Introduccion a Arduino

1. Curso de introducción a Arduino
Pablo Carbajales
@Kabuto

2. ¿Elegir la placa azul?

3. ¿Qué es Arduino?
Arduino es una plataforma de electrónica abierta.
Sirve para la creación de prototipos fáciles de
usar, basados en software y hardware flexible. Se
creó para artistas, diseñadores, aficionados y
cualquiera interesado en crear entornos u objetos
interactivos.

4. El cerebro de 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 actuadores. El
microcontrolador en la placa Arduino se programa
mediante el lenguaje de programación Arduino
(basado en Wiring) y el entorno de desarrollo
Arduino (basado en Processing).
Los proyectos hechos con Arduino pueden
ejecutarse sin necesidad de conectarlo a un
ordenador, si bien tienen la posibilidad de hacerlo y
comunicar con diferentes tipos de software.
En la imagen vemos el microcontrolador
ATMEGA328P-PU fabricado por ATMEL.

5. Arduino UNO
Arduino UNO es la versión más famosa de la placa y
la podemos encontrar en 2 versiones la Arduino UNO
"normal" y la versión UNO SMD. La primera utiliza el
microcontrolador ATMEGA328 en formato DIP (Dual
in-line package) y la segunda en formato SMD
(surface-mount device).
La ventaja que ofrece el formato DIP es que
podemos extraerlo o reemplazarlo por uno nuevo
siempre que queramos, mientras que en la versión
SMD va soldado en la superficie de la placa.
Si se pretende usar la placa como medio de
programación del microcontrolador y luego integrarlo
en otros montajes, es mejor la versión DIP, en
cambio si se va a utilizar la placa en el proyecto final,
ambas son válidas por igual.
Arduino
UNO R3
(DIP)
Arduino
UNO
(SMD)

6. Arduino LEONARDO
Microcontrolador: ATMEGA32u4
Digital I/O pins: 20
PWM: 7
Analog Inputs: 12
Puerto: Micro USB
Comunicación USB integrada en el
ATMEGA32u4
Existe una versión sin las cabeceras y el puerto
de alimentación Barrel Jack 2.1mm.

7. Placas Arduino: “Meet the family”
Arduino
Duemilanove
(2009)
Arduino NG
Rev. C
Arduino
Diecimila
(10.000)
Arduino NG
(Nueva
Generación)

8. Placas Arduino: Los abuelos...
Arduino Extreme v2 Arduino Extreme Arduino USB v2.0
Arduino USB Arduino Serial v2.0 Arduino Serial

9. Placas Arduino: Los hermanos mayores...
Arduino MEGA 2560
Uno de los hermanos mayores del UNO,
conocido por muchos por ser el “cerebro”
de las impresoras 3D.
Gracias a sus 54 pines de Entrada o
Salida, permite conectar un gran número
de componentes a la placa.
El microcontrolador que usa y por el que
recibe su nombre, es el ATMEGA 2560
fabricado también por ATMEL.

10. Placas Arduino: Los hermanos mayores...
Arduino DUE
Parecido al MEGA 2560, este Arduino
integra un microcontrolador Atmel
SAM3X8E ARM Cortex-M3.
Es el primero Arduino con un controlador
ARM DE 32 bit.
Una de sus características importantes es
que corre a 3.3V, a diferencia de las
demás placas Arduino.

11. Placas Arduino: Los hermanos menores...
Arduino NANO
Microcontrolador: ATMEGA328
Digital I/O pins: 14
PWM: 7
Analog Inputs: 8
Puerto: Mini B USB
Diseñado y producido por Gravitech

12. Placas Arduino: Los hermanos menores...
Arduino MICRO
Microcontrolador: ATMEGA32u4
Digital I/O pins: 20
PWM: 7
Analog Inputs: 12
Puerto: Micro USB
Comunicación USB integrada en el
ATMEGA32u4

13. Placas Arduino: Los hermanos menores...
Arduino MINI
Microcontrolador: ATMEGA328
Digital I/O pins: 14
PWM: 6
Analog Inputs: 12
Puerto: NINGUNO
Comunicación: necesita un adaptador externo
Voltaje MÁXIMO: 9V.

14. Placas Arduino: Los primos...
Arduino Pro
Microcontrolador: ATMEGA368
Digital I/O pins: 14
PWM: 6
Analog Inputs: 6
Puerto: conector JST para baterias LiPo
Puerto alimentación: Barrel Jack 2.1 (opcional)
Modelos: 3.3V y 5V.
Comunicación: cable FTDI o SparkFun breakout.
Pineado compatible con Shields para UNO.
Diseñado y producido por SparkFun Electronics.

15. Arduino Pro mini
Microcontrolador: ATMEGA168
Digital I/O pins: 14
PWM: 6
Analog Inputs: 8
Puerto: NO
Modelos: 3.3V y 5V.
Comunicación: cable FTDI o SparkFun
breakout.
Diseñado y producido por SparkFun
Electronics.
Placas Arduino: Los primos...

16. Placas Arduino: Los primos...
Arduino Fio
Microcontrolador: ATMEGA328P
Digital I/O pins: 14
PWM: 6
Analog Inputs: 8
Puerto: conector JST para baterias LiPo
Puerto: USB
Voltaje: 3.3V
Comunicación: cable FTDI o SparkFun breakout.
Pineado compatible con Xbee Shields (abajo)
Diseñado y producido por SparkFun Electronics
y Shigeru Kobayashi
.

17. Placas Arduino: Los “conect@2”...
Arduino ETHERNET
Microcontrolador: ATMEGA328
Chip internet: W5100
Digital I/O pins: 14 (pines 10 a 13 reservados)
PWM: 4
Analog Inputs: 12
Puerto: RJ45 (Ethernet)
Puerto: microSD
Comunicación: cable FTDI o SparkFun breakout.
Comunicación: PoE (opcional con breakout)

18. Placas Arduino: Los “conect@2”...
Arduino YÚN
Microcontrolador: ATMEGA32u4 y Atheros
AR9331
Atheros AR9331 soporta una distribución de
Linux basada en OpenWRT llamada Linino
Digital I/O pins: 20
PWM: 7
Analog Inputs: 12
Puerto: RJ45 (Ethernet) / Wi-Fi
Puerto: microSD
Puerto: micro USB // USB Host
Comunicación: PoE (opcional con breakout)

19. Placas Arduino: Los recién llegados...
Arduino GALILEO
Microcontrolador: Intel Quark SoC X1000
Digital I/O pins: 14
PWM: 6
Analog Inputs: 6
Puertos: Mini PCI-e, Ethernet, microSD, USB
Host, USB cliente (programación)
Alimentación: Barrel Jack 2.1
Voltaje: 3.3V (5V via jumper)
Pineado compatible con Shields para UNO.

20. Placas Arduino: Los recién llegados...
Arduino TRE
Microcontrolador: ATMEGA32u4
Procesador: Sitara AM335x a 1GHz (Linux)
Digital I/O pins: 14
PWM: 5
Analog Inputs: 6
Puertos: 1 USB, 4 USB Host, HDMI, Ethernet,
microSD, 2 jacks audio
Pineado compatible con Shields para UNO y
XBee Shields
Colaboración entre Arduino y BeagleBoard.
org. Fabricado en USA.
Disponibilidad: Primavera 2014

21. Placas Arduino: Los “robots”...
Arduino ROBOT
Microcontrolador: 2 ATMEGA32u4 (1 por placa)
Digital I/O pins: 5
PWM: 6
Analog Inputs: 4
Puerto: microSD
Sensores: Pad de botones, Potenciómetro, LCD
a color, altavoz, brújula, 2 motores (ruedas),
infrarrojos.
Comunicación: USB integrada en el
ATMEGA32u4
Destinado a proyectos de robótica.

22. Placas Arduino: Los “robots”...
Arduino ESPLORA
Microcontrolador: ATMEGA32u4
Sensores: incorpora múltiples sensores en la
placa: Joystick analógico (tipo PS3), 4 botones,
potenciómetro lineal, micrófono, LDR,
temperatura, acelerómetro, zumbador, RGB
LED, conector para TFT Display.
Puertos: Micro USB, puertos E/S TinkerKit
Diseñado para gente que quieren ponerse en
marcha con Arduino sin tener que aprender
primero conceptos de electrónica.

