Tarjeta arduino

LA ELECTRICIDAD Y LA ELECTRÓNICA: TARJETA ARDUINO
DANNA VALENTINA HERRERA GARCÍA
ISABELLA LÓPEZ MOLINA
MARIANA MORENO MONTOYA
ANA SOFÍA PACHECO ÁLVAREZ
KATHERIN MARCELA SOTO OREJUELA
FREDDY ESTEBAN TENORIO MOSQUERA
GRADO: 10-1
GUILLERMO MONDRAGÓN
Mg. Gestión Informática
INSTITUCIÓN EDUCATIVA LICEO DEPARTAMENTAL
ÁREA DE TECNOLOGÍA
SANTIAGO DE CALI
2020
0

TABLA DE CONTENIDO
TABLA DE CONTENIDO 1
2. ARDUINO UNO 3
3. CONEXIONES Y TÉCNICAS 6
3.2. Técnicas: 6
4. FUNCIÓN 7
5. HARDWARE Y SOFTWARE 9
5.2. Software: 10
6. ¿QUÉ SIGNIFICA ARDUINO DE CÓDIGO ABIERTO? 11
7. CONCLUSIÓN 17
8. ANEXOS 18
REFERENCIAS 19
1

ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.- La apariencia de una tarjeta arduino………………………………………………..3
Figura 2.- Placa general de Arduino Uno rev 3………………………………………………6
Figura 3.- Conexiones y técnicas básicas de la placa de un arduino visto como un
miniordenador………………………………………………………………………………....8
Figura 4.- Calculadora fabricada con una tarjeta Arduino interactuando con software y
hardware del dispositivo……………………………………………………………………...9
Figura 5.- Hardware con una placa de un microcontrolador…………………………………11
Figura 6.- Software arduino IDE……………………………………………………………..12
Figura 7.- Arduino uno código abierto……………………………………………………….14
Figura 8.- Principios Filosóficos del software libre………………………………………….15
2

DESARROLLO TEMÁTICO
1. ¿QUÉ ES ARDUINO?
El proyecto Arduino nació en el año 2005, el Instituto de Diseño Interactivo de Ivrea
(Italia). Apareciendo por la necesidad de contar con un dispositivo para utilizar en aulas que
fuera de bajo costo.
La idea original fue fabricar una placa para uso interno de la escuela, sin embargo, el
instituto se vio obligado a cerrar sus puertas precisamente en 2005 y ante la perspectiva de
perder todo el proyecto Arduino, se decidió liberarlo y abrirlo al público para que todo el
mundo pudiese participar en la evolución del proyecto, proponer mejoras y sugerencias.
Figura 1: Arduino: La apariencia de una tarjeta Arduino. (Arrow, s.f).
Actualmente Arduino es una compañía de desarrollo de software y hardware libre, tal
como una comunidad internacional que diseña y manufactura placas, para construir
3

dispositivos digitales y dispositivos interactivos que puedan detectar y controlar objetos del
mundo real, enfocados en acercar y facilitar el uso de la electrónica y programación de
sistemas embebidos en proyectos multidisciplinarios.
Las diversas placas electrónicas Arduino, no son nada más que unas PCBs, que
implementan un determinado diseño de circuitería interna, donde de esta forma el usuario
final no se debe preocupar por las conexiones eléctricas que necesite el microcontrolador para
funcionar y podrá empezar directamente a desarrollar las diferentes aplicaciones electrónicas
que necesite.1
2. ARDUINO UNO
2.1. Qué es arduino uno
Arduino Uno es una placa electrónica basada en el microcontrolador ATmega328.
Cuenta con 14 entradas/salidas digitales, de las cuales 6 se pueden utilizar como salidas
PWM (Modulación por ancho de pulsos) y otras 6 son entradas analógicas. Además, incluye
un resonador cerámico de 16 MHz, un conector USB, un conector de alimentación, una
cabecera ICSP y un botón de reseteo. La placa incluye todo lo necesario para que el
microcontrolador haga su trabajo, basta conectarla a un ordenador con un cable USB o por una
batería externa de 9 voltios, aunque acepta voltajes entre 7 y 20 voltios, o también a la corriente
eléctrica a través de un transformador
2.2. Porque arduino “uno”
La palabra "uno" significa italiano lo mismo que en español, y se eligió para marcar el
lanzamiento inicial del software Arduino. La placa Uno es la primera de una serie de placas
1
Yúmbal FM. (2018). Qué es Arduino, cómo funciona y qué puedes hacer con uno. Madrid, España. Xataca
Basics. Recuperado de https://www.xataka.com/basics/que-arduino-como-funciona-que-puedes-hacer-uno
4

