MODULO 1
MODULO 2
martes, 30 de junio de 2015
sábado, 13 de junio de 2015
2.04 Potenciómetro y LDR
2.04.1 Potenciometro
Los
potenciómetros son resistencias como las vistas en el punto 2.2 pero su valor
no es fijo, se puede modificar mediante un mando rotatorio o deslizante. Estas
resistencias variables se definen por su rango de actuación, por ejemplo de 0 a
10K Ohms.
Al
trabajar con Arduino son muy útiles porque pueden simular la señal de un sensor
o directamente podemos leer en ellos una señal analógica para controlar un
actuador, como por ejemplo la velocidad de rotación de un motor o el brillo de
un led.
Un
potenciómetro tiene 3 patillas para su conexión, los situados a los extremos se
conectan a masa y a la alimentación de 5 v indistintamente, la patilla central
se conecta a una de las entradas analógicas de Arduino.
2.04.2. LDR
Una
ldr (del inglés light-dependent resistor) es
una resistencia variable cuyo valor es inversamente proporcional a la luz que
recibe, por lo que su valor es muy bajo cuando una luz brillante incide sobre
ella y se comporta como una resistencia de muy alto valor en la oscuridad.
Las
ldr son perfectas como sensor de luz ya que con un sencillo calibrado podemos
distinguir entre un ambiente oscuro y otro bien iluminado. También mediante
unos cálculos podemos determinar los luxes que recibe.
Su
“campo de visión” es muy grande y son sensibles a las luces reflejadas lo que
es útil para la medición de iluminación en ambiente, para usos más específicos
pueden ser introducidas en un encapsulado opaco con una abertura y restringir
su campo de visión y detectar solo la luz reflejada por un determinado material
o superficie, lo que puede ser útil por ejemplo en detección de objetos o en
seguidores de líneas.
La
conexión de una ldr a Arduino sigue el mismo esquema que una resistencia
normal, hay conectarla a masa con una resistencia de alto valor para filtrar la
señal y poder leerla libre de ruido.
2.03 Botón o pulsador
Un
botón es un dispositivo de entrada de los más básicos que podemos encontrar, es
además uno de los más útiles. Básicamente se trata de un contacto abierto que se
cierra al ser accionado con el dedo.
Por
su construcción se pueden encontrar de múltiples formas, colores y materiales y
todos ellos son susceptibles de ser utilizados en un montaje con Arduino, pero
para nuestros propósitos al iniciarnos en esta plataforma utilizaremos sobre
todo los de 6 o 12 mm para montaje en pcb porque estos se instalan de forma
sencilla en una placa de prototipado.
Con
Arduino la utilización de un botón es la misma que en cualquier otro aparato,
lo usamos para decirle a Arduino que realiza alguna acción o para que dispare
algún procedimiento complejo.
Como
los botones son dispositivos que entregan una señal todo/nada los conectaremos
a cualquiera de los pines digitales que queramos habiéndolo configurado antes
como entrada.
Debido
a las características de las entradas digitales de Arduino no podemos conectar
un botón directamente a una entrada, pues captaría ruido y su comportamiento
sería errático. Las patilla que se conecta al pin de entrada de Arduino debe
ser también conectada a masa por medio de una resistencia de 10K Ohms para
filtrar la señal, la otra patilla del botón debe ir conectada a la alimentación
de 5 v.
2.02 Resistencias
Una
resistencia es, simplificando mucho, un componente electrónico cuya función es
restringir el paso de corriente eléctrica. Todos los materiales permiten más o
menos el paso de corriente eléctrica, esta capacidad se mide con un coeficiente
de resistividad que es único para cada material y es directamente proporcional
a la capacidad del material para permitir el paso de corriente.
Responde
a una ley física, la Ley de Ohm, que se formula de la siguiente forma:
R = V / I
Donde
R es la resistencia (medida en Ohmios), V el voltaje (medido en voltios) e I la
intensidad (medida en Amperios).
Las
resistencias se encuentran en una gama amplísima de valores por que es habitual
trabajar con valores de entre 1 y varios millones de Ohms, también se
encuentran en una gran variedad de tamaños en función de la intensidad que deba
atravesarlas. Además pueden encontrase en diversos tipos de encapsulado como
smd y cerámica.
Para
nuestro trabajo con Arduino, debido a que utilizaremos unas intensidades muy
bajas, trabajaremos siempre con resistencias de ¼ de watt. En cuanto a sus
valores podemos trabajar con un amplio rango, pero en la mayoría de situaciones
trabajaremos con resistencias de entre 220 Ohms y 10000 Ohms.
Habiendo
un rango tan amplio de valores y dado que su encapsulado no permite escribir en
él para identificarlas las resistencias se marcan con un código de bandas de
colores que son indicadoras de su valor.
2.01 LEDs
La
palabra LED son las abreviaturas en inglés de Light Emitting Diode, lo que se
traduce como diodo emisor de luz. En 2014 la Real Academia de la Lengua incluyó
en su diccionario la palabra “led” como palabra española con el curioso plural
“ledes”.
Los ledes se encuentran disponibles
en gran cantidad de colores y tamaños pero los que más utilizaremos con Arduino
son los de 5mm en colores como rojo, amarillo o verde por ser los más comunes y
económicos. También pueden emitir luz fuera del espectro visible como en la
banda infrarroja o en la ultravioleta.
Desde nuestro punto de vista al
utilizarlos los ledes son dispositivos de salida que podemos encender o apagar
desde los pines digitales y con los pines PWM podemos controlar la intensidad
de su brillo.
Pueden parecer pequeñas bombillas
pero a diferencia de estas no poseen un filamento incandescente, consumen muy
poca energía, no se calientan y poseen polaridad. Que posean polaridad es un
punto a tener en cuenta a la hora de conectarlos ya que si no lo hacemos de la
forma correcta el led no se encenderá.
La patilla más larga es
el, ánodo o polo positivo, que se debe conectar a la alimentación positiva
o a la señal de un pin digital. El polo negativo o cátodo es la patilla más
corta, además para ayudarnos a diferenciarlos en el contorno del encapsulado
hay una parte plana que se corresponde con el cátodo.
Otro aspecto a tener en cuenta de
los ledes es que tienen un voltaje de funcionamiento y un consumo determinado.
Su consumo es, salvo en los casos de alta potencia, de 10 mA por lo que podemos
conectar hasta 4 en una misma salida. Su voltaje de trabajo varía según su
color pero suele estar en torno a los 3 v, por lo que necesitamos una
resistencia de 220 Ohms para adaptar los 5 v de salida de los pines digitales
de Arduino al voltaje de trabajo de los ledes.
1.11 Puerto serie básico.
1.11.1. ¿Qué es el puerto serie?
El puerto serie es un puerto de
comunicación estándar en muchos sistemas digitales. Establece la comunicación
entre dos puntos a una velocidad determinada en bits por segundo (bps o
baudios).
El puerto serie puede servir tanto
para hacer que Arduino Uno comunique con un ordenador, como para hacer que dos
Arduinos “hablen” entre sí. El puerto USB, con el que Arduino conecta a tu PC,
tiene un modo de comunicación que simula un puerto serie.
Muchos de los dispositivos que
existen, usan el puerto serie como sistema de comunicación básico. Si bien
puede que no te ofrezcan una conexión física donde hacerlo, tu ordenador, tu
teléfono, tu lavadora o el ascensor de tu casa, tienen un puerto serie de
comunicación que se puede utilizar para reparar el sistema a bajo nivel.
En Arduino Uno, el puerto serie está
en los pines 0 y 1, por lo que se recomienda dejar esos pines libres a la hora
de hacer proyectos si es que quieres usar el puerto de algún modo como para
mandar datos a un ordenador o leer un sensor complejo como un GPS.
