Tema 5 - Programacion Con Arduino

SEI Samuel Fernández Blanco

 S       I S

PROGRAMACIÓN

T E M

FUNDAMENTOS PARA ARDUINO

A S

E       L E C T R Ó N I C O E

D

S

N

Ó

I

C

A

M

R

O

F

N

I      

P ROGRAMACIÓN  ROGRAMACIÓN  

S.E.I.

PROGRAMACIÓN . FUNDAMENTOS PARA ARDUINO 1. 2.

 Arduino __________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________ __ 4 Características Hardware __________________________________________________________ __________________________________________________________ 5 

2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 3.

Microcontrolador ____________________________________________________________________ 5 E/S digitales ________________________________________________________________________ 5 Entradas Analógicas _________________________________________________________________ 5 Salidas PWM _______________________________________________________________________ 5 Comunicaciones ____________________________________________________________________ 5 Proceso de programación ______________________________ _________________________________________________________ ___________________________ 6 

5.1. 5.2. 5.3.

Definición del Problema ______________________________________________________________ 6 Análisis del Problema ________________________________________________________________ 6 Diseño de la solución ________________________________________________________________ 7

5.4. 5.5. 5.6. 5.7. 5.8.

Codificación ________________________________________________________________________ 8 Prueba y Depuración Depuración (Puesta a Punto o Testing) ________________________________ _________________________________________ _________ 9 Documentación _____________________________________________________________________ 9 Implementación (Producción) ________________________________________________________ 10 Mantenimiento _____________________________________________________________________ 10

3.3.1. 3.3.2. 3.3.3.

4.

Entornos Gráficos de programación ___________________________________ ________________________________________________ _____________ 10 

6.1. 6.2.

Interfaz Arduino – IDE _______________________________________________________________ 10 Offline ____________________________________________________________________________ 11

6.3.

Online ____________________________________________________________________________ 12

6.4.

Realización de Prototipos ___________________________________________________________ 14

4.2.1. 4.2.2. 4.2.3. 4.2.4. 4.3.1. 4.3.2. 4.3.3. 4.3.4. 4.3.5.

5.

Minibloq ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ _______________11 __11 Ardublock ____________ _________________________ __________________________ __________________________ ___________________________ ___________________________ _______________11 __11 Amici _____________ __________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ _________________12 ____12 Modkit ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ _________________12 ____12

Physical Etoys ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ________________________13 __________13 S4A ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________13 ______13 Labview. ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ _______________13 __13 ArduLab ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ _______________13 __13 MyOpenlab _____________ __________________________ __________________________ ___________________________ ___________________________ __________________________1 _____________144

Estructura de un programa programa _____________________________ _______________________________________________________ __________________________ 15 

7.1. 7.2. 6.

setup() ___________________________________________________________________________ 15 loop() ____________________________________________________________________________ 15 Tipos de Datos __________________________________ _________________________________________________________________ _______________________________ 16 

8.1. 8.2. 8.3. 8.4. 8.5. 7.

byte ______________________________________________________________________________ 16 int _______________________________________________________________________________ 16 long_____________________________ ____________________________________________________________ _________________________________________________ __________________ 16 float_____________________________ ____________________________________________________________ _________________________________________________ __________________ 16 arrays ____________________________________________________________________________ 16 Variables _______________________________ _____________________________________________________________________ ________________________________________ 17 

9.1. 9.2. 8.

declaración de variables________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________ 18 utilización de una variable ___________________________________________________________ 18 Funciones ______________________________ ____________________________________________________________________ ________________________________________ 18 

10.1. 10.2.

9.

Elaboración del Algoritmo _____________ __________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ______________77 Características de los Algoritmos ______________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ____________________7 _______7 Realización de Pruebas de Escritorio _____________ __________________________ ___________________________ ___________________________ __________________8 _____8

Librerías y Funciones _______________________________________________________________ 19 Consideraciones ___________________________________________________________________ 19

8.2.1. {} entre llaves _____________ __________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ________________________19 __________19 8.2.2. ; punto y coma __________________________________ _______________________________________________ ___________________________ ___________________________ _______________20 __20 8.2.3. __________________________ ___________________________ ____________________________ ________________________20 __________20  /*… */ bloque de comentarios _____________ 8.2.4. // línea de comentarios ____________ _________________________ __________________________ __________________________ ___________________________ __________________20 ____20 Operadores y Constantes_______________________________ _________________________________________________________ __________________________ 20 

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S.E.I.

PROGRAMACIÓN . FUNDAMENTOS PARA ARDUINO 1. 2.

 Arduino __________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________ __ 4 Características Hardware __________________________________________________________ __________________________________________________________ 5 

2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 3.

Microcontrolador ____________________________________________________________________ 5 E/S digitales ________________________________________________________________________ 5 Entradas Analógicas _________________________________________________________________ 5 Salidas PWM _______________________________________________________________________ 5 Comunicaciones ____________________________________________________________________ 5 Proceso de programación ______________________________ _________________________________________________________ ___________________________ 6 

5.1. 5.2. 5.3.

Definición del Problema ______________________________________________________________ 6 Análisis del Problema ________________________________________________________________ 6 Diseño de la solución ________________________________________________________________ 7

5.4. 5.5. 5.6. 5.7. 5.8.

Codificación ________________________________________________________________________ 8 Prueba y Depuración Depuración (Puesta a Punto o Testing) ________________________________ _________________________________________ _________ 9 Documentación _____________________________________________________________________ 9 Implementación (Producción) ________________________________________________________ 10 Mantenimiento _____________________________________________________________________ 10

3.3.1. 3.3.2. 3.3.3.

4.

Entornos Gráficos de programación ___________________________________ ________________________________________________ _____________ 10 

6.1. 6.2.

Interfaz Arduino – IDE _______________________________________________________________ 10 Offline ____________________________________________________________________________ 11

6.3.

Online ____________________________________________________________________________ 12

6.4.

Realización de Prototipos ___________________________________________________________ 14

4.2.1. 4.2.2. 4.2.3. 4.2.4. 4.3.1. 4.3.2. 4.3.3. 4.3.4. 4.3.5.

5.

Minibloq ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ _______________11 __11 Ardublock ____________ _________________________ __________________________ __________________________ ___________________________ ___________________________ _______________11 __11 Amici _____________ __________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ _________________12 ____12 Modkit ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ _________________12 ____12

Physical Etoys ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ________________________13 __________13 S4A ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________13 ______13 Labview. ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ _______________13 __13 ArduLab ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ _______________13 __13 MyOpenlab _____________ __________________________ __________________________ ___________________________ ___________________________ __________________________1 _____________144

Estructura de un programa programa _____________________________ _______________________________________________________ __________________________ 15 

7.1. 7.2. 6.

setup() ___________________________________________________________________________ 15 loop() ____________________________________________________________________________ 15 Tipos de Datos __________________________________ _________________________________________________________________ _______________________________ 16 

8.1. 8.2. 8.3. 8.4. 8.5. 7.

byte ______________________________________________________________________________ 16 int _______________________________________________________________________________ 16 long_____________________________ ____________________________________________________________ _________________________________________________ __________________ 16 float_____________________________ ____________________________________________________________ _________________________________________________ __________________ 16 arrays ____________________________________________________________________________ 16 Variables _______________________________ _____________________________________________________________________ ________________________________________ 17 

9.1. 9.2. 8.

declaración de variables________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________ 18 utilización de una variable ___________________________________________________________ 18 Funciones ______________________________ ____________________________________________________________________ ________________________________________ 18 

10.1. 10.2.

9.

Elaboración del Algoritmo _____________ __________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ______________77 Características de los Algoritmos ______________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ____________________7 _______7 Realización de Pruebas de Escritorio _____________ __________________________ ___________________________ ___________________________ __________________8 _____8

Librerías y Funciones _______________________________________________________________ 19 Consideraciones ___________________________________________________________________ 19

8.2.1. {} entre llaves _____________ __________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ________________________19 __________19 8.2.2. ; punto y coma __________________________________ _______________________________________________ ___________________________ ___________________________ _______________20 __20 8.2.3. __________________________ ___________________________ ____________________________ ________________________20 __________20  /*… */ bloque de comentarios _____________ 8.2.4. // línea de comentarios ____________ _________________________ __________________________ __________________________ ___________________________ __________________20 ____20 Operadores y Constantes_______________________________ _________________________________________________________ __________________________ 20 

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11.1. 11.2. 11.3. 11.4.

Asignaciones compuestas ___________________________________________________________ 21 Operadores de comparación _________________________________________________________ 21 operadores lógicos _________________________________________________________________ 21 constantes ________________________________________________________________________ 21

12.1. 12.2. 12.3. 12.4. 12.5.

if (si condicional) ___________________________________________________________________ 22 if… else (si….. sino ..) _______________________________________________________________ 22 for _______________________________________________________________________________ 23 while _____________________________________________________________________________ 24 do… while  ________________________________________________________________________ 24

9.4.1. cierto/falso (true/false) ____________ _________________________ __________________________ __________________________ ___________________________ __________________22 ____22 9.4.2. high/low ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ _______________22 __22 9.4.3. input/output ____________ _________________________ __________________________ ___________________________ ___________________________ __________________________2 _____________222 10. Estructuras de Control ___________________________________________________________ 22 

11.

Funciones especiales ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ 24

13.1.

E/S Analógicas y Digitales ___________________________________________________________ 24

13.2.

E/S analógicas _____________________________________________________________________ 26

13.3.

Tiempo ___________________________________________________________________________ 27

13.4.

Matemáticas y Aleatorias ____________________________________________________________ 27

13.5.

