Arduino

 

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION UNIVERSITARIA U.P.T. “JOSE FELIX RIBAS”  MISION SUCRE BARINAS-BARINAS

PROFESOR: MERKY ABREU T1-P2 BACHILLER: AURIMAR GARCIA C.I 25.797.764

Barinas, Diciembre 2015.

 

INTRODUCCION En el mundillo de la informática hay una corriente que de a poco está ganando cada vez más fuerza. Se trata de las filosofías libres. En los últimos años el software libre ha ganado muchísimo terreno, desde el código que da vida a infinidad de sitios en Internet, hasta el  el  sistema operativo más común en dispositivos móviles a día de hoy, todo construido sobre usando como base software de código abierto. Hacer libre el software no es demasiado difícil. Solo hace falta que quién invierte tiempo desarrollando código esté dispuesto a compartir su tiempo y esfuerzo con otras personas de manera íntegra. El software es replicable con impresionante facilidad, cosa que no es tan sencilla de hacer con el hardware, por lo que pensar el hardware libre requiere tener mucha visión. De eso se trata Arduino, trata Arduino,   un sistema que desde hace ya casi una década sirve como núcleo del hardware libre, hay muchos otros microcontroladores y plataformas microcontroladoras disponibles para computación física. Parallax Basic Stamp, Netmedia’s BX-24, Phidgets, MIT’s Handyboard, y muchas otras ofertas de funcionalidad similar. Todas estas herramientas toman los desordenados detalles de la programación de microcontrolador y la encierran en un paquete fácil de usar. Arduino también simplifica el proceso de trabajo con microcontroladores, pero ofrece algunas ventajas para profesores, estudiantes y aficionados interesados sobre otros sistemas.  Arduino se trata de un microcontrolador, una microcontrolador,  una placa, un pequeño sistema de procesamiento. Sin embargo, su condición de sistema libre ha propiciado tantas variaciones de lo mismo, que  Arduino no es es una pieza pieza de hardware hardware única, y de hecho hecho podemos podemos encontrar encontrar tantas configuraciones como desarrolladores dispuestos a hacer cambios en los esquemas puedan existir. Pero claro, debemos cuando menos darle una razón de ser a Arduino. Para ello tenemos que saber qué hace exactamente un microcontrolador. La respuesta, de nuevo, es que depende de la configuración.  Así, encontraremos encontraremos placas placas de Arduino capaces capaces de dar vida a un a un teléfono móvil, un móvil, un mando a distancia, consolas distancia, consolas portátiles, portátiles, y  y hasta cámaras hasta cámaras fotograficas.  fotograficas. 

Que es Arduino:  Arduino es una plataforma de prototipos electrónica de código abierto (opensource) basada en hardware y software flexibles y fáciles de usar. Está pensado para artistas, diseñadores, como hobby y para cual cualquiera quiera interesado en crear c rear objetos o entornos interactivos; Arduino puede sentir el entorno mediante la recepción de entradas entr adas desde una variedad vari edad de sensores y puede afectar af ectar a su alrededor mediante el control de luces, motores y otros artefactos.

 

El microcontrolador microcontrol ador de la placa se programa pr ograma usando el Arduino Programming Language (basado en Wiring) y el Arduino Development Environment  (basado   (basado en Processing), los proyectos proyect os de Arduino pueden ser autonomos autonom os o se pueden comunicar con software en ejecución en un ordenador (por ejemplo con Flash, Processing, MaxMSP , etc.). Las placas se pueden ensamblar a mano o encargarlas preensambladas; el software se puede descargar gratuitamente, los diseños de referencia del hardware (archivos CAD) están disponibles bajo licencia open-source, por lo que eres libre de adaptarlas a tus necesidades.  Arduino recibió una mención honoríca honoríca en la sección Digital Communities del Ars Electronica Prix  en  en 2006.

