LABORATORIO
N° 14
PROGRAMACIÓN
GRÁFICA
I. CAPACIDAD
TERMINAL
●
Identificar
las aplicaciones de la Electrónica Digital.
●
Describir
el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de
información.
●
Implementar
circuitos de lógica combinacional y secuencial.
II. COMPETENCIA
ESPECIFICA DE LA SESION
●
Programar
la tarjeta ARDUINO UNO utilizando un lenguaje gráfico y comparar con lenguaje
de texto.
●
Conocer
el entorno de mBlock y todas sus posibilidades.
●
Realizar
programación básica utilizando software mencionado..
- CONTENIDOS A
TRATAR
●
Entorno
ARDUINO y tarjeta ARDUINO UNO
●
Entorno
de programación básica con mBlock
Arduino es una plataforma de creación de electrónica de código abierto, la cual está basada en hardware y software libre, flexible y fácil de utilizar para los creadores y desarrolladores. Esta plataforma permite crear diferentes tipos de microordenadores de una sola placa a los que la comunidad de creadores puede darles diferentes tipos de uso.
Para poder entender este concepto, primero entenderemos los conceptos de hardware libre y el software libre. El hardware libre son los dispositivos cuyas especificaciones y diagramas son de acceso público, de manera que cualquiera puede replicarlos. Esto quiere decir que Arduino ofrece las bases para que cualquier otra persona o empresa pueda crear sus propias placas, pudiendo ser diferentes entre ellas pero igualmente funcionales al partir de la misma base.
El software libre son los programas informáticos cuyo código es accesible por cualquiera para que quien quiera pueda utilizarlo y modificarlo. Arduino ofrece la plataforma Arduino IDE (Entorno de Desarrollo Integrado), que es un entorno de programación con el que cualquiera puede crear aplicaciones para las placas Arduino, de manera que se les puede dar todo tipo de utilidades.
¿Cómo funciona Arduino?
El Arduino es una placa basada en un microcontrolador ATMEL. Los microcontroladores son circuitos integrados en los que se pueden grabar instrucciones, las cuales las escribes con el lenguaje de programación que puedes utilizar en el entorno Arduino IDE. Estas instrucciones permiten crear programas que interactúan con los circuitos de la placa.
El microcontrolador de Arduino posee lo que se llama una interfaz de entrada, que es una conexión en la que podemos conectar en la placa diferentes tipos de periféricos. La información de estos periféricos que conectes se trasladará al microcontrolador, el cual se encargará de procesar los datos que le lleguen a través de ellos.
Características:
Microcontrolador ATmega328.
Voltaje de entrada 7-12 V.
14 pines digitales de I/O (6 salidas PWM). 6 entradas analógicas.
32 KB de memoria Flash.
Reloj de 16 MHz de velocidad.
ARDUINO MEGA 2560 R3
El Arduino Mega está basado en el microcontrolador ATMega2560. Tiene 54 pines de entradas/salidas digitales (14 de las cuales pueden ser utilizadas como salidas PWM), 16 entradas analógicas, 4 UARTs (puertos serie por hardware), cristal oscilador de 16 Mhz, conexión USB, jack de alimentación, conector ICSP y botón de reset. Incorpora todo lo necesario para que el microcontrolador trabaje; simplemente conectalo a tu PC por medio de un cable USB o con una fuente de alimentación externa. El Arduino Mega es compatible con la mayoría de los shields diseñados para Arduino Duemilanove, Diecimila o UNO.
Esta nueva versión de Arduino Mega 2560 además de todas las características de su sucesor, el Arduino Mega ahora utiliza un microcontrolador ATMega8U2 en vez del chip FTDI. Esto permite mayores velocidades de transmisión por su puerto USB y no requiere drivers para Linux o MAC (archivo inf es necesario para Windows) además ahora cuenta con la capacidad de ser reconocido por el PC como un teclado, mouse, joystick, etc.
Características:
Microcontrolador ATmega2560.
Voltage de entrada de – 7-12 V. 54 pines digitales de Entrada/Salida (14 de ellos son salidas PWM).
16 entradas analógicas.
