¿QUÉ ES ARDUINO?
Arduino
es una plataforma de desarrollo de computación física de código abierto, basada
en una placa con un sencillo microcontrolador Atmel AVR y un entorno de
desarrollo para crear software (programas) para la placa (ARDUINO, 2013) .
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Figura1 Logo Arduino
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El software se puede conseguir en forma gratuita y son de fácil uso, no
tienen ninguna restricción.
¿POR QUÉ MICROCONTROLADORES ATMEL?
Figura2 Logo Atmel
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Los microcontroladores Atmel permiten la
ejecución de instrucciones mediante la metodología 'pipeline' con dos etapas
(cargar y ejecutar), que les permite ejecutar la mayoría de las instrucciones
en un ciclo de reloj, lo que los hace relativamente rápidos entre los
microcontroladores de 8, 16 y 32 bits (ATMEL, 2013) .
Las
principales características de los dispositivos son las siguientes:
·
Alto
desempeño, baja potencia.
·
Memoria Flash Programable de 4 a 256 kB,
·
Encapsulados de 28 a 100 pines
·
conjunto
de instrucciones extendido (multiplicación y direccionamiento de programas
mayores) y amplio conjunto de periféricos.
·
Sencillez
y bajo costo
Son
utilizados en
·
Automotores
·
Domótica
·
Medida
HARDWARE ARDUINO
PLACAS ARDUINO
Arduino es una
plataforma de hardware de código abierto, basada en una sencilla placa con
entradas y salidas, analógicas y digitales, en un entorno de desarrollo que
está basado en el lenguaje de programación Processing. Es un dispositivo que
conecta el mundo físico con el mundo virtual, o el mundo analógico con el
digital.
Las tarjetas vienen con todo lo
necesario para que opere en forma óptima el Microcontrolador simplemente es
conectarlo al PC, a un adaptador o baterías.
Las placas pueden ser construidas a mano o compradas, el software puede ser
descargado de forma gratuita. Los diseños de referencia de hardware
(archivos CAD) están disponibles bajo
una licencia de código abierto.
Existen al menos unas 30 tarjetas de
desarrollo Arduino, a continuación, describiremos las características de las
placas más usadas y más avanzadas en la actualidad. Algunas placas son:
·
Arduino UNO
·
Arduino Leonardo
·
Arduino
Duemilanove
·
Arduino Mega
·
Arduino Due
ARDUINO UNO
Figura3 Arduino UNO (Tomado Página
Oficial Arduino)
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El Arduino Uno es una
tarjeta basada en el microcontrolador ATmega328. Tiene 14 pines para entrada/salida
digital (6 de estos pueden ser usados como PWM), 6 entradas análogas, oscilador
de cristal a 16 MHz, interfaz USB, jack de energía, conector ICSP, y
boton de reset.
Cada uno de los 14 pines digitales se
puede utilizar como una entrada o salida. Ellos funcionan a 5 voltios. Cada pin
puede proporcionar o recibir un máximo de 40 mA y tiene una resistencia pull-up
interna (desconectada por defecto) de 20 a 50 kOhm. Además, algunos pines tienen funciones
especializadas:
·
Serie (RX) y (TX) Se utiliza para recibir (RX) y transmitir (TX) datos serie TTL. Estos pines están conectados a los
pines correspondientes del ATmega8U2 USB-to-Serial
TTL chips.
·
Las interrupciones externas: pin 2 y 3 Estos pines pueden ser configurados para activar una interrupción en un
valor bajo, un flanco ascendente o descendente, o un cambio en el valor.
·
PWM: pines 3, 5, 6, 9, 10, y 11
·
SPI: 10 (SS), 11
(MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Estos pines están dedicados a la
comunicación SPI utilizando la biblioteca
de SPI.
·
LED: 13. Hay un LED, de montaje superficial, conectado al pin digital 13. Cuando el pin es de valor alto, el LED
está encendido, cuando el valor es bajo, está apagado.
Tiene 6 entradas analógicas, con la etiqueta A0 a A5,
cada uno de los cuales proporcionan 10 bits de resolución (es decir, 1024
valores diferentes). Por defecto se
mide desde el suelo a 5 voltios, aunque es posible cambiar el extremo superior
de su rango usando el pin AREF.
La longitud y la anchura de la PCB son
2,7 y 2,1 pulgadas, respectivamente, con el conector USB y el conector de
alimentación que se extiende más allá de la dimensión anterior. Cuatro orificios de los tornillos que
la Junta pueda fijarse a una superficie o caja (ARDUINO,
2013) .
RESUMEN
·
Microcontrolador: ATmega328.
·
Voltaje de operación: 5V.
·
Voltaje de entrada (recomendado): 7-12V.
·
Voltaje de entrada (límite): 6-20V.
·
Pines Digitales I/O: 14 (6 PWM).