Comunicación Puerto Serie __________________________________________________________ 28

11.1.1. 11.1.2. 11.1.3. 11.2.1. 11.2.2. 11.3.1. 11.3.2. 11.4.1. 11.4.2. 11.4.3. 11.4.4.

pinMode(pin, mode)____________ __________________________ ___________________________ __________________________ ___________________________ ____________________24 ______24 digitalRead(pin) _____________ __________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ______________________25 ________25 digitalWrite(pin, value) ____________ _________________________ __________________________ __________________________ ___________________________ __________________25 ____25 analogRead(pin)_____________ __________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ______________________26 ________26 analogWrite(pin, value) ____________ _________________________ __________________________ __________________________ ___________________________ __________________26 ____26 delay(ms) ____________ _________________________ __________________________ __________________________ ___________________________ ___________________________ _______________27 __27 millis() ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ _________________27 ____27

min(x, y) ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ _______________27 __27 max(x, y) ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ _______________27 __27 randomSeed(seed) ____________ __________________________ ___________________________ __________________________ ___________________________ ____________________27 ______27 random(max), random(min, max) ____________________________ __________________________________________ ___________________________ ___________________27 ______27

11.5.1. Serial.begin(rate) ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ______________________28 ________28 11.5.2. Serial.println(data) _____________ ___________________________ ___________________________ __________________________ ___________________________ ____________________28 ______28 11.5.3. Serial.print(data, data type) ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ __________________________2 _____________299 11.5.4. Serial.avaible() ____________ _________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________ ________________________29 __________29 11.5.5. Serial.Read() ____________ _________________________ __________________________ ___________________________ ___________________________ __________________________3 _____________300 12. Ejercicios ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 30  13. Fuentes __________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________ 34

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1. ARDUINO Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos 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, ATmega8 por su sencillez y bajo coste que permiten el desarrollo de 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.

La comunidad Arduino se desarrolla y enriquece a partir del trabajo con la placa, de la experimentación, de la producción de conocimiento en torno a ella, y estas habilidades se comparten dentro de la comunidad, pudiendo cualquier persona tener acceso a ellas. Además, programar la placa es muy sencillo y accesible, y la ayuda por parte de la comunidad lo hace aún más fácil. 4 DE 34

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2. CARACTERÍSTICAS HARDWARE El hardware son los componentes electrónicos y físicos de la placa Arduino. Entre ellos vamos a utilizar los siguientes:.

2.1. MICROCONTROLADOR El microcontrolador es el dispositivo electrónico programable de la placa Arduino, es decir, que ejecuta un programa que previamente hemos escrito sus instrucciones para que realice una tarea de manera autónoma. El microcontrolador es del fabricante Atmel y en la placa Arduino UNO y otras tiene el modelo Atmel328. El microcontrolador dispone de unos pines de entrada/salida que se encargan de comunicarse con el exterior. En las patillas de entrada podemos conectar sensores para recibir datos del exterior, y en las patillas de salida podemos conectar actuadores para mandar órdenes e interactuar con el entorno físico.

2.2. E/S DIGITALES Los pines de entrada/salida digitales son los que trabajan con valores binarios: "1" corresponde a 5V y "0" corresponde a 0V. La placa Arduino tiene 14 pines configurables como entrada o salida digital que operan a 0 ó 5 voltios. Cada pin puede proporcionar o recibir como máximo de corriente 40 mA. Se puede ampliar 6 pines digitales más utilizando los pines de las entradas analógicas como digitales.

2.3. ENTRADAS ANALÓGICAS Los pines de entrada analógica son 6 que utiliza un convertidor analógico/digital de 10 bits. Por defecto miden de 0V hasta 5V. La resolución de los 10 bits del convertidor A/D quiere decir que en nuestros programas ante un valor de 0V en la entrada analógica vamos a leer un valor de 0 y si en la entrada analógica tenemos 5V vamos a leer un valor de 1023, que corresponde a 2 elevado a 10.

2.4. SALIDAS PWM Los pines de la placa Arduino 3, 5, 6, 9, 10 y 11 proporciona una señal PWM (Pulse Width Modulation), señal modulada por anchura de pulso. Una señal PWM es una señal periódica cuadrada con una amplitud de 5V a la cual podemos controlar su ciclo de trabajo para tener a la salida una cuasi continua (señal analógica) entre 0V y 5V. Esta variación de la señal continua es el resultado del valor medio de la señal periódica al variar su ciclo de trabajo.

2.5. COMUNICACIONES La placa Arduino tiene maneras de comunicarse con otros dispositivos siendo la más utilizada la comunicación serie a través del conector USB. La conexión entre la placa Arduino y el PC utilizando el puerto USB crea una conexión virtual serie asociada a un puerto de comunicaciones del PC que nos permite cargas los programas con el IDE. Tambien podemos utilizar esta conexión serie para recibir y enviar datos a los programas que se ejecutan en la placa Arduino por medio del monitor serie del entorno de programación.

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3. PROCESO DE PROGRAMACIÓN El proceso de la creación de software requiere el uso de una metodología sistemática de desarrollo que permita un acercamiento gradual a la solución del problema que se intenta resolver. Esta metodología, llamada Ciclo de Desarrollo del Software , consta de una serie de pasos lógicos secuenciales denominados Fases, las cuales son el tema de este artículo. Aunque es posible crear programas sin la aplicación de esta metodología, el producto resultante carece de los beneficios que provee la utilización de este enfoque. Las Fases de la Programación son: 1. Definición del problema 2. Análisis del problema 3. Diseño de la solución 4. Codificación 5. Prueba y Depuración (Puesta a Punto o Testing) 6. Documentación 7. Implementación (Producción) 8. Mantenimiento Aunque el proceso de crear software es esencialmente un proceso creativo, el seguir esta serie de pasos lógicos conduce a la obtención de programas de mayor calidad. Es muy común que los principiantes se salten algunos pasos de esta metodología por desconocimiento o pereza, y procedan directo a la codificación de los programas. Esta práctica no sólo es incorrecta, sino que hace perder tiempo, dinero y esfuerzo. Aún los programadores experimentados y los profesionales utilizan esta metodología en el desarrollo de sus programas. Los resultados que se obtienen con su aplicación son más confiables, rápidos y seguros que los obtenidos mediante prácticas incorrectas y desordenadas.

5.1. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA Consiste en la obtención sin ambigüedades de una visión general y clara del problema. Ayuda a identificar los elementos claves del problema y los de la futura solución, así como fijar los límites de los mismos basados en su planteamiento textual sobre el papel. Un problema mal planteado, incompleto o mal comprendido es un mal inicio para la programación. Las respuestas a las siguientes preguntas son claves para la correcta definición de un problema: ¿Qué entradas se requieren, de qué tipo, en qué orden y qué cantidad? ¿Qué salidas se desean, de qué tipo, en qué orden y qué cantidad? ¿Qué método(s) o fórmula(s) produce(n), o puede(n) producir las salidas deseadas? Dependiendo de qué tan precisas sean las respuestas a esas preguntas, así será la definición del problema, sobre todo en cuanto al orden explícito de las entradas y las salidas esperadas. Mientras no se comprenda con claridad el problema por resolver no puede pasarse a la fase siguiente.   

5.2. ANÁLISIS DEL PROBLEMA Es la comprensión a fondo del problema y sus detalles y es un requisito para lograr una solución eficaz. Es precisamente en esta fase donde se definen formal y correctamente la Entrada que recibirá el programa (datos o materia prima), la Salida que producirá (información o resultados) y el Proceso necesario para su solución (el método para convertir los datos de entrada en información de salida). Cada uno de estos aspectos coincide respectivamente con las preguntas planteadas en la fase de 6  DE 34

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Definición del Problema. A este enfoque se le conoce comúnmente como E-P-S (Entrada-ProcesoSalida).

5.3. DISEÑO DE LA SOLUCIÓN En esta fase se diseña la lógica de la solución a usar, o sea, cómo hará el programa la tarea que se desea automatizar usando los datos de entrada para generar los datos de salida, enfatizándose los diseños limpios, sencillos y claros. Pueden plantearse diferentes alternativas de solución al problema y elegir la más adecuada, la que produzca los resultados esperados en el menor tiempo y al menor costo. El proceso de diseño se realiza en dos pasos: 3.3.1. ELABORACIÓN DEL ALGORITMO Un algoritmo es una secuencia lógica y cronológica de pasos encaminados a resolver un problema. Las acciones básicas que puede llevar a cabo un algoritmo son: pedir datos, desplegar datos, evaluar condiciones y ejecutar operaciones. Los programas se estructuran a partir de los algoritmos, los cuales se pueden escribir utilizando la técnica convencional del pseudocódigo (mezcla de lenguaje común, términos técnicos de computación, símbolos y palabras reservadas de algún lenguaje de programación) y los diagramas de flujo (flujogramas) que son la representación gráfica de un algoritmo, plasmados en papel para su estudio. En el caso de emplear diagramas de flujo pueden emplearse herramientas de software tales como el DFD v1.0. Si se opta por el pseudocódigo, se recomienda escribirlos a doble interlínea para efecto de facilitar modificaciones o adición de acciones no consideradas y dotarlos de las siguientes características. 3.3.2.CARACTERÍSTICAS DE LOS ALGORITMOS La definición de un algoritmo debe describir con claridad las tres partes fundamentales del problema: Entrada, Proceso y Salida encontrados en las fases de Definición y Análisis del problema. En resumen, un algoritmo debe cumplir una serie de requisitos: a. Tener un punto de inicio o partida. b. Ser preciso e indicar el orden de realización de cada paso. c. Estar bien definido. Si se sigue un algoritmo dos veces, se debe obtener el mismo resultado cada vez. d. Ser finito (tener un número finito de pasos). Si se sigue un algoritmo, se debe terminar en algún momento. Se deja sentado que todos los programas empiezan primero en papel, no directamente frente a la computadora. Aún los programadores más experimentados plasman en papel sus ideas y soluciones antes de programarlas. Pero es común que los novatos vayan directamente a la computadora sin haber siquiera leído bien el problema o pensado siquiera el algoritmo. Eventualmente podrán concluir el programa y alcanzar una solución, pero sólo después de probar diferentes ideas, hacer miles de cambios y perder gran cantidad de tiempo y esfuerzo. Los que se toman tiempo para analizar el problema, pensar y plasmar su solución en papel mediante un algoritmo tendrán un tiempo de respuesta (el tiempo para obtener el programa terminado) mucho menor, y se convierten en mejores programadores. Es un hecho. 7  DE 34

