PDF de programación - Practica 1:Comenzando con Arduino

Practica 1:Comenzando con Arduino

1.1 Objetivos.

Introducción al Arduino.


 Primeros pasos con Arduino.
 Funciones básicas para su programación.
 Ejemplo de aplicación.



1.2 Materiales empleados.

 Arduino UNO.
 Diodo Led.



1.3 Introducción al Arduino.

¿Qué es Arduino?

Arduino es una herramienta para hacer que los ordenadores puedan sentir y
controlar el mundo físico a través de tu ordenador personal. Es una plataforma de
desarrollo de computación física (physical computing) de código abierto, basada
en una placa con un sencillo microcontrolador y un entorno de desarrollo para
crear software (programas) para la placa.

Puedes usar Arduino para crear objetos interactivos, leyendo datos de una gran
variedad de interruptores y sensores y controlar multitud de tipos de luces, motores
y otros actuadores físicos. Los proyectos con Arduino pueden ser autónomos o
comunicarse con un programa (software) que se ejecute en tu ordenador. La placa
puedes montarla tú mismo o comprarla ya lista para usar, y el software de
desarrollo es abierto y lo puedes descargar gratis desde la página
www.arduino.cc/en/.

El Arduino puede ser alimentado a través de la conexión USB o con una fuente de
alimentación externa. La fuente de alimentación se selecciona automáticamente.

Hardware y cable USB

Especificaciones técnicas

Microcontroller
Operating Voltage
Input Voltage (recommended)
Input Voltage (limits)
Digital I/O Pins
Analog Input Pins
DC Current for I/O Pin
DC Current for 3.3V Pin
Flash Memory
SRAM
EEPROM
Clock Speed

Power, Inputs and Outputs.

Pines de alimentation (Power Pins)

ATmega328
5V
7-12V
6-20V
14 (of which 6 provide PWM output)
6
40 mA
50 mA
32 KB (ATmega328)
2 KB (ATmega328)
1 KB (ATmega328)
16 MHz

Bien alimentemos al arduino mediante la conexión USB o mediante una



fuente externa (recomendada de 7-12V), vamos a tener unas salidas de tensión
continua debido a unos reguladores de tensión y condensadores de estabilización.
Estos pines son:

 VIN: se trata de la fuente tensión de entrada que contendrá la tensión a

la que estamos alimentando al Arduino mediante la fuente externa.

 5V: fuente de tensión regulada de 5V, esta tensión puede venir ya sea de

pin VIN a través de un regulador interno, o se suministra a través de
USB o de otra fuente de 5V regulada.

 3.3V: fuente de 3.3 voltios generados por el regulador interno con un

consumo máximo de corriente de 50mA.

 GND: pines de tierra.












Digital Inputs/Outputs





Cada uno de los 14 pines digitales se puede utilizar como una entrada o

salida. Cada pin puede proporcionar o recibir un máximo de 40 mA y tiene una
resistencia de pull-up (desconectado por defecto) de 20 a 50 kOhm. Además,
algunos pines tienen funciones especializadas como:

 Pin 0 (RX) y 1 (TX). Se utiliza para recibir (RX) y la transmisión (TX)

de datos serie TTL.

 Pin 2 y 3. Interrupciones externas. Se trata de pines encargados de

interrumpir el programa secuencial establecido por el usuario.
 Pin 3, 5, 6, 9, 10 y 11. PWM (modulación por ancho de pulso).

Constituyen 8 bits de salida PWM con la función analogWrite ().

 Pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Estos pines son de apoyo

a la comunicación SPI.

 Pin 13. LED. Hay un LED conectado al pin digital 13. Cuando el pin es

de alto valor, el LED está encendido, cuando el valor está bajo, es
apagado.

Analog Inputs






El Arduino posee 6 entradas analógicas, etiquetadas desde la A0 a A5, cada

una de las cuales ofrecen 10 bits de resolución (es decir, 1024 estados). Por
defecto, tenemos una tensión de 5V, pero podemos cambiar este rango
utilizando el pin de AREF y utilizando la función analogReference(), donde le
introducimos una señal externa de continua que la utilizara como referencia.






1.4 Primeros pasos con Arduino

Descarga del IDE (Software) de Arduino


Una vez que conocemos todo los pines necesarios para nuestro manejo y

control del Arduino, vamos a instalar el software para poder programarlo
mediante el ordenador.


Contamos la placa Arduino


Conectamos la placa Arduino al ordenador usando el cable USB, una vez

conectada el led de la placa PWR (led de alimentación) deberá permanecer
encendido a partir de ahora.


Instalamos los drivers




Al conectar el Arduino, Windows automáticamente deberá de inicializar

la instalación de los drivers.



Ejecutamos la aplicación Arduino, seleccionamos la placa y el puerto serie.


Una vez abierta la aplicación nos vamos a ToolsBoardArduino UNO













Una vez seleccionado el modelo de nuestra placa tendremos que

seleccionar el dispositivo serie de la placa:

Una vez que tenemos configurada nuestra placa Arduino al ordenador,
vamos a estudiar la estructura del lenguaje de programación de Arduino.









Cargar el programa a la placa.

Una vez que tenemos desarrollado el programa completo para cargarlo en el
Arduino solo tenemos que:






1.5 Funciones básicas.

 E/S Digitales









pinMode(pin,modo)

Configura el pin especificado para comportarse como una entrada
(INPUT) o una salida (OUTPUT).

Ejm: pinMode(Pin13, OUTPUT)

digitalWrite(pin,valor)

Asigna el valor HIGH (5V) o LOW (0V) a un pin digital.

Ejm: digitalWrite(Pin13 , HIGH);

digitalRead(pin)

Lee el valor de un pin digital especificado, HIGH o LOW.

Ejm: val = digitalRead(Pin13);

 E/S Analógicas

analogRead(pin)

Lee el valor de tensión en el pin analógico especificado. La placa
Arduino posee 6 canales conectados a un conversor analógico digital de
10 bits. Esto significa que convertirá tensiones entre 0 y 5 voltios a un
número entero entre 0 y 1023. Esto proporciona una resolución en la
lectura de: 5 voltios / 1024 unidades, es decir, 0.0049 voltios (4.9mV)
por unidad. El rango de entrada puede ser cambiado usando la
función analogReference().

Ejm: val = analogRead(Pin3)






analogWrite(pin,valor)

Escribe un valor analógico (PWM) en un pin. Puede ser usado para
controlar la luminosidad de un LED o la velocidad de un motor. Después
de llamar a la función analogWrite(), el pin generará una onda cuadrada
estable con el ciclo de trabajo especificado hasta que se vuelva a llamar a
la función analogWrite() (o una llamada a las funciones
digitalRead() o digitalWrite() en el mismo pin). La frecuencia de la
señal PWM será de aproximadamente 490 Hz. los valores de
analogRead van desde 0 a 1023 y los valores de analogWrite van desde 0
a 255
Parametros:

 pin: Es el pin en el cual se quiere generar la señal PWM.
 valor: El ciclo de trabajo deseado comprendido entre 0 (siempre

apagado) y 255 (siempre encendido).





Ejm: val = analogRead(analogPin);



analogWrite(ledPin, val / 4);



 Comunicación Serie



Se utiliza para la comunicación entre la placa Arduino y un ordenador u
otros dispositivos. Todas las placas Arduino tienen al menos un puerto
serie Serial. Se comunica a través de los pines digitales 0 (RX) y 1 (TX),
así como con el ordenador mediante USB. Por lo tanto, si utilizas estas
funciones, no puedes usar los pines 0 y 1 como entrada o salida digital.
Puedes utilizar el monitor del puerto serie incorporado en el entorno
Arduino para comunicarte con la placa Arduino. Haz clic en el botón del
monitor de puerto serie en la barra de herramientas y selecciona la misma
velocidad en baudios utilizada en la llamada a begin().


Serial.begin(speed)

Establece la velocidad de datos en bits por segundo (baudios) para la
transmisión de datos en serie. Para comunicarse con el ordenador, utilice
una de estas velocidades: 300, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200,
28800, 38400, 57600 o 115200.
Ejm: Serial.begin(9600);


Serial.read()


Lee los datos entrantes del puerto serie.


Ejm; Byte = Serial.read();




Serial.print(val,[format])

Imprime los datos al puerto serie como texto ASCII.
val: el valor a imprimir - de cualquier tipo
format: especifica la base (formato) a usar; los valores permitidos son
BYTE, BIN (binarios o base 2), OCT (octales o base 8), DEC (decimales
o base 10), HEX (hexadecimales o base 16). Para números de coma
flotante, este parámetro especifica el número de posiciones decimales a
usar.

Ejm: Serial.print(78) imprime "78"
Serial.print('N') imprime "N"
Serial.print(78, BYTE) imprime "N"
Serial.print(78, DEC) imprime "78”
Serial.println(1.23456, 0) imprime "1.23”
Serial.println(1.23456, 2) imprime "1.23"

Serial.println(val,[format])

Imprime los datos al puerto serie como texto ASCII seguido de un
retorno de carro (ASCII 13, o '\r') y un carácter de avance de línea
(ASCII 10, o '\n').
Ejm:Serial.println(analogValue); // imprime como ASCII

decimal

Serial.println(analogValue, HEX);// imprime como ASCII

hexadecimal


Serial.available()

Devuelve el número de bytes (caracteres) disponibles para ser leídos por
el puerto serie. Se refiere a datos ya recibidos y disponibles en el buffer
de recepción del puerto (que tiene una capacidad de 128 bytes).
if (Serial.available() > 0)

{





//realiza la lectura del puerto serie

}

1.6 Ejemplo de Aplicación



Crear un programa que controle el parpadeo de un led, con las funciones
anteriormente explicadas, y que se pueda variar el tiempo de estado alto y el
tiempo de estado bajo del mismo.

Utilizar la instrucción delay(ms), que hace que el programa se pare y espere el
tiempo seleccionado en milisegundos.






Solución:

Podemos asignar la función que encienda y apague a cualquier pin digital,
exceptuando el 0 y 1, como comentamos anteriormente, por lo tanto si
asignamos el pin 13 como el responsable de esta función, el circuito a montar e