ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO EXTENSIÓN LATACUNGA De La Cruz Shingon Nelson David Tipantasi Achachi Gissela del Rocio Electrónica e Instrumentación, Segundo nivel, Escuela Politécnica del Ejército Extensión Latacunga, Marquéz de Maenza S/N Latacunga, Ecuador. Email:
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Fecha de presentación: 20 junio de 2013
ARDUINO RESUMEN Arduino es una plataforma plataforma de hardware de código abierto (hardware libre), basada en una sencilla placa con entradas y salidas, analógicas y digitales, en un entorno de desarrollo que está basado en el lenguaje de programación Processing. Es un dispositivo que conecta el mundo físico con el mundo virtual, o el mundo analógico digital. Diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares. multidisciplinares. El hardware consiste en una placa con un microcontrolador Atmel AVR y puertos de entrada/salida. Los microcontroladores más usados son el Atmega168, Atmega328, Atmega1280, Atmega1280, ATmega8 ATmega8 por su sencillez y bajo coste que permiten el desarrollo de múltiples múltiples diseños. Por otro lado el software consiste en un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje de programación Processing/Wiring y el cargador de arranque (boot loader) que corre en la placa. Arduino se puede utilizar para desarrollar desarrollar objetos interactivos autónomos autónomos o puede ser conectado a software del ordenador. Las placas se pueden montar a mano o adquirirse. El entorno de desarrollo integrado libre se puede descargar gratuitamente. Al ser un hardware libre, tanto su diseño como como su distribución son libres. Es decir, puede utilizarse libremente para el desarrollo de cualquier tipo de proyecto sin haber adquirido ninguna licencia.
ABSTRACT Arduino is a hardware platform of open source hardware (free), based on a simple board withinputs and outputs, analogue and digital, in a development environment that is based on the programming language processing. It is a device that connects the physical world with the virtual world, or the analog-digital world. Designed to facilitate the use of electronics on multidisciplinary projects. The hardware consists of a plate with an Atmel AVR microcontroller and input/output ports. The most commonly used microcontrollers are the Atmega168, Atmega328, Atmega1280, ATmega8 because of its simplicity and low cost that allow the development of multiple designs. On the other hand, the software consists of a development environment that implements the programming language processing/wiring and the boot loader (boot loader) that runs on the board. Arduino can be used to develop autonomous interactive objects or can be connected to software in the computer. The plates can be fitted by hand or purchased. The integrated development environment free can be downloaded for free. To be a free hardware, both its design and its distribution are free. In other words, it can be used freely for the development of any type of project without having acquired any license.
PALABRAS CLAVES
Micro controlador Hardware Libre Placa Arduino Bajo costo
control de los objetos físicos
KEYWORDS
Microcontroller Free Hardware plate Arduino low cost
Control of the physical objects
DESARROLLO ¿Qué es Arduino? Arduino es una plataforma de hardware libre de código abierto que fue diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos de todo tipo. Basada en una placa con un micro controlador Atmel AVR y varios puertos de entrada y salida se ha convertido en una auténtica navaja suiza para muchos usuarios. Está basada en una sencilla placa con entradas y salidas, analógicas y digitales, en un entorno de desarrollo que está basado en el lenguaje de programación Processing. Es un dispositivo que conecta el mundo físico con el mundo virtual, o el mundo analógico con el digital.
fuente de alimentación externa que a su vez le permite alimentar otros equipos y sensores. Arduino tiene también un componente de software de código abierto que es similar a C++. El entorno de desarrollo integrado (IDE) de Arduino le permite escribir código, compilarlo, y luego subirlo a tu Arduino para su utilización independiente en prototipos y proyectos. Todo esto fue diseñado para ser fácil de usar y para que los inventores y los usuarios puedan desarrollar libremente sus ideas en objetos reales.
Sus creadores son el zaragozano David Cuartielles, ingeniero electrónico y docente de la Universidad de Mälmo, Suecia y Massimo Banzi, italiano, diseñador y desarrollador Web. El proyecto fue concebido en Italia en el año 2005.
Fig. 1: Gracias a la posibilidad de usar diferentes conexiones de entrada y salida, tanto digital como analógica, los Arduino ofrecen una gran flexibilidad para los más diversos proyectos.
FUNCIONAMIENTO El hardware de Arduino es una placa de circuitos de código abierto con un microprocesador y pines de entrada/salida (I/O) para la comunicación y el control de los objetos físicos (LEDs, servos, botones, etc.). La placa de circuitos generalmente se
Fig. 2: estructura del Arduino. Arduino puede tomar información del entorno a través de sus pines de entrada de toda una gama de sensores y puede afectar aquello que le rodea controlando luces, motores y otros. El micro controlador en la placa Arduino se programa mediante el lenguaje de programación Arduino (basado en Wiring) y el entorno de desarrollo Arduino (basado en Processing). Los proyectos hechos con Arduino pueden ejecutarse sin necesidad de conectar a un ordenador, si bien tienen la posibilidad de hacerlo y comunicar con diferentes tipos de
Software(p.ej.Flash, Processing, MaxMSP). Las placas pueden ser hechas a mano o compradas montadas de fábrica; el software puede ser descargado de forma gratuita. Los ficheros de diseño de referencia (CAD) están disponibles bajo una licencia abierta, así pues eres libre de adaptarlos a tus necesidades.
