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Arduino – Qué es, tipos y aplicaciones

Arduino es una plataforma electrónica de creación de prototipos creada por Massimo Banzi y David Cuartielles en 2005, en Italia. En ese momento, este tipo de sistema con microcontroladores era costoso y difícil de trabajar, lo que dificultaba mucho la vida de los estudiantes y entusiastas de la electrónica. Así, a partir de la falta de una plataforma barata, accesible y versátil para proyectos electrónicos que utilizan microcontroladores, nació el proyecto Arduino. No es necesario tener ningún conocimiento avanzado en electrónica o programación para comenzar a usar la placa. Por lo tanto, para muchas personas, el Arduino es el primer contacto con el mundo de la electrónica.

¿Qué es Arduino?

La plataforma Arduino de código abierto es una placa de prototipos electrónica con un microcontrolador programable que funciona como el cerebro de la placa y puede realizar varias funciones. El conjunto consta de hardware y software, y hay varios modelos disponibles en el mercado. El microcontrolador tiene varias entradas y salidas, para recibir y enviar datos a sensores, motores, actuadores, pantallas, teclados, altavoces y miles de otros dispositivos.

Debido a que es una plataforma de código abierto, cualquiera puede copiar, mejorar y vender la tarjeta. Por lo tanto, hay miles de fabricantes con los modelos más variados de la placa que se venden en el mercado, con las funcionalidades más variadas. Hay escudos y módulos que se ajustan a la placa, para ampliar su funcionalidad, proporcionando conectividad WiFi y Bluetooth, por ejemplo.

El Arduino IDE, es decir, el entorno de desarrollo de software para el microcontrolador, tiene varias bibliotecas para sensores y módulos que pueden conectarse a la placa, lo que permite la programación, es decir, ordenar las tareas que debe realizar el circuito. La programación del microcontrolador se realiza en lenguaje C.

Todo lo que tu imaginación permite

Desde Arduino, es posible ejecutar proyectos de automatización domésticos y comerciales, conectando motores, lámparas y una multitud de sensores. Más aún, para que haya versiones muy pequeñas del tablero, lo que permite que los diseños quepan incluso en lugares donde no hay mucho espacio disponible.

Debido a que es una plataforma de código abierto, puede realizar modificaciones en el tablero e incluso venderlo, sin tener que pagar nada a los creadores. Siéntase libre de hacer cambios a sus proyectos.

arduino

El Arduino Mega 2560, una potente versión del tablero.

Para crear un proyecto con Arduino, solo compre el tablero por $ 10 en el extranjero, y un promedio de $ 50 en Brasil. Hay modelos más caros y más baratos, ya que tienen diferentes poderes de procesamiento, número de puertos y otras características. De todos modos, en Brasil, la versión más vendida del tablero es Uno.

Hardware Arduino

La operación es muy similar a la de una computadora, ya que tiene entradas, salidas y es programable. Por lo tanto, la unidad de procesamiento de la placa, que es un microcontrolador, tiene una CPU, RAM y ROM, una unidad de procesamiento aritmético y dispositivos de entrada y salida de datos.

El Arduino se basa en microcontroladores Atmel, el ATmega, con componentes complementarios incluidos, para facilitar la creación y programación de varios proyectos. Varios modelos utilizan el microcontrolador ATmega 328.

hardware arduino

Operación de hardware – Diagrama de bloques

Existen varios modelos diferentes de microcontroladores, que difieren principalmente en la cantidad de memoria y en la configuración de los módulos de entrada y salida disponibles. La tarjeta también tiene un conector USB para enviar el código de programación y la alimentación de la tarjeta. Dado que el microcontrolador tiene varias entradas y salidas, la tarjeta también tiene pines hembra para cada una de estas salidas, de modo que el usuario puede conectar fácilmente los puentes.

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Las muestras como Uno y Mega tienen un conector de alimentación externo que puede recibir de 7V a 20V (el voltaje se regulará internamente), lo que permite la conexión de baterías o fuentes para alimentar la tarjeta cuando no está conectada al USB.

El microcontrolador tiene pines de comunicación serie, analógicos, PWM y digitales. El voltaje de funcionamiento de estos pines es de 5V, y en algunos modelos puede ser de 3.3V. Sin embargo, es importante entender que el Arduino se usa para enviar y recibir señales, y no tendrá suficiente potencia para alimentar motores, por ejemplo. Para estas aplicaciones, debe usar dispositivos para conmutar señales, suministrando motores con fuentes externas.

Puede ver una lista completa de las placas originales de la marca haciendo clic aquí.

Software

Es un compilador GCC (lenguaje C y C ++), que se basa en Wiring y utiliza una interfaz gráfica Java en el proyecto Processing. Todo esto en un IDE (Entorno de desarrollo integrado) muy simple e intuitivo de usar, desde el propio Arduino. Por otro lado, para usuarios más avanzados, puede ser demasiado simple y sin mucha funcionalidad.

Este IDE puede ampliarse con bibliotecas, que puede encontrar en Internet o en el sitio web de fabricantes de sensores, blindaje y dispositivos externos conectados al Arduino.

Software Arduino

De esta manera, creará y compilará el programa utilizando el IDE, y luego se enviará a la placa y se grabará en el microcontrolador a través de la conexión USB. Por lo tanto, el software que se ejecuta en el tablero se llama Firmware.

El entorno de desarrollo se utiliza para programar incluso otros microcontroladores, como ESP8266 y ESP32. Por lo tanto, todo es más fácil para aquellos que todavía son nuevos en la programación, ya que los IDE más complejos pueden ser atemorizantes al principio.

Aplicaciones Arduino

En el tablero, es posible conectar sensores, motores y miles de dispositivos que interactúan con el mundo. Para que pueda automatizar toda su casa, por ejemplo. Un Arduino es capaz de controlar las lámparas a partir de una señal enviada desde un teléfono celular, a través de Bluetooth o WiFi. De esta manera, es posible crear dispositivos IoT (Internet de las cosas) utilizando el microcontrolador.

Otra aplicación increíble es crear robots y carros, que pueden controlarse mediante controles remotos o pueden ser completamente autónomos. A menudo se crean robots de seguimiento de línea o robots para evitar colisiones. También es posible crear brazos robóticos utilizando servomotores, es decir, motores que tienen control de su ángulo de rotación.

Los sensores que detectan el cambio climático, la humedad, la temperatura o incluso extraen información del suelo también se usan ampliamente en proyectos con el tablero.

Por otro lado, las escuelas técnicas y las universidades utilizan la placa para la enseñanza básica de los circuitos microprocesados, ya que es una forma de tener un primer contacto muy positivo con el mundo de los microcontroladores.

Proyectos

Con el tablero, es posible construir carros con sensores ultrasónicos que eviten obstáculos. Los motores de la carretilla están controlados por un puente H.

carro con sensor ultrasónico

Mini robot que camina solo

Por otro lado, es posible agregar robustez al conjunto y usar pistas en lugar de ruedas. ¡Así se hacen los tanques con Arduino!

tanque con motor

Tanque con motores DC

¿Desea controlar pantallas o conjuntos de LED? ¡No hay problema, el microcontrolador también es capaz de hacerlo!

Matriz de LED conectada al microcontrolador

Proyecto de control de LED Matrix

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