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Los problemas complejos pueden solucionarse más eficazmente utilizando el método "Divide y Vencerás", el que consiste en fraccionar un problema complejo en otros más simples y más fáciles de solucionar. Esto conduce a la Modulación del programa auxiliado por el método de diseño Top-Down o Descendente en el que se da un refinamiento de los pasos del algoritmo. De hecho, el enfoque E-PS mencionado anteriormente es un buen ejemplo de esto, pues al concentrarse en resolver cada uno de los tres aspectos del enfoque de manera independiente se lograr la solución del problema completo. 3.3.3.REALIZACIÓN DE PRUEBAS DE ESCRITORIO O sea, comprobaciones a mano del algoritmo planteado (en pseudocódigo o en diagrama de flujo) con datos y resultados de prueba conocidos, papel, lápiz y calculadora (si es necesaria) para simular su ejecución y evaluar su correcta operación. Si la lógica es correcta, los resultados serán satisfactorios. Si no, el algoritmo deberá modificarse y volverlo a probar hasta que esté correcto. Algunos programas no son fáciles de probar a mano por su complejidad y/o tamaño, pero en tu ayuda está la verificación durante la programación inicial (la creación del algoritmo), el trace and debugging (rastreo y detección de errores) automático que incorporan los lenguajes de compiladores de los lenguajes de programación y otras técnicas. Se hace notar que éste acápite depende de los anteriores. Si la definición y el análisis son errados, el diseño del programa también lo será, por lo que se tendrá que rehacer, retrocediendo quizá hasta la fase de Definición del problema.

5.4. CODIFICACIÓN En este paso se traduce el algoritmo ya estructurado, verificado y comprobado a mano, al lenguaje de programación que vaya a utilizarse. Sólo se convierten las acciones del algoritmo en instrucciones de computadora usando la sintaxis de un lenguaje particular, pero requiere de conocimientos del lenguaje y de sumo cuidado en la colocación de las instrucciones, las que deben apegarse y seguir fielmente a la lógica del algoritmo y la semántica y sintaxis del lenguaje. La digitación, el acto de teclear el algoritmo codificado, se lleva a cabo para almacenar el programa en la memoria de la computadora (virtual o física) y pueda ser aceptado por esta. Con frecuencia los programadores realizan la codificación y la digitación al mismo tiempo a fin de ahorrar tiempo, pero esto puede conducir a errores debido a la pérdida de concentración que implica el uso de un editor. La compilación, o corrección de los errores sintácticos y semánticos del código, es la eliminación de los errores "gramaticales" según las reglas de construcción de instrucciones particulares del propio lenguaje (la sintaxis). Puede hacerse a medida que se traduce, pero es mejor al final para no perder la secuencia de la codificación. Al terminar debe tenerse el código libre de los errores antes mencionados. Para realizar la compilación puede hacerse uso de un compilador , el cual es un programa especial que analiza todo el código fuente y detecta los errores antes mencionados ocasionados durante la codificación o la digitación. Las fallas de lógica que puedan existir en nuestro programa no son detectadas por este software. Los errores que sí son evidenciados por el compilador deben corregirse modificando el programa fuente.

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5.5. PRUEBA Y DEPURACIÓN (PUESTA A PUNTO O TESTING) Una vez compilado el programa, este es sometido a pruebas a fin de determinar si resuelve o no el problema planteado en forma satisfactoria. Para ello le suministramos datos de prueba, como lo hicimos en la prueba de escritorio. El programa codificado y compilado no garantiza que funcione correctamente. Debe depurarse (librarse de errores de lógica o de ejecución) realizando corridas de prueba continuas con datos y respuestas conocidas como lo hicimos en la prueba de escritorio, verificando todas las posibles alternativas del programa y sus respuestas y haciendo el mayor número de variantes con sus combinaciones, a fin de determinar si resuelve o no el problema planteado en forma satisfactoria. Las pruebas que se aplican al programa son de diversa índole y generalmente dependen del tipo de problema que se está resolviendo. Comúnmente se inicia la prueba de un programa introduciendo datos válidos, inválidos e incongruentes y observando cómo reacciona en cada ocasión. Los resultados obtenidos en las pruebas pueden ser cualquiera de los siguientes: a. La lógica del programa está bien, pero hay errores sencillos, los cuales los corregimos eliminando o modificando algunas instrucciones o incluyendo nuevas. b. Hay errores ocasionados por fallas en la lógica, lo que nos obliga a regresar a las fases de Diseño y Codificación para revisión y modificación del diagrama. c. Hay errores muy graves y lo más aconsejable es que regresemos a la fase 2 para analizar nuevamente el problema, y repetir todo el proceso. d. No hay errores y los resultados son los esperados. En este caso guardamos el programa permanentemente en un medio de almacenamiento. Puede ser necesario en la mayoría de los casos retroceder a fases previas de desarrollo, revisar el algoritmo otra vez en caso de errores de análisis y/o lógica (que son los más difíciles de detectar, a diferencia de los de sintaxis y semántica), realizar ajustes al código y una serie de nuevas ejecuciones de prueba para que el programa funcione correctamente. Si no existen errores en el programa, puede entenderse la depuración como una etapa de refinamiento en la que se ajustan detalles para optimizar el desempeño del programa. Si se está automatizando alguna tarea manual, es común poner a funcionar por un tiempo y de forma paralela ambas alternativas, a fin de comparar las salidas de ambas y adquirir confianza en la solución automatizada.

5.6. DOCUMENTACIÓN Es la fase más ignorada por la mayoría de los programadores noveles, por razones de tiempo, costos o simple pereza. Pero no documentar los programas es un mal hábito en programación y un gran error. Será muy difícil a los usuarios entender un programa si no cuentan con un manual de operaciones (el Manual de Usuario). También para los programadores que necesiten darle mantenimiento o hacerle modificaciones si no existe ninguna documentación acerca de sus fases de desarrollo. Incluso será difícil de entender para el mismo autor, algún tiempo después La documentación es la guía o comunicación escrita en sus variadas formas, ya sea en enunciados, procedimientos, dibujos o diagramas y sirve para ayudar a comprender o usar un programa o para facilitar futuras modificaciones (mantenimiento). Recoge todos los elementos encontrados y material creado en las diferentes fases del desarrollo, además de las normas de instalación o las recomendaciones para la ejecución del programa. La documentación se divide en tres partes: a. Documentación Interna: Son los comentarios que se añaden al código fuente para clarificarlo. 9 DE 34

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b. Documentación Externa: Es todo el material creado y empleado en las diferentes fases del desarrollo del programa. Incluye: Descripción del Problema Narrativo con la descripción de la solución Autor(s) Algoritmo (diagrama de flujo y/o pseudocódigo) Código Fuente (programa) Relación de los elementos utilizados en el programa, cada uno con su respectiva función Limitaciones del programa c. Manual del Usuario: Describe paso a paso la manera cómo funciona el programa, con el fin de que los usuarios pueda operarlo correctamente y obtener los resultados deseados.       

5.7. IMPLEMENTACIÓN (PRODUCCIÓN ) El programa ya probado, revisado y mejorado se considera terminado y puede utilizarse con un alto grado de confianza para resolver los problemas que dieron origen a su creación. Si se está automatizando alguna tarea manual, ésta última se desecha para emplear solamente el programa.

5.8. MANTENIMIENTO Es posible que el programa deba revisarse cada cierto tiempo para ajustes. Estos cambios pueden ser por la dinámica del problema, por la naturaleza del código, las exigencias del tiempo o las modernas necesidades que surgen frecuentemente, por lo que se considera que ningún programa es estático. Los programas siempre son susceptibles de mejoras y de mantenimiento. Por tales razones, es común que se tenga que retornar a una de las fases iniciales de desarrollo para corregir o añadir funcionalidades, repitiendo el proceso en cada fase subsiguiente para introducir los cambios pertinentes y lograr que el programa funcione correctamente con los cambios realizados. Se enfatiza el hecho de que cualquier actualización o cambio en el programa deberá reflejarse en su documentación para que ésta mantenga su vigencia.

4. ENTORNOS GRÁFICOS DE PROGRAMACIÓN 6.1. INTERFAZ ARDUINO – IDE Se trata de un lenguaje simple, basado en C/C++ que permite desde un primer contacto estar programando directamente el hardware, por lo que debería incluirse dentro del marco de Software Online; sin embargo, dada la relevancia del mismo, se ha decidido incluir en un apartado especial. En este sentido, mientras que C/C++ suele ir asociado a la generación de código mediante el uso de una consola o pantalla de información, IDE utilizará las funciones específicas incluidas que tomarán los datos no desde el teclado, sino desde los distintos sensores de la tarjeta utilizada IDE son las siglas del término inglés Integrated Development Environment que se traduce como Sistema de Desarrollo Integrado. En programación, un IDE es un programa usado para desarrollar otros programas, y como plataforma global que es Arduino, proporciona un entorno de programación que 10  DE 34

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permite la generación del programa la tarjeta Arduino desde un ambiente gráfico simple que permite avanzar con mayor velocidad. Las diversas opciones que permite el software son: a. Verificar/Compilar. Chequea el código, identificando los errores. b. Parada, Detiene el monitor del puerto serial. c. Crear nuevo proyecto o abrir proyectos previamente guardados y también muestra los proyectos de ejemplos. d. Guarda el proyecto actual dentro de la carpeta sketchbook/. Se puede guardarlo con un nombre distinto por el menú File → Save as.

e. Descarga el programa compilado desde el PC hasta la tarjeta Arduino. f. Realiza el monitoreo del puerto serial, visualiza la data enviada desde la tarjeta Arduino. A continuación se incluyen otros entornos o programas que se han desarrollado con diversas finalidades, generalmente educativas o de desarrollo, y que han adquirido cierta relevancia en la comunidad Arduino.

6.2. OFFLINE También llamados, entornos AUTÓNOMOS, son entornos que permiten la GENERACIÓN de CODIGO para la tarjeta Arduino haciendo uso de un Entorno Gráfico que permite la implementación de los ALGORITMOS DE CONTROL, y el Manejo de las E/S de Arduino. 4.2.1.MINIBLOQ Es un entorno de programación gráfica para Arduino ™, Múltiplo , dispositivos físicos informáticos y robots. Una de sus principales objetivos es llevar la computación física y las plataformas robóticas a la escuela primaria, los niños y principiantes. Características Fácil En tiempo real generador de código Tiempo real, la comprobación de errores. Drag & drop básico con giro automático. Interfaz avanzada Terminal incorporado Todo-en-uno-listo-para-uso-solución: Portable Rápido Modular y ampliable •

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4.2.2.ARDUBLOCK Es una utilidad gráfica cuya misión es generar código compatible con el entorno IDE Arduino. Sus ventajas son: 1. Es una herramienta gratuita. 2. Facilita la creación de sketch para Arduino. 3. Genera código directamente. 4. Ofrece una colección de bloques funcionales muy básicos que facilitan la comprensión de la programación. 11 DE 34

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5. Está muy indicado para aplicarlo en niveles educativos básicos en donde el usuario no necesita tener conocimientos de programación. 6. Es una aplicación muy sencilla de instalar. 7. Es un “plugin” que el IDE Arduino reconoce e instala como Tool 4.2.3.AMICI Ha sido desarrollado por investigadores de DIMEB de la Universidad de Bremen, como parte de la EduWear proyecto europeo. El software ha utilizado en más de 25 talleres por niños y jóvenes. El entorno se suministra unido a una versión completa del IDE de programación de Arduino, lo cual permite sin tener que cargar ningún firmware ni aplicación alguna, realizar el programa en un entorno gráfico y directamente se genera le código a la vez que se abre la aplicación IDE Arduino y desde ella se descarga la aplicación en la tarjeta Arduino. 4.2.4.MODKIT Es un entorno de programación para microcontroladores que permite programar Arduino y hardware compatible con simples bloques gráficos y/o código de texto tradicional. El entorno de Bloques Gráficos de Modkit está inspirado en el scratch entorno de programación desarrollado por el grupo Lifelong Kindergarten del Media Lab del MIT. Modkit se ejecuta en el navegador web y requiere de un widget de escritorio para comunicarse con la placa de desarrollo. Usted puede utilizar Modkit de forma gratuita o formar parte del Club de Alpha para apoyar Modkit y disfrutar de características adicionales antes de su lanzamiento al público en general. La mayoría de los proyectos de microcontroladores de comenzar la configuración de su hardware y luego escribir programas para que la configuración de hardware. Con Modkit, usted es capaz de configurar el hardware de forma gráfica. Después de configurar el hardware de gráficos, Modkit hace que la programación tan simple como arrastrar y soltar los bloques gráficos de código para crear programas interactivos Editor de Modkit revolucionaria está basada en tecnologías web estándar y se ejecuta en tu navegador. Sólo tienes que descargar e instalar nuestro widget de escritorio libre para programar sus tarjetas. Si utilizamos el software en su versión gratuita tenemos restringida la generación del de código y la utilización de componentes. Es preceptivo descargarse previamente el Browser Editor que nos permitirá realizar este trabajo de diseño y descarga de la aplicación

6.3. ONLINE Son entornos que permiten el intercambio de Información con la Tarjeta Arduino ofreciendo un Instrumento Gráfico que facilita la interacción. Previamente hay que tener cargado en Arduino un “firmware” que sea el que ponga en modo transparente el acceso a las E/S. Su utilización es fundamentalmente de carácter didáctico facilitan y potencian el aprendizaje de la Programación Grafica mediante Algoritmos implementados a base de bloques Funcionales que forman parte de librerías. 12 DE 34

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4.3.1.PHYSICAL ETOYS Es una herramienta de programación visual que une el mundo virtual de las computadoras con el mundo físico. Con el entorno se pueden programar fácilmente los objetos del mundo real (por ejemplo, robots) para realizar tareas de interés, o se pueden mover objetos gráficos en la pantalla a través de variables recogidas del mundo físico. La elaboración de una aplicación resulta Muy sencilla, basta con colocar el objeto “Arduino” en el área

de trabajo y configurarlo para después añadir los elementos Sensores y/o Receptores a las E/S que correspondan designándoles una funcionalidad de acuerdo con los parámetros que elijamos. Es un entorno muy sencillo apropiado para la enseñanza El driver de comunicación entre el entorno y la tarjeta se carga de manera automática cuando el software detecta que no está cargado, previamente debemos indicar la versión de Hardware instalado (Tipo de tarjeta Arduino) y el COM por el que nos comunicaremos 4.3.2.S4A Ha sido desarrollado con la ayuda del Grupo de Programación Smalltalk del Citilab. Esta herramienta tiene el aval de estar realizada en el entorno Scratch que es uno de los más conocidos y poderoso entornos de programación grafica que se ha desarrollado en el MIT escrito en lenguaje Smalltalk La conexión que actualmente ofrece Labview es en modo esclavo. Solo es posible visualizar y realizar control de las E/S de Arduino en modo esclavo. Esta forma de trabajo, por tratarse de Labview, es interesante para usarla en el prototipado de aplicaciones de instrumentación en as que la tarjeta Arduino juega el papel de un sencillo y versátil equipo de adquisición de datos a un costo muy bajo. 4.3.3.LABVIEW. La conexión que actualmente ofrece Labview es en modo esclavo. Solo es posible visualizar y realizar control de las E/S de Arduino en modo esclavo. Esta forma de trabajo, por tratarse de Labview, es interesante para usarla en el prototipado de aplicaciones de instrumentación en as que la tarjeta Arduino juega el papel de un sencillo y versátil equipo de adquisición de datos a un costo muy bajo. 4.3.4.ARDULAB Es un entorno de trabajo que permite interactuar con una placa Arduino (Diecimila o Duemilanove) para crear un laboratorio virtual. Podemos realizar una serie de actividades y experimentos orientados principalmente al aprendizaje de conceptos sencillos relacionados con la tecnología (principalmente electrónica y robótica). No es un entorno de programación, es un Laboratorio Virtual de Experimentación que permite al usuario, aprender, probar y conocer como paso previo a la programación de sistemas, con sensores y actuadores, basados en Arduino. ArduLab se puede conseguir desde la página de descargas. ArduLab se distribuye bajo licencia freeware, esto es, programa completamente gratuito con acceso a toda su funcionalidad y por tiempo ilimitado. 13 DE 34

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Es posible conectar Arduino al poderoso entorno gráfico Rinho a través del conocido plugin Grasshopper que es un entorno gráfico muy versátil y fácil de utilizar que se utiliza para la programación de eventos y gobierno de imágenes de Rinho. Una de las librerías de Grasshoper se llama Firefly y está pensada para interactuar con Arduino en el gobierno de las E/S tanto analógicas como digitales de la plataforma Arduino. 4.3.5.MYOPENLAB Es un entorno orientado a la simulación y modelado de sistemas físicos, electrónicos, robóticos y de control con un amplio campo de aplicaciones didácticas. CARACTERÍSTICAS Facilidad de uso Amplia biblioteca de funciones analógicas y digitales. Potente biblioteca de objetos gráficos de visualización y/o actuación Tratamiento de los tipos de datos y operaciones con estos. Realización de las aplicaciones mediante el uso de bloques de función Posibilidad de ampliación de su librería de componentes, editándolos en código JAVA Posibilidad de creación de "submodelos de panel" y "submodelos de circuito" encapsulados. •

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6.4. REALIZACIÓN DE PROTOTIPOS Fritzing es una iniciativa de código abierto para apoyar a los diseñadores, artistas, investigadores y aficionados para facilitar la elaboración de los prototipos físicos al producto real. La utilización de Fritzing en el “laboratorio de prototipado” es realmente muy válida. Podemos enumerar

las ventajas: a. Facilidad de utilización de la herramienta b. Compendio lógico de la secuencia de trabajo en el diseño de prototipos. c. Posibilidades de exportación del diseño en formatos compatibles con las máquinas de elaboración de tarjetas de circuito impreso. d. Posibilidad de añadir nuevos elementos en la librería de componentes e. Es una herramienta con un respaldo documental y de ejemplos muy potente Las fases en el desarrollo de un proyecto son tres: 1. Elaboración del circuito con la ayuda de la Protoboard 2. Generación automática y edición, si procede, del esquema eléctrico 3. Generación y edición , si procede, de la PCB

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5. ESTRUCTURA DE UN PROGRAMA La estructura básica del lenguaje de programación de Arduino es bastante simple y se compone de al menos dos partes. Estas dos partes necesarias, o funciones, encierran bloques que contienen declaraciones, estamentos o instrucciones. void setup() { estamentos;  } void loop() { estamentos;  } En donde setup() es la parte encargada de recoger la configuración y loop() es la que contienen el programa que se ejecutara cíclicamente (de ahí el termino loop  –bucle-). Ambas funciones son necesarias para que el programa trabaje. La función de configuración debe contener la declaración de las variables. Es la primera función a ejecutar en el programa, se ejecuta solo una vez, y se utiliza para configurar o inicializar pinMode (modo de trabajo de las E/S), configuración de la comunicación en serie y otras. La función bucle (loop) siguiente contiene el código que se ejecutara continuamente (lectura de entradas, activación de salidas, etc.) Esta función es el núcleo de todos los programas de Arduino y la que realiza la mayor parte del trabajo.

7.1. SETUP() La función setup() se invoca una sola vez cuando el programa empieza. Se utiliza para inicializar los modos de trabajo de los pins, o el puerto serie. Debe ser incluido en un programa aunque no haya declaración que ejecutar. Así mismo se puede utilizar para establecer el estado inicial de las salidas de la placa. void setup() {  pinMode(pin, OUTPUT); // configura el 'pin' como salida digitalWrite(pin, HIGH); // pone el ‘pin’ en estado

 // HIGH  }

7.2. LOOP() Después de llamar a setup(), la función loop() hace precisamente lo que sugiere su nombre, se ejecuta de forma cíclica, lo que posibilita que el programa este respondiendo continuamente ante los eventos que se produzcan en la placa. void loop() { digitalWrite(pin, HIGH); // pone en uno (on, 5v) el´pin´ delay(1000); // espera un segundo (1000 ms) digitalWrite(pin, LOW); // pone en cero (off, 0v.) el delay(1000); // ´pin´  } 15  DE 34

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6. TIPOS DE DATOS 8.1. BYTE Byte almacena un valor numérico de 8 bits sin decimales. Tienen un rango entre 0 y 255. byte unaVariable = 180; // declara 'unaVariable' como de tipo byte

8.2. INT Enteros son un tipo de datos primarios que almacenan valores numéricos de 16 bits sin decimales comprendidos en el rango 32,767 to -32,768. int unaVariable = 1500; // declara 'unaVariable' como de tipo entero Nota: Las variables de tipo entero “int” pueden sobrepasar su valor máximo o mínimo como consecuencia

de una operación. Por ejemplo, si x = 32767 y una posterior declaración agrega 1 a x, x = x + 1 entonces el valor se x pasara a ser -32.768. (algo así como que el valor da la vuelta).

8.3. LONG El formato de variable numérica de tipo extendido “long” se refiere a números enteros (tipo 32 bits) sin

decimales que se encuentran dentro del rango -2147483648 a 2147483647. long unaVariable = 90000; // declara 'unaVariable' como de tipo long

8.4. FLOAT El formato de dato del tipo “punto flotante” “float” se aplica a los números con decimales. Los números de

punto flotante tienen una mayor resolución que los de 32 bits con un rango comprendido 3.4028235E +38 a +38-3.4028235E. float unaVariable = 3.14; // declara 'unaVariable' como de tipo flotante Nota: Los números de punto flotante no son exactos, y pueden producir resultados extraños en las comparaciones. Los cálculos matemáticos de punto flotante son también mucho más lentos que los del tipo de números enteros, por lo que debe evitarse su uso si es posible.

8.5. ARRAYS Un array es un conjunto de valores a los que se accede con un número índice. Cualquier valor puede ser recogido haciendo uso del nombre de la matriz y el número del índice. El primer valor de la matriz es el que está indicado con el índice 0, es decir el primer valor del conjunto es el de la posición 0. Un array tiene que ser declarado y opcionalmente asignados valores a cada posición antes de ser utilizado. int miArray[] = {valor0, valor1, valor2...} Del mismo modo es posible declarar una matriz indicando el tipo de datos y el tamaño y posteriormente, asignar valores a una posición especifica: int miArray[5]; // declara un array de enteros de 6  // posiciones miArray[3] = 10; // asigna l valor 10 a la posición 4 Para leer de un array basta con escribir el nombre y la posición a leer:  x = miArray[3]; // x es igual a 10 que está en la posición 3 del array Las matrices se utilizan a menudo para estamentos de tipo bucle, en los que la variable de incremento del contador del bucle se utiliza como índice o puntero del array. El siguiente ejemplo usa una matriz para el parpadeo de un LED. Utilizando un bucle tipo for, el contador comienza en cero 0 y escribe el valor que figura en la posición de índice 0 en la serie que hemos escrito dentro del array parpadeo[], en este caso 180, que se envía a la salida analógica tipo PWM configurada en el PIN10, se hace una pausa de 200 ms y a continuación se pasa al siguiente valor que asigna el índice “i”.

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int ledPin = 10; // LED en el PIN 10 byte parpadeo[] = {180, 30, 255, 200, 10, 90, 150, 60};  // array de 8 valores void setup() {  pinMode(ledPin, OUTPUT); // configura la salida  } void loop() { for(int i=0; i<7; i++) { analogWrite(ledPin, parpadeo[i]); delay(200); // espera 200ms  }  }

7. VARIABLES Una variable es una manera de nombrar y almacenar un valor numérico para su uso posterior por el programa. Como su nombre indica, las variables son números que se pueden variar continuamente en contra de lo que ocurre con las constantes cuyo valor nunca cambia. Una variable debe ser declarada y, opcionalmente, asignarle un valor. El siguiente código de ejemplo declara una variable llamada variableEntrada y luego le asigna el valor obtenido en la entrada analógica del PIN2: int variableEntrada = 0; // declara una variable y le  // asigna el valor 0 variableEntrada = analogRead(2); // la variable recoge  //el valor analógico del PIN2

'variableEntrada' es la variable en sí . La primera línea declara quesera de tipo entero “int”. La segunda línea fija a la variable el valor correspondiente a la entrada analógica PIN2. Esto hace que el valor de PIN2 sea accesible en otras partes del código. Una vez que una variable ha sido asignada, o re-asignada, usted puede probar su valor para ver si cumple ciertas condiciones, o puede utilizar directamente su valor. Como ejemplo ilustrativo veamos tres operaciones útiles con variables: el siguiente código prueba si la variable “entradaVariable” es inferior a 100, si es cierto se asigna el valor 100 a “entradaVariable” y, a continuación, establece un retardo (delay) utilizando como valor “entradaVariable” que ahora será como mínimo de valor 100:

if (entradaVariable < 100) // pregunta si la variable es { //menor de 100 entradaVariable = 100; // si es cierto asigna el valor  } //100 delay(entradaVariable); // usa el valor como retardo Nota: Las variables deben tomar nombres descriptivos, para hacer el código más legible. Los nombres de variables pueden ser “contactoSensor” o “pulsador”, para ayudar al programador y a cualquier otra persona a leer el código y entender lo que representa la variable. Nombres de variables como “var” o “valor”, facilitan

muy poco que el código sea inteligible. Una variable puede ser cualquier nombre o palabra que no sea una palabra reservada en el entorno de Arduino.

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9.1. DECLARACIÓN DE VARIABLES Todas las variables tienen que declararse antes de que puedan ser utilizadas. Para declarar una variable se comienza por definir su tipo como int (entero), long (largo), float (coma flotante), etc., asignándoles siempre un nombre, y, opcionalmente, un valor inicial. Esto solo debe hacerse una vez en un programa, pero el valor se puede cambiar en cualquier momento usando aritmética y reasignaciones diversas. El siguiente ejemplo declara la variable entradaVariable como una variable de tipo entero “int”, y

asignándole un valor inicial igual a cero. Esto se llama una asignación. int entradaVariable = 0; Una variable puede ser declarada en una serie de lugares del programa y en función del lugar en donde se lleve a cabo la definición esto determinara en que partes del programa se podrá hacer uso de ella.

9.2. UTILIZACIÓN DE UNA VARIABLE Una variable puede ser declarada al inicio del programa antes de la parte de configuración setup(), a nivel local dentro de las funciones, y, a veces, dentro de un bloque, como para los bucles del tipo if.. for.., etc. En función del lugar de declaración de la variable así se determinara el ámbito de aplicación, o la capacidad de ciertas partes de un programa para hacer uso de ella. Una variable global es aquella que puede ser vista y utilizada por cualquier función y estamento de un programa. Esta variable se declara al comienzo del programa, antes de setup(). Una variable local es aquella que se define dentro de una función o como parte de un bucle. Solo es visible y solo puede utilizarse dentro de la función en la que se declaró. Por lo tanto, es posible tener dos o más variables del mismo nombre en diferentes partes del mismo programa que pueden contener valores diferentes. La garantía de que solo una función tiene acceso a sus variables dentro del programa simplifica y reduce el potencial de errores de programación. El siguiente ejemplo muestra como declarar a unos tipos diferentes de variables y la visibilidad de cada variable: int value; // 'value' es visible para cualquier función void setup() {  // no es necesario configurar nada en este ejemplo  } void loop() { for (int i=0; i<20;) // 'i' solo es visible { // dentro del bucle for i++  } // 'f' es visible solo float f; // dentro de loop()  }

8. FUNCIONES Una función es un bloque de código que tiene un nombre y un conjunto de instrucciones que son ejecutadas cuando se llama a la función. Son funciones setup() y loop() de las que ya se ha hablado. Las funciones de usuario pueden ser escritas para realizar tareas repetitivas y para reducir el tamaño de un programa. Las funciones se declaran asociadas a un tipo de valor. Este valor será el que devolverá la función, por ejemplo 'int' se utilizara cuando la función devuelva un dato numérico de tipo entero. Si la función no devuelve ningún valor entonces se colocara delante la palabra “void”, que significa “función vacía”. Después de declarar el tipo

de dato que devuelve la función se debe escribir el nombre de la función y entre paréntesis se escribirán, si es necesario, los parámetros que se deben pasar a la función para que se ejecute. 18  DE 34

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tipo nombreFunción(parámetros) { instrucciones;  }

La función siguiente devuelve un numero entero, delayVal() se utiliza para poner un valor de retraso en un programa que lee una variable analógica de un potenciómetro conectado a una entrada de Arduino. Al principio se declara como una variable local, ´v´ recoge el valor leído del potenciómetro que estará comprendido entre 0 y 1023, luego se divide el valor por 4 para ajustarlo a un margen comprendido entre 0 y 255, finalmente se devuelve el valor ´v´ y se retornaría al programa principal. int delayVal() { int v; // crea una variable temporal 'v' v= analogRead(pot); // lee el valor del potenciómetro v /= 4; // convierte 0-1023 a 0-255 return v; // devuelve el valor final  }

10.1.

LIBRERÍAS Y FUNCIONES

Los lenguajes de programación suelen tener una serie de bibliotecas de funciones integradas para la manipulación de datos a nivel más básico. La inclusión de bibliotecas o librerías se realiza mediante #inlcude , aunque como Arduino incorpora todas las funciones ce C y algunas C++, no será necesario, como norma general, incluir dichas librerías para utilizar las funciones que incorporan. No es momento de ahora de explicar todas las funciones de C/C++ y las librerías en que se encuentran, pero de una manera global, se pueden reseñar las siguientes bibliotecas por su extendido uso: a. Stdio: Contiene los prototipos de las funciones, macros, y tipos para manipular datos de entrada y salida. b. String: Contiene los prototipos de las funciones y macros de clasificación de caracteres. c. Math: Contiene los prototipos de las funciones y otras definiciones para el uso y manipulación de funciones matemáticas.

