¿Qué es Arduino?

Las tarjetas Arduino son placas electrónicas popularmente utilizadas para la creación de proyectos electrónicos digitales

y análogos, las cuales contienen en una sola placa, componentes de hardware que permiten por medio de programación, conectar periférico para controlar desde motores, pantallas, otros circuitos, señales bluetooth y una infinidad de artefactos, hasta donde la imaginación y la electrónica lo permita.

El proyecto Arduino nació en 2003, como una alternativa de los estudiantes de electrónica del Instituto de Diseño Interactivo de Ivrea, Italia. Para facilitar el acceso al uso de lo electrónico y programación con un costo accesible a las placas BASIC Stamp de eso tiempos. El resultado fue la placa Arduino con todos los elementos necesarios para conectar periféricos a las entradas y salidas de un microcontrolador y que pudiese ser programada en cualquier sistema operativo promoviendo la filosofía Learning by doing.

Las tarjetas Arduino están basadas en hardware y software libre, flexible y fácil de utilizar. Bajo este concepto son dispositivos cuyas especificaciones y diagramas son de acceso público, de manera que cualquiera puede replicarlos.

 

¿Cuáles son las partes que componen una tarjeta Arduino UNO?

La tarjeta Arduino Uno está conformada por:

  1. Botón reset

Sirve para iniciar nuevamente el programa cargado en el microcontrolador.

  1. Pines de entrada y salida (2 y 3)

En donde se pueden conectar componentes que necesiten de señales digitales.

  1. Puerto USB

Es utilizado para conectar la placa con la computadora y cargar los programas al microcontrolador y también puede ser utilizado como puerto de transferencia serie a la placa, tanto como envió y recepción.

  1. Chip de interfase USB

Se encarga de controlar la comunicación por medio del puerto USB de la placa.

  1. Reloj oscilador

Encargado de marcar el ritmo con el cual se ejecutan las instrucciones del programa, estas placas tienen un reloj de 16MHz.

  1. Led de encendido

Permite identificar cuando la placa esta correctamente alimentada.

  1. Microcontrolador

Es el cerebro de las placas Arduino, es el procesador que se encarga de ejecutar las instrucciones de los programas.

  1. Regulador de tensión

Se encarga de controlar el voltaje que alimenta la placa Arduino y se envía a los pines de esta.

  1. Puerto de corriente continua

Este puerto se utiliza para darle electricidad a la placa si no se utiliza la alimentación USB.

  1. Zócalo de tensión

Aquí se encuentran los pines que alimentaremos con el circuito.

  1. Entradas Analógicas

Similares a los pines de entrada, pero esto se encargan de recibir señales analógicas.

Fuente: http://descrubrearduino.com 

 

¿Qué es un microcontrolador?

Es un circuito integrado que en su interior contiene:

  • Una Unidad Central de Procesamiento (CPU)
  • Unidades de memoria RAM y ROM
  • Puertos de Entrada, Salida y Periféricos

Y todas estas partes están interconectadas dentro del microcontrolador, en conjunto forman lo que se conoce como microcomputadora. Se puede decir que un microcontrolador es una microcomputadora encapsulada en un circuito integrado.

Principalmente el propósito de un microcontrolador es leer y ejecutar programas que el usuario escribe dentro de el y simplifica el diseño de circuitos electrónicos permitiendo la modularidad y flexibilidad.

¿Qué se puede hacer con Arduino?

Las aplicaciones de Arduino como una placa que contiene un microcontrolador son vastas y se puede decir de cierta manera que son ilimitadas por la imaginación del usuario. Comúnmente se pueden encontrar aplicaciones en campos como robótica y automatización, proyectos de telecomunicaciones, instrumentación del hogar e industria automotriz.

Algunos ejemplos son:

  • Casas inteligentes
  • Monitores de riego
  • Monitores de sensores y actuación en emergencias
  • Control de pantallas LCD
  • Sistemas para control de estacionamiento

 

¿Qué son las entradas digitales?

Son pines de la paca Arduino que permiten recibir señales digitales de 0 o 1, las cuales funcionan como 0 o 5 voltios.

¿Qué son las salidas digitales?

Son pines de la paca Arduino que permiten enviar señales digitales de 0 o 1, las cuales funcionan como 0 o 5 voltios, es importante considerar que el amperaje máximo que se puede recibir es de 40mA.

 

Pines de la placa Arduino

La placa Arduino esta conformada por los siguientes PINES, algunos son digitales, análogos y otros cuentan con funciones especializadas.

 

Entradas analógicas

La placa Arduino Uno, cuenta con 6 entradas analógicas, etiquetadas de A0 a A5, cada una de ellas proporciona 10 bits de resolución, es decir 1024 valores diferentes. Por defecto miden de tierra a 5 voltios.

Serial

Los pines 0(RX) para recibir y 1(TX) para enviar, permiten establecer comunicación serial.

Interrupciones externas

Corresponden a los pines 2 y 3, estos pines pueden configurarse para activar una interrupción en un valor bajo, un flanco ascendente o descendente o un cambio de valor.

PWM (Pulse Width Modulation)

Los pines 3,5,6,9,19 y 11 proporcionan salidas PWM de 8 bits, esta es una técnica usada para controlar el brillo del LED, el control de velocidad de un motor DC y el control de un servomotor o en donde se requiera una salida analógica con medios digitales.

SPI (Serial Peripheral Interface)

Los pines 10 (SS), 11 (MOSI), 13 (SCK), los cuales soportan la comunicación SPI, que básicamente es un bus de comunicación serial de nivel de circuitos integrados.

LED

El pin 13, esta conectado a un LED y cuando la clavija s de valor ALTO se enciende y cuando es Bajo se apaga.

TWI (Two Wire Interface)

Los pines A4 (SDA) y A5 (SCL), soportan comunicación TWI o actualmente conocida como I2C, el cual es un protocolo síncrono por medio de 2 cables.

AREF

Sirve para configurar la tensión de referencia para las entradas analógicas.

RESET

Permite reiniciar el microcontrolador.

 

Fuentes

Artículo, “Qué es Arduino, cómo funciona y qué puedes hacer con uno”
https://www.xataka.com/basics/que-arduino-como-funciona-que-puedes-hacer-uno
Artículo, “Arduino Uno, partes, componentes, para que sirve y donde comprar”
https://descubrearduino.com/arduino-uno/
Artículo, “¿Que es un microcontrolador?”
https://www.estudioelectronica.com/que-es-un-microcontrolador/
Artículo, “Aprendiendo Arduino”
https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2016/11/14/bus-i2ctwi/

 

Videos YouTube, simulaciones en Tinkercad.
https://www.youtube.com/watch?v=-TasDL8nMKs
https://www.youtube.com/watch?v=XZE8sG689Gk