UMG - FACULTAD DE INGENIERIA
PROYECTO FINAL
AYLIN JULISSA GALINDO GARCÍA 1010-22-146 MARIO EMILIO MARTINEZ ESTRADA 1010-22-501 JORGE ALEJANDRO PEREIRA ESTRADA 1010-22-2433
ÍNDICE
PÁGINA 3 INTRODUCCION
PÁGINA 4 DESARROLLO DE LA INVESTIGACION
PÁGINA 16 DESCRIPCION Y DESARROLLO DEL PROYECTO
PÁGINA 21 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
PÁGINA 22 BIBLIOGRAFIA
INTRODUCCION
A continuación podrá observar el resultado de nuestra investigación sobre los temas asignados en clase sobre Arduino, que es, para que sirve y otras preguntas que han sido desarrolladas a lo largo de esta revista digital. También el proyecto desarrollado por el grupo detallado con imágenes y un video para que logran comprender mejor el paso a paso y funcionamiento del mismo.
PÁGINA 3 | VIAJE
¿QUÉ ES ARDUINO¿ Esta plataforma se inició en el año 2005 como un proyecto para estudiantes en el Instituto IVREA, en Ivrea (Italia). En ese tiempo, los estudiantes usaban el microcontrolador BASIC Stamp, cuyo coste era de 100 dólares estadounidenses, lo que se consideraba demasiado costoso para ellos. Por aquella época, uno de los fundadores de Arduino, Massimo Banzi, daba clases en Ivrea. Basada en la filosofía del software