256 KB de memoria flash.
Velocidad del reloj de 16 Mhz
ARDUINO LEONARDO
El Leonardo es la primera placa de desarrollo de Arduino que utiliza un microcontrolador con USB incorporado. Usando el ATmega32U4 como su único microcontrolador permite que sea más barato y más simple. También, debido a que el 32U4 está manejando el USB directamente, están disponibles bibliotecas de código que permiten a la placa emular un teclado de computadora, ratón, y más usando el protocolo USB HID!
Tiene 20 pines digitales de entrada / salida (de los cuales 7 puede utilizarse para salidas PWM y 12 entradas como analógicas), un oscilador de 16 MHz, una conexión micro USB, un conector de alimentación, un conector ICSP, y un botón de reinicio. Contiene todo lo necesario para apoyar el microcontrolador; basta con conectarlo a un ordenador con un cable USB, adaptador AC a DC o batería para empezar.
Características:
Microcontrolador ATmega32u4.
Voltaje de entrada: 7-12 V.
20 Pines digitales I/O.
7 canales PWM. 12 ADCs.
Velocidad de reloj 16 MHz.
32 KB de memoria Flash.
ARDUINO DUE
El Arduino Due es la primera placa de desarrollo de Arduino basado en ARM. Esta placa esta basada en un potente microcontrolador ARM CortexM3 de 32 bits, programable mediante el familiar IDE de Arduino. Aumenta la potencia de cálculo disponible para los usuarios de Arduino manteniendo el lenguaje lo mas compatible posible para que muchos programas puedan migrar en cuestión de minutos.
El Arduino Due dispone de 54 pines digitales de entrada / salida (de los cuales 12 pueden utilizarse para salidas PWM), 12 entradas analógicas, 4 UARTs (puertos serie), un reloj de 84 MHz, una conexión USB OTG, 2 DAC (convertidor digital a analógico), 2 TWI, un conector de alimentación, un cabezal SPI, un conector JTAG, un botón de reinicio y un botón de borrado. También hay algunas características interesantes como DACs, Audio, DMA, una biblioteca multitarea experimental y más.
Para compilar el código para el procesador ARM, necesitarás la última versión del IDE de Arduino: v1.5 (Después de un período de prueba y depuración, este reemplazará al 1.0.1 IDE al completo)
Debido a las limitaciones de tensión del sistema impuesto por el Atmel SAM3X8E, los shields de Arduino basados en los modelos de 5 V no funcionarán correctamente. Todos los shields que implementen plenamente la disposición Arduino R3 son compatibles directamente (como el Arduino WiFi y Ethernet Shield), pero otros shields podrían no ser compatibles. Tenga cuidado cuando este enchufando cosas!
Características:
Microcontrolador: AT91SAM3X8E
Voltaje de operación: 3.3 V
Voltaje de entrada recomendado: 7-12 V
Voltaje de entrada min/max: 6-20 V
Digital I/O Pins: 54 (de los cuales 12 son salida PWM)
Pines de entrada analógica: 12
Pines de salida analógica: 2
Corriente total de salida DC en todas las lineas I/O: 130 mA
Corriente DC para el Pin de 3.3 V: 800 mA
Corriente DC para el Pin de 5 V: 800 mA
Memoria Flash: 512 KB disponibles para aplicaciones del usuario SRAM: 96 KB (dos bancos: 64KB y 32KB)
Velocidad del reloj: 84 MHz
ARDUINO YÚN
El Arduino YÚN es el primer miembro de una nueva familia de Arduinos que combina el poder de Linux con la facilidad de uso de las placas Arduino.
El Arduino YÚN es la combinación de un Arduino Leonardo (basado en el procesador Atmega32U4) con un chip interno de Wifi ejecutandose Linino (una distribución GNU/Linux basada en OpenWRT). La máquina Linux está embebida en el PCB de Arduino Leonardo y ambos están comunicados, por lo que es muy fácil ejecutar comandos Arduino desde Linux y utilizar las interfaces Ethernet y Wifi.
Históricamente, la interfaz Arduino con servicios web complejos ha sido todo un reto debido a limitada cantidad de memoria disponible. Los servicios Web suelen utilizar formatos basados en texto como XML que requieren bastante memoria RAM para poder analizarlos. En Arduino Yun hemos creado una biblioteca llamada bridge, que delega todas las conexiones y el procesamiento de las transacciones de red HTTP en la máquina Linux incluida en la tarjeta.