10.2.

CONSIDERACIONES

8.2.1.{} ENTRE LLAVES Las llaves sirven para definir el principio y el final de un bloque de instrucciones. Se utilizan para los bloques de programación setup(), loop(), if.., etc. type función() { instrucciones;  } Una llave de apertura “{“ siempre debe ir seguida de una llave de cierre “}”, si no es así el compilador

dará errores. El entorno de programación de Arduino incluye una herramienta de gran utilidad para comprobar el total de llaves. Solo tienes que hacer click en el punto de inserción de una llave abierta e inmediatamente se marca el correspondiente cierre de ese bloque (llave cerrada). 19 DE 34

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8.2.2.; PUNTO Y COMA El punto y coma “;” se utiliza para separar instrucciones en el lenguaje de programación de Arduino. También se utiliza para separar elementos en una instrucción de tipo “bucle for”.

int x = 13; // declara la variable 'x' como tipo  // entero de valor 13 Si olvidáis poner fin a una línea con un punto y coma se producirá en un error de compilación. El texto de error puede ser obvio, y se referirá a la falta de un punto y coma, o puede que no. Si se produce un error raro y de difícil detección lo primero que debemos hacer es comprobar que los puntos y comas están colocados al final de las instrucciones.

8.2.3. /*… */ BLOQUE DE COMENTARIOS Los bloques de comentarios, o comentarios multi-linea son áreas de texto ignorados por el programa que se utilizan para las descripciones del código o comentarios que ayudan a comprender el programa. Comienzan con / * y terminan con * / y pueden abarcar varias líneas. /* esto es un bloque de comentario no se debe olvidar cerrar los comentarios estos deben estar equilibrados */ Debido a que los comentarios son ignorados por el compilador y no ocupan espacio en la memoria de Arduino pueden ser utilizados con generosidad. También pueden utilizarse para "comentar" bloques de código con el propósito de anotar informaciones para depuración y hacerlo más comprensible para cualquiera. Dentro de una misma línea de un bloque de comentarios no se puede escribir otra bloque de comentarios (usando /*..*/). 8.2.4.// LÍNEA DE COMENTARIOS Una línea de comentario empieza con / / y terminan con la siguiente línea de código. Al igual que los comentarios de bloque, los de línea son ignoradas por el programa y no ocupan espacio en la memoria. // esto es un comentario Una línea de comentario se utiliza a menudo después de una instrucción, para proporcionar más información acerca de lo que hace esta o para recordarla más adelante.

9. OPERADORES Y CONSTANTES Los operadores aritméticos que se incluyen en el entorno de programación son suma, resta, multiplicación y división. Estos devuelven la suma, diferencia, producto, o cociente (respectivamente) de dos operandos. y = y + 3; x = x - 7; i = j * 6; r = r / 5; La operación se efectúa teniendo en cuenta el tipo de datos que hemos definido para los operandos (int, dbl, float, etc..), por lo que, por ejemplo, si definimos 9 y 4 como enteros “int”, 9 / 4 devuelve de resultado 2 en lugar de 2,25 ya que el 9 y 4 se valores de tipo entero “int” (enteros) y no se reconocen los

decimales con este tipo de datos. Esto también significa que la operación puede sufrir un desbordamiento si el resultado es más grande que lo que puede ser almacenada en el tipo de datos. Recordemos el alcance de los tipos de datos numéricos que ya hemos explicado anteriormente. Si los operandos son de diferentes tipos, para el cálculo se utilizara el tipo más grande de los operandos en juego. Por ejemplo, si uno de los números (operandos) es del tipo float y otra de tipo integer, para el cálculo se utilizara el método de float es decir el método de coma flotante.

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Elija el tamaño de las variables de tal manera que sea lo suficientemente grande como para que los resultados sean lo precisos que usted desea. Para las operaciones que requieran decimales utilice variables tipo float, pero sea consciente de que las operaciones con este tipo de variables son más lentas a la hora de realizarse el cómputo. Nota: Utilice el operador (int) para convertir un tipo de variable a otro sobre la marcha. Por ejemplo, i = (int) 3,6 establecerá i igual a 3.

11.1.

ASIGNACIONES COMPUESTAS

Las asignaciones compuestas combinan una operación aritmética con una variable asignada. Estas son comúnmente utilizadas en los bucles tal como se describe más adelante. Estas asignaciones compuestas pueden ser: x ++ // igual que x = x +1, o incremento de x en +1 x -- // igual que x = x - 1, o decremento de x en -1 x += y // igual que x = x + y, o incremento de x en +y x -= y // igual que x = x - y, o decremento de x en -y x *= y // igual que x = x * y, o multiplica x por y x /= y // igual que x = x / y, o divide x por y Nota: Por ejemplo, x * = 3 hace que x se convierta en el triple del antiguo valor x y por lo tanto x es reasignada al nuevo valor.

11.2.

OPERADORES DE COMPARACIÓN

Las comparaciones de una variable o constante con otra se utilizan con frecuencia en las estructuras condicionales del tipo if.. para testear si una condición es verdadera. En los ejemplos que siguen en las próximas páginas se verá su utilización práctica usando los siguientes tipo de condicionales:  x == y // x es igual a y  x != y // x no es igual a y  x < y // x es menor que y  x > y // x es mayor que y  x <= y // x es menor o igual que y  x >= y // x es mayor o igual que y

11.3.

OPERADORES LÓGICOS

Los operadores lógicos son usualmente una forma de comparar dos expresiones y devolver un VERDADERO o FALSO dependiendo del operador. Existen tres operadores lógicos, AND (&&), OR (||) y NOT (!), que a menudo se utilizan en estamentos de tipo if: a. Lógica AND: if (x > 0 && x < 5) // cierto sólo si las dos expresiones // son ciertas b. Lógica OR: if (x > 0 || y > 0) // cierto si una cualquiera de las  // expresiones es cierta c. Lógica NOT: if (!x > 0) // cierto solo si la expresión es  // falsa

11.4.

CONSTANTES

El lenguaje de programación de Arduino tiene unos valores predeterminados, que son llamados constantes. Se utilizan para hacer los programas más fáciles de leer. Las constantes se clasifican en grupos. 21 DE 34

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9.4.1. CIERTO/FALSO (TRUE/FALSE) Estas son constantes booleanas que definen los niveles HIGH (alto) y LOW (bajo) cuando estos se refieren al estado de las salidas digitales. FALSE se asocia con 0 (cero), mientras que TRUE se asocia con 1, pero TRUE también puede ser cualquier otra cosa excepto cero. Por lo tanto, en sentido booleano, -1, 2 y -200 son todos también se definen como TRUE. (esto es importante tenerlo en cuanta). if (b == TRUE); { ejecutar las instrucciones;  } 9.4.2. HIGH/LOW Estas constantes definen los niveles de salida altos o bajos y se utilizan para la lectura o la escritura digital para las patillas. ALTO se define como en la lógica de nivel 1, ON, o 5 voltios, mientras que BAJO es lógica nivel 0, OFF, o 0 voltios. digitalWrite(13, HIGH); // activa la salida 13 con un // nivel alto (5v.) 9.4.3. INPUT/OUTPUT Estas constantes son utilizadas para definir, al comienzo del programa, el modo de funcionamiento de los pines mediante la instrucción pinMode de tal manera que el pin puede ser una entrada INPUT o una salida OUTPUT.  pinMode(13, OUTPUT); // designamos que el PIN 13 es // una salida

10. ESTRUCTURAS DE CONTROL 12.1.

IF (SI CONDICIONAL )

if es un estamento que se utiliza para probar si una determinada condición se ha alcanzado, como por ejemplo averiguar si un valor analógico está por encima de un cierto número, y ejecutar una serie de declaraciones (operaciones) que se escriben dentro de llaves, si es verdad. Si es falso (la condición no se cumple) el programa salta y no ejecuta las operaciones que están dentro de las llaves, El formato para if es el siguiente: if (unaVariable ?? valor) { ejecutaInstrucciones;  } En el ejemplo anterior se compara una variable con un valor, el cual puede ser una variable o constante. Si la comparación, o la condición entre paréntesis se cumple (es cierta), las declaraciones dentro de los corchetes se ejecutan. Si no es así, el programa salta sobre ellas y sigue. Nota: Tenga en cuenta el uso especial del símbolo '=', poner dentro de if (x = 10), podría parecer que es válido pero sin embargo no lo es ya que esa expresión asigna el valor 10 a la variable x, por eso dentro de la estructura if se utilizaría X==10 que en este caso lo que hace el programa es comprobar si el valor de x es 10.. Ambas cosas son distintas por lo tanto dentro de las estructuras if, cuando se pregunte por un valor se debe poner el signo doble de igual “==”.

12.2.

IF… ELSE (SI….. SINO ..)

if… else viene a ser un estructura que se ejecuta en respuesta a la idea “si esto no se cumple haz esto otro”. Por ejemplo, si se desea probar una entrada digital, y hacer una cosa si la entrada fue alto o hacer

otra cosa si la entrada es baja, usted escribiría que de esta manera: 22 DE 34

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if (inputPin == HIGH) { instruccionesA;  } else { instruccionesB;  } Else puede ir precedido de otra condición de manera que se pueden establecer varias estructuras condicionales de tipo unas dentro de las otras (anidamiento) de forma que sean mutuamente excluyentes pudiéndose ejecutar a la vez. Es incluso posible tener un número ilimitado de estos condicionales. Recuerde sin embargo que solo un conjunto de declaraciones se llevara a cabo dependiendo de la condición probada: if (inputPin < 500) { instruccionesA;  } else if (inputPin >= 1000) { instruccionesB; { else { instruccionesC;  } Nota: Un estamento de tipo if prueba simplemente si la condición dentro del paréntesis es verdadera o falsa. Esta declaración puede ser cualquier declaración valida. En el anterior ejemplo, si cambiamos y ponemos (inputPin == HIGH). En este caso, el estamento if solo chequearía si la entrada especificado esta en nivel alto (HIGH), o +5v.

