Aprende a utilizar Arduino, criterios de selección de Arduino, manejo de entradas y salidas básicas, diagramas de conexión y ejemplos de programación con Facilino y Arduino.

¿Qué es Arduino?

• Es una plataforma de hardware libre con placas de desarrollo con microcontrolador y entorno de programación (IDE).
• Tuvo mucho éxito gracias a difundir de forma abierta los esquemas electrónicos.
• Interacciona con elementos físicos de nuestro entorno gracias a su variedad en entradas y salidas digitales y analógicas.
• Trabaja con señales de 5V de baja potencia y tiene una capacidad de procesamiento limitada.
• Placas más conocidas: Arduino Uno, Arduino Mega, Arduino Nano, Arduino Duemilanove, etc…

¿Qué podemos hacer con Arduino?

Proyectos de electrónica, por lo general sencillos. Existen una gran cantidad de fabricantes que proporcionan electrónicas preparadas para conectar todo tipo de sensores, actuadores, placas de expansión a Arduino:

• Mediciones de todo tipo de señales eléctricas, biomédicas, gases, etc…
• Control de motores CC, servo motores, motores paso a paso, etc…
• Comunicación con sensores o dispositivos inteligentes.
• Pantallas, leds, botones, acelerómetros, brújulas, magnetómetros, etc…

Todo a un precio muy asumible!

¿Qué Arduino necesito?

Claro está que depende de la aplicación… Debemos fijarnos concretamente en el número de entradas y salidas que necesitamos y fundamentalmente el tipo (analógica o digital). También es muy importante conocer si tiene hardware adicional incorporado como por ejemplo comunicación bluetooth, zigbee, etc.

Uno de los Arduinos más populares es Arduino Uno, diseñado para realizar montajes sencillos genéricos. Nuestra recomendación sin embargo es utilizar Arduino Nano v3.0 junto con una placa de expansión I/O. El motivo es bien claro, en precio el conjunto es más reducido que Arduino Uno, ofreciendo eléctricamente las mismas funcionalidades. Además tiene la principal ventaja de que la placa de expansión ofrece múltiples pines de +5V y 0V que nos permitirán conectar los diferentes sensores y actuadores de forma mucho más sencilla que con Arduino Uno (sólo dispone de unos pocos pines +5V o GND comunes a todos los dispositivos que tenemos que conectar).

Concretamente Arduino Nano v3.0 dispone de 14 E/S Digitales (numerados desde el 0 hasta el 13) y hasta 8 Entradas Analógicas. Lo que es, a veces, desconocido para mucha gente es que los pines analógicos pueden en cualquier caso utilizarse como pines de E/S Digital en caso de ser necesario (a excepción de los pines A6 y A7). Además, algunos pines pueden ofrecer una funcionalidad adicional, como por ejemplo la comunicación serie a través de los pines 0 y 1 que están conectados al puerto USB a través de un chip (FTDI en la versión oficial y CH340 en la versión china de Arduino). También ofrece funcionalidades para el control de motores con señales PWM, interrupciones (útil para pulsadores o detectores ópticos), I2C y/o SPI para la comunicación con otro tipo de dispositivos, etc. Para mayor información es conveniente mirar las especificaciones de Arduino Nano v3.0.

Entradas Digitales

Sensores tales como botones, interruptores, pulsadores, etc. son típicamente conectados como entrada digital a Arduino. Devuelven un estado de lectura HIGH o LOW en función de si la señal está a +5V o 0V, respectivamente.

A continuación se muestra un ejemplo de conexión a un pulsador, conectado a la entrada 2 digital (el módulo de pulsador incorpora una resistena anti-rebote).

Aquí podéis descargar el fichero Fritzing:

Un código de ejemplo de lectura de este pulsador utilizando Facilino sería como el mostrado a continuación:

Aquí podéis descargar el fichero Facilino:

En éste código se lee el estado del pin digital 2 y se compara con el valor «HIGH» (booleano). En caso de que sean ambos valores iguales, entonces se genera un mensaje por el puerto serie con el valor del pulsador.

Salidas Digitales

Actuadores, típicamente LEDs, zumbador (activo), relés, etc. son utilizados como salidas digitales. Pueden establecerse a dos posibles estados: HIGH o LOW.

Ojo que no podremos conectar cualquier dispositivo de salida a estos pines, ya que debemos tener la precaución que determinados elementos podrían consumir mucha corriente y por tanto debemos utilizar estas señales como señales de control, nunca como señales de potencia. En el siguiente ejemplo se utiliza un módulo de LED, que incorpora ya una resitencia, en caso de utilizar directamente un LED, deberemos incorporarla nosotros en serie. Tened en cuenta que precísamente el pin 13 que se ha utilizado para el ejemplo es el pin que Arduino Nano utiliza para encender su propio LED, con lo que observaréis que al encender el vuestro, también se enciende el LED propio de Arduino Nano.

Aquí podéis descargar el fichero Fritzing:

El siguiente código Facilino permite hacer parpadear al LED, es decir, se enciende y se apaga con una frecuencia de 1Hz (500ms encendido y 500ms apagado)

Aquí podéis descargar el fichero Facilino:

Entradas Analógicas

La gran mayoría de los sensores de Arduino proporcionan valores analógicos, esto es valores cuya señal está comprendida entre 0V y +5V. Esta señal es convertida por Arduino en un valor del tipo entero comprendido entre 0 y 1023. Por ejemplo, sensores que miden el cambio de una determinada variable física de forma analógica son los sensores de luz ambiente, potenciómetros, electródos, etc. A continuación se muestra un ejemplo de podríamos conectar una LDR (resistencia variable con la luz) a la entrada analógica A0 (también funciona con el sensor de luz TCRT5000). Si el nivel de luz aumenta, el valor de la resistencia disminuye. Este cambio lo aprovechamos para activar el propio led de Arduino conectado al pin 13.

Aquí podéis descargar el fichero Fritzing:

Un posible código para este ejemplo, en Facilino, sería como el mostrado a continuación:

Aquí podéis descargar el fichero Facilino: