¿Qué es Arduino?
Arduino es una plataforma de creación de electrónica de código abierto, la cual está basada en hardware y software libre, flexible y fácil de utilizar para los creadores y desarrolladores. Esta plataforma permite crear diferentes tipos de microordenadores de una sola placa a los que la comunidad de creadores puede darles diferentes tipos de uso.
Para poder entender este concepto, primero vas a tener que entender los conceptos de hardware libre y el software libre. El hardware libre son los dispositivos cuyas especificaciones y diagramas son de acceso público, de manera que cualquiera puede replicarlos. Esto quiere decir que Arduino ofrece las bases para que cualquier otra persona o empresa pueda crear sus propias placas, pudiendo ser diferentes entre ellas pero igualmente funcionales al partir de la misma base.
El software libre son los programas informáticos cuyo código es accesible por cualquiera para que quien quiera pueda utilizarlo y modificarlo. Arduino ofrece la plataforma Arduino IDE (Entorno de Desarrollo Integrado), que es un entorno de programación con el que cualquiera puede crear aplicaciones para las placas Arduino, de manera que se les puede dar todo tipo de utilidades.
El proyecto nació en 2003, cuando varios estudiantes del Instituto de Diseño Interactivo de Ivrea, Italia, con el fin de facilitar el acceso y uso de la electrónico y programación. Lo hicieron para que los estudiantes de electrónica tuviesen una alternativa más económica a las populares BASIC Stamp, unas placas que por aquel entonces valían más de cien dólares, y que no todos se podían permitir.
El resultado fue Arduino, una placa con todos los elementos necesarios para conectar periféricos a las entradas y salidas de un microcontrolador, y que puede ser programada tanto en Windows como macOS y GNU/Linux. Un proyecto que promueve la filosofía 'learning by doing', que viene a querer decir que la mejor manera de aprender es cacharreando.
ENTRADAS Y SALIDAS ARDUINO
El arduino uno tiene 12 pines que pueden ser utilizados como entradas salidas digitales arduino y están numeradas del 2 al 13, los pines 0 y 1 son utilizados para la comunicación serial, el arduino mega tiene 51 pines que pueden ser utilizados como entradas salidas digitales arduino y están numeradas del 2 al 13, y del 22 al 53 los pines 0 y 1 y del 14 al 21 son utilizados para comunicaciónes, algunos de estos pines pueden también cumplir algunas otras funciones pero en esta ocasión solo se comentará sobre su utilización como pines de entradas salidas digitales arduino.
La programación de los pines como entradas salidas digitales arduino será realizada en el software ARDUINO, este lenguaje está basado en C/C++, además como los microcontroladores que forman parte del arduino son microcontroladores AVR, los pines del arduino como entradas salidas digitales también puede ser programado mediante el lenguaje C/C++ utilizado para programar los microcontroladores AVR, se verán algunos ejemplos de como realizar esto.
Entradas salidas digitales Arduino
Para elegir si un pin será utilizado como una entrada o salida digital el arduino tiene una función llamada
pinMode() cuya forma general se puede ver así:
pinMode(numero_de_pin , como_entrada_o_como_salida_digital)
para el arduino uno numero_de_pin puede ser de 0 a 13, mientras que para el arduino mega puede ser de 0 a 53, para indicarle si será una entrada digital será mediante la palabra reservada INPUT y para indicarle que será una salida digital será mediante la palabra reservada OUTPUT.
Por ejemplo si se quiere utilizar el pin 37 del arduino mega como entrada digital, esto se hará así:
pinMode(37,INPUT);//pin 37 como entrada digital
y si se quiere que sea una salida digital será así:
pinMode(37,OUTPUT);//pin 37 como salida digital
En lugar de utilizar los números directamente se pueden utilizar variables, para ello hay que declaralas previamente por ejemplo si en el pin 37 es usado como una salida digital y en el se conecta un led, se puede hacer algo así:
byte led=37;//a la variable led de tipo byte que es de 8 bits se le asigna el valor de 37
pinMode(led,OUTPUT);//pin 37 como salida digital
Los pines del arduino cuentan con unas resistencias internas pull up, lo que es una ventaja ya que evita estar utilizando resistencias externas cuando un pin del arduido es declarado como entrada digital, esta resistencia pull up se activará mediante la palabra reservada INPUT_PULLUP, la que es utilizada dentro de la función pinMode, por ejemplo si se quiere utilizar el pin 37 como entrada digital y a la vez activar su resistencia interna pull up, sería así:
pinMode(37,INPUT_PULLUP);//pin 37 como entrada digital con su resistencia pull up activada
Salidas digitales Arduino
Cuando los pines son declarados como salidas digitales mediante la función pinMode(pin,OUTPUT), a estos pines se les puede enviar bajos o altos, ceros o unos, para realizar esto el arduino cuenta con la función.