12.3.

FOR

La declaración for se usa para repetir un bloque de sentencias encerradas entre llaves un número determinado de veces. Cada vez que se ejecutan las instrucciones del bucle se vuelve a testear la condición. La declaración for tiene tres partes separadas por (;), vemos el ejemplo de su sintaxis: for (inicialización; condición; expresión) { Instrucciones;  } La inicialización de una variable local se produce una sola vez y la condición se testea cada vez que se termina la ejecución de las instrucciones dentro del bucle. Si la condición sigue cumpliéndose, las instrucciones del bucle se vuelven a ejecutar. Cuando la condición no se cumple, el bucle termina. El siguiente ejemplo inicia el entero i en el 0, y la condición es probar que el valor es inferior a 20 y si es cierta i se incrementa en 1 y se vuelven a ejecutar las instrucciones que hay dentro de las llaves: for (int i=0; i<20; i++) // declara i y prueba si es { // menor que 20, incrementa i. digitalWrite(13, HIGH); // enciende el pin 13 delay(250); // espera ¼ seg. digitalWrite(13, LOW); // apaga el pin 13 delay(250); // espera ¼ de seg.  }

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Nota: El bucle en el lenguaje C es mucho más flexible que otros bucles encontrados en algunos otros lenguajes de programación, incluyendo BASIC. Cualquiera de los tres elementos de cabecera puede omitirse, aunque el punto y coma es obligatorio. También las declaraciones de inicialización, condición y expresión puede ser cualquier estamento valido en lenguaje C sin relación con las variables declaradas. Estos tipos de estados son raros pero permiten disponer soluciones a algunos problemas de programación raras.

12.4.

WHILE

Un bucle del tipo while es un bucle de ejecución continua mientras se cumpla la expresión colocada entre paréntesis en la cabecera del bucle. La variable de prueba tendrá que cambiar para salir del bucle. La situación podrá cambiar a expensas de una expresión dentro el código del bucle o también por el cambio de un valor en una entrada de un sensor. while (unaVariable ?? valor) { ejecutarSentencias;  } El siguiente ejemplo testea si la variable "unaVariable” es inferior a 200 y, si es verdad, ejecuta las

declaraciones dentro de los corchetes y continuara ejecutando el bucle hasta que 'unaVariable' no sea inferior a 200. While (unaVariable < 200) // testea si es menor que 200 { instrucciones; // ejecuta las instrucciones  // entre llaves unaVariable++; // incrementa la variable en 1  }

12.5.

DO… WHILE

El bucle do while funciona de la misma manera que el bucle while, con la salvedad de que la condición se prueba al final del bucle, por lo que el bucle siempre se ejecutara al menos una vez. do { Instrucciones;  } while (unaVariable ?? valor); El siguiente ejemplo asigna el valor leído leeSensor() a la variable 'x', espera 50 milisegundos, y luego continúa mientras que el valor de la 'x' sea inferior a 100: do {  x = leeSensor(); delay(50);  } while (x < 100);

11. FUNCIONES ESPECIALES 13.1.

E/S ANALÓGICAS Y DIGITALES

11.1.1. PINMODE(PIN, MODE) Esta instrucción es utilizada en la parte de configuración setup () y sirve para configurar el modo de trabajo de un PIN pudiendo ser INPUT (entrada) u OUTPUT (salida). 24 DE 34

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pinMode(pin, OUTPUT); // configura ‘pin’ como salida

Los terminales de Arduino, por defecto, están configurados como entradas, por lo tanto no es necesario definirlos en el caso de que vayan a trabajar como entradas. Los pines configurados como entrada quedan, bajo el punto de vista eléctrico, como entradas en estado de alta impedancia. Estos pines tienen a nivel interno una resistencia de 20 KΩ a las que se puede acceder mediante

software. A estas resistencias se accede de la siguiente manera:  pinMode(pin, INPUT); // configura el ‘pin’ como

 // entrada digitalWrite(pin, HIGH); // activa las resistencias  // internas Las resistencias internas normalmente se utilizan para conectar las entradas a interruptores. En el ejemplo anterior no se trata de convertir un pin en salida, es simplemente un método para activar las resistencias interiores. Los pins configurado como OUTPUT (salida) se dice que están en un estado de baja impedancia estado y pueden proporcionar 40 mA (miliamperios) de corriente a otros dispositivos y circuitos. Esta corriente es suficiente para alimentar un diodo LED (no olvidando poner una resistencia en serie), pero no es lo suficiente grande como para alimentar cargas de mayor consumo como relés, solenoides, o motores. Un cortocircuito en las patillas Arduino provocara una corriente elevada que puede dañar o destruir el chip Atmega. A menudo es una buena idea conectar en la OUTUPT (salida) una resistencia externa de 470 o de 1000 Ω.

11.1.2. DIGITALREAD(PIN) Lee el valor de un pin (definido como digital) dando un resultado HIGH (alto) o LOW (bajo). El pin se puede especificar ya sea como una variable o una constante (0-13). valor = digitalRead(Pin); // hace que 'valor sea igual  // al estado leído en ´Pin´ 11.1.3. DIGITALWRITE(PIN, VALUE) Envía al ´pin´ definido previamente como OUTPUT el valor HIGH o LOW (poniendo en 1 o 0 la salida). El pin se puede especificar ya sea como una variable o como una constante (0-13). digitalWrite(pin, HIGH); // deposita en el 'pin' un valor // HIGH (alto o 1) El siguiente ejemplo lee el estado de un pulsador conectado a una entrada digital y lo escribe en el ´pin´ de salida LED: int led = 13; // asigna a LED el valor 13 int boton = 7; // asigna a botón el valor 7 int valor = 0; // define el valor y le asigna el  // valor 0 void setup() {  pinMode(led, OUTPUT); // configura el led (pin13) como salida  pinMode(boton, INPUT); // configura botón (pin7) como entrada  } void loop() { valor = digitalRead(boton); //lee el estado de la  // entrada botón digitalWrite(led, valor); // envía a la salida ´led´ el  } // valor leído 25  DE 34

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13.2.

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E/S ANALÓGICAS

11.2.1. ANALOGREAD(PIN) Lee el valor de un determinado pin definido como entrada analógica con una resolución de 10 bits. Esta instrucción solo funciona en los pines (0-5). El rango de valor que podemos leer oscila de 0 a 1023. valor = analogRead(pin); // asigna a valor lo que lee  // en la entrada ´pin' Nota: Los pins analógicos (0-5) a diferencia de los pines digitales, no necesitan ser declarados como INPUT u OUPUT ya que son siempre INPUT´s. 11.2.2. ANALOGWRITE(PIN, VALUE) Esta instrucción sirve para escribir un pseudo-valor analógico utilizando el procedimiento de modulación por ancho de pulso (PWM) a uno de los pin´s de Arduino marcados como “pin PWM”. El

más reciente Arduino, que implementa el chip ATmega168, permite habilitar como salidas analógicas tipo PWM los pines 3, 5, 6, 9, 10 y 11. Los modelos de Arduino más antiguos que implementan el chip ATmega8, solo tiene habilitadas para esta función los pines 9, 10 y 11. El valor que se puede enviar a estos pines de salida analógica puede darse en forma de variable o constante, pero siempre con un margen de 0-255. analogWrite(pin, valor); // escribe 'valor' en el 'pin'  // definido como analógico Si enviamos el valor 0 genera una salida de 0 voltios en el pin especificado; un valor de 255 genera una salida de 5 voltios de salida en el pin especificado. Para valores de entre 0 y 255, el pin saca tensiones entre 0 y 5 voltios - el valor HIGH de salida equivale a 5v (5 voltios). Teniendo en cuenta el concepto de señal PWM , por ejemplo, un valor de 64 equivaldrá a mantener 0 voltios de tres cuartas partes del tiempo y 5 voltios a una cuarta parte del tiempo; un valor de 128 equivaldrá a mantener la salida en 0 la mitad del tiempo y 5 voltios la otra mitad del tiempo, y un valor de 192 equivaldrá a mantener en la salida 0 voltios una cuarta parte del tiempo y de 5 voltios de tres cuartas partes del tiempo restante. Debido a que esta es una función de hardware, en el pin de salida analógica (PWN) se generara una onda constante después de ejecutada la instrucción analogWrite hasta que se llegue a ejecutar otra instrucción analogWrite (o una llamada a digitalRead o digitalWrite en el mismo pin). Nota: Las salidas analógicas a diferencia de las digitales, no necesitan ser declaradas como INPUT u OUTPUT.. El siguiente ejemplo lee un valor analógico de un pin de entrada analógica, convierte el valor dividiéndolo por 4, y envía el nuevo valor convertido a una salida del tipo PWM o salida analógica: int led = 10; // define el pin 10 como ´led´ int analog = 0; // define el pin 0 como ´analog´ int valor; // define la variable ´valor´ void setup(){} // no es necesario configurar  // entradas y salidas void loop() { valor = analogRead(analog); // lee el pin 0 y lo asocia a //la variable valor valor /= 4; //divide valor entre 4 y lo  //reasigna a valor analogWrite(led, value); // escribe en el pin10 valor  }

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13.3.

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TIEMPO

11.3.1. DELAY(MS) Detiene la ejecución del programa la cantidad de tiempo en ms que se indica en la propia instrucción. De tal manera que 1000 equivale a 1seg. delay(1000); // espera 1 segundo 11.3.2. MILLIS() Devuelve el número de milisegundos transcurrido desde el inicio del programa en Arduino hasta el momento actual. Normalmente será un valor grande (dependiendo del tiempo que esté en marcha la aplicación después de cargada o después de la última vez que se pul so el botón “reset” de la tarjeta). valor = millis(); // valor recoge el número de milisegundos Nota: Este número se desbordara (si no se resetea de nuevo a cero), después de aproximadamente 9 horas.