23. Placas Arduino: Los “otros”...
Arduino Lilypad
Microcontrolador: ATMEGA328V
Digital I/O pins: 14
PWM: 6
Analog Inputs: 6
Comunicación: cable FTDI o SparkFun breakout.
Voltaje: Operativo: 2.7 a 5.5V. MÁXIMO 5.5V.
Pensada para “wearables”. Permite ser cosida a
telas u otros materiales con hilo conductor.
Diseñada y producida por Leah Buechley y
SparkFun Electronics

24. Arduino UNO: Datos técnicos

25. Arduino UNO: Datos técnicos
Microcontroller ATmega328
Operating Voltage 5V
Input Voltage (recommended) 7-12V
Input Voltage (limits) 6-20V
Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM output)
Analog Input Pins 6
DC Current per I/O Pin 40 mA
DC Current for 3.3V Pin 50 mA
Flash Memory 32 KB (ATmega328) of which 0.5 KB used by bootloader
SRAM 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
Clock Speed 16 MHz

26. Arduino UNO: Entradas y salidas

27. “Arduino y yo”
- Todo esto está muy bien, pero..
¡¿PARA QUÉ SIRVE ARDUINO?!
- Pues mira, veamos unos ejemplos...

28. Proyecto: ALARMINO
Idea: crear una especie de
temporizador con alarma.
Componentes: Display de 7 dígitos
LED, zumbador, LED, botones
pulsadores y resistencias
Material: Arduino UNO y Proto Shield

29. Proyecto: Coche “inteligente”
Idea: hacer un coche “inteligente” que
pueda salvar obstáculos. Además
responde a un mando a distancia por
infrarrojos.
Componentes: Sensor de distancia
por ultrasonidos, LEDs, resistencias...
Material: Arduino UNO, Motor Shield,
Prototype Shield, chásis del coche, 2
motores, portapilas, tornilleria varia...

30. Proyecto: Arduino “casero”
Idea: Construir un Arduino que sea
compatible con Shields para UNO,
aprovechando el pineado de las
Prototype Shields.
Componentes: Prototype Shields,
cabeceras, condensadores, regulador
7805, LEDs, pulsador, resistencias,
ATMEGA328, conector Barrel Jack
hembra 2.1mm, cristal 16MHz.
Nota: Lleva un puerto FTDI para poder
actualizarlo mediante el cable FTDI o
Breakout.

31. Proyecto: HASAMINO
Idea: crear un brazo robot controlado por 2
Joystick tipo PlayStation.
Componentes: servomotores, garra de aluminio,
2 Joystick, regulador 7805, condensadores.
Material: Arduino UNO y Prototype Shield, caja
de plástico como base.

32. Proyecto: Arduino Flasher
Idea: Construir un flasheador para
grabar el Bootloader y cargar un
Sketch en un ATMEGA328 vírgen.
Componentes: ATMEGA328 (como
programador), LEDs, condensadores,
resistencias, resonador 16 MHz...
Material: 2 Arduino Prototype Shields,
interruptores, pulsador, zócalo 28 pins,
cabeceras, ...

33. Proyecto: GARDUINO
Idea: Construir un control de riego para
una planta, basado en la humedad de la
tierra.
Componentes: LCD 20x2, botones
pulsadores, resistencias, relé, mini
bomba sumergible, sensor de humedad,
mini USB hembra, LEDs...
Material: Caja de registro eléctrico
como contenedor.
Notas: Proyecto basado en Arduino.
Utilizo un ATMEGA328 pre-programado
con el código.
Lleva además un puerto FTDI para
poder actualizarlo mediante el cable
FTDI o Breakout.

34. Arduino IDE
Un entorno de desarrollo integrado, llamado también IDE
(sigla en inglés de integrated development environment), es un
programa informático compuesto por un conjunto de
herramientas de programación. Puede dedicarse en exclusiva
a un solo lenguaje de programación o bien puede utilizarse
para varios.
Un IDE es un entorno de programación que ha sido
empaquetado como un programa de aplicación; es decir,
consiste en un editor de código, un compilador, un depurador y
un constructor de interfaz gráfica (GUI). Los IDE’s pueden ser
aplicaciones por sí solas o pueden ser parte de aplicaciones
existentes.
El Arduino IDE está disponible para Windows, Mac OS X y
Linux.

