Arduino

Arduino es una placa programable con entradas y salidas digitales y analógicas, cuyo bajo coste la hace ideal para iniciarse en automatización o realizar pequeños proyectos domésticos en electrónica y robótica. Esto significa que disponemos de un pequeño “autómata”, capaz de recibir información del entorno (sensores) y realizar acciones (actuadores, motores…), según un programa que introducimos con un ordenador, y que puede ejecutar de forma autónoma.

Antes de comenzar a programar con el Arduino, es necesario que conozcamos perfectamente el funcionamiento y la estructura de la misma: qué es y para qué nos sirve la placa, cómo podemos alimentarla y cómo a través del software de Arduino podemos cargar los programas y ponerlos en funcionamiento.

Hemos visto como a través del Arduino podemos entrelazar conceptos de electrónica básica (y en un futuro próximo, no tan básica) con el lenguaje de programación, viendo casi de forma inmediato los resultados de aquellos programas que estamos probando.

De esta forma los alumnos/as, pueden participar en clases mucho más interactivas que nos permitan explotar la creatividad e ilusión.

Qué modelo adquirir

Lo más normal es que para empezar se emplee un Arduino UNO . Este es el modelo más estándar y es la placa que utilizaréis de forma habitual. Para ciertos proyectos grandes, que requieran manejar un número importante de motores o servomotores(robots, máquinas de CNC, impresoras 3D) puede ser necesario pasar a un modelo con mayor número de salidas, especialmente analógicas. En ese caso lo normal es emplear una Arduino MEGA r3.

Una vez elegida la opción a comprar es determinar los componentes que vamos a necesitas para hacer nuestros circuitos y pruebas La página principal de Arduino contiene manuales y los componentes que necesites adquirir, asi como la placa.

Recursos

Todo lo que necesitas para empezar a desarrollar con Arduino lo puedes encontrar en la web: http://www.arduino.cc o en su versión en español: http://www.arduino.cc/es.

Cómo empezar

Si queremos hacer un proyecto sencillo como los que hemos visto en las actividades realizadas necesitamos  unos leds, pulsadores, resistencias, cables y por su puesto una protoboard donde realizar nuestro circuito.

También tenemos que descargar el software de Arduino aquí. Esta disponible para Windows, Mac y Linux. Utilizando esta programa tendremos que programarlo en uitlizando C. La estructura de los programas es siempre la misma:

En el apartado 1 incluimos las librerías que necesitemos, definimos las constantes y las variables.

En el apartado 2, dentro de la función setup() definimos las entradas y salidas.

En el apartado 3, dentro de la función loop() escribimos el código del programa para que haga aquello que queremos.


Si preferimos trabajar con un lenguaje de bloques, lo que se conoce como pseudocódigo, existen varias opciones, entre las que os recomiendo:

• 12Blocks : selecciona entre las opciones Arduino.
• S4A: debes actualizar el firmware para que funcione correctamente. Verás que se parece mucho a Scratch ya que es una versión modificada del mismo para trabajar con sensores, motores, pantallas LCD, etc.

A continuación os mostramos los ejemplos que hemos visto en los talleres. Las imágenes se pueden ampliar para ver mas detalladamente las conexiones.

• Paso de peatones para invidentes

Necesitamos:

• tres leds(rojo, amarillo y verde)
• una protoboard
• un pulsador
• resistencia (el valor de las mismas hará que los leds luzcan con mayor o menor intensidad)
• un zumbador
• cables de conexión

Realizamos el circuito (amplia la imagen para verlo mejor). en este caso el programa se ha hecho con el software específico de Arduino definiendo el pulsador como entrada y los leds y el zumbador como salidas. 

Funcionamiento: 

El semáforo es para los vehículos. Cuando llega un invidente presiona el pulsador para pasar por el paso de cebra. En este momento el semáforo cambia a ámbar y después a verde, a continuación suenan unos pitidos cuya frecuencia aumenta a medida que pasa el tiempo, para que sean conscientes de que queda menos tiempo para que cambie el semáforo a verde y pasen los coches.

• Barrera de paso a nivel

Necesitamos:

• una protoboard
• dos pulsadores
• resistencias
• un servo motor 
• cables de conexión

Si utilizas el software de Arduino necesitaras incluir una librería especifica para trabajar con el servo motor.

Funcionamiento: 

Se simula la barrera de un paso a nivel. En este caso al presionar uno de los pulsadores se sube la barrera y al hacerlo en el otro se bajará.

• Temperatura en una pantalla LCD

Necesitamos:

• una protoboard
• una resistencia variable
• pantalla LCD
• sensor de temperatura
• cables de conexión

Funcionamiento: 

El sensor de temperatura recoge la temperatura que hay en el ambiente y muestra su valor en la pantalla. Se actualiza cada 3 segundos para mostrar las variaciones que pueden producirse.

Anímate a probar diferentes circuitos y a programarlos, estimularás a los alumnos a probar soluciones diferentes y a estimular la creatividad. Además de trabajar los conceptos de electricidad, electrónica y de programación puede incluir que realicen con diferentes materiales un proyecto para incluir estos circuitos tal y como funcionan en el mundo real. Por ejemplo, en la primera práctica, se podría hacer un semáforo en el que oculte el circuito y un paso de cebra con sus calzadas y sus rayas blancas.

Por último, en el siguiente vídeo nos más da ídeas de lo que podemos hacer con los alumnos: