Arduino:El Autómata Amigable (Lic. Edgardo Faletti-2014)
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El documento discute la evolución de la educación técnica en electrónica, destacando la transición de competencias hacia el diseño y programación con el uso de tecnologías modernas como Arduino. Se describe la plataforma Arduino como una herramienta accesible y versátil para proyectos multidisciplinares, facilitando el aprendizaje de la electrónica a estudiantes. Además, se mencionan las diversas aplicaciones y módulos disponibles, así como la importancia de estas tecnologías en el mercado laboral actual.
Arduino:El Autómata Amigable (Lic. Edgardo Faletti-2014)
- 2. Comentario Técnico Un autómata amigable:Arduino Por Lie. Edgardo Faletti IN5PT-UTN(2014) - edfaletti@yahoo.com En las instituciones educativas que pertenecen al área técnica, en especial a las que contienen dentro de su curricula la especialidad electrónica, se está produciendo un gran vuelco significativo dentro del manejo de sus contenidos ya que se ha modificado las competenciasque deben tener los nuevos técni- cos. Este cambio está ligado con las necesidades del mercado actual y solidario al cambio tecnológico. La vieja imagen del técnico electrónico de los 70 fue mutando progresivamente encontrando a la fe- cha un profesional que conocimientos de armado, diseño como así también de programación. Desde una tecnología discreta a otra totalmente integrada y embebida. De una soldadura realizada con el sol- dador del tipo lápiz a otra más elaborada en una estación de montaje superficial. El avance tecnológi- co genera más inversión en la adquisición de instru- mentos y herramientas en la hora de realizar cual- , quier tipo de trabajos. Las actividades electrónicas giran en Chips de gran escala de integración con placas de doble capa y con dispositivos de montaje superficial. Lasrepara- ciones son más difíciles de realizar debido que en el mercado hay determinados componentes que no se venden por unidad. Esta nueva visión nos limita a meter menos mano y solo con quedarnos no tan- to en el diseño sino en las aplicaciones de los dispo- sitivos Es decir que ya hay cosas resueltas, que se pueden comprar en forma de módulos, restando tiempo al momento de resolversituaciones. Hoy existe la forma modular para el armado de 58 MERCADO ELECTRÓNICO 219 I Septiembre 2014 los sistemas en donde cada módulo interactúa con otro en donde la operatividad en controlada por un procesador o microcontrolador. La parte de gestión del sistema pasa por una programación. De lo expresadoanteriormente, desde el apren- dizaje hasta para la construcción de algunos siste- mas generales soluciones fáciles de alcanzar. Hoy se habla como un recurso didáctico y de fácil acceso al Arduino. El proyecto "Arduino" se inició en el año 2005 para estudiantes del Instituto ¡VREA, en Ivrea (Italia). Los estudiantes usaban en aquella época el micro- controlador BASIC Stamp, cuyo costo era de 100 dólares estadounidenses,cuyo valor era elevado pa- ra ellos. , Massimo Banzi, uno de los fundadores de Arduino, daba clases en Ivrea. El estudiante colombiano Hernando Barragán, fue quien desarrolló la tarjeta electrónica Wiring, e lenguaje de programación y la plataforma de desa- rrollo. Una vez concluida dicha plataforma, los in- vestigadores trabajaron para hacerlo más ligero, más económico y disponible para la comunidad de código abierto (hardware y código abierto). Googe colaboró en el desarrollo del Kit Android ADK (Ac- cesory Development Kit), una placa Arduino capaz de comunicarse directamente con teléfonos móviles inteligentes bajo el sistema operativo Android per5 que el teléfono controle luces, motores y sensores conectados de Arduino. Para la producción en serie de la primera vers c~ se tomó en cuenta que el coste no fuera mayor ae
