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INDICE Orden

Concepto

Páginas

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¿Qué es un Arduino? Ventajas del Arduino

2. HARDWARE 2.1 2.2

3-4 4-5

Placa de Arduino Entradas y salidas

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3. SOFTWARE Instalación Configuración del IDE

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3.1 3.2

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4. PRÁCTICAS Lenguaje de programación Arduino Conectar un pulsador Conectar un potenciómetro Intermitente

4.5 4.6 4.7 4.8

Alarma Secuencia de 3 LEDs Coche fantástico Coche fantástico 2

4.9 4.10 4.11

Estrella fugaz Contador Contador de 0 a 10

5. ANEXOS

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4.1 4.2 4.3 4.4

Datasheet ATmega328 Lista de instrucciones

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5.1 5.2

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1. INTRODUCCIÓN 1.1 1.2

Manual de Prácticas Arduino Uno

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1. INTRODUCCIÓN

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Este manual de prácticas sobre Arduino Uno te ayudará a realizar pequeños proyectos y familiarizarte con una programación básica utilizada en esta plataforma de hardware libre.

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1.1. ¿Qué es un Arduino? ‒ Arduino es una tarjeta electrónica que integra un microcontrolador y un conjunto de pines que actúan como entradas o salidas que permiten, mediante un determinado software, interaccionar con el medio físico.

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De esta forma se pueden crear proyectos tecnológicos y dotarlos de sensores que detecten magnitudes físicas como luz, calor, fuerza... que con ayuda de un software activarán otros dispositivos como pueden ser bombillas, diodos LEDs, pequeños motores DC, relés, etc.

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1.2. Ventajas del Arduino ‒ Hay muchas plataformas con microcontroladores disponibles para la computación física, como, Parallax Basic Stamp, BX-24 de Netmedia, Phidgets, Handyboard del MIT, entre otros. Todas estas herramientas organizan el complicado trabajo de programar un microcontrolador en paquetes fáciles de usar. Arduino, además de simplificar el proceso de trabajar con microcontroladores, ofrece otras ventajas:  • Simplifica. Arduino simplifica el proceso de trabajar con microcontroladores.

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• Bajos costos. Las placas Arduino son más accesibles comparadas con otras plataformas de microcontroladores.

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• Multi-Plataforma. El software de Arduino funciona en los sistemas operativos Windows, Macintosh OSX y Linux; mientras que la mayoría de otros entornos para microcontroladores están limitados a Windows.

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• Entorno de programación simple y directo. El entorno de programación de Arduino es fácil de usar para principiantes y flexible para los usuarios avanzados. • Software ampliable y de código abierto. El software Arduino es de distribución de licencia libre y preparado para ser adaptado por programadores experimentados. El lenguaje puede ampliarse a través de librerías de C++, y en caso de más profundización se puede dar el salto a programación en lenguaje AVR C en el que está basado.

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• Hardware ampliable y de Código abierto. Arduino está basado en los microcontroladores ATMEGA168, ATMEGA328 y ATMEGA1280. Los diseñadores de circuitos con experiencia pueden hacer su propia versión del módulo, ampliándolo u optimizándolo.

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HARDWARE

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2.1. Placa del Arduino ‒ Arduino puede tomar información del entorno a través de sus pines de entrada de toda una gama de sensores y puede afectar a aquello que le rodea controlando luces, motores y otros actuadores. El microcontrolador en la placa Arduino se programa mediante el lenguaje de programación Arduino (basado en Wiring) y el entorno de desarrollo Arduino (basado en Processing). E/S DIGITALES

MICROCONTROLADOR

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RESET

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USB

ALIMENTACIÓN EXTERNA

ALIMENTACIÓN

ENTRADAS ANÁLOGICAS

• Reset: Poniendo esta línea a LOW resetea el microcontrolador. Utilizada típicamente para añadir un botón de reset a shields que bloquean el de la placa principal.

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• E/S Digitales: - Serial: Patillas 0 (RX) y 1 (TX). Utilizado para recibir (RX) y transmitir (TX) datos serie TTL. - Interrupciones externas: Patillas 2 y 3. Estos terminales pueden ser configuradas para disparar una interrupción con un valor bajo, un pulso de subida o bajada, o un cambio de valor. - PWM: Patillas 3, 5, 6, 9. Proporcionan salidas PWM de 8 bit con la función analogWrite(). - Reset BT: Patilla 7. (solo en Arduino BT). - SPI: Patillas 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Estos terminales soportan comunicación SPI (estándar de comunicaciones, para la transferencia de información entre circuitos integrados). Aunque no está incluida actualmente al lenguaje Arduino. - LED: Patilla 13. Hay un LED conectado a este pin. Cuando el pin tiene valor HIGH, el LED está encendido, cuando el pin está en LOW, está apagado. • Microcontrolador: 14 pines configurables como entrada/salidas (I/O). Se explicará con mayor detenimiento en el apartado siguiente. • USB: Pin para la conexión con el ordenador.