Lenguaje de Programación del Arduino:  Arduino:  La estructura básica del lenguaje de programación de Arduino es bastante simple y se compone de al menos dos partes. Estas dos partes necesarias, o funciones, encierran bloques que contienen declaraciones, estamentos o instrucciones. void setup() //Primera Parte {

estamentos;

} void loop() //Segunda Parte { estamentos; } En donde setup() es la parte encargada de recoger la configuración y loop() es la que contiene el programa que se ejecutará cíclicamente (de ahí el término loop  – bucle-). Ambas funciones son necesarias para que el programa trabaje. La función de configuración (setup) debe contener la declaración de las variables. Es la primera función a ejecutar en el programa, se ejecuta sólo una vez, y se utiliza para configurar o inicializar pinMode (modo de trabajo de las E/S), configuración de la comunicación en serie y otras. La función bucle (loop) siguiente contiene el código que se ejecutara continuamente (lectura de entradas, activación de salidas, etc) Esta función es el núcleo de todos los programas de Arduino y la que realiza la mayor parte del trabajo.

SETUP()

 

La función setup() se invoca una sola vez cuando el programa empieza. Se utiliza para inicializar los modos de trabajo de los pins, o el puerto serie. Debe ser incluido en un programa aunque no haya declaración que ejecutar. Así mismo se puede utilizar para establecer el estado inicial de las salidas de la placa. void setup() { pinMode(pin, OUTPUT); // configura el 'pin' como salida digitalWrite(pin, HIGH); // pone el ‘pin’ en estado HIGH  }

LOOP() Después de llamar a setup(), la función loop() hace precisamente lo que sugiere su nombre, se ejecuta de forma cíclica, lo que posibilita que el programa esté respondiendo continuamente ante los eventos que se produzcan en la placa. void loop() { digitalWrite(pin, HIGH); // pone en uno (on, 5v) el 'pin' delay(1000); // espera un segundo (1000 ms) digitalWrite(pin, LOW); // pone en cero (off, 0v.) el 'pin' delay(1000); }

FUNCIONES Una función es un bloque de código que tiene un nombre y un conjunto de instrucciones que son ejecutadas cuando se llama a la función. Son funciones setup() y loop() de las que ya se ha hablado. Las funciones de usuario pueden ser escritas para realizar tareas repetitivas y para reducir el tamaño de un programa. Las funciones se declaran asociadas a un tipo de valor “type”. Este valor será el que devolverá la función, por ejemplo 'int' se utilizará cuando la función devuelve un dato numérico de tipo entero. Si la función no devuelve ningún valor entonces se colocará delante la palabra “void”, que significa “función vacía”. Después de declarar el tipo de dato que devuelve la función se debe escribir el nombre de la función y entre paréntesis se escribirán, si es necesario, los parámetros que se deben pasar a la función para que se ejecute.

 

type nombre Función(parámetros) { Instrucción; } La función siguiente devuelve un número entero, delayVal() se utiliza para poner un valor de retraso en un programa que lee una variable analógica de un potenciómetro conectado a una entrada de Arduino. Al principio se declara como una variable local, 'v' recoge el valor leído del potenciómetro que estará comprendido entre 0 y 1023, luego se divide el valor por 4 para ajustarlo a un margen comprendido entre 0 y 255, finalmente se devuelve el valor 'v' y se retornaría al programa principal. Esta función cuando se ejecuta devuelve el valor de tipo entero 'v'. int delayVal() { int v;

// crea una variable temporal 'v'

v= analogRead(pot); // lee el valor del potenciómetro v /= 4; // convierte 0-1023 a 0-255 return v; // devuelve el valor final }

{} ENTRE LLAVES Las llaves sirven para definir el principio y el final de un bloque de instrucciones. Se utilizan para los bloques de programación setup(), loop(), if.., etc.

type funcion() { instrucciones; } Una llave de apertura “{“ siempre debe ir seguida de una llave de cierre “}”, si no es así el programa dará errores.

El entorno de programación de Arduino incluye una herramienta de gran utilidad para comprobar el total de llaves. Sólo tienes que hacer click en el punto de inserción de una llave abierta e inmediatamente se marca el correspondiente cierre de ese bloque (llave cerrada).