- 3. 30 euros, que fuera ensamblado en una placa, debía ser Plug and Play (conectar y desconectar con la PC en funcionamiento) y que trabajara con todas las plataformas informáticas tales como MacOSX, Windows y GNU/Linux. Lasprimeras 300 unidades se las dieron a los alumnos del Ins- tituto IVRAE, con el fin de que las probaran y em- pezaran a diseñar sus primeros prototipos. La aplicación de Arduino en algunas construc- ciones es propicia considerando que es una tec- nología importada. Arduino es una plataforma que utiliza un hardware libre, basada en una plaqueta con un microcontrolador y un entorno compatible, dise- ñada para facilitar el uso de la electrónica en pro- yectos multidisciplinares y fáciles de implementar. El hardware consiste en una placa con un mi- crocontrolador Atmel y puertos de entrada/sali- da. Tenemos salidas para el manejo de PWM y entradas digitales y analógicas. Los microcontrola- dores más usados son el Atmega168, Atme- ga328, Atmega1280, AtmegaS por su sencillez y bajo coste que permiten el desarrollo de múltiples diseños. Por otro lado el software consiste en un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje de programación Processing AA/iring y el carga- dor de arranque que es ejecutado en la placa. Desde fines del 2012, Arduino se usa también con microcontroladores CortexMB de ARM de 32 bits, que coexistirán con las más limitadas, pe- ro también económicas AVR de 8 bits. ARM y AVR no son plataformas compatibles a nivel bina- rio, pero se pueden programar con el mismo IDE de Arduino y hacerse programas que compilen sin cambios en las dos plataformas. Eso sí, las mi- crocontroladoras CortexM3 usan 3,3V, a diferen- cia de la mayoría de las placas con AVR que ge- neralmente usan 5V. Sin embargo ya anterior- mente se lanzaron placas Arduino con Atmel AVR a 3,3V como el Arduino Fio y existen compati- bles de Arduino Nano y Pro como Meduino en que se puede conmutar las tensiones. Arduino se puede utilizar para desarrollar ob- jetos interactivos autónomos o puede serconec- tado a software tal como Adobe Flash, Proces- sing, Max/MSP, Puré Data). Las placas se pueden montar a mano o adquirirse. El entorno de desa- rrollo integrado libre se puede descargar gratuita- mente. Además puede tomar información del en- torno a través de sus entradas analógicasy digi- tales, puede controlar luces, motores y otros ac- tuadores. El microcontrolador en la placa se pro- grama mediante el lenguaje de programación Ar- duino (basado en Wiring) y el entorno de desa- AUTOMATIZACIÓN Y REDES TÉCNICO SUPERIOR EN ELECTRÓNICA, ORIENTACIÓN AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL Recibiéndote enel Instituto deTecnología ORT, contarás con todas las herramientas necesarias para proyectar, instalar y mantener sistemas de automatización y redes de comunicaciones en industrias,comercios, laboratoriosyedificios. Tendrás la capacidad de utilizar PLC's, microcontroladores, equipos de control industrial y de comunicaciones como fuertes herramientas de trabajo. De esta forma, estarás altamente capacitado para insertarte competitivamente en el mercadolaboral. 3 AÑOS tu ro fu <Ü O o Oo o o a Q ú Q ú INSTITUTO DE, TECNOLOGÍA1