Para hacer aún más sencilla la creación de aplicaciones complejas, el Arduino Yun viene cargado con la potencia de Temboo, una startup innovadora que proporciona un acceso normalizado a 100 + APIs, bases de datos y servicios de código a partir de un único punto de contacto, permitiendo a los desarrolladores mezclar y combinar los datos procedentes de múltiples plataformas (por ejemplo, Facebook, Foursquare, Dropbox e incluso FedEx y PayPal).
La YUN se puede programar con un cable USB de la forma Arduino clásica o através de la conexión Wi-Fi sin necesidad de conectarse físicamente. El nuevo IDE Arduino 1.5.4 tiene la capacidad de detectar cualquier Arduino Yun conectado a la red local. Al hacer click en el nombre de la tarjeta y la introducción de una contraseña es todo lo que se necesita para programar una YUN.
Especificaciones Técnicas:
Microcontrolador ATmega32u4
Tensión de trabajo 5 V<
Tensión de entrada (recomendada) 5 V via microUSB o PoE 802.3af
Tensión de entrada (limites) 6-20 V
Pines Digitales I/O 14
Canales PWM 7>
Canales de entrada analógica 6 (más 6 multiplexados en 6 pines digitales)
Corriente DC por pin I/O 40 mA
Corriente DC por pin a 3.3 V 50 mA
Memoria Flash 32 KB (ATmega32u4) de los cuales 4 KB se usan para el bootloader
SRAM 2.5 KB (ATmega32u4)
EEPROM 1 KB (ATmega32u4)
Velocidad del reloj 16 MHz
MIPS 24K trabajando el microprocesador a 400 MHz
DDR2 64 MB de RAM y 6 MB SPI Flash
Completa IEEE 802.11bgn 1×1 AP o router
Dispositivo host USB 2.0 poE compatible 802.3af
Soporte para tarjeta MicroSD
ARDUINO PRO MINI 328, 5 V, 16 MHz
Arduino Pro Mini no viene provisto de conectores para que pueda soldar un cable en cualquier conector con cualquier orientación que necesita. Recomendamos a los usuarios que comienzan con Arduino que usen el Duemilanove. Es una gran placa que lo llevará a trabajar rápidamente. La serie Pro Arduino está destinada a los usuarios que entienden las limitaciones de tensión del sistema (5 V), la falta de conectores USB, etc.
Realmente queríamos para reducir al mínimo el costo de un Arduino. La Arduino Pro Mini es como el Arduino Mini (los mismos pines), pero para mantener el bajo costo, utilizamos todos los componentes SMD, circuito impreso de dos capas, etc. Esta placa se conecta directamente a la placa base FTDI Breakout y soporta auto-reset. La Arduino Pro Mini también funciona con el cable FTDI pero el cable FTDI no llevar a cabo el pin DTR por lo que la función de auto-reset no funcionará.
Caracteristicas:
ATmega328 funcionando a 16 MHz con resonador externo (0,5% de tolerancia)
Conexión USB de placa
Soporta auto-reset
Regulador de 5V Salida máxima de 150 mA
Protección contra sobreintensidad
Protegido contra inversión de polaridad
Entrada de CC 5 V hasta 12 V
LEDs de presencia de tensión y de estado
ARDUINO ETHERNET
Tarjeta única que integra el ATMEGA328, el microcontrolador Arduino Uno con el Arduino Ethernet Shield. Tiene 14 pines de entradas/salidas digitales, 6 salidas analógicas, un oscilador de 16 MHz de cristal, una conexión RJ45, un conector Jack, un cabezal ICSP y un botón reset.
También podría añadirse un módulo Power over Ethernet (PoE) a esta tarjeta.
El Ethernet difiere de otras tarjetas en que no tiene un chip driver USB a serie incorporado, pero tiene una interface Wiznet Ethernet. Esta es la misma interface encontrada en los dispositivos Ethernet Shield.
Incorpora un lector de tarjetas microSD, que puede ser usado para guardar archivos que sirvan en la red, accesibles a través de la librería SD. El pin 10 está reservado para la interface Wiznet. El SS para la tarjeta SD está en el pin 4.