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• Alimentación externa: Alimentación mediante transformador o batería.

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• Alimentación: - VIN ó 9V. Es el voltaje de entrada a la placa Arduino cuando se está utilizando una fuente de alimentación externa. - 5V. La alimentación regulada utilizada para alimentar el microcontrolador y otros componentes de la placa. - 3V3. Fuente de 3.3 voltios generada por el chip FTDI de la placa. - GND. Pines de tierra.

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• Entradas analógicas: Soportan conversiones analógico-digital (ADC) de 10 bit.

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2.2. Entradas y salidas ‒ El Arduino Uno se basa en un microcontrolador (ATmega328) que consta de 14 pines configurables como entrada/salidas (I/O) digitales que operan a 5 voltios. Cada pin puede proporcionar o recibir como máximo 40 mA. Los pines 3, 5, 6, 8, 10 y 11 pueden proporcionar una salida PWM (Pulse Wide Modulation). Si se conecta alguna entrada/salida a los pines 0 ó 1, interferirá con la comunicación USB. Los pines 0 y 1 pueden ser utilizados como puerto de comunicación serial (para la comunicación entre la placa Arduino y el ordenador)

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También tiene 6 entradas analógicas que proporcionan una resolución de 10 bits. Por defecto miden de 0 hasta 5 voltios, aunque es posible cambiarlo.

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A continuación se muestra una tabla resumen con las principales características de este microcontrolador y la configuración de sus pines: ATmega328

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5V 7-12 V 6-20 V 14 (6 proporcionan PWM) 6 40 mA 32 KB 1 KB 512 bytes 16 MHz

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Voltaje operativo Voltaje de entrada recomendado Voltaje de entrada limite Pines de entrada y salida digital Pines de entrada analógica Intensidad de corriente Memoria Flash SRAM EEPROM Frecuencia de reloj

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3. SOFTWARE [ La siguiente instalación es específica para Windows ] 3.1. Instalación

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• ¿Qué es IDE? ‒ Entorno de Desarrollo Integrado (Integrated Development Environment). Es un entorno de programación que ha sido empaquetado como un programa de aplicación; consiste en un editor de código, un compilador, un depurador y un constructor de interfaz gráfica.

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• Descarga el IDE de la página de descarga:

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http://arduino.cc/es/Main/Software#.UzdvO_l_uSoç

‒ Cuando la descarga finalice, descomprime el fichero. Haz doble click en la carpeta arduino-00XX para abrirla, dentro aparecerán una serie de ficheros.

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• Conecta la placa ‒ Conecta la placa Arduino a tu ordenador usando el cable USB el LED verde indicador de la alimentación debería quedar encendido a partir de ese momento. • Instala los drivers ‒ Cuando conectas la placa, Windows debería inicializar la instalación de los drivers.

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‒ En Windows Vista y Windows 7: Los drivers deberían descargarse e instalarse automáticamente.

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‒ En Windows XP: Se abrirá el diálogo de instalación de Nuevo Harware:

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Cuando te pregunten: ¿Puede Windows conectarse a Windows Update para buscar el software? Selecciona No, no esta vez. Haz click en Siguiente. Selecciona Instalar desde una lista o localización específica (Avanzado) haz click en Siguiente. Asegúrate que Buscar los mejores drivers en estas localizaciones esté seleccionado; deselecciona Buscar en medios removibles; selecciona Incluye esta localización en la búsqueda y navega al directorio drivers/FTDI USB Drivers dentro de la carpeta de

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Arduino que has descomprimido previamente. (La versión más reciente de los drivers se puede encontrar en la página web del fabricante delchip FTDI.) Haz click en Siguiente.

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El asistente de instalación buscará los drivers y te anunciará que encontró un "USB Serial Converter" (se traduce por Conversor USB-Serie). Haz click en Finalizar.

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El asistente de instalación de hardware volverá a iniciarse. Repite los mismos pasos que antes y selecciona la misma carpeta de instalación de los drivers. Esta vez el sistema encontrará un "USB Serial Port" (o Puerto USB-Serie).

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Puedes comprobar que los drivers se han instalado correctamente abriendo la carpeta del Administrador del Dispositivos, en el grupo Dispositivos del panel de control del sistema. Busca "USB Serial Port" (o Puerto USB-Serie) en la sección de puertos; esa es tu placa Arduino.

