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| Interface de Autodesk Circuits Lab View |
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Hasta ahora hemos revisado el hardware disponible en la plataforma Arduino: Placas, Sensores, Actuadores y Shields, nada de este hardware sera de valor sino lo hacemos funcionar para nosotros, esto lo lograremos programando nuestra placa Arduino según nuestras necesidades. Una de las maravillas de la plataforma Arduino es lo simple de su programación básica, claro para implementaciones mas avanzadas es necesario pasar a programaciones mas complejas, pero usando la programación básica es mucho lo que se puede lograr. La base para la programación de las placas Arduino es la Arduino IDE (Integrated Development Environment: Ambiente Integrado de Desarrollo), un programa con versiones para Windows, MAC y Linux que permite escribir y subir el código a tu placa. En la comunidad Arduino los códigos que se cargan a la placa son llamados "sketch", bocetos, los bocetos son la serie de instrucciones que seguirá la tarjeta. Los bocetos son escritos en la Arduino IDE, usando una versión simplificada de C++ la cual respeta muchos de los formatos de este lenguaje de programación, esto lo veremos a lo largo del tutorial. Para usar los distintos accesorios (sensores y actuadores) compatibles los vendedores o usuarios desarrollan bocetos particulares llamados "librerías" que permiten acceder de manera simple a las funciones del accesorio desde nuestros propios bocetos, estas librerías también son de código abierto y cualquiera las puede editar, mejorarlas o adaptarlas a su aplicación particular, esto hace que sea un poco difícil a veces conseguir la librería exacta, por lo que es muy importante saber recurrir a la documentación oficial de cada accesorio, en Guaroduino trataremos de mantener nuestra propio banco de librerías probadas para facilitar su implementación. La Arduino IDE viene con varias librerías por defecto, que permiten usar accesorios comunes como LCDs, servos, Modulo Ethernet, Buzzers entre otros. La Arduino IDE funciona con todas las placas compatibles con Arduino, incluso las no oficiales. La Arduino IDE la puedes descargar del link oficial: https://www.arduino.cc/en/Main/Software haz clic en tu sistema operativo y bajara un ejecutable para su instalación. Guaroduino |
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Hemos visto como la plataforma Arduino es compatible con gran cantidad de perifericos: Sensores y Actuadores. Los Shields son tarjetas, que usualmente tiene la forma de un Arduino UNO, las cuales pueden ser conectadas directamente encima de un Arduino (o una tarjeta compatible) para agregar funciones basadas en distintos sensores y actuadores o para simplemente facilitar su conexión con la placa. Algunos ejemplos de Shields:
y muchos otros. Es importante resaltar que los shields por si mismos no funcionan, necesitan de una placa Arduino para funcionar. Tambien se pueden colocar uno encima de otro para agregar mas funciones. (Algunos son compatibles con otros, pero no siempre) |
| En el articulo anterior revisamos como los sensores nos permiten medir los cambios en el entorno, esta información la procesaría nuestra Arduino, podríamos llegar hasta este punto y tener un sistema grabador de variables, pero esto podemos dar un paso mas y hacer que nuestro Arduino cambie o afecte su entorno de alguna manera, esto lo logramos usando los Actuadores. Actuadores es un termino extremadamente genérico, estos pueden ser desde un simple LED hasta una computadora entera, pasando por pantallas LCD para mostrar información, por otro lado pueden ser desde un servo para hobby, motores DC, Motores paso a paso, Relays, transistores entre otros para afectar el entorno, y también existen módulos de comunicación que permiten transmitir o recibir información inalambrica, ethernet, Wifi, señal celular, por radio entre otros. Igual que en el caso de los sensores, la plataforma Arduino es compatible con gran cantidad de Actuadores, igual que anteriormente la cantidad de información que hay al respecto resulta abrumadora por lo que siempre es recomendable comenzar con fuentes oficiales como la pagina de Arduino. De manera análoga a los sensores, también existe una división en los actuadores, pero aquí todas las formas de comunicación son Digitales, la diferencia esta en el formato de esa señal. En algunos actuadores sencillos como los Relay, basta con los dos estados posibles de un pin Digital normal para controlarlos: 0 desactivado, 1 activado. Para actuadores mas complejos como las LCD o los módulos de comunicación, el control es mas complejo, pero también a través de pines digitales controlados por las librerías desarrolladas para cada modulo (En esto esta lo esencial y el verdadero poder de la plataforma Arduino, no es necesario comprender todo el funcionamiento de un modulo para usarlo, sino solo saber como aplicar la librería desarrollada para el mismo). Hay un ultimo tipo de Actuadores, como los servos, que si bien son controlados por pines Digitales, reciben un formato especial de señal llamano PWM, los pines capaces de realizar PWM están identificados con el símbolo ~ en las placas, esos pines son capaces de cambiar de estado muy rápidamente, lo que un actuador como un servo lo interpreta como una proporcionalidad, esto lo veremos mas claramente al hablar de los servos. Podemos observar que la plataforma Arudino es compatible con un gran numero de Sensores y Actuadores, lo que nos permite tener una gran flexibilidad en nuestros proyectos. |
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| Sensores compatibles con Arudino |
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| Termómetros |
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Existen gran variedad de placas Arduino, tanto originales como compatibles, anteriormente vimos la Arduino UNO, que sin duda es la mas popular, compararemos las otras placas con ella. Arduino UNO Genérico: Es una placa 100% compatible con Arduino pero mas económica, utiliza el mismo chip Atmega328p pero en formato SMD (montaje superficial) y para la comunicación USB se vale del chip CH340 por lo que necesita de un driver diferente al del Arduino UNO original. También existes Arduino Mega Genérico y Arduino NANO Genérico, totalmente compatibles con los originales pero usan el chip CH340. También existen otras placas con el formato de la Arudino UNO pero que incorporan otras funciones como pines adicionales, otro tipo de conectores entre otras cosas. Arduino Leonardo: Parecido a un Arduino UNO pero su micro controlador principal es directamente compatible con el formato USB por lo que puede emular otros dispositivos como teclado y mouse de manera sencilla. En general es compatible con los códigos para el UNO pero tiene sus excepciones, una de las mas notorias es que no es compatible con GRBL (firmware para control de maquinaria CNC) Arduino MEGA: Tiene el mismo formato de pines que en UNO en su parte delantera, pero tiene muchos pines adicionales para proyectos que requieran mas capacidad de procesamiento. Arduino NANO: Usa el mismo micro controlador que el UNO pero tiene un formato compatible con los protoboard y es mucho mas pequeño, carece de conector de poder por lo que se alimenta por USB o por el pin Vin. Arduino PRO Mini: Es la versión mas compacta directamente compatible con Arduino, tiene el mismo microcontrolador que el Arduino UNO pero carece de chip para comunicación USB por lo que hay que programarlo usando otro Arduino que tenga conexión USB (UNO, NANO, MEGA) o con un convertidor FTDi. Digispark Attiny85: Muchas marcas han desarrollado placas diversas que se pueden programar con la IDE Arduino, la Digispark Attiny85 es un ejemplo de ellas, conveniente para proyectos que no requieran de mucho poder de procesamiento y con pocas entradas y salidas, es mas económica y muy pequeña lo que la convierte en una placa conveniente para electrónica de vestir. |
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Arduino fue desarrollado para artistas, diseñadores, hobbistas, hackers, principiantes de electrónica y en general para cualquiera interesado en crear objetos y proyectos interactivos. Arduino hace fácil programar la interacción con botones, leds, motores, servos, actuadores, cornetas, buzzers, GPS, cámaras, sensores diversos, internet, incluso con tu celular inteligente o tu televisor. Esta flexibilidad combinado con el hecho de que el software Arduino es gratis, las placas son relativamente económicas y que tanto software como hardware son fáciles de entender y usar ha resultado en una comunidad grande de usuarios que contribuyen continuamente desarrollando proyectos basados en Arduino. Desde Robots, un calentador de manos, maquinas honestas de la fortuna, maquinaria CNC, Drones, sistemas de vigilancia, la plataforma Arduino se puede usar como el cerebro en infinidad de proyectos de electrónica. A pesar de que el fuerte de la plataforma Arduino es el prototipado de productos, también puede ser usado para desarrollar productos de consumo usando placas como la NANO o la PRO, mas económicas y de menor tamaño que la UNO. |
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Arduino UNO Compatible
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Captura de pantalla de la Arduino IDE
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