Tecnología - Tarjeta Arduino
- 1. TARJETA ARDUINO ANGÉLICA AGUADO ORIANA CANDAMIL ANNE MUÑOZ SALOMÉ PEREA EMMANUEL SANTOS INSTITUCION EDUCATIVA LICEO DEPARTAMENTAL CALI 2020 1
- 2. Tabla de Contenido ¿Qué es Arduino?................................................................................................................3 Componentes placa de Arduino…………………………………………………………..3 ¿Por qué aparece Arduino?.................................................................................................6 ¿Para qué sirve Arduino?....................................................................................................7 Arduino uno………………………………………………………………………………8 En Arduino uno como son las conexiones técnicas básicas……………………………...8 Hardware y Software…………………………………………………………………….11 Que significa Arduino de código abierto………………………………………………...13 2
- 3. ¿QUÉ ES ARDUINO? Arduino es una plataforma de código abierto de prototipos electrónicos que se basa en hardware y software flexibles y fáciles de usar que ponen al alcance de cualquier persona la construcción de circuitos electrónicos/robots. En lo referente a hardware, se basa en placas que se pueden ensamblar a mano o que se pueden comprar directamente preensambladas. Cada una de las placas lleva un microcontrolador en el que se carga el programa software que es necesario desarrollar para “darle vida” a la placa. En la siguiente imagen puedes ver la Placa Arduino Uno R3 con sus partes más importantes señaladas que serán descritas en el apartado siguiente: COMPONENTES PLACA DE ARDUINO PINES DIGITALES Los pines digitales son las conexiones digitales de los dispositivos conectados en la placa. La placa de Arduino cuenta con 14 pines digitales, que van del 0 al 13. Una señal digital solo puede tener dos estados: ● 0 (LOW, bajo, false): Indica 0V de tensión enviados desde la placa. 3
- 4. ● 1 (HIGH, alto, true): Indica 5V de tensión enviados desde la placa. Por lo tanto, cuando ponemos un pin digital a valor HIGH, la placa suministra 5V de tensión por la salida que hayamos indicado, y si ponemos el valor a LOW suministrará 0V de tensión. (Ojo: Hay que tener en cuenta que los 5V no siempre son 5 ni los 0 siempre son 0) Los pines digitales de Arduino pueden ser usados tanto de entrada como de salida. PINES ANALÓGICOS Los pines analógicos pueden medir un rango de valores de voltaje, a diferencia de los digitales que solo entienden dos valores: 0-1, o lo que es lo mismo, 0V o 5V. Con los pines analógicos vamos a poder leer valores intermedios entre 0V y 5V, representados con un valor entero comprendido entre 0 y 1023, ya que la información se representa en números de 10 bits, y también vamos a poder escribir en los pines valores comprendidos entre 0 y 255, ya que la información se representa en números de 8 bits. En el punto anterior hemos hablado sobre pines digitales, si te fijas en ellos verás que aparecen algunos con el símbolo “~” en la placa, este símbolo indica que pueden ser utilizados también como pines analógicos. PINES ALIMENTACIÓN SENSORES Además de los pines de entrada y salida descritos anteriormente, Arduino dispone de pines que nos permiten alimentar componentes externos, concretamente uno con 5V y otro con 3,3V. También dispone de pines de tierra (GND). MICROCONTROLADOR DE COMUNICACIONES 4
- 5. El microcontrolador de comunicaciones se encarga de gestionar las comunicaciones con todo lo que se conecta a la placa. MICROCONTROLADOR DE PROGRAMACIÓN Este componente de la placa es el cerebro de la misma, es donde la placa almacena el programa que tiene que ejecutar y el que lo ejecuta. El microcontrolador de la placa se programa utilizando el IDE (Entorno de Desarrollo Integrado) de programación gratuito de Arduino. En los apartados siguientes explicamos cómo instalarlo y como ponerlo a funcionar. BOTÓN RESET El botón Reset permite reiniciar el programa que se ha cargado en el microcontrolador interrumpiendo la ejecución actual. Ten en cuenta que no borra el programa que se ha cargado, únicamente lo reinicia. PUERTO USB El puerto USB es el puerto mediante el cual nos comunicaremos con la placa de Arduino. Sus funciones principales son: ● Alimentación ● Cargar los programas en el microcontrolador. ● Envío de información desde la placa al ordenador. CONECTOR DE ALIMENTACIÓN Arduino dispone de un puerto de alimentación externo que nos permitirá hacer funcionar la placa sin utilizar un ordenador. Tienes que tener en cuenta el no alimentar la placa con mas 5