35. Arduino IDE
Los botones del Arduino IDE son muy sencillos, vamos a verlos
uno a uno.
Verificar: Comprueba el código en busca de errores.
Cargar: Compila el código y lo vuelca en la placa Arduino.
Nuevo: Crea un nuevo sketch.
Abrir: Abre un menú con todos los programas sketch del
Sketchbook (librería de sketch).
Guardar: Salva el programa sketch.
Monitor Serial: Inicia la monitorización serie.

36. Estructura de un “Sketch”
El lenguaje con el que se programa en Arduino es un
derivado del lenguaje de programación "Wiring".
La estructura básica de un sketch es similar a la de un
programa en C aunque con algunas diferencias.
Veamos cuál es la estructura mínima en un sketch.
1. Definición de variables
2. Función setup
3. Función loop

37. Estructura de un “Sketch”
En la primera parte definiremos las variables globales que
usaremos en el sketch.
int led = 13;
La segunda parte de un Sketch es una parte que solo se
ejecuta una vez tras el arranque de la placa Arduino, el
Setup.
Void Setup()
{
...
...
...
}

38. Estructura de un “Sketch”
La siguiente parte importante de un Sketch: el Loop.
Es la parte principal de nuestro programa pues en él
tendremos que poner el código para que el
microcontrolador lo ejecute de manera recursiva, es decir,
esta parte del Sketch se repetirá una y otra vez mientras
la placa Arduino tenga energía.
Void Loop()
{
...
...
...
}

39. “Hello world” (Blink Sketch)
En la mayoría de los lenguajes de programación, el primer
programa que tu escribes imprime en la pantalla del
ordenador la frase "Hola Mundo".
Ya que una placa Arduino no tiene una pantalla, haremos
parpadear un LED.
Las placas están diseñadas para que hacer parpadear un
LED sea muy fácil usando el pin digital 13. Algunas (como
la UNO, la Diecimila o la LilyPad) tienen el LED
directamente incorporado en la placa.
El ejemplo de la izquierda que habéis visto hasta ahora
hace esto.

40. “Hello world” (Blink Sketch)
En la definición de variables creamos una llamada “led” y
le asignamos el valor 13. Esto es así porque usaremos el
pin digital 13 en nuestro Arduino.
En el setup le indicaremos al Arduino que ese pin será
una salida (OUTPUT). Para esto usaremos la función
“pinMode”.
En el loop, usando la variable definida antes, lo que
haremos es poner el pin 13 en HIGH, es decir,
aplicaremos 5v en el pin.
Esperamos 1 segundo y repetimos la operación esta vez
apagando el pin, lo pondremos en estado LOW o 0v.
Antes de acabar volvemos a esperar 1 segundo y como la
función loop acaba aquí vuelve automáticamente al
principio poniendo de nuevo el pin en HIGH.

41. Protoboard o Breadboard.
La "protoboard" o "breadboard" (en inglés) es un
tablero con orificios conectados eléctricamente entre
sí, habitualmente siguiendo patrones de líneas, en el
cual se pueden insertar componentes electronicos y
cables para el montaje y prototipado de circuitos
electrónicos y sistemas similares.
De esta manera podemos “pinchar” nuestros
componentes para realizar prototipos sin tener que
realizar un solo punto de soldadura tantas veces
como queramos.
Las columnas verticales (en verde) están
conectadas entre sí, al igual que las filas
horizontales (en rojo y azúl), sin embargo éstas no
comparten la conexión entre ellas.
El espacio central está diseñado para poder insertar
un chip con encapsulado DIP (por ej. ATMEGA328
del Arduino UNO).

42. Componentes electrónicos básicos

43. ¡Quiero más!
Para saber más y profundizar en tus proyectos personales tienes en internet
infinidad de información:
arduino.cc
playground.arduino.cc
forum.arduino.cc
instructables.com
arduteka.com
etc...

44. ¡MUCHAS GRACIAS!