Arduino basadas en USB, y la versión 1.0 del Arduino IDE fueron las versiones de referencia
de Arduino, aunque ahora hay nuevas versiones.
2.3. Porque se recomienda el arduino uno
La placa Arduino UNO es la mejor placa para iniciar con la programación y la
electrónica. Si es tu primera experiencia con la plataforma Arduino, la Arduino UNO es la
opción más robusta, más usada y con mayor cantidad de documentación de toda la familia
Arduino además de ser la más fácil de utilizar. Por esa razón es el punto de partida de
muchos entusiastas de la programación de electrónica.2
2.4. Partes del arduino uno
2.4.1. Puerto USB. A través de este puerto podemos, mediante un cable, conectar nuestro
Arduino a la computadora para programarlo. También suministra la energía para el
funcionamiento del mismo.
2.4.2. Fuente de alimentación. Es la fuente principal de energía del Arduino una vez que
esta desconectado a la computadora. Esto se hace a través de un accesorio que contiene un
espacio para la colocación de pilas comerciales, y un cable que se enchufa en el orificio
señalado.
2.4.3. Botón de reset. El botón de reset cumple la función de reiniciar el programa que tiene
cargado el Arduino en el micro controlador. No lo borra, sino que lo hace comenzar desde el
inicio
2.4.4 Microcontrolador. El Microcontrolador es un circuito integrado que es el componente
principal de una aplicación embebida. Es como una pequeña computadora que incluye
sistemas para controlar elementos de entrada/salida. También incluye a un procesador y por
supuesto memoria que puede guardar el programa y sus variables .El micro controlador que
usa el Arduino (ATMega328), es manufacturado por la compañía Atmel, en California. Esta
compañía está dedicada exclusivamente a la fabricación de componentes electrónicos de la
más alta tecnología
2
Arduino uno. (s.f). ARDUINO.cl. Santiago, Chile. Recuperado de https://arduino.cl/arduino-uno/
5

2.4.5. Pines digitales. Son los pines que únicamente pueden procesar voltajes de 5v y 0v. Se
llaman digitales, ya que estos dos voltajes son el fundamento de la electrónica digital, que a
partir de estos de ellos y una serie de compuertas lógicas, logran ensamblar circuitos capaces
de realizar acciones complejas para la simplicidad de su principal funcionamiento
2.4.6. Pines analógicos. Son aquellos pines del Arduino que tiene la capacidad de procesar
distintos valores de voltaje de entre 0 a 5v. Sirven para brindar electricidad a los elementos
del circuito.
2.4.7. Pines ICSP. Es la abreviatura en inglés «programación serial dentro del circuito». Son
seis pines destinados a la recepción de código. Esto te permite tener capacidad extra, antes
ocupada por el otros elementos del circuito.3
Figura 2: Placa general de Arduino Uno rev 3. (Arrow, s.f).
3
Fuente, S. (2016). Partes de un arduino uno. Slideshare.Barranquilla,Colombia. Recuperado de
https://es.slideshare.net/SantiagodelaFuenteBl/partes-de-un-arduino-uno
6