- 6. voltaje del que soporta, ya que podrías dañarla. Lo recomendado es alimentarla entre 7V y 12V. ¿POR QUÉ APARECE ARDUINO? Esta es la primera pregunta que debes de hacerte ya que con ella comprenderás como Arduino ha conseguido el éxito que tiene ahora mismo. La construcción de circuitos electrónicos no es un proceso sencillo, requiere una variedad de conocimientos en diferentes ramas que hace que no esté al alcance de muchas personas. El proceso se complica aún más cuando los circuitos electrónicos están acompañados de programas software que manejan el comportamiento del propio circuito. Por tanto, para llevar a cabo el proceso con éxito, la persona o el equipo encargado de llevar a cabo el proyecto, deben tener conocimientos amplios de diversas ramas científicas, lo que hace que nos encontremos con un proceso de construcción de circuitos electrónicos complejo. En este punto es cuando aparece Arduino, rompiendo todos los moldes sobre los que se trabajaba hasta ese momento, ya que, utilizando la potencia de los microcontroladores o microprocesadores consigue simplificar el uso de la electrónica, pero sin ocultar su dinámica de funcionamiento. Gracias a Arduino se pueden conseguir resultados de forma rápida y sencilla, poniendo al alcance de todo el mundo la realización de proyectos de robótica mediante la utilización de prototipos. 6
- 7. ¿PARA QUÉ SIRVE ARDUINO? Actualmente, el uso de Arduino puede catalogarse en dos grandes grupos: 1. Arduino es utilizado como un microcontrolador, cuando tiene un programa descargado desde un ordenador y funciona de forma independiente de éste, y controla y alimenta determinados dispositivos y toma decisiones de acuerdo al programa descargado e interactúa con el mundo físico gracias a sensores y actuadores. 2. Arduino hace de interfaz entre un ordenador u otro dispositivo, que ejecuta una determinada tarea, para traducir dicha tarea en el mundo físico a una acción. Y viceversa, gracias a sensores que están conectados a la placa Arduino podemos hacer que el ordenador ejecute determinada acción. 3.La placa arduino facilita de forma significativa la interacción con la electrónica ya que su comprensión es sencilla, cualquier persona con conocimientos básicos de lenguaje de programación puede entender, lo que hace con la placa y su funcionamiento, además de que se puede emplear en la cotidianidad para facilitar ciertos procesos. 7
- 8. 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 reseteado. La placa incluye todo lo necesario para que el microcontrolador haga su trabajo, basta conectarla a un ordenador con un cable USB o a la corriente eléctrica a través de un transformador. CONEXIONES TÉCNICAS BÁSICAS 8
- 9. 1. Conector USB, que puede ser tipo B o mini, este provee la comunicación para la programación y la toma de datos, también provee una fuente de 5VDC para alimentar al arduino, pero de baja corriente por lo que no sirve para alimentar motores grandes por ejemplo. Siempre que adquieran una placa de arduino no olviden pedir el cable de conexión USB pues este representa unos $7000 adicionales. 2. Regulador de voltaje de 5V, se encarga de convertir el voltaje ingresado por el plug 3, en un voltaje de 5V regulado. necesario para el funcionamiento de la placa y para alimentar circuitos externos. 3. Plug de conexión para fuente de alimentación externa, el voltaje que se suministra por aquí debe ser directo y estar entre 6V y 18V, incluso 20V, generalmente se usa un adaptador, pero debe tener cuidado de que el terminal del centro del plug quede conectado a positivo ya que algunos adaptadores traen la opción de intercambiar la polaridad de los cables. 4. Puerto de conexiones; constituido por 6 pines de conexión con las siguientes funciones: RESET, permite resetar el microcontrolador al enviarle un cero lógico. Pin 3.3V, este pin provee una fuente de 3.3VDC para conectar dispositivos externos como en la protoboard por ejemplo. Pin 5V, es una fuente de 5VDC para conectar dispositivos externos. Dos pines GND, que proveen la salida de cero voltios para dispositivos externos. Pin Vin, este pin esta conectado con el positivo del plug 3 por lo que se usa para conectar la alimentación de la placa con una fuente externa de entre 6 y 12VDC en lugar del plug 3 o la alimentacion por el puerto USB. Este puerto esta modificado en la versión R3 de Arduino Uno. 5. Puerto de entradas análogas, aquí se conectan las salidas de los sensores análogos. Estos pines solo funcionan como entradas recibiendo voltajes entre cero y cinco voltios directos. 9
- 10. 6. Microcontrolador Atmega 328, es el microcontrolador implementado en los Arduino uno y sobre el cual vamos a programar, en la versión SMD del arduino uno R2, se usa el mismo microcontrolador pero en montaje superficial, en este caso las únicas ventajas que se me ocurren son la reducción del peso y ganar un poco de espacio. 7. Botón de RESET, este botón asi como el pin mencionado anteriormente permiten resetear el microcontrolador haciendo que reinicie el programa. En la versión R3 este pulsador se ubica arriba del conector USB, esto es un acierto pues al colocarle las Shield encima del arduino, se perdía la opción de resetear dado que este pulsador quedaba tapado. 8. Pines de programación ICSP, son usados para programar microcontroladores en protoboard o sobre circuitos impresos sin tener que retirarlos de su sitio. 9. LED ON, enciende cuando el Arduino esta encendido. 10. LEDs de recepción y transmisión, estos se encienden cuando la tarjeta se comunica con el PC. El Tx indica transmisión de datos y el Rx recepción. 