¿Por qué Arduino? Hay muchos otro micro controladores y plataformas con micro controladores disponibles para la computación física. Parallax Basic Stamp, BX-24 de Netmedia, Phidgets, Handyboard del MIT, y muchos otros ofrecen funcionalidades similares. Todas estas herramientas organizan el complicado trabajo de programar un micro controlador en paquetes fáciles de usar. Arduino, además de simplificar el proceso de trabajar con micro controladores, ofrece algunas ventajas respecto a otros sistemas a profesores, estudiantes y amateurs:
experimentados. El lenguaje puede ampliarse a través de librerías de C++, y si se está interesado en profundizar en los detalles técnicos, se puede dar el salto a la programación en el lenguaje AVR C en el que está basado. De igual modo se puede añadir directamente código en AVR C en tus programas si así lo deseas.
Hardware ampliable y de Código abierto: Arduino está basado en los micro controladores ATMEGA168, ATMEGA328 y ATMEGA1280. Los planos de los módulos están publicados bajo licencia Creative Commons, por lo que diseñadores de circuitos con experiencia pueden hacer su propia versión del módulo, ampliándolo u optimizándolo. Incluso usuarios relativamente inexpertos pueden construir la versión para placa de desarrollo para entender cómo funciona y ahorrar algo de dinero.
Asequible: Las placas Arduino son más asequibles comparadas con otras plataformas de micro controladores. La versión más cara de un módulo de Arduino puede ser montada a mano, e incluso ya montada cuesta bastante menos de 60€
Multi-Plataforma: El software de Arduino funciona en los sistemas operativos Windows, Macintosh OSX y Linux. La mayoría de los entornos para micro controladores están limitados a W indows.
Entorno de programación simple y directa: El entorno de programación de Arduino es fácil de usar para principiantes y lo suficientemente flexible para los usuarios avanzados. Pensando en los profesores, Arduino está basado en el entorno de programación de Procesing con lo que el estudiante que aprenda a programar en este entorno se sentirá familiarizado con el entorno de desarrollo Arduino.
Software ampliable y de código abierto: El software Arduino está publicado bajo una licencia libre y preparada para ser ampliado por programadores
Fig. 3: Arduino con el ATMEGA328.
Variantes del Arduino Arduino Uno El Uno es un buena opción para comenzar a usar Arduino, proporciona una base sólida para los principiantes y tiene muchas de las opciones que se desea a medida que exploras la plataforma. También trabaja con casi todos los escudos
disponibles. Más adelante explicaremos que es un Shield en Arduino.
de modo que la expansión puede ser difícil.
El primer Arduino que usé fue el Uno, y personalmente creo que tiene todo lo necesario para la mayoría de proyectos básicos, es bastante asequible y la verdad si hubiese conocido esto en la universidad todo habría sido más fácil para mí.
Fig. 6: Arduino Lilypad Arduino Mega 2560
Fig. 4: Arduino Uno Arduino Nano El Nano es rasgo por rasgo casi lo mismo que el Arduino Uno, pero es aproximadamente 1/3 del tamaño y no se pueden usar shields con tanta facilidad. El Uno está destinado a ser utilizado como un elemento permanente en los proyectos o con bread boards para pruebas.
El Mega 2560 tiene más memoria y más pines de E/S que cualquier otra Arduino. Este es el Arduino más grande y mejor que puedes conseguir, pero puede que no necesites tanto poder si tus proyectos no lo requieren. Este también es un poco más caro, por lo que debes pensar si lo que quieres para un proyecto permanente o para montar y probar diferentes proyectos.
Fig. 7: Arduino Mega 2560 Arduino Fio Fig. 5: Arduino Nano Arduino Lilypad El Lilypad tiene un diseño único que se puede coser en la tela para proyectos que se puedan vestir o para arte. Por supuesto, no estás limitado a esas aplicaciones, pero los shields no funcionan en este Arduino,
El Arduino FIO está diseñado para aplicaciones inalámbricas. El usuario puede subir sus sketches con un cable FTDI o una placa adicional adaptadora Sparkfun. Además, si utiliza un adaptador de USB a XBee modificado, puedes subir tus sketches de forma inalámbrica. La tarjeta viene sin conectores pre-montados, permitiendo el uso de diversos tipos de conectores o la soldadura directa de los cables.
Tiene conexiones para una batería de polímero de Litio e incluye un circuito de carga a través de USB. En el reverso de la placa tiene disponible un zócalo para módulos XBee.