1.11.2. Envía desde Arduino
Para
probar a enviar datos desde Arduino, sólo tienes que cargar el programa
“Archivo → Ejemplos →
Analog → AnalogInOutSerial”. Este ejemplo, lee el valor de un
potenciómetro
conectado a Arduino y lo envía
de vuelta al ordenador.
Para
poder ver los datos en la pantalla, la barra de tareas del IDE de Arduino tiene
la opción “Puerto Serie”; se trata de un icono con forma de lupa. Al hacer
click sobre él, se abre una venta de diálogo que permite tanto enviar como
recibir datos de Arduino.
Si
ejecutas el mencionado ejemplo, verás una secuencia de datos que llegar a tu
ventana.
Por
otra parte, puedes probar a hacer un ejemplo sencillo de comunicación para ver
cuales son los comandos básicos para establecer la comunicación. El programa
más sencillo sería así:
void
setup() {
Serial.begin(9600);
}
Serial.begin(9600);
}
void
loop() {
Serial.println(“Hola Caracola”);
delay(100);
}
Serial.println(“Hola Caracola”);
delay(100);
}
Si
ejecutas este programa y abres el monitor serie, verás como se escribe el
mensaje “Hola Caracola” sobre el monitor a una velocidad de 10 veces por
segundo.
Verás
que hemos puesto un retardo (delay) dentro del loop. Esto es recomendable
puesto que tu Arduino Uno es capaz de enviar datos más rápido de lo que tu PC
es capaz de leer. Si no lo hicieras así, seguramente saturarías el puerto de
comunicación de tu ordenador.
1.11.3. Nuevos comandos
Serial.begin(velocidad)
establece como se ha de configurar el puerto para enviar datos entre Arduino y
el ordenador. Es importante notar que Serial.begin(9600) -tal y como lo vimos
en el ejemplo anterior- usa la velocidad de envío de datos de 9600 baudios por
el puerto. Esto quiere decir que, cada segundo, se envían 9600 bits, o 9600 1's
y 0's por el puerto. Esta velocidad es la que se usa por defecto. Prácticamente
todos los dispositivos que pueden comunicar por puerto serie, pueden hacerlo a
esa velocidad.
Serial.println(texto)
envía una cadena de texto hacia el ordenador incluyendo un final de
línea/retorno de carro al final.
1.11.4. Recibe en Arduino
El
ejemplo más sencillo para probar la comunicación desde el PC hacia Arduino Uno
se encuentra en “Archivo → Ejemplos →
Comunication → Physical Pixel”. La idea detrás de este ejemplo es transformar tu
placa en un pixel que puedas controlar remotamente desde el PC. Como Arduino
Uno tiene un led en el pin 13 que puedes controlar por software, es como si
fuera un pixel físico.
Carga
el programa en tu placa y abre el monitor serie. El campo de texto de arriba en
la ventana de diálogo te permite escribir datos através del puerto. En este
caso la hache mayúscula o “H” encenderá el led, mientras que la ele mayúscula o
“L” lo apagará. El dato no se envía automáticamente, tienes que bien hacer
click en el botón “send” o presionar “enter” en tu teclado para que se envíe el
dato.
1.11.5. Nuevos comandos (2)
Dentro
del ejemplo “Physical Pixel” verás estos comandos nuevos:
·
Serial.available()
sirve para ver si han llegado datos por el puerto serie. Al invocarlo, nos
responde con el número de datos que han llegado por el puerto y que se han
almacenado en la memoria de Arduino.
·
Serial.read()
nos devuelve el primer dato que llegó por el puerto de comunicación. Además
borra ese valor de la memoria, de modo que Serial.available() decrementará en
una unidad la próxima vez que lo llames.
1.11.6. Aplicaciones educativas
La
comunicación serie es la forma más básica de comunicación por protocolo entre
sistemas digitales. Su comprensión es fundamental para entender otros sistemas
de comunicación como redes de ordenadores y similares.
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