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3.2. Configuración del IDE • Entra a la carpeta que descomprimiste, busca y ejecuta el archivo Arduino.exe (1). Si no se ejecuta entonces ejecútalo desde administrador. • Una vez abierto el IDE de Arduino busca la pestaña “Herramientas”, y da clic en Tarjeta. Selecciona el tipo de Arduino que tienes (UNO) (2).

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• Ya estará terminada la configuración del IDE.

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[ La siguiente instalación es específica para Linux ]

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• La instalación en Linux es mucho más sencilla basta con entrar en el terminal y escribir:

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• Con esto ya estará instalada la versión estable de Arduino, Si se desea la última versión Beta o Nightly solo habrá que escribir:

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4. PRACTICAS 4.1. Lenguaje de programación Arduino

Asignar a una variable un PIN

int vble = número;

Asignar a una variable un valor

void setup()

A partir de aquí se configuran las salidas

void loop()

Inicio de un bucle (programa)

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int vble = número-de-pin;

Inicialar un PIN como salida

pinMode (número-de-pin, INPUT);

Inicializar un PIN como entrada

digitalRead(número-de-pin);

Leer el valor de la entrada

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pinMode (número-de-pin, OUTPUT);

Activar PIN

digitalWrite (número-de-pin, LOW);

Desactivar PIN

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digitalWrite (número-de-pin, HIGH)

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Delay (número);

Tiempo de espera (ms)

Definir un array

for (vble=0; vble <6; vble++)

Bucle “for” ascendente

for (vble =0; vble <6; vble -)

Bucle “for” descendente

if (vble == 0)

Bucle “if”

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int pinArray[] = {2, 3, 4, 5, 6, 7};

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· OBJETIVOS: Aprender a colocar un pulsador y su lenguaje para su correcto funcionamiento. Para ello, utilizaremos un LED para su comprobación.

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Pulsador Resistencia de 10K (para el pulsador) Diodo LED

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· INSTRUMENTOS:

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· ORGANIGRAMA Y PROGRAMA:

FECHA

NOMBRE

COLEGIO: Salesiano San Bartolomé

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MÓDULO

NOTA

FIRMA

Título:

CURSO

NÚMERO

4.2

Conectar un pulsador ESPECIALIDAD :

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PRÁCTICA


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· OBJETIVOS: - Aprender a colocar un potenciómetro y su lenguaje para su correcto funcionamiento. Para ello, utilizaremos un LED para su comprobación.

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· INSTRUMENTOS: Potenciómetro Diodo LED

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· ORGANIGRAMA Y PROGRAMA:

FECHA

NOMBRE

COLEGIO: Salesiano San Bartolomé

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MÓDULO

NOTA

FIRMA

Título:

CURSO

NÚMERO

4.3

Conectar un potenciómetro ESPECIALIDAD :

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PRÁCTICA


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· OBJETIVOS: -

Realizar un ejercicio que consiste en encender y apagar un LED que conectamos en el PIN 13 de Arduino Uno configurado como salida. El tiempo d*e encendido y apagado será de 1 segundo.

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Diodo LED

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· INSTRUMENTOS:

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· ORGANIGRAMA Y PROGRAMA:

FECHA

NOMBRE

COLEGIO: Salesiano San Bartolomé

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MÓDULO

NOTA

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Título:

CURSO

NÚMERO

4.4

Intermitente ESPECIALIDAD :

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PRÁCTICA


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· OBJETIVOS: -

Cuando se acciona el pulsador, el LED en la salida 13 se enciende y apaga de forma intermitente.

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· INSTRUMENTOS: - Diodo LED - Pulsador - Resistencia de 10K (para el pulsador)

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· ORGANIGRAMA:

FECHA

NOMBRE

COLEGIO: Salesiano San Bartolomé

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MÓDULO

NOTA

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Título:

CURSO

NÚMERO

4.5

Alarma ESPECIALIDAD :

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PRÁCTICA


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· PROGRAMA:

FECHA

NOMBRE

COLEGIO: Salesiano San Bartolomé

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NOTA

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Título:

CURSO

NÚMERO

4.5.1

Alarma ESPECIALIDAD :

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PRÁCTICA


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· OBJETIVOS: -

Encender y apagar 3 LEDs colocados en las salidas 6, 7 y 8 (PIN6, PIN7 y PIN8) con una cadencia de 200 ms. Las variables asignadas a cada LED serán ledPin1, ledPin2 y ledPin3.

3 LEDs 3 Resistencias

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· INSTRUMENTOS:

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· ORGANIGRAMA

FECHA

NOMBRE

COLEGIO: Salesiano San Bartolomé

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NOTA

FIRMA

Título:

CURSO

NÚMERO

4.6

Secuencia de 3 LEDs ESPECIALIDAD :

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PRÁCTICA


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· PROGRAMA:

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NOMBRE

COLEGIO: Salesiano San Bartolomé

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NOTA

FIRMA

Título:

CURSO

NÚMERO

4.6.1

Secuencia de 3 LEDs ESPECIALIDAD :

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PRÁCTICA


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· OBJETIVOS: - Aprender a programar secuencialmente una hilera de, en este caso, 6 diodos LEDs haciendo un juego de luces emulando el famoso “coche fantástico”.

