Introducción a Arduino: 18 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

¿Alguna vez se ha preguntado cómo crear sus propios dispositivos como una estación meteorológica, el tablero de un automóvil para monitorear el combustible, la velocidad y el seguimiento de la ubicación o el control de sus electrodomésticos controlados por teléfonos inteligentes? ¿Qué hay de hacer sus propios dispositivos de reproducción de mp3, hacer un dispositivo de detección de huellas dactilares, un sistema de riego automático de plantas, un sensor de terremotos, un walkie talkie o un sistema de vigilancia basado en cámaras CCTV con control remoto? Si alguna vez se ha preguntado y está dispuesto a aportar su contribución a la digitalización del mundo, entonces crea que puede hacer todo lo que quiera crear y luego debe tener conocimientos básicos sobre electrónica y microcontroladores. El microcontrolador es un diseño de circuito integrado compacto que toma entradas de diferentes sensores, es decir, sensor de temperatura, sensor de detección de movimiento, sensor de búsqueda de rango, etc. y está programado para obtener la salida deseada de los actuadores, es decir, LED, motores, relés, etc. El aprendizaje, la comprensión y la fabricación de estos dispositivos en el mundo no es una tarea difícil con la gran contribución de la comunidad Arduino al mundo; es accesible para todos los aficionados e ingenieros de todo el mundo.

Arduino es una plataforma de hardware y software de código abierto para aficionados e ingenieros para leer las entradas de diferentes sensores, procesar esas entradas y proporcionar la salida deseada activando diferentes actuadores, es decir, básicamente se puede decir que Arduino puede ser el cerebro de muchos proyectos.

Paso 1: Tipos de Arduino

Hay diferentes tipos de placas Arduino con diferentes números de pines analógicos, digitales y PWM y lo mejor es que puede comenzar a trabajar fácilmente con cualquiera de ellos. Aquí se incluyen diferentes adiciones de Arduino.

● Arduino Uno

● Arduino Due

● Arduino Mega

● Placa Arduino Leonardo

● Placa Lillypad Arduino

Paso 2: Arduino Uno

La mayoría de los principiantes comienzan a usar Arduino Uno, es a bordo que tienen el microcontrolador principal ATMegga328 con memoria de 2KB SRAM Y 32KB flash, tiene 14 E / S digitales en las que 6 son PWM y 6 son pines de salida analógica. un botón de reinicio, un conector de alimentación, una conexión USB y más. Incluye todo lo necesario para sujetar el microcontrolador; simplemente conéctelo a una PC con la ayuda de un cable USB y proporcione el suministro para comenzar con un adaptador de CA a CC o una batería.

Paso 3: Arduino Due

El microcontrolador principal de Arduino Due es AT91SAM38XE que tiene una memoria SRAM de 96KB, el flash de 512KB consta de 54 pines digitales en los que 12 son PWM y tienen 16 pines de entrada analógica

Paso 4: Arduino Mega

Contiene ATmea2560 como microcontrolador con memoria de 8KB

Flash SRAM y 256KB con 54 pines de E / S digitales en los que 12 son PWM y 16 pines de entrada analógica, un botón de reinicio, un conector de alimentación, una conexión USB y un botón de reinicio. Incluye todo lo necesario para sujetar el microcontrolador; simplemente conéctelo a una PC con la ayuda de un cable USB y proporcione el suministro para comenzar con un adaptador de CA a CC o una batería. La gran cantidad de pines hace que esta placa Arduino sea muy útil para diseñar los proyectos que necesitan un montón de entradas o salidas digitales como muchos botones.

Paso 5: Arduino Leonardo

Su microcontrolador principal es ATmega32u4 que tiene memoria de 2.5KB SRAM y 32KB flash con 20 pines de E / S digitales y 12 pines de entrada analógica. La primera placa de desarrollo de un Arduino es la placa Leonardo. Esta placa usa un microcontrolador junto con el USB. Eso significa que también puede ser muy simple y económico. Debido a que esta placa maneja USB directamente, se pueden obtener bibliotecas de programas que permiten que la placa Arduino siga un teclado de la computadora, mouse, etc.

Paso 6: placa LilyPad Arduino

La placa Lily Pad Arduino es una tecnología textil electrónica que se puede llevar puesta. Cada placa se diseñó de forma imaginativa con enormes almohadillas de conexión y una parte posterior lisa para que se puedan coser en la ropa con hilo conductor. Este Arduino también se compone de E / S, energía y también placas de sensores que están diseñadas especialmente para textiles electrónicos. ¡Incluso son lavables!

Paso 7: Herramientas para el entorno de desarrollo Arduino

Lenguaje de programación Arduino:

Arduino está programado en C ++ que se usa en diferentes aspectos de proyectos como el desarrollo de software, pero para Arduino C ++ se usa con funciones adicionales. Puede crear un boceto de Arduino, el boceto de Arduino es el nombre que se le da al archivo de código Arduino. Escribe el código en Arduino IDE. Estos bocetos se pueden guardar en las carpetas del proyecto y el IDE ofrece la opción de compilar código C ++ en lenguaje de máquina y cargarlos en la placa Arduino.