·
Canales de entrada Análoga: 6 de 10 Bits.
·
Corriente DC por Pin I/O: 40mA.
·
Corriente DC para el pin 3.3V: 50mA.
·
Memoria Flash: 32 KB (ATmega328), 0.5 KB usado por bootloader.
·
SRAM: 2 KB (ATmega328).
·
EEPROM: 1 KB (ATmega328).
·
Velocidad Reloj: 16MHz.
ARDUINO
LEONARDO
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Figura4 Arduino LEONARDO (Tomado Página
Oficial Arduino)
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El Arduino Leonardo es
una tarjeta basada en el microcontrolador ATmega32u4. Tiene 20 pines
(entrada/salida) digitales (7 de estos pueden ser usados como salidas PWM, y 12
como entradas análogas), oscilador de cristal a 16MHz, conexión micro-USB, Jack
de energía, conector ICSP y botón de reset. Posee una memoria de programa de
32KB de los cuales 4KB son usados por el Bootloader. El ATmega32u4 se ha incorporado en la comunicación
USB, eliminando la necesidad de un procesador secundario. Esto Permite que la
placa sea reconocida como un teclado o un mouse USB. Esto permite al Leonardo,
aparecer en el computador a que esté conectado, como un mouse y teclado, en
adición a un puerto serial/COM virtual (CDC).
Cada
una de las 20 E / S digitales pines en el Leonardo se pueden utilizar como
entrada o salida. Ellos funcionan
a 5 voltios. Cada pin puede
proporcionar o recibir un máximo de 40 mA y tiene una resistencia pull-up
interna (desconectada por defecto) de 20 a 50 kOhm. Además, algunos pines tienen funciones
especializadas:
El
Leonardo tiene 12 entradas analógicas, etiquetados A0 a A11, todos los cuales
también se puede utilizar como digitales i / o. Pines A0-A5 aparecen en los mismos
lugares que en el Uno; entradas A6-A11 están en E / S digital pines 4, 6, 8, 9,
10 y 12 respectivamente. Cada
entrada analógica proporciona 10 bits de resolución (es decir, 1.024 valores
diferentes). Por defecto, la
medida de las entradas analógicas de la tierra a 5 voltios, aunque es posible
cambiar el extremo superior de su rango con el pin AREF.
La longitud y la anchura de la PCB
Leonardo máximo son 2,7 y 2,1 pulgadas, respectivamente, con el conector USB y
el conector de alimentación que se extiende más allá de la dimensión anterior. Cuatro orificios de los tornillos que
la Junta pueda fijarse a una superficie o caja (ARDUINO,
2013) .
RESUMEN
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Microcontrolador: ATmega32u4.
·
Voltaje de operación: 5V.
·
Voltaje de entrada (recomendado): 7-12V.
·
Voltaje de entrada (límite): 6-20V.
·
Pines Digitales I/O: 20.
·
Canales PWM: 7.
·
Canales de entrada Análoga: 12 de 10 Bits.
·
Corriente DC por Pin I/O: 40mA.
·
Corriente DC para el pin 3.3V: 50mA.
·
Memoria Flash: 32 KB (ATmega32u4), 4 KB usado por bootloader.
·
SRAM: 2.5 KB (ATmega32u4).
·
EEPROM: 1 KB (ATmega32u4).
·
Velocidad Reloj: 16MHz.
ARDUINO
DUEMILANOVE
Figura5 Arduino Duemilanove (Tomado
Página Oficial Arduino)
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El Arduino
Duemilanove, es una tarjeta basada en el microcontrolador ATmega328. Posee catorce pines
digitales (entrada/salida), de estos pueden usarse seis como PWM, seis entradas
análogas, cristal a 16MHz, terminal USB, jack de energía, conexión ICSP y botón
de reset.
El Arduino Duemilanove posee las mismas
características y las mismas funciones del Arduino UNO, con la diferencia que
el Arduino Duemilanove utiliza un chip conversor de RS232 a USB, mientras que
el Arduino UNO usa otro micro Atmel, lo cual hace que el Arduino UNO soporte
mayores velocidades que el Arduino Duemilanove (ARDUINO,
2013) .
RESUMEN
·
Microcontrolador: ATmega328.
·
Voltaje de operación: 5V.
·
Voltaje de entrada (recomendado): 7-12V.
·
Voltaje de entrada (límite): 6-20V.
·
Pines Digitales I/O: 14 (6 PWM).
·
Canales de entrada Análoga: 6 de 10 Bits.
·
Corriente DC por Pin I/O: 40mA.
·
Corriente DC para el pin 3.3V: 50mA.
·
Memoria Flash: 32 KB (ATmega328), 2 KB usado por bootloader.
·
SRAM: 2 KB (ATmega328).
·
EEPROM: 1 KB (ATmega328).
·
Velocidad Reloj: 16MHz.
ARDUINO MEGA
Figura6 Arduino MEGA (Tomado Página
Oficial Arduino)
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El Arduino Mega 2560, es una tarjeta basada en el
microcontrolador ATmega2560. Tiene 54 pines (Entrada/Salida) digitales (14 de estos
pueden usarse como salidas PWM), 16 entradas análogas, 4 UARTs (puertos
seriales por hardware), oscilador de cristal a 16MHz, conexión USB, jack de
energía, conector ICSP y botón de reset. Contiene todo lo necesario para operar
el microcontrolador; simplemente conéctelo al PC por medio de USB o use alimentación
externa usando un adaptador AC-DC, o baterías. El Mega 2560 es una versión
mejorada del Arduino Mega, al cual remplaza.
El Mega2560 se diferencia de sus predecesores en que no usa
un integrado conversor UART-USB. En lugar de esto, usa un Atmega16U2 programado
como conversor UART-USB (ARDUINO, 2013) .
RESUMEN
·
Microcontrolador: ATmega2560.
·
Voltaje de operación: 5V.
·
Voltaje de entrada (recomendado): 7-12V.
·
Voltaje de entrada (límite): 6-20V.
·
Pines Digitales I/O: 54 (15 PWM).
·
Canales de entrada Análoga: 16 de 10 Bits.
·
Corriente DC por Pin I/O: 40mA.
·
Corriente DC para el pin 3.3V: 50mA.
·
Memoria Flash: 256 KB (ATmega2560), 8 KB usado por bootloader.
·
SRAM: 8 KB (ATmega2560).
·
EEPROM: 4 KB (ATmega2560).
·
Velocidad Reloj: 16MHz.
ARDUINO
DUE
Figura7 Arduino DUE (Tomado Página
Oficial Arduino)
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El Arduino Due, es una tarjeta basada
en el CPU Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3. Es el primer arduino que trabaja con un microcontrolador
de núcleo ARM de 32 bits. Posee 54 pines digitales (entrada/salida), de los
cuales, 12 pueden usarse como PWM. También 12 entradas análogas(Posee dos
Conversores analógico digitales en su interior), cuatro puertos UART (puertos
en hardware), reloj a 84MHz, conexión USB OTG, 2 terminales DAC, 2 TWI, jack de
energía, conexiones SPI y JTAG, botones de reset y borrado. Soporta el protocolo de
comunicaciones CAN
El Arduino Due, opera a 3.3 voltios. El
voltaje máximo que un pin (entrada/salida) puede soportar es de 3.3 voltios.
Conectarle más voltaje en alguno de estos pines puede causar daños en la
tarjeta. El pin IOREF se usa para que los placas que se conecten,
"detecten" el voltaje de operación de esta tarjeta Arduino
(aplica para los placas que tengan ese pin) (ARDUINO, 2013).
El Due, posee un núcleo ARM de 32 bits,
el cual supera ampliamente en desempeño a los sistemas de 8 bits. Las
diferencias más significativas son:
·
Núcleo de 32 bits, permite operaciones con datos de 4
Bytes en un solo ciclo CPU.
·
Reloj del CPU a 84MHz.
·
SRAM con capacidad de 94KBytes.
·
Flash de 512KBytes para codigo.
·
Controlador DMA, alivia al CPU en tareas que requieren
mucha memoria.
RESUMEN
·
Microcontrolador: AT91SAM3X8E.
·
Voltaje de operación: 3.3V.
·
Voltaje de entrada (recomendado): 7-12V.
·
Voltaje de entrada (límite): 6-20V.
·
Pines Digitales I/O: 54 (12 PWM).
·
Canales de entrada Análoga: 12.
·
Canales de salida Análoga: 2 (DAC) de 12 Bits.
·
Total de salida de Corriente DC en todas las líneas I/O: 130mA.
·
Corriente DC para el pin 3.3V: 800mA.
·
Corriente DC para el pin 5V: 800mA.
·
Memoria Flash: 512 KB, disponible completamente para codigo.
·
SRAM: 96 KB (dos bancos: 64KB y 32KB).
·
Velocidad Reloj: 84MHz.
ARDUINO 1: INICIANDO CON ARDUINO
ARDUINO 2: SOFTWARE ARDUINO
ARDUINO 3: PROGRAMACIÓN ARDUINO
EJEMPLO 1 ARDUINO: ENCENDIDO Y APAGADO DE UN LED
EJEMPLO 2 ARDUINO: ENCENDIDO DE UN LED CON PULSADOR
EJEMPLO 3 CONVERSION ANALOGICA DIGITAL Y ENCENDIDO DE LEDS
EJEMPLO 4 ESCRITURA SERIAL
EJEMPLO 5 MANEJO DE LCD
ARDUINO UNO PLACA DE DESARROLLO
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