 

; PUNTO Y COMA El punto y coma “;” se utiliza para separar instrucciones en el lenguaje de programación de Arduino. También se utiliza para separar elementos en una instrucción de tipo “bucle for”.  

int x = 13; /* declara la variable 'x' como tipo entero de valor 13 */ Nota: Olvidaos de poner fin a una línea con un punto y coma o se producirá en un error de compilación. El texto de error puede ser obvio, y se referirá a la falta de una coma, o puede que no. Si se produce un error raro y de difícil detección lo primero que debemos hacer es comprobar que los puntos y comas están colocados al final de las instrucciones.  /*… */ BLOQUE DE COMENTARIOS COMENTARIOS 

Los bloques de comentarios, o comentarios multi-línea son áreas de texto ignorados por el programa que se utilizan para las descripciones del código o comentarios que ayudan a comprender el programa. Comienzan con / * y terminan con * / y pueden abarcar varias líneas. /* esto es un bloque de comentario no se debe olvidar cerrar los comentarios estos deben estar equilibrados */ Debido a que los comentarios son ignorados por el compilador y no ocupan espacio en la memoria de Arduino pueden ser utilizados con generosidad. También pueden utilizarse para "comentar" bloques de código con el propósito de anotar informaciones para depuración y hacerlo mas comprensible para cualquiera. Nota: Dentro de una misma línea de un bloque de comentarios NO se puede escribir otro bloque de comentarios (usando /*..*/).

 // LÍNEA DE COMENTARIOS COMENTARIOS Una línea de comentario empieza con // y terminan con la siguiente línea de código. Al igual que los comentarios de bloque, los de línea son ignoradas por el programa y no ocupan espacio en la memoria. // esto es un comentario

 

  Una línea de comentario se utiliza a menudo después de una instrucción, para proporcionar más información acerca de lo que hace ésta o para recordarla más adelante. 

Lenguaje C C es un  un lenguaje de programación originalmente desarrollado por  Dennis M. Ritchie entre 1969 entre 1969 y 1972 en losLaboratorios losLaboratorios Bell, Bell,2 como evolución del anterior lenguaje B, lenguaje  B, a  a su vez basado en BCPL. en BCPL.    Al igual que B, es un lenguaje orientado orientado a la implementa implementación ción de Sistemas de Sistemas Operativos,   concretamente Unix. Operativos, concretamente Unix.   C es apreciado por la eficiencia del código que produce y es el lenguaje de programación más popular para crear software de sistemas, aunque también se utiliza para crear aplicaciones. Se trata de un lenguaje de tipos de datos estáticos, débilmente tipificado, de medio de  medio nivel pero con muchas características de  de  bajo nivel.  nivel.  Dispone de las estructuras típicas de los lenguajes los lenguajes de alto nivel pero, a su vez, dispone de construcciones del lenguaje que permiten un control a muy  muy  bajo nivel.  nivel.  Los compiladores suelen ofrecer extensiones al lenguaje que posibilitan mezclar código en ensamblador en  ensamblador con código C o acceder directamente amemoria a memoria o dispositivos periféricos.   periféricos. La primera estandarización del lenguaje C fue en ANSI, en ANSI,   con el estándar X3.1591989. El lenguaje que define este estándar fue conocido vulgarmente como  ANSI C. C.   Posteriormente, en 1990, fue ratificado como estándar  ISO( estándar  ISO(ISO/IEC ISO/IEC 9899:1990). La adopción de este estándar es muy amplia por lo que, si los programas creados lo siguen, el código es portable entre plataformas y/o arquitecturas.

ID Oficial del Arduino IDE oficial de Arduino. 1.6.6 ARDUINO El código abierto Arduino Software (IDE) hace que sea fácil de escribir código y subirlo a la junta. Se ejecuta en Windows, Mac OS X y Linux. El entorno está escrito en Java y basadas en el procesamiento y el otro software de código abierto Este software se puede utilizar con cualquier placa Arduino. Consulte la Getting Started la página para ver las instrucciones de instalación. 1.6.5 ARDUINO. IDE Arduino que se puede utilizar con cualquier placa  Arduino, incluyendo incluyendo el Arduino Yun y Arduino DUE. Consulte la Getting Started la página para ver las instrucciones de instalación.