3. CONEXIONES Y TÉCNICAS
3.1. Conexiones:
La placa Arduino UNO se puede ver como un miniordenador dado su tamaño y su
capacidad de proceso de señales de entrada y de salida; en cuanto a sus conexiones tiene:
● Entradas de alimentación, tanto desde una fuente de alimentación externa de 9v como
directamente al Pin Vin o por el puerto USB.
● Entradas digitales para toma de datos digitales binarios (0 v y 5 v).
● Salidas digitales para ofrecer al exterior valores digitales (0 v y 5 v).
● Entradas/salidas analógicas con valores de entrada/salida entre 0 y 5 v.
● Comunicación serie en los pines 0 y 1 con otros dispositivos.
● Conector USB tipo impresora con doble función:
● Alimentación de la placa.
● Entrada y salida de datos entre Arduino y el ordenador.4
3.2. Técnicas:
● Microcontrolador: Microchip ATmega328P6.
● Voltaje de funcionamiento: 5 voltios.
● Voltaje de entrada: 7 a 20 voltios.
● Pines de E/S digitales: 14 (de los cuales 6 proporcionan salida PWM).
● Pines de entrada analógica: 6.
● Corriente DC por Pin de E/S: 20 mA.
● Corriente CC para Pin de 3.3V: 50 mA.
● Memoria Flash: 32 KB de los cuales 0.5 KB utilizados por el gestor de arranque.
● SRAM: 2 KB.
● EEPROM: 1 KB.
4
Francisco, S. (2018). 8 Conexiones de la placa arduino uno. ARDUINO FÁCIL.Madrid,España Recuperado de
https://arduinofacil.com/conexiones-de-la-placa-arduino-uno/
7

● Velocidad del reloj: 16 MHz.
● Longitud: 68.6mm.
● Ancho: 53,4mm.
● Peso: 25g.5
Figura 3: Conexiones y técnicas básicas de la placa de un arduino visto como un miniordenador.
(Sánchez, 2018)
4. FUNCIÓN
La tarjeta arduino tiene una de las funciones más importantes al momento de realizar
un elemento tecnológico el cual fue diseñado a cumplir un destinado proceso, es decir,
Arduino se puede utilizar para crear elementos autónomos. Esto es posible hacerlo ya que
Arduino se conecta a dispositivos e interactúa con el software y hardware, esto nos permite
5
Arduino uno. (2020). Wikipedia la enciclopedia libre. Estados Unidos .Recuperado de
https://es.wikipedia.org/wiki/Arduino_Uno#Caracter%C3%ADsticas_t%C3%A9cnicas
8

crear una especie de aparatos autónomos o comúnmente llamados “robots” o técnicamente
llamados “agentes autónomos”.6
Figura 4: Calculadora fabricada con una tarjeta Arduino interactuando con software y hardware del
dispositivo (Cruz, 2016)
Usualmente se encuentra la tarjeta Arduino para controlar luces y dispositivos, pero
también funciona específicamente para dispositivos conectados a internet. Gracias a la
simplicidad de la tarjeta Arduino y su forma de aprendizaje con conocimientos de
programación y electrónica, se usa para desarrollar aparatos que se encuentran en el mundo
del internet de las cosas, robótica, la educación, e incluso la salud.
En la vida cotidiana solemos encontrar la tarjeta Arduino cuando necesitamos que un
artefacto tecnológico realice una acción. Por la misma simplicidad de Arduino es posible
decir que este es un dispositivo programable que nos permite interactuar con el entorno.
Algunas usos de la vida cotidiana en donde se suele encontrar Arduino son: Los frenos de un
automóvil, una impresora 3D, termómetros de casas, calculadoras, bombillas inteligentes y
pantallas táctiles.7
6
Crespo, E. (2019). Aprendiendo Arduino. La Rioja ,España. WordPress. Recuperado de
https://aprendiendoarduino.wordpress.com/
7
Universidad de Salamanca. (2020). ¿Qué es y para qué sirve Arduino?. Salamanca, España. Universo abierto.
Recuperado de https://universoabierto.org/2020/02/17/que-es-y-para-que-sirve-arduino/
9

5. HARDWARE Y SOFTWARE
5.1. Hardware:
El hardware es básicamente una placa con un microcontrolador. Un microcontrolador
(abreviado µC, UC o MCU) es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las
órdenes grabadas en su memoria.
Está compuesto por:
● Velocidad del reloj u oscilador
● Tamaño de palabra
● Memoria: SRAM, Flash, EEPROM, ROM, etc..
● I/O Digitales
● Entradas Analógicas
● Salidas analógicas (PWM)
● DAC
● ADC
● Buses
● UART|
● Otras comunicaciones.
Las características de la tarjeta Arduino son importantes para saberla usar
adecuadamente, de lo contrario no conocerás la forma correcta de conectar todos los
componentes electrónicos a sus pines y buses disponibles.
Sus características son las siguientes:
● DC Power Jack: Es el conector de la placa Arduino UNO para poderla alimentar
eléctricamente. La tarjeta se puede alimentar con un jack adecuado y mediante un
adaptador para que suministre entre 5-20 voltios.
● USB: Sirve para conectar la placa Arduino al PC, de ese modo la puedes programar o
recibir datos de ella a través del puerto serie. También puede cumplir la función de
alimentación para la placa y los elementos conectados a ella.
10

● VIN Pin: Permite alimentar la placa Arduino usando una fuente externa de
alimentación
● 5V: suministra una tensión de 5V. La energía que llegará a él proviene de uno de los
tres casos anteriores (DC Power Jack, USB, VIN Pin), por los que puedes dar
alimentación a tu placa.
● 3V3: este pin permite alimentar a 3.3v y hasta 50mA.
● GND: posee 2 pines de tierra, para conectar a ellos la tierra de tus proyectos
electrónicos.
● Reset: un pin para resetear mandando una señal a través de él.
● Puerto Serial: posee dos pines para recibir y transmitir respectivamente datos en serie
TTL.
● Interrupciones Externas: 2 y 3, pines que se pueden configurar para activar
interrupciones con un flanco ascendente, descendente o un valor alto o bajo.
● AREF: pin de tensión de referencia para las entradas analógicas.
● SPI: el bus está en los pines marcados como 10 (SS), 11 (MISOI), y 13 (SCK) con los
que podrás realizar comunicación usando la biblioteca SPI.
● A0-A5: son los pines analógicos.
● 0-13: son los pines de entrada o salida digital que puedes configurar.
● TWI: soporta comunicación TWI usando la biblioteca Wire.8
Figura 5: Hardware con una placa de un microcontrolador (Crespo, 2016)
8
Isaac. (s.f). Arduino UNO: análisis de la placa de hardware libre a fondo.(n.d) Hardware LIBRE. Recuperado
de https://www.hwlibre.com/arduino-uno/
11

r
5.2. Software:
El software de Arduino es un IDE, entorno de desarrollo integrado. Es un programa
informático compuesto por un conjunto de herramientas de programación. El IDE de Arduino
es un entorno de programación que ha sido empaquetado como un programa de aplicación.
Este software consiste en:
● Editor de código.
● Compilador.
● Depurador.
● Constructor de interfaz gráfica.9
El Software Arduino IDE se compone de 3 partes principalmente:
● Botonera o barra de navegación.
● Editor de programación: Es la parte principal de Arduino IDE, básicamente donde se
programan las líneas y líneas de código en lenguaje processing.
● Notificaciones: Conocido normalmente por consola, es la parte de depuración donde
notifica al programador sobre errores de sintaxis, comunicación, etc.10
Figura 6: Software arduino IDE. (IoTspace.dev, 2020)
9
Entender Arduino. (s.f). Aprendiendo arduino. Recuperado de
https://aprendiendoarduino.wordpress.com/tag/software/
10
Software arduino IDE. (s.f). Programo Ergo Sum. Recuperado de
https://www.programoergosum.com/cursos-online/arduino/253-curso-de-iniciacion-a-arduino/software-arduino-
ide
12

6. ¿QUÉ SIGNIFICA ARDUINO DE CÓDIGO ABIERTO?
Las placas microcontroladoras Arduino son dispositivos electrónicos que, previa
programación desde un pc con un software determinado permite interactuar con sensores y
actuadores de naturaleza tanto digital (leds, interruptores) como analógica (sensores de
temperaturas, de presión o de ultrasonidos) para la automatización y control de procesos de
diversa índole. Su origen se remonta al año 2005 cuando un grupo de estudiantes
pertenecientes al ‘‘Interaction Design Institute’’ de Ivrea Italia; se enfrentaron al reto de crear
un gadget programable que destaca por su sencillez (tanto constructivamente como
operativamente), su bajo costo de adquisición y una gran flexibilidad de uso.
Arduino ha sido desarrollado desde la filosofía de ‘‘Código Abierto’’ lo que significa
que tanto los códigos de programación de su software de control como los esquemas
eléctricos y de fabricación de placas y el hardware, están abiertas a la disposición del público
en general; al utilizar un software libre hace referencia a la libertad de movimientos y de
generación de plataformas de trabajo amigables donde la comunidad en general pueden
desarrollar un proyecto de interés social. Actualmente en muchas instituciones educativas a
nivel mundial, los educadores han encontrado en Arduino una herramienta idónea para el
desarrollo de actividades y procesos específicos de aprendizaje partiendo de un conocimiento
básico de programación que van desde el diseño conceptual de un dispositivo hasta la
automatización de los propios controladores, cableado o interconexión con sensores y
actuadores.
13

Figura 7: Arduino uno código abierto. (JodoroBot, 2019)
La plataforma Arduino es una plataforma de código abierto, este concepto, junto con
el del software libre necesitaran un análisis y una explicación más profunda. El concepto de
Free Software o software libre remonta sus orígenes al año 1983, una época en la que todo el
software desarrollado pertenecía a empresas privadas que obligaban a los usuarios a firmar
contratos de licencia con el objeto de restringir la libertad de acción en el uso de sus
programas. De esta forma, el pionero proyecto GNU, acometido por el informático Richard
Stallman, creó el primer operativo libre de la historia, dando lugar no solo a un recurso
software, sino a toda una filosofía, a una manera de entender la informática, la propiedad
intelectual, el trabajo colaborativo y por ende, la vida (Stallman, 2004).
Posterior a esto, con el término libre no nos referimos a que el software sea gratis. El
movimiento del Free Software no contempla la libertad que otorga a sus productos en
términos económicos, sino más bien en términos de permitir que el usuario pueda modificar,
crear e innovar con el objetivo de formar comunidades de trabajo conectadas que aporten al
desarrollo social y a la búsqueda del bien común. De este modo, estaríamos utilizando las
TIC de manera correcta porque intentaremos colaborar en la invención de herramientas
sencillas y fáciles de utilizar para la adquisición colectiva de conocimientos de cualquier área.
Así esta filosofía se sustenta (ver Figura 8) sobre cuatro libertades fundamentales
(Arteaga, 2016):
● Libertad 1: Libertad de ejecución de un software con cualquier propósito.
14

● Libertad 2: Libertad de estudio del programa, libre acceso al código fuente.
● Libertad 3: Libertad de ayuda al prójimo distribuyendo copias.
● Libertad 4: Libertad de distribución de copias que incluya modificaciones y mejoras.
Por otro lado y, aunque puedan parecer términos muy similares, el software libre y el
software de código abierto (Open Source) hacen alusión a filosofías diferentes. Aunque
ambos términos defienden los cuatro principios ya mencionados, la filosofía de Código
Abierto surgió en 1998 de la mano de un grupo de desarrolladores de software liderada por
Eric Raymon en un intento de alejarse de las posturas extremistas y críticas con las grandes
empresas proveedoras de software privado. De esta manera, mientras que las raíces de
software libre se cimientan en todo un movimiento ético-filosófico, el código abierto se
centra en las ventajas prácticas y técnicas de la accesibilidad a códigos fuente presenta
(Stallman, 2004).
Figura 8: Principios Filosóficos del software libre (Stallman, 2004)
A continuación, se mostrarán las posibles ventajas y desventajas que este tipo de
software presenta (McCafferty, 2013; Bridge, 2013)
Entre las potenciales ventajas se pueden citar:
1. El precio es nulo (o por lo menos los costos asociados son menores en comparación
con los productos privativos).
15