IDE de Arduino

Arduino IDE (Integrated Development Environment) es la herramienta de edición, compilación y carga de código C ++ donde puede escribir su programa para programar pines IO para diversos propósitos y puede usar bibliotecas de código abierto para escribir programas sofisticados integrados con diferentes funciones que veremos más adelante discutir en detalle sobre las bibliotecas.

Paso 8: Instalación de Arduino IDE

Paso 1. Descarga Arduino IDE

Paso 2. Espere hasta que se complete el proceso de descarga.

Paso 3. Instale el software y elija los componentes que desea instalar, así como la ubicación de instalación.

Paso 4. Acepte la instalación del controlador cuando se lo solicite Windows 10

Paso 9: Instalación del controlador Arduino

Vaya a Inicio-> escriba Administrador de dispositivos '> haga doble clic en el primer resultado para iniciar el Administrador de dispositivos.

1. Vaya a Puertos> busque el puerto Arduino UNO

2. En caso de que no pueda encontrar ese puerto, vaya a Otros dispositivos y busque Dispositivo desconocido

3. Seleccione el puerto Arduino UNO> haga clic en Actualizar controlador.

4. Seleccione la opción "Buscar software de controlador en mi computadora"> vaya a la ubicación de descarga del software Arduino> seleccione el archivo arduino.inf / Arduino UNO.inf (según la versión de su software)

5. Espere hasta que Windows finalice el proceso de instalación del controlador.

Ahora que instaló el software y el controlador Arduino en su computadora, es hora de abrir su primer boceto. Seleccione su tipo de placa y puerto y cargue un programa para asegurarse de que su placa esté en funcionamiento.

Paso 10: Representación gráfica de Arduino IDE

Como Arduino IDE se usa para editar, guardar, compilar y cargar el código en Arduino, aquí está la representación gráfica de Arduino IDE.

Paso 11: para abrir un nuevo archivo en Arduino IDE

Para abrir un nuevo archivo, haga clic en archivo-> nuevo

Paso 12: para guardar el boceto de Arduino

Se abrirá un archivo nuevo

Paso 1: Para guardar el boceto de Arduino, vaya a Archivo-> guardar. Aparecerá una ventana para guardar el boceto.

Paso 2: Cambie el nombre del Arduino Sketch y haga clic en el botón Guardar. El boceto se guardará.

Paso 13: Ejemplos del programa Arduino

Arduino IDE incluye muchos programas de ejemplo para aprender y hacer proyectos a partir de ellos, estos ejemplos son sobre parpadeo de un led, salida de entrada analógica y digital, comunicación en serie, sensor, etc.

Para abrir el programa de ejemplo de parpadeo led, haga clic en Archivo-> Ejemplo-> Conceptos básicos-> Parpadeo

Paso 14: Bibliotecas Arduino

Según la comunidad de Arduino, “las bibliotecas son una colección de código que facilita la conexión a un sensor, pantalla, módulo, etc. Por ejemplo, la biblioteca LiquidCrystal incorporada facilita la comunicación con pantallas LCD de caracteres. Hay cientos de bibliotecas adicionales disponibles en Internet para descargar”. Las bibliotecas incluyen métodos y funciones comunes, como controladores de dispositivos o funciones de utilidad que usan bibliotecas; se vuelve fácil de programar sin codificar muchas líneas; puede usar funciones de preconstrucción para su programa. Hay una variedad de bibliotecas de código abierto disponibles en Internet, Arduino IDE también proporciona bibliotecas creadas por la comunidad Arduino, como bibliotecas para el control de servomotores, Ethernet, etc. Arduino IDE también ofrece la opción de instalar y usar bibliotecas externas. Cree sus propias bibliotecas e instálelas en Arduino IDE.

Método de instalación de la biblioteca Arduino

Hay dos métodos a través de los cuales podemos instalar la biblioteca en Arduino IDE, uno es a través de Arduino IDE Library Manager y el otro es mediante el uso del archivo.zip, la mayoría de las bibliotecas están disponibles en Arduino Library Manager, pero hay muchas bibliotecas que los desarrolladores las hacen por sí mismos. y hacerlos disponibles en github para que tengamos ambas opciones, pero podemos usar cualquiera de las dos.

Instalación de la biblioteca mediante el Administrador de bibliotecas

Para instalar la biblioteca usando el administrador de biblioteca, haga clic en croquis-> incluir biblioteca-> Administrar bibliotecas

Después de que se abra este administrador de bibliotecas, aquí puede ver las bibliotecas que ya están instaladas. En este ejemplo instalaremos RTCZero para esto tienes que buscar la biblioteca RTCZero cuando la encuentres elige su versión y da clic en el botón instalar, se iniciará la instalación.

Importar una biblioteca.zip

Las bibliotecas a menudo se distribuyen como archivos o carpetas ZIP. El nombre de la carpeta es el nombre de la biblioteca. Dentro de la carpeta habrá un archivo.cpp, un archivo.h y, a menudo, un archivo keywords.txt, una carpeta de ejemplos y otros archivos requeridos por la biblioteca.

Para instalar la biblioteca zip, haga clic en croquis-> Incluir biblioteca-> Agregar biblioteca.zip

La ventana Examinar se abrirá, establezca la ubicación donde se guarda la biblioteca zip y haga clic en el botón Abrir

Paso 15: Teclas de acceso directo IDE de Arduino

Arduino IDE tiene algunas teclas cortas a través de las cuales podemos hacer diferentes funciones como compilar, cargar, guardar, etc.

Paso 16: Pines IO de Arduino

Arduino es una placa de creación de prototipos que generalmente viene con una configuración diferente de pines de E / S (entrada / salida), los pines son pines analógicos o digitales,

Pin analógico

Los pines analógicos son en realidad pines de entrada que generalmente se usan para leer datos físicos como entrada o es un pin que puede leer datos físicos de sensores, un sensor es un dispositivo que puede convertir energía física en energía eléctrica. Arduino puede leer esta energía eléctrica como una señal eléctrica usando pines analógicos

Pin digital

El pin digital puede ser tanto de ENTRADA como de SALIDA, por lo que, como se le llama, puede leer ENTRADA y escribir SALIDA en formato digital. Los datos digitales tienen la forma de ALTO o BAJO, donde ALTO significa ENCENDIDO y BAJO significa APAGADO, por ejemplo, si el LED está conectado a los pines digitales de Arduino y usted programa este pin para que sea ALTO, eventualmente el LED se ENCENDERÁ y programándolo para que sea BAJO el led se apagará.

Pines de modulación de ancho de pulso

Algunos de los pines digitales en Arduino tienen la funcionalidad adicional de proporcionar salida analógica y se denominan pines PWM, la función de los pines PWM es escribir SALIDA en el rango de nivel entre los niveles ALTO y BAJO, supongamos que el led está conectado al pin PWM y desea controlar el brillo del LED o el motor está conectado al pin PWM y desea controlar la velocidad del motor, puede asignar el valor de 0-255 para controlar el brillo o la velocidad.

Paso 17: Programa Arduino LED Blink

Como Arduino IDE y el controlador están instalados, conéctese al programa

Arduino para parpadear un LED se requieren componentes que se mencionan a continuación

Componentes utilizados para el proyecto LED Blink

● Arduino Uno

● Cable USB tipo A / B

● Resistencia de 220 ohmios

● LED

● Tablero de pruebas

Esquemático

Conecte el pin 5 de Arduino Uno a la resistencia de 220 ohmios y conecte el otro pin de la resistencia al pin del ánodo (+) del LED y conecte el pin GND de Arduino Uno al pin del cátodo (-) del LED.

Programa de escritura para hacer parpadear un LED

Paso 1. Abra el IDE de Arduino.

Paso 2. Abra un nuevo boceto

Paso 3. Guarde el nuevo boceto como PROGRAMA LED PARPADEANTE y escriba el programa

Paso 4. Seleccione la placa haciendo clic en Herramientas-> Placa: -> Arduino Uno

Paso 5. Seleccione el puerto COM haciendo clic en Herramientas-> Puerto

Paso 6. Haga clic en el botón Compilar

Paso 7. Espere a que se complete la compilación y luego haga clic en el botón Cargar

Verá el mensaje "Carga finalizada" cuando vea este mensaje, el LED conectado en el pin 5 de Arduino parecerá parpadear después de un segundo.

Paso 18: Monitor en serie

El IDE de Arduino tiene una función que puede ser de gran ayuda para depurar bocetos o controlar Arduino desde el teclado de su computadora. Serial Monitor es una ventana emergente separada que actúa como un terminal separado que se comunica al recibir y enviar datos en serie.

Puede modificar el programa de parpadeo del LED para ver que el estado del LED conectado en el pin 5 de Arduino es ALTO o BAJO en su computadora usando el monitor serial de Arduino IDE usando la capacidad de comunicación serial de Arduino, para hacer esto primero debe configurar el serial La velocidad en baudios a 9600 baudios se define simplemente como la velocidad de transmisión de datos de Arduino a la computadora o viceversa en términos de bits por segundo, por lo que establecer la velocidad en baudios en 9600 es como la velocidad de transmisión de 9600 bits por segundo.

Programa de escritura para hacer parpadear un LED

Paso 1. Abra el IDE de Arduino.

Paso 2. Abra un nuevo boceto

Paso 3. Guarde el nuevo boceto como PROGRAMA DE PARPADEO LED y escriba el programa

Paso 4. Seleccione la placa haciendo clic en Herramientas-> Placa: -> Arduino Uno

Paso 5. Seleccione el puerto COM haciendo clic en Herramientas-> Puerto

Paso 6. Haga clic en el botón Compilar

Paso 7. Espere a que se complete la compilación y luego haga clic en el botón Cargar

Paso 8. Abra el Monitor serial presionando Ctrl + Shift + mo haciendo clic en la esquina superior derecha.

Paso 9. Configure la velocidad en baudios del monitor en serie, ya que tanto Arduino como la computadora deben tener la misma velocidad en baudios para la comunicación en serie.

Aquí verá que tan pronto como el LED se ponga ALTO o BAJO, el mensaje se imprime en serie en el monitor de serie