digitalWrite() cuya forma general se puede ver así:
digitalWrite(numero_de_pin , bajo_o_alto)
Para indicarle que al pin elegido como salida digital se le enviará un bajo será con la palabra reservada LOW aunque también se puede usar 0, y para indicarle que se le enviará un alto será con la palabra reservada HIGH o también mediante un 1.
Por ejemplo si se usa el pin 7 del arduino uno como una salida digital sería algo así:
digitalWrite(7,LOW);//por el pin 7 se envía un bajo o un 0
digitalWrite(7,HIGH);//por el pin 7 se envía un alto o un 1
En lugar del número también se pueden utilizar variables.
Entradas digitales Arduino
Cuando los pines son declarados como entradas digitales mediante la función pinMode(pin,INPUT), será necesario conocer si a estos pines les esta llegando bajos o altos, ceros o unos, para realizar esto el arduino cuenta con la función.
digitalRead() cuya forma general se puede ver así:
digitalRead(numero_de_pin)
Por ejemplo si se usa el pin 13 del arduino uno como una entrada digital para conocer que le está llegando a este pin sería algo así:
estado=digitalRead(13);//se lee el estado del pin 13 y se guarda en la variable estado
En lugar del número también se pueden utilizar variables
¿Qué es la protoboard?
La protoboard (breadboard en inglés) es una placa que posee unos orificios conectados eléctricamente entre sí siguiendo un patrón horizontal o vertical. Es empleada para realizar pruebas de circuitos electrónicos, insertando en ella componentes electrónicos y cables como puente. Es el boceto de un circuito electrónico donde se realizan las pruebas de funcionamiento necesarias antes de trasladarlo sobre un circuito impreso. Esta placa puede llamarse de varias formas, las más comunes son “protoboard“, “breadboard“, “placa protoboard” o incluso “placa de pruebas“.
Existen muchos modelos de placas protoboards, se pueden diferenciar principalmente por la cantidad de orificios que poseen, pero por lo general en todos los tipos de placas de pruebas podemos diferenciar tres partes:
En uno de los extremos o en los dos, podemos tener la zona de alimentación.
Para conectar los componentes entre si se emplea la zona de conexiones superior o zona de conexión inferior.
Zona de alimentación
La zona de alimentación está compuesta por orificios horizontales conectados entre sí eléctricamente a lo largo de toda la placa. Son dos líneas independientes; una para alimentación y otra para masa. Normalmente las protoboards tienen dos zonas de alimentación situadas en lados opuestos para distribuir diferente alimentación.
Zona de conexiones superior
La zona de conexiones superior está compuesta por columnas de orificios conectados eléctricamente entre sí. Cada columna es independiente eléctricamente con las demás, es decir, los orificios solo están conectados de forma vertical.
Zona de conexiones inferior
La zona de conexiones inferior es igual a la zona de conexiones superiores. Ambas zonas están separadas eléctricamente. Estas dos zonas son muy necesarias para la inserción de circuitos integrados con dos filas de pines
Cuando el circuito a probar es complejo y requiere muchos componentes y cables, las protoboards tienen un código de localización de orificio, exactamente igual al famoso juego “Hundir la Flota”. Consiste en numerar verticalmente y horizontalmente la matriz de orificios que forma una protoboard. Para las filas se emplea las letras del abecedario, y para las columnas se emplean números enteros, aunque esto puede hacerse de forma contraria.
La conexión de un componente electrónico en la placa board se debe hacer de tal forma que sus patillas se inserten en columnas diferentes, si sus patillas quedan en la misma columna de la misma zona de conexiones estarían en cortocircuito.
Para circuitos integrados de dos líneas de patillas se debe tener especial cuidado, estos chips deben conectarse de tal forma, que cada fila de patillas quede en una zona de conexiones diferentes.
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