2. Los programas se mejoran de forma continua y efectiva.
3. Los usuarios, al tener acceso al código de fuente pueden cambiar los programas,
modificándose en función de las necesidades de su empresa o propósito.
4. El número de licencias disponibles es infinito, ya no hay que prestar atención al
número de sitios-licencias a cubrir.
5. Total independencia de casas comercializadoras de software privado.
6. Los usuarios al poder conocer el producto en su totalidad favorecen la aplicación
sociedades de intercambio de información.
Por otro lado, las posibles desventajas pueden ser:
1. El software libre suele estar centrado en la creación de plataformas de trabajo
sencillas pero potentes y efectivas, pero tienden a cuidar menos la interfaz gráfica,
siendo productos menos amigables e intuitivos.
2. El hecho de que en ocasiones haya varios grupos de desarrollo mejorando un producto
de forma independiente puede derivar en nuevas versiones del producto
implementadas a la vez que confundan al usuario.
3. El acceso al código fuente puede hacer que hackers explotan las vulnerabilidades del
programa, incorporando virus y generando errores.
4. Aunque los costes de adquisición fueran cero, a veces, y debido a esa en general peor
interfaz del usuario, se realizan precios asociados a soporte y a consultoría.
5. No existe un canal de soporte directo e inmediato en el que podamos exponer nuestras
dudas y así recibir una solución.
6. Ciertos proyectos, en el transcurso del tiempo, se quedan huérfanos de
desarrolladores, que inician nuevos retos profesionales.11
11
Ruiz Corres, D. (2016). Estudio sobre la implantación de la herramienta ARDUINO en centro de formación
profesional. Logroño, España. UNIR. Recuperado de
https://reunir.unir.net/bitstream/handle/123456789/4540/RUIZ%20CORRES%2C%20DANIEL.pdf?sequence=1
&isAllowed=y
16

7. CONCLUSIÓN
La evidencia que presentamos anteriormente demuestra que la tarjeta Arduino puede
llegar a ser sumamente útil para crear artefactos, o agentes autónomos, debido a la
simplicidad de esta, permite que nuevos programadores la puedan utilizar, inspirando en
ellos la creatividad y así poder diferenciarse de los otros creadores de agente autónomos. Se
podría decir que en la actualidad, por la cantidad de hackers e intrusos en el internet, puede
llegar a ser un riesgo para el programador que esté utilizando la tarjeta Arduino.
Por las razones que mencionamos, actualmente esto puede ocasionar que los
programadores novatos no lleguen a utilizar como primera vez esta tarjeta, para no correr el
riesgo de así perder su trabajo ya realizado.
Como se puede notar, la tarjeta Arduino puede presentar estas fallas, debido a que su
programación original se dió hace 15 años atrás, esto nos permite inferir que, para que un
programador, a pesar de resaltar lo bien hecha y programada que es la tarjeta Arduino, decida
utilizar otros métodos alternativos para realizar su labor.
Con lo anterior mencionado, no sería incorrecto pensar que en un futuro no muy
lejano, la tarjeta Arduino llegue a ser un objeto obsoleto para la programación de artefactos
más elaborados, obligándola a cambiar su programación, o ser “olvidada”.
17

8. ANEXOS
A continuación, se adjuntan las evidencias del trabajo en equipo. En estas capturas se
puede ver el día y la hora en la que estuvimos realizando el informe; además se puede
observar el contenido que nos asignamos a cada uno de los integrantes del equipo.
18

Posterior a esto, adjuntamos los enlaces de los blogs de cada uno de los integrantes
que conforman el equipo de trabajo:
Isabella Lopez Molina:
https://tutecnologiaalalcance1.blogspot.com/p/segundo-periodo-2020.html
Ana Sofia Pacheco Alvarez:
https://disfutaconlatecnologia.blogspot.com/p/segundo-periodo-2020.html
Katherin Marcela Soto Orejuela:
https://kathesotoorejuela.blogspot.com/p/segundo-periodo-2020.html
Freddy esteban Tenorio Mosquera:
https://frestt.blogspot.com/p/segundo-perio.htm
28

Mariana Moreno Montoya
https://tecnoinformatica4076.blogspot.com/p/periodo-2.html
Danna Valentina Herrera García
https://tecnologiavalenhg.blogspot.com/p/2-periodo.html
REFERENCIAS
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https://es.wikipedia.org/wiki/Arduino_Uno
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29

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30

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