11. Puerto de conexiones, esta constituido por los pines de entradas o salidas digitales desde la cero hasta la 7. La configuración como entrada o salida debe ser incluida en el programa. Cuando se usa la terminal serial es conveniente no utilizar los pines cero (Rx) y uno (Tx). Los pines 3, 5 y 6 estan precedidos por el símbolo ~ , lo que indica que permiten su uso como salidas controladas por ancho de pulso PWM. 12. Puerto de conexiones, incluye 5 entradas o salidas adicionales (de la 8 a la 12), las salidas 9, 10 y 11 permiten control por ancho de pulso; la salida 13 es un poco diferente pues tiene conectada una resistencia en serie, lo que permite conectar un led directamente entre ella y tierra. Finalmente hay una salida a tierra GND y un pin AREF que permite ser empleado como referencia para las entradas análogas. 13. Este led indica el estado del pin 13. 10
- 11. 14. No se exactamente la función de estos pines. 15. Chip de comunicación que permite la conversión de serial a USB. HARDWARE Y SOFTWARE Hardware: Hardware es un conjunto de piezas físicas y tangibles que interaccionan entre sí de forma analogica o digital para dar lugar al ordenador. En algunas se le abrevia con los caracteres H/W o h/w. Una definición alternativa hace alusión a la presencia o no de electrónica, chips o circuitos impresos en la pieza, esta tiene un nivel de generalidad menor por lo que su uso no es habitual. El hardware es el soporte físico sobre el que se instala, opera y funciona cualquier software, es decir que sin el hardware el ordenador no existe. Cuando categorizamos todos esos elementos, una primera clasificación del hardware se puede realizar en base a su ubicacion en el sistema informatico. Entonces se hace una división entre el hardware interno, el cual es el que incluye dentro de una torre, y el hardware externo, el cual es todo aquel que no tiene lugar asignado dentro de la caja del ordenador y se situa por lo tanto en el rango de acción del usuario, pero fuera del envolvente de la máquina. Algunos de los elementos de hardware que se consideran internos son: 1. La unidad central de procesamiento, microprocesador o CPU 2. Las unidades de disco duro o HDD 3. Las unidades de estado sólido o SSD 4. Las unidades de disco híbrido o SSHD 5. Otras más… En cuanto el hardware externo, algunos: 1. Los monitores y pantallas auxiliares 2. el teclado 3. el ratón o mouse 11
- 12. 4. el micrófono 5. La cámara web y más… Software: El software es la parte inmaterial del ordenador que permite que los diferentes componente de hardware funcionen. Se trata de un conjunto de de instrucciones, datos o programas que ejecutan tareas concretas dentro del sistema informático, en algunas ocasiones se refiere al software como la parte variable del ordenador, los estados que puede adoptar la máquina y las señales que fuerzan dichos estados. Dentro del software informático podemos encontrar aplicaciones, programas, sistemas operativos y muchas otras tipologías. para otorgar cierto orden a este conjunto se usan tres divisiones: Software de sistema, software de programación y software de aplicación. El software de sistema es la plataforma sobre la que se asienta el hardware y las aplicaciones informáticas. A parte de los sistemas operativos, dentro del software de sistema también se encuentran los siguientes clases de programas: 1. Antivirus 2. Controladores de hardware o drivers 3. Traductores de lenguas informáticas 4. Cargadores de programas 5. Hipervisores y más… Por otra parte… el Software de aplicación, software utilitario para usuario final o apps, son todos aquellos programas que ejecutan tareas concretas para las que han sido desarrolladas específicamente. Finalmente el software de programación permite al usuario desarrollar sus propias herramientas a través de un lenguaje más cercano al humano. Dentro de este apartado se encuentran como lenguajes de programación, compiladores, herramientas de debugging o depurado y similares. 12
- 13. ARDUINO DE CÓDIGO ABIERTO. Arduino es una plataforma para hardware y software de código abierto que permite crear objetos o entornos interactivos. Basado en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo, está diseñado para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares. Para que cualquiera pueda aspirar a ser programador. CÓDIGO ABIERTO. El Código abierto, también llamado Open source, se refiere a al código de un programa que se distribuye libremente (incluso de manera gratuita) y que puede ser usado y modificado por los usuarios sin ninguna restricción. CONCLUSIÓN. Arduino es una herramienta bastante útil que puede ser usada en múltiples escenarios cotidianos incluyendo proyectos y pasatiempos, tiene bastantes beneficios no solo por su facilidad de encontrar sino también por su accesible plataforma y su sencilla programación que lo hace una herramienta ideal para jóvenes aprendices. LINKS BLOGS https://tecnologiaavanzada23.blogspot.com/ https://tecnoannyf.blogspot.com/2019/03/bienvenidos-al-blog-de-la-anny.html?m=1 https://tecnoabyss.blogspot.com/ https://ori2730.blogspot.com/ https://tecnoamap.blogspot.com/ 13
- 14. 14
- 15. 15
- 16. 16