alimentación (en opuesto a los 5 voltios de la conexión USB). Se puede proporcionar voltaje a través de este pin, o, si se esta alimentado a través de la conexión de 2.1mm , acceder a ella a través de este pin.
Analog In
El Uno tiene 6 entradas analógicas, y cada una de ellas proporciona una resolución de 10bits (1024 valores). Por defecto se mide de tierra a 5 voltios, aunque es posible cambiar la cota superior de este rango usando el pin AREF y la función analogReference().
Cristal
Un cristal oscilador a 16Mhz, El oscilador de cristal se caracteriza por su estabilidad de frecuencia y pureza de fase, dada por el resonador. La frecuencia es estable frente a variaciones de la tensión de alimentación. La dependencia con la temperatura depende del resonador, pero un valor típico para cristales de cuarzo es de 0? 005% del valor a 25 °C, en el margen de 0 a 70 °C.
IOREF
Sirve para que la placa reconozca el tipo de alimentación que requieren los shields.
Otros Componentes comunes.
Fuente de alimentación 5V.
Tarjeta Arduino uno R3.
Capacitores.
Leds.
Cables Para Protoboard.
Fuente de alimentación 12V.
Placa protoboard.
Resistencias
Pulsadores.
Los cables Protoboard se dividen en 3
Cables Para Protoboard Macho/Macho.
Cables Para Protoboard Macho/Hembra.
Cables Para Protoboard Hembra/Hembra.
Reciclaje
Los cables pueden ser reemplazados, usar cualquiera, por ejemplo, los que están dentro de los cables de red o telefónicos, estos son muy utiles, pero solo podremos tener Macho/Macho , pero es muy economico, ya que se pueden encontrar facilmente en desuso.
Los pulsadores, leds, resistencias y capacitores pueden obtenerse de placas en desusos.
Las fuentes también pueden ser recicladas de CPU viejos o cargadores de celulares.
Lo único que no podrán encontrar para reciclar son 2 de los materiales, ARDUINO UNO y la PLACA PROTOBOARD.
Una vez obtenido la lista mencionada, procedemos a la instalacion del programa para compilar nuestro Arduino Unp R3
Descargar del entorno de trabajo IDE de Arduino.
Vamos s descargar e instalar el entorno de desarrollo de Arduino (IDE), y comprobar que está correctamente configurado.
Para ello vamos a la página de descarga:
https://www.arduino.cc/en/Main/Software
Y bajamos la versión más reciente del IDE (Entorno de desarrollo de Arduino)
Elegir la versión correspondiente a su sistema (En Windows recomendamos la versión Installer) y tener paciencia porque es una descarga moderadamente grande.
Una vez finalizado, ejecutar el fichero descargado, e ir respondiendo a las opciones de instalación.
Aceptar las opciones por defecto de instalación es una opción razonable en caso de no estar seguro de las preguntas que nos hace.
Luego de unos minutos finalizara la instalación.
Debería aparecer en el escritorio del equipo, el icono de Arduino.
Una vez instalado el IDE, vamos a comprobar que reconoce nuestro Arduino Uno R3 correctamente y que podemos programarlo.
Para ello, Conecta tu Arduino a tu ordenador mediante el USB.
Comprueba que las luces del Arduino se iluminan indicando que tiene alimentación.
Al hacerlo nuestro PC debe detectar el nuevo dispositivo USB y montar el driver adecuado.
Estas son las imagenes que deberian aparecer.
Estas son las imagenes que deberian aparecer.
Acá muestra el reconocimiento del nuevo controlador.
En nuestro caso Arduino Uno R3.
Aca selecciona el puerto COM, esto es automatico, y por defecto se pone en el COM3, pero podriaser que este ocupado ese puerto y salir algun otro numero, como por ejemplo el COM 7
Ahora, ya podemos usar el icono de Arduino del escritorio y configurar el modelo de Arduino y confirmar el puerto serie al que se conecta.
Menú > Herramientas > Placa
Elegir el modelo exacto de nuestro Arduino.
En nuestro caso elegimos un Arduino Uno:
Luego
Menú > Herramientas > Port
Es necesario comprobar que tenemos asignado un puerto y que esta con tilde la marca de selección.
Es muy importante asignar el puerto y el modelo de Arduino para garantizar el correcto funcionamiento del IDE.
Ahora haremos un ejemplo bien basico asi corroboramos el buen funcionamiento del mismo.
Copiamos este codigo:
void setup() {
pinMode(13, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(13, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(13, LOW);
delay(1000);
}
y lo pegamos en nuestro programador.
Luego conectamos un led anodo al arduino, pin 13 y el catodo a 0V. y compilamos
El efecto es una intermitencia de encendido y apagado del led, con un intervalo de 1 segundo.
Se interpreta asi:
Desde la salida digitalWrite(13
Sale un pulso continuo positivo HIGH);
de 1 Segundos, marcado por el delay(1000);
Luego
Desde la misma salida digitalWrite(13
Sale un pulso continuo negativo LOW);
de 1 Segundos, marcado por el delay(1000);
Como se encuentra dentro del void loop() {
Esto se repetirá indefinidamente.
Experimente cambiando los tiempo en delay(xxxx) y ver resultados.
Ejemplo: 100 = 10 decima de segundos
500 = 1/2 segundo
1000 = 1 segundo
5000 = 5 segundos
10000 = 10 segundos
Ahora deberia estar parpadeando el led.
Si es así, es porque todo salio bien.
Medio segundo encendido.
Medio segundo apagado.
Esta introduccion es bien basica, pero con ella, sabremos que nuestro Arduino Uno R3 esta lista para funconar y aparte hemos aprendido como compilar un proyecto.