13.4.

MATEMÁTICAS Y ALEATORIAS

11.4.1. MIN(X, Y) Calcula el mínimo de dos números para cualquier tipo de datos devolviendo el número más pequeño. valor = min(valor, 100); // asigna a valor el más  // pequeño de los dos números especificados. Si 'valor' es menor que 100 'valor' recogerá su propio valor si ´valor´ es mayor que 100 'valor' pasara a valer 100. 11.4.2. MAX(X, Y) Calcula el máximo de dos números para cualquier tipo de datos devolviendo el número mayor de los dos. valor = max(valor, 100); // asigna a valor el mayor de  // los dos números 'valor' y 100. De esta manera nos aseguramos de que valor será como mínimo 100. 11.4.3. RANDOMSEED(SEED) Establece un valor, o semilla, como punto de partida para la función random(). randomSeed(valor); // hace que valor sea la semilla del random Debido a que Arduino es incapaz de crear un verdadero numero aleatorio, randomSeed le permite colocar una variable, constante, u otra función de control dentro de la función random, lo que permite generar números aleatorios "al azar". Hay una variedad de semillas, o funciones, que pueden ser utilizados en esta función, incluido millis() o incluso analogRead () que permite leer ruido eléctrico a través de un pin analógico. 11.4.4. RANDOM(MAX), RANDOM(MIN, MAX) La función random devuelve un número aleatorio entero de un intervalo de valores especificado entre los valores min y max. valor = random(100, 200); // asigna a la variable  // 'valor' un numero aleatorio  // comprendido entre 100-200 Nota: Use esta función después de usar el randomSeed(). El siguiente ejemplo genera un valor aleatorio entre 0-255 y lo envía a una salida analógica PWM : int randNumber; // variable que almacena el valor  // aleatorio int led = 10; // define led como 10 27  DE 34

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void setup() {} // no es necesario configurar nada void loop() { randomSeed(millis()); // genera una semilla para  // aleatorio a partir  // de la función millis() randNumber = random(255); // genera número aleatorio  // entre 0-255 analogWrite(led, randNumber); // envía a la salida  // led de tipo PWM el  // valor delay(500); // espera 0,5 seg.  }

13.5.

COMUNICACIÓN PUERTO SERIE

11.5.1. SERIAL.BEGIN(RATE) Abre el puerto serie y fija la velocidad en baudios para la transmisión de datos en serie. El valor típico de velocidad para comunicarse con el ordenador es 9600, aunque otras velocidades pueden ser soportadas. void setup() { Serial.begin(9600); // abre el Puerto serie  } // configurando la velocidad en 9600 bps Nota: Cuando se utiliza la comunicación serie los pins digital 0 (RX) y 1 (TX) no puede utilizarse al mismo tiempo. 11.5.2. SERIAL.PRINTLN(DATA) Imprime los datos en el puerto serie, seguido por un retorno de carro automático y salto de línea. Este comando toma la misma forma que Serial.print(), pero es más fácil para la lectura de los datos en el Monitor Serie del software. Serial.println(analogValue); // envía el valor  // 'analogValue' al puerto Nota: Para obtener más información sobre las distintas posibilidades de Serial.println () y Serial.print () puede consultarse el sitio web de Arduino. El siguiente ejemplo toma de una lectura analógica pin0 y envía estos datos al ordenador cada 1 segundo. void setup() { Serial.begin(9600); // configura el puerto serie a 9600bps  } void loop() { Serial.println(analogRead(0)); // envía valor analógico delay(1000); // espera 1 segundo  }

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11.5.3. SERIAL.PRINT(DATA, DATA TYPE) Vuelca o envía un número o una cadena de caracteres, al puerto serie. Dicho comando puede tomar diferentes formas, dependiendo de los parámetros que utilicemos para definir el formato de volcado de los números. Requiere los siguientes parámetros: a. data: el número o la cadena de caracteres a volcar o enviar. b. data type: determina el formato de salida de los valores numéricos (decimal, octal, binario, etc...) DEC, OCT, BIN, HEX, BYTE , si no se pe nada vuelva ASCII Serial.print(b) // Vuelca o envía el valor de b como  // un número decimal en caracteres  // ASCII. int b = 79; Serial.print(b); // imprime la cadena "79". Serial.print(b, HEX); // Vuelca o envía el valor de  // b como un número hexadecimal  // en caracteres ASCII "4F". Serial.print(b, OCT); // Vuelca o envía el valor de  // b como un número Octal en  // caracteres ASCII "117". Serial.print(b, BIN) // Vuelca o envía el valor de  // b como un número binario en  // caracteres ASCII "1001111". Serial.print(b, BYTE); // Devuelve el carácter "O",  // el cual representa el  // carácter ASCII del valor  // 79. (Ver tabla ASCII). Serial.print(str); //Vuelca o envía la cadena de  // caracteres como una cadena ASCII. Serial.print("Hello World!"); // vuelca "Hello World!".

11.5.4. SERIAL.AVAIBLE() Devuelve Un entero con el número de bytes disponibles para leer desde el buffer serie, o 0 si no hay ninguno. Si hay algún dato disponible, SerialAvailable() será mayor que 0. El buffer serie puede almacenar como máximo 64 bytes. int Serial.available() // Obtiene un número entero  // con el número de bytes  // (caracteres) disponibles  // para leer o capturar desde  // el puerto serie Ejemplo int incomingByte = 0; // almacena el dato serie void setup() { Serial.begin(9600); // abre el puerto serie, y le asigna  // la velocidad de 9600 bps  } void loop() { if (Serial.available() > 0) // envía datos sólo si los recibe: {incomingByte = Serial.read();// lee el byte de entrada:  //lo vuelca a pantalla Serial.print("I received: "); Serial.println(incomingByte, DEC); 29 DE 34

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 }  }

11.5.5. SERIAL.READ() Lee o captura un byte (un carácter) desde el puerto serie. Devuelve el siguiente byte (carácter) desde el puerto serie, o -1 si no hay ninguno. Ejemplo: int incomingByte = 0; // almacenar el dato serie void setup() { Serial.begin(9600); // abre el puerto serie, y le asigna  // la velocidad de 9600 bps  } void loop() { if (Serial.available() > 0)// envía datos sólo si los { // recibe incomingByte = Serial.read(); // lee el byte de  // entrada y lo vuelca Serial.print("I received: "); // a pantalla Serial.println(incomingByte, DEC);  }  }

12. EJERCICIOS A continuación, cada alumno deberá interpretar el siguiente código y, a partir del circuito, tratar de explicar cómo trabaja el programa y el resultado que se obtiene en las distintas salidas. CASO 1 El circuito: 

El Potenciómetro conectado al pin analógico 0.



La patilla central del potenciómetro va a los pines laterales



El pin analógico del potenciómetro van a +5 V y tierra



El LED conectado desde la salida digital 13 a tierra

const int analogPin = A0; const int ledPin = 13; const int threshold = 400; void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT); Serial.begin(9600); } void loop () {

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int analogValue = analogRead(analogPin); if (analogValue > threshold) { digitalWrite (ledPin, HIGH); } else { digitalWrite (ledPin,LOW); } Serial.println(analogValue); delay(1); }

CASO 2 El circuito: 

Diodos LED conectados desde la salida 2 a la 7 (referidos a masa)

int timer = 100; void setup() { for (int thisPin = 2; thisPin < 8; thisPin++) { pinMode(thisPin, OUTPUT); } } void loop () { for (int thisPin = 2; thisPin < 8; thisPin++) { digitalWrite (thisPin, HIGH); delay(timer); digitalWrite (thisPin, LOW); } for (int thisPin = 7; thisPin >= 2; thisPin--) { digitalWrite (thisPin, HIGH); delay(timer); digitalWrite (thisPin, LOW); } }

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CASO 3 El circuito: 

Diodos LED conectados desde la salida 2 a la 7 (referidos a masa)

int timer = 100; void setup() { for (int thisPin = 2; thisPin < 8; thisPin++) { pinMode(thisPin, OUTPUT); } } void loop () { for (int thisPin = 2; thisPin < 8; thisPin++) { digitalWrite (thisPin, HIGH); delay(timer); digitalWrite (thisPin, LOW); } for (int thisPin = 7; thisPin >= 2; thisPin--) { digitalWrite (thisPin, HIGH); delay(timer); digitalWrite (thisPin, LOW); } }

CASO 4 El circuito: 





 

la fotoresistencia se conecta desde +5V a la entrada analogica de entrada (pin 0) la resistencia de 10K conecta desde masa hasta a la entrada analogical (Pin 0) El LED se conecta desde el pin digital nº9 a la masa a través de una resistencia de 220 ohm El pulsador incorporado se conecta desde el pin 2 to +5V * La resistencia de 10K se conecta desde el pin 2 a masa

const int sensorPin = A2; const int ledPin = 9; const int indicatorLedPin = 13;

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const int buttonPin = 2; int sensorMin = 1023; int sensorMax = 0; int sensorValue = 0; void setup () { pinMode(indicatorLedPin, OUTPUT); pinMode (ledPin, OUTPUT); pinMode (buttonPin, INPUT); } void loop () { while (digitalRead(buttonPin) == HIGH) { calibrate(); } digitalWrite (indicatorLedPin, LOW); sensorValue = analogRead(sensorPin); sensorValue = map(sensorValue, sensorMin, sensorMax, 0, 255); sensorValue = constrain(sensorValue, 0, 255); analogWrite(ledPin, sensorValue); } void calibrate() { digitalWrite(indicatorLedPin, HIGH); sensorValue = analogRead(sensorPin); if (sensorValue > sensorMax) { sensorMax = sensorValue; } if (sensorValue < sensorMin) { sensorMin = sensorValue; } }

CASO 5 El circuito: 

5 LEDs conectadas a la las patillas digitales de la 2 a la 6 a través de resistencias de 220-ohm

void setup () { Serial.begin(9600); for (int thisPin = 2; thisPin < 7; thisPin++) { pinMode(thisPin, OUTPUT); } }

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