- 4. Comentarlo Técnico rrollo Arduino (basado en Processing). Los proyectos hechos con Arduino pueden ejecutarse sin necesi- dad de conectar a una computadora. CONECTOR A PC POR USB ENTRADAS Y SALIDAS DIGITALES MICROCONTROLADOR ENTRADA DE ALIMENTACIÓN ENTRADAS Y SALIDAS ANALÓGICAS Entre los módulos que se encuentran en nuestro mercado: Control de motor: • Paso a paso. • Continua. • Brushless. • Servomotor. Placa de comunicaciones: •RF. • Infrarrojo. • RS-232. • GPRS-GSM • Bluetooth. •GPS. • Adaptador paralelo-serie I2C/ RTC • Módulo LAN /ETHERNET. Módulo detector: • Sensor Humo yGas. • Sensor de Movimiento. • Sensor Ultrasónico. • Sensor un Humedad yTemperatura. • Acelerómetro/Giróscopo. • Sensor de presión. • Sensor de Corriente. • Sensor de huellas digitales. • Sensor de color. Misceláneas: • Reproductor de música (con el chip CECL08D). • Placa de Display toucht. • Lector RFID. • Joystick de 5 pulsadores(tipo shield). • Lector de memorias SD. • Módulo con relés con optoacoplamiento . • Placas experimentales (ajustables a ARDUINO) Algunos de los desarrollo de robótica Quadcóptero Auto El tipo soporte es muy amigable para proyectos de cualquier tipo. Desde ya, cuando más complejo sean los trabajos los costos serán más elevados. 6O MERCADO ELECTRÓNICO 219 I Septiembre 2014
- 5. Características de placas de desarrollo Arduino «£ S Placa Esplora Due Leonardo Uno Ethernet ADKR3 Mini Micro [jControlador ATmega32u4 AT91SAM3X8E ATmega32U4 ATmega328 ATmega328 ATmega2560 ATmega328 ATmega32u4 Memoria Flash 32KB 512KB 32 KB 32 KB 32 KB 256 KB 32KB 32KB Interfaz USB nativo USB nativo USB via ATMega16U2 USB via ATMega16u2 USB nativo Serial Header Micro usb E/S Digitales 54 20* 14 14 54 14 20 Entradas Analógicas 12 12 6 6 16 6 12 Voltaje Sistema 5V 3,3 5V 5V 5V 5V 5V 5V Voltaje Entrada 5V 7-1 2V 7-12V 7-12V 7-1 2V 7-12V 7-9V 7-12V Recomendaciones Si uno está empezando a transitar por este tipo de estructura recomiendo el Arduino Uno por la gran cantidad de documentación que existe en la web. El único hardware que necesitas para progra- marla es un cable USB.Además, las shields que en- contrarás son muy fáciles de conectar para poder agregarle funcionalidades a la placa de desarrollo. Otra buena opción es el Arduino Leonardo, que además de poseer las funcionalidades del Ar- duino Uno puede emular un teclado o un mouse. Como puntos negativos, no hay tanta documenta- ción (también es mucho más nueva), y no se puede sacar el microprocesador para utilizarlo en otros de- sarrollos. Si un proyecto requiere de poco espacio (por ejemplo Microbots) Arduino Mini y Arduino Micro son ideales. La Mini puede ser usada directamente en placas de prototipado, y necesitaadaptadores USB a RS232 para programarla El Arduino Micro (tamaño de 48x18mm), en cambio, incorpora un conector micro USB, por lo que nos evita usar adap- tadores USB a serie, y además también se puede conectar directamente sobre una Protoboard. Para desarrollar una consola de juegos recomien- do el Arduino Esplora. Esta placa incorpora un conjunto de sensores: como un joystick, botones, un acelerómetro, un micrófono y un sensor de tem- peratura. Tiene conectores para agregarle una pan- talla TFT,es decir, que añadiendo la pantalla puede crear video juegos en su propia consola. El Arduino Ethernet utiliza el mismo microcon- trolador que el Arduino Uno (ATmega328)y dispo- ne de un zócalo para tarjetas de memoria micro SD. Con Arduino Ethernet podemos conectarnos a twit- ter y mandar mensajes (por ejemplo, un proyecto que mande mensajes vía Twitter de la situación de alarma de nuestra casa). El ARDUINO DUE posee un potente microcon- trolador y le permite manipular datos de muchos sensores a gran velocidad, como control de Orones, o usarla para crear tu propia impresora 3D. Due re- presenta el salto de Arduino a los 32 bits, ya que está basada en un procesador ARM CORTEX M3 co- rriendo a 84 MHz. Además ofrece otras característi- cas muy interesantes como USB 2.0, 12 ADC con resolución de 12 bit,96kb de SRAM En Argentina actualmente algunas dificultades en la importación de material terminado restringe la llegada del gran abanico de posibilidadescon es- tas placas, lo que nos limita la variedad de desarro- llos. • MERCADO ELECTRÓNICO:'?