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· INSTRUMENTOS: - 6 Diodos LEDs - 6 Resistencias de 220Ω

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· ORGANIGRAMA:

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NOMBRE

COLEGIO: Salesiano San Bartolomé

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NOTA

FIRMA

Título:

CURSO

NÚMERO

4.7

Coche fantástico ESPECIALIDAD :

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PRÁCTICA


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· PROGRAMA:

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COLEGIO:

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NOTA

Salesiano San Bartolomé FIRMA

Título:

CURSO

NÚMERO

4.7.1

Coche fantástico ESPECIALIDAD :

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· OBJETIVOS: - Al igual que en la práctica anterior, aquí el objetivo será aprender a programar secuencialmente una hilera de diodos LEDs, pero con otras instrucciones que simplificarán el programa.

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· INSTRUMENTOS: - 6 Diodos LEDs - 6 Resistencias de 220Ω

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· ORGANIGRAMA:

FECHA

NOMBRE

COLEGIO: Salesiano San Bartolomé

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NOTA

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Título:

CURSO

NÚMERO

4.8

Coche fantástico 2 ESPECIALIDAD :

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· PROGRAMA:

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NOMBRE

COLEGIO: Salesiano San Bartolomé

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NOTA

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Título:

CURSO

NÚMERO

4.8.2

Coche fantástico 2 ESPECIALIDAD :

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· OBJETIVOS: - Realizar un rayo de luz (estrella fugaz), moviéndose a través de una línea de LEDs. - Configurar la velocidad de de la “estrella”.

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· INSTRUMENTOS: - 11 Diodos LEDs - 11 Resistecias de 220Ω

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· PROGRAMA:

FECHA

NOMBRE

COLEGIO: Salesiano San Bartolomé

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NOTA

FIRMA

Título:

CURSO

NÚMERO

4.9

Estrella fugaz ESPECIALIDAD :

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PRÁCTICA


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· OBJETIVOS: - Contar las veces que se pulsa un botón conectado a la vez que encendemos un LED.

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· INSTRUMENTOS: - Diodo LED - Pulsador - Resistencia de 10K

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· ORGANIGRAMA:

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NOMBRE

COLEGIO: Salesiano San Bartolomé

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Título:

CURSO

NÚMERO

4.10

Contador ESPECIALIDAD :

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· PROGRAMA:

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NOMBRE

COLEGIO: Salesiano San Bartolomé

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Título:

CURSO

NÚMERO

4.10.1

Contador ESPECIALIDAD :

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PRÁCTICA


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· OBJETIVOS: - Como en la práctica anterior, se trata de realizar un contador, pero en este caso, cuando el valor alcance el número 10 volverá a empezar desde 0.

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· INSTRUMENTOS: - Diodo LED - Pulsador - Resistencia de 10K

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· ORGANIGRAMA:

FECHA

NOMBRE

COLEGIO: Salesiano San Bartolomé

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NOTA

FIRMA

Título:

CURSO

NÚMERO

4.11

Contador de 0 a 10 ESPECIALIDAD :

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PRÁCTICA


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· PROGRAMA:

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NOMBRE

COLEGIO: Salesiano San Bartolomé

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Título:

CURSO

NÚMERO

4.11.1

Contador de 0 a 10 ESPECIALIDAD :

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PRÁCTICA


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5. ANEXOS

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5.1. Datasheet ATmega328

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5.2. Lista de instrucciones

Utilidad

int vble = número-de-pin;

Asignar a una variable un PIN

int vble = número;

Asignar a una variable un valor

void setup()

A partir de aquí se configuran las salidas

void loop()

Inicio de un bucle (programa)

pinMode (número-de-pin, OUTPUT);

Inicialar un PIN como salida

pinMode (número-de-pin, INPUT);

Inicializar un PIN como entrada

digitalRead(número-de-pin);

Leer el valor de la entrada

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Activar PIN

digitalWrite (número-de-pin, LOW);

Desactivar PIN

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digitalWrite (número-de-pin, HIGH)

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Delay (número);

Definir un array

for (vble=0; vble <6; vble++)

Bucle “for” ascendente

for (vble =0; vble <6; vble -)

Bucle “for” descendente

if (vble == 0)

Bucle “if”

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Tiempo de espera (ms)

int pinArray[] = {2, 3, 4, 5, 6, 7};

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Instrucción

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Manual de Prácticas de Arduino Uno para alumno  

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