Fig. 8: Arduino Fio Accesorios de Arduino (Shields) Un shield es una placa impresa que se pueden conectar en la parte superior de la placa Arduino para ampliar sus capacidades, pudiendo ser apilada una encima de la otra. Los shields permiten añadir funcionalidad a tu Arduino al instante. Tienen pines que se colocan justo encima de tu Arduino y puedes aprovechar inmediatamente lo que sea que el shield pueda hacer. Puedes agregar múltiples shields al mismo tiempo.
Fig. 9: Accesorios de Arduino Programación (Sketches) La IDE de Arduino es una herramienta de desarrollo de plataforma cruzada escrita en Java, y que te permite controlar todas las funciones de software de tu Arduino.
Por ejmeplo, puedes usar un Arduino para que busque en Twitter por un hashtag específico (Shield de Ethernet) y luego controle un carrito a control remoto con radiofrecuencia (Shield RF) no está más allá del alcance de un solo proyecto, gracias a la flexibilidad de los shields. A continuación verás que algunos shields se parecen mucho a los mismos Arduino, pero no debes confundirte, ya que los shields carecen de la capacidad de procesamiento principal para ejecutar el código que escribas en tus sketches o bocetos (más sobre esto más adelante).
Fig. 10: Programación Cada programa que escribes recibe el nombre de sketch y se compila y se cargan en la placa Arduino con el IDE. Hay un montón de sketches gratis disponibles en internet y el IDE viene con una gran cantidad de ejemplos para que empieces a familiarizarte con casi todas las funciones que puede hacer tu Arduino.
¿Para qué sirve Arduino? En la robótica, podemos usar Arduino de 2 formas:
placa Arduino, al puerto de alimentación de la cerradura (similar al de los antiguos teléfonos Nokia) esta clave podía ser averiguada en el tiempo que se tarda en chasquear los dedos.
Arduino usarse como "cerebro" de nuestro robot, ejerciendo de controlador y coordinador del resto de partes del robot. Si queremos usar un ordenador más potente (o un portátil) como cerebro, Arduino puede servir como interfaz de control entre el ordenador y el resto de partes del robot.
Tipos de tarjetas Existen varios modelos de tarjetas Arduino, cada una tiene un tipo de interconexión con nuestro ordenador:
Tarjeta serie Tarjeta USB Tarjeta Bluetooth
La más habitual y sencilla de usar es la tarjeta USB.
Aplicaciones Cody Brocious, es programador para la Fundación Mozilla y probablemente no sea una persona muy querida para la empresa de seguridad Onity. Armado con una simple placa Arduino, Brocious demostró en una conferencia sobre seguridad en Las Vegas que podía abrir en segundos cualquier habitación de hotel cuya cerradura estuviera programada por la empresa Onity. Eso eleva la cifra de habitaciones susceptibles de ser allanadas a nada menos que cuatro millones en todo el mundo. No es que Cody tenga nada contra Onity. Nuestro hacker simplemente se propuso comprobar la seguridad de las típicas cerraduras de hotel que se abren con una tarjeta de pástico codificada. Cual no fue su sorpresa al descubrir que estas cerraduras alojan su clave de 32 bits siempre en el mismo sector de memoria y
Fig. 11: El Hacker que pudo abrir cuatro millones de suites con una placa Arduino.
CONCLUSIONES
Arduino es una plataforma de hardware libre (código abierto). Las placas Arduino son más factibles comparadas con otras plataformas de micro controladores. El software de Arduino funciona en los sistemas operativos Windows, Macintosh OSX y Linux. El software Arduino está publicado bajo una licencia libre y preparado para ser ampliado por programadores experimentados.
BIBLIOGRAFÍA Y/O ENLACES
http://proyectoarduino.wordpress.com/%C2%BFque-es-arduino/ (16 de junio de 2013)
http://www.domadis.com/2011/10/02/%C2%BFsabes-que-es-arduino-todo-lo-quenecesitas-saber-sobre-esta-plataforma-electronica-de-codigo-abierto/ (16 de junio de 2013)
http://arduino.cc/es/ (16 de junio de 2013)
http://arduino.cc/es/Guide/Introduction (16 de junio de 2013)
http://wiki.webdearde.com/index.php?title=Tutorial:_Comenzando_con_Arduino (16 de junio de 2013)
http://www.apetega.org/xor-outono08/documentacion/Linguaxe_Arduino.pdf
(16
de
junio de 2013)
http://www.taringa.net/posts/linux/14269896/Que-es-Arduino-Documental.html (16 de junio de 2013)
http://linuxzone.es/2012/03/10/que-es-arduino-te-lo-mostramos-en-un-documental/ (16 de junio de 2013)
http://arduino.cc/es/Guide/Introduction (16 de junio de 2013)
http://www.neoteo.com/comparativa-arduino-arduino-vs-el-resto-15399 (16 de junio de 2013)