El pin 6 para el cabezal de programación serie es compatible con el cable USB FTDI o con las tarjetas USB a serie FTDI-style básica. Incluye soporte para reseteo automático, permite que los códigos sean subidos sin presionar el botón de reset de la tarjeta. Cuando se conecta a un adaptador USB a serie, el Arduino Ethernet es alimentado desde el adaptador.
Memoria:
El ATmega328 tiene 32 KB (con 0.5 KB usados por el gestor de arranque). También tiene 2 KB de SRAM y 1 KB de EEPROM (que se puede leer y escribir con la librería EEPROM).
Comunicación:
El Ethernet Arduino tiene grandes facilidades para comunicarse con tu computador, otro Arduino u otros microcontroladores.
La librería SoftwareSerial permite la comunicación serie con cualquiera de los pines digitales del Uno.
El ATmega328 también soporta comunicación TWI y SPI. El software Arduino incluye una librería Wire para simplificar el uso del bus TWI; ver la documentación para más detalles. Para la comunicación SPI, usar la librería SPI.
Esta tarjeta también se puede conectar a una red de cables vía Ethernet. Cuando se conecta a una red, necesitarás darle una dirección IP y una dirección MAC. La librería Ethernet es totalmente compatible.
El lector de tarjeta microSD incluido se puede acceder vía librería SD. Cuando se trabaja con esta librería, el SS está en el pin 4.
Características:
Microcontrolador: ATmega328.
Voltaje de operación: 5 V.
Voltaje de salida de conexión (recomendada): 7-12 V.
Voltaje de salida de conexión (límites): 6-20 V.
Pines de entrada/salida digitales: 14 (4 de los cuales proveen salida de PWM).
Pines Arduino reservados:
10 a 13 usados para SPI.
4 usados para tarjeta SD.
2 de interrupción W 5100 (cuando está en puente).
Pines de salida analógicos: 6.
Corriente DC por cada pin de entrada/salida: 40 mA.
Corriente DC para pines de 3.3 V: 50mA.
Memoria flash: 32Kb (ATmega328) de os cuales 0.5 Kb son usados por el gestor de arranque.
SRAM: 2 Kb (ATmega328).
EEPROM: 1 Kb (ATmega328).
Velocidad de reloj: 16 MHz.
Controlador Ethernet integrado W 5100 TCP/IP.
Tarjeta Micro SD, con transistores de voltaje activos.
GND. Pines de tierra.
El módulo opcional PoE es diseñado para extraer energía desde un cable Ethernet categoría 5 de par trenzado:
Certificado por la IEEE802.3af.
Baja salida de ruido y onda (100 mVpp).
Rango de entrada de voltaje de 36 V a 57 V.
Protección de sobrecarga y cortocircuito.
Salida de 9 V.
Convertidor DC/DC de alta eficiencia: tipo 75% @ 50% de carga.
Aislamiento de 1500 V (entrada a salida).
ARDUINO NANO
El Arduino Nano es una pequeña, pero poderosa tarjeta basada en el ATmega328. Posee las mismas funcionalidades que un Arduino UNO, solo que en un tamaño reducido. Para programarla solo se necesita de un cable Mini USB.
Características:
Microcontrolador: ATMega328
Voltaje de operación: 5 V
Voltaje de alimentación (Recomendado): 7-12 V
I/O Digitales: 14 (6 son PWM)
Memoria Flash: 32 KB
EEPROM: 1KB
Frecuencia de trabajo: 16 MHz
Dimensiones: 0.73″ x 1.70″
ARDUINO FIO
El Arduino Funnel I / O (FIO) es una placa diseñada por Shigeru Kobayashi, basado en el diseño original de LilyPad.
Funnel es un conjunto de herramientas para ejecutar su idea físicamente, y se compone de bibliotecas de software y hardware. Mediante el uso de Funnel, el usuario puede interactuar con los sensores y/o actuadores con varios lenguajes de programación tales como ActionScript 3, Processing, y Ruby.