 

Instalar el entorno de desarrollo para  Arduino. 1. Descargamos Arduino IDE desde la  la   página de software,  software,  debemos escoger cual descargaremos de acuerdo a nuestro sistema operativo. En el caso de que nuestro sistema operativo sea Linux tenemos información mas detallada aquí detallada  aquí y para usuarios OS X después de descargar el entorno de desarrollo (IDE), ejecuta el comando macosx_setup.command. Esto corrige los permisos de uso de diversos *ficheros y pedirá una contraseña. Necesitaremos reiniciar el ordenador antes de ejecutar este script. 2. Descomprimimos los controladores USB para el procesador FTDI de nuestro  Arduino. Estos controladores controladores deberán deberán estar en la carpeta drivers drivers de la aplicación Arduino IDE. En OS X el archivo debemos imagen FTDIUSBSerialDriver_v2_2_6_Intel.dmg FTDIUSBSerialDriver_v2_2_6_Int el.dmg y

montar ejecutar

la el

programa FTDIUSBSerialDriver.pkg. Estos controladores también se pueden encontrar en la página la  página oficial.  oficial.  3. Conectamos Arduino al ordenador por medio de el cable USB, la fuente de alimentación en el Arduino UNO se escoge automáticamente. Cuando vamos a hacer ha cer pruebas pr uebas con LEDs que no tienen gran requerimiento r equerimiento de corriente podemos trabajar solamente con el voltaje que provee la conexión USB, si vamos a trabajar con motores u otros dispositivos que requieren mas corriente es necesario conectar la fuente fu ente externa también t ambién -el voltaje que necesita para un buen funcionamiento Arduino va desde 6V hasta 25V-. 4. En Windows, se ejecutará automáticamente el asistente para Añadir

nuevo hardware. Seleccionaremos la opción de No conectarse a Windows Update y pulsamos en Siguiente.  Ahora seleccionamos “Instalar a partir de una lista o una ubicación específica (Avanzado)” y pulsamos en Siguiente.  Debemos asegurarnos de que la opción “Buscar el mejor driver en esta localización” está seleccionada, seleccionar la opción “Incluir esta localización en la búsqueda” y buscar en el menú desplegado la ubicación de

 

la carpeta descomprimida en el paso número 2  y seleccionarla, pulsar Siguiente. 5. Arduino utiliza para escribir el software lo que denomina sketch (programa), estos programas son escritos en el editor

de texto  de Arduino IDE. Ejecutamos Arduino IDE y abrimos el sketch de ejemplo llamado “LED blink” en el siguiente menú:  File > Sketchbook > Examples > led_blink.  6. Ahora veremos el código del ejemplo LED blink . Verificamos en el menú: Tools > Serial Port  que Arduino IDE reconozca correctamente nuestra placa y la escogemos. 7. Para cargar el sketch a nuestra placa Arduino debemos pulsar en Upload. Si observamos el codigo de el sketch que escogimos hace referencia al pin 13 de nuestra placa, lo que nos indica que ese pin es el que controlara.

 

CONCLUSION  Arduino se puede utilizar para desarrollar desarrollar elementos autónomos, autónomos, o bien conectarse a otros dispositivos o interactuar con otros programas, para interactuar tanto con el hardware como con el software. Nos sirve tanto para controlar un elemento, pongamos por ejemplo un motor que nos suba o baje una persiana basada en lalaluz que haya ydegracias a un sensor conectado para transformar información una fuente, como puede ser al unArduino, teclado, oy bien convertir la información a algo que entienda por ejemplo un ordenador.  Así, podemos catalogar catalogar los usos que podemos darle a Arduino en dos grandes grupos:  Aquellos en los que el Arduino es utilizado como microcontrolador, microcontrolador, tiene un programa descargado desde un ordenador y funciona de forma independiente de éste, y controla y alimenta determinados dispositivos y toma decisiones de acuerdo al programa descargado e interactúa con el mundo físico gracias a sensores y actuadores. Un ejemplo sería este uso de Arduino para el control de este agente autónomo que sigue una línea: La placa Arduino Ar duino hace de interfaz entre un ordenador o rdenador (como podría p odría ser una Raspberry Pi) u otro dispositivo , que ejecuta una determinada tarea, para traducir dicha tarea en el mundo físico a una acción (actuadores). Y viceversa, gracias a sensores que están conectados a la placa Arduino podemos hacer que el ordenador ejecute determinada acción. Por ejemplo esta  esta  placa de Pimoroni para simplificar la creación de un cabinet de videojuegos: