¿QUÉ ES ARDUINO?



Es una placa programable de código abierto (open-source), cuyo bajo coste la hace ideal para iniciarse en automatización o realizar pequeños proyectos domésticos en electrónica y robótica. Tiene propósito como hobby y para cualquiera persona interesada en crear objetos o entornos interactivos esta placa ya que es capaz de recibir información del entorno (sensores) y realizar acciones (actuadores, motores, etc.), según el programa que introducimos con un ordenador, y que puede ejecutar de forma autónoma.

Sin embargo, todos tus conocimientos de electrónica, automatización, programación y telecomunicación, lo puedes aplicar directamente y con facilidad en caso de tener que emplear un autómata más caro, por lo que Arduino es una plataforma excelente para práctica y aprendizaje.

¿QUÉ MODELO DE ARDUINO COMPRAR?

Aunque en un principio puedas pensar que la respuesta evidente sería comprarte un Kit básico con un Arduino Uno, esta no es la mejor opción (desde luego no es lo que yo haría). Antes de lanzarte a comprarlo hay varias cuestiones que deberías tener en cuenta. En este post vamos a desgranar uno a uno todos estos puntos para que elijas la mejor opción para ti. Las principales cuestiones que deberías tener en cuenta son:

  • El tipo de proyecto que quieres realizar.
  • El material del que dispones.
  • Los conocimientos que tienes.
  • El presupuesto con el que cuentas.

Lo más normal para empezar es un Arduino UNO, este es el modelo más estándar y es la placa que utilizaréis de forma habitual, también encontraras muchos tutoriales y proyectos realizados con esta placa. Para otros proyectos mas complejos que requieran manejar un número importante de motores o servo motores(robots, máquinas de CNC, impresoras 3D) puede ser necesario pasar a un modelo con mayor número de salidas, especialmente analógicas, en ese caso lo normal es emplear una Arduino MEGA o Arduino DUE.

La tarjeta de Arduino Uno consiste en una placa electrónica que tiene un microprocesador Atmega328; 14 pines digitales de entrada/salida, de los cuales 6 pueden utilizarse como salidas PWM(modulación de ancho de pulso); 6 entradas analógicas; un resonador cerámico de 16 MHz; una conexión USB; un conector de alimentación; un microcontrolador y un botón de reinicio.

Estructura del Arduino UNO

Prácticamente veremos la tarjeta Arduino UNO pero en general las diferentes tarjetas de Arduino son muy similares, cuentan con pines tanto de salida como de entrada con los cuales podremos leer nuestros dispositivos ya sea una señal de algún sensor u otro parámetro. También enviar señales o datos por los pines de salida los cuales veremos cómo funcionan más adelante para usar los Actuadores analógicos y digitales. Aquí se presenta una imagen de la estructura, recordemos que usa un microcontrolador ATMEGA328 para que funcionen todos nuestros dispositivos.

Pines de nuestra tarjeta

Nuestra tarjeta tiene 14 pines digitales del 0 al 13, de los cuales podemos leer y enviar señales digitales que van de 0 a 5 volts, además entre esos pines se cuenta con 6 pines PWM los cuales los veremos más adelante, aquí una imagen de señal digital:

También cuenta con 6 pines analógicos, como lo dice su nombre podremos hacer lecturas analógicas igualmente de 0 a 5 volts, estos pines también se pueden usar como digitales por medio del convertidor analógico digital, aquí una imagen de señal analógica:

Recordemos que cada pin trabaja con voltajes de 0 a 5 volts CC, además que la máxima corriente por pin es de 40mA, si utilizaremos un actuador que pide más corriente que la entregada por un pin es necesario usar un transistor de potencia, pero eso se verá más adelante.

La tarjeta consta de un regulador de voltaje, un 7805 conectado al Jack y al pin vin de la tarjeta con su respectivo diodo de protección, pero esto no evita el tener precaución y no invertir la polaridad en los pines de alimentación haciendo un cortocircuito.

Nota: Nunca alimentar la placa Arduino por el puerto USB ya que los puestos USB de las computadoras entregan 5 volts y esta señal no va al regulador, la tarjeta no fue creada para alimentarla de esta forma al querer ejecutar un proyecto.

Funciones de cada pin de la tarjeta Arduino Uno

Conceptos básicos para un uso correcto

Es importante seguir estas recomendaciones, ya que si no lo hace podría dañar su tarjeta de desarrollo:

  • No sobrepase los niveles de corriente, tanto de entrada como de salida, recuerde que las tarjetas Arduino entregan un máximo de 40mA por pin. Así mismo también soporta una corriente máxima de 40mA de lectura, esto quiere decir que puede encender un led con una resistencia de 220 Ω:

El voltaje de salida de los pines de la tarjeta Arduino es de 5V y la corriente que requiere un led para encenderlo es de 20mA así que, veamos qué resistencia necesitamos para encenderlo correctamente:

V = R x I
R=
V / I
R=
5V / 0.020A
R=250Ω≈220Ω~270Ω

Ahora veremos un ejemplo de la corriente de entrada en nuestra tarjeta, supongamos que queremos usar un pulsador, veremos qué resistencia debemos colocarle la cual será la mínima, como ya sabemos la corriente máxima de entrada es de 40mA:

V = R x I
R=
V / I
R=
5V / 0.040A
R=125Ω≈120Ω~150Ω

Como hemos mencionado es el mismo valor que debe colocarse para estar al límite de la capacidad soportada por el la Arduino, pero esto no es aconsejable por lo que, en la mayoría de los casos se usa una resistencia de 1KΩ a 10KΩ, así nuestra tarjeta trabaja perfecta y tranquilamente con 5mA.

  • En proyectos externos se recomienda usar una fuente de voltaje de 12V y ser alimentado por el Jack de nuestra tarjeta y no por el puerto USB, como ya se ha mencionado antes.
  • Tratar de que mientras nuestra tarjeta esté en funcionamiento que no caiga ningún líquido en ella o alguna pieza de metal que haga contacto entre si, ya que podría sufrir algún corto circuito y estropear la misma.
  • Si es posible adquirir una carcasa de acrílico para mantenerla completamente aislada y así no sufra daño alguno.
  • Si usa sensores, relevadores, servomotores, etc., emplear usar una fuente externa para alimentar los mismos, se recuerda que cada pin de nuestra tarjeta entrega un máximo de 40mA, si usted sobrecarga la corriente quemará su tarjeta.

Con estas recomendaciones usted ya podrá trabajar tranquilamente con su tarjeta y crear los proyectos que usted quiera, en seguida se presenta el diagrama de un proyecto básico:

017.png







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