Arduino Fio es compatible con Funnel. Tiene conexiones para una batería de polímero de litio e incluye un circuito de carga a través de USB. Un zócalo XBee está disponible en la parte inferior de la placa. El Fio ha sido diseñado para ser reprogramable de forma inalámbrica.
Nota: El conector miniUSB se utiliza para cargar la batería solamente. Para cargar nuevo firmware, necesitará una conexión serie externa a través de un FTDI Basic, cable FTDI, u otra conexión serie.
Nota: El zócalo XBee y conexión FTDI viven en los mismos pines TX / RX del ATmega328. Usted tendrá que quitar el módulo XBee mientras reprograma mediante serie. Le recomendamos que utilice un gestor de arranque inalámbrico siempre que sea posible para evitar este paso.
Características:
ATmega328V funcionando a 8MHz
Arduino Bootloader
XBee socket
Compatible con baterías de polímero de litio
Cargador LiPo MCP73831T
Reset button
On/Off Switch
Status/Charge/RSSI LEDs
ARDUINO LYLIPAD 328
Tarjeta de desarrollo Arduino LilyPad consistente en un ATmega 328 con el gestor de arranque Arduino y un mínimo número de componentes externos para mantenerlo lo más pequeño y simple posible. La tarjeta funciona desde 2 a 5 V. La versión más nueva del LilyPad presenta un reseteo automático para una programación aún más fácil. ¡La parte de atrás del LilyPad es completamente plana! Ahora usamos un conector de programación de montaje en superficie para que el conector tenga un contacto correcto.
Esta versión del LilyPad ahora usa el nuevo ATmega328 a 8 MHz. Arduino 0016 es compatible con el Arduino Pro Mini 328/8 MHz. Usa esta configuración cuando trabajes con el LilyPad 328.
El LilyPad es una tecnología desarrollada por Leah Buechley y diseñada en coordinación con Leah y SparkFun. Cada LilyPad fue diseñado de manera creativa para que tengan grandes pads de conexión que le permiten ser cosidas a cualquier prenda. Varias entradas, salidas, formas de alimentación y sensores están disponibles para su uso.
Dimensiones
50 mm de diámetro externo.
Delgado PCB de 0.8mm.
Tareas del laboratorio:
QUE APRENDÍ:
- Aprendí a grabar una programación en el arduino teniendo en cuenta que debe estar correctamente conectado con el ordenador y este lo reconozca.
- Aprendí que el arduino se puede resetear en caso que no funcione el código correctamente.
OBSERVACIONES:
- Se observó que la programación en el arduino debe ser clara y también se debe respetar minuciosamente la escritura de todos los comandos para un buen funcionamiento.
- Se observó que para grabar una programación en el arduino primero debemos darnos cuenta de que el arduino esté correctamente conectado con el ordenador y este lo reconozca o en caso contrario instalar los drivers correspondientes.
- Se observó en el laboratorio que al utilizar el Arduino, tuvimos que conectar a nuestra PC y hacer las respectivas configuraciones para que funcione de manera correcta y proceder a programar.
- Se observó en el Arduino que una vez hecho la programación y cuando procedemos a compilar y subir esta información, el Arduino tiene la capacidad de grabar la información y no borrarse, por más que este no esté conectado a una fuente.
- Se observó que si la programación está mal hecha, el programa no podrá compilar, ni mucho menos subir al Arduino la información.
- Se observó que en el Arduino contiene entradas y salidas de tipo digital y analógico, de los cuales se utilizará de acuerdo que queremos programar.
CONCLUSIONES:
- Se concluye que el comando "if" nos permite insertar condiciones y cuando estas se cumplen se ejecuta una serie de declaraciones (operaciones) que se escriben dentro de llaves.
- Se concluye que el arduino se enfoca en acercar y facilitar el uso de la electrónica y programación de sistemas con sus diferentes herramientas y su sencilla práctica.
- Se concluye que se logró aprender el lenguaje de programación básico del arduino para así poder empezar a programar.
- Se concluye que se logró realizar durante el laboratorio una programación básica en las diferentes tareas.
- Se concluye que para poder programar es necesario saber el lenguaje de programación del Arduino y todos los comandos que este utiliza.
- Se concluye que el Arduino es una plataforma de prototipos para programación más fáciles de poder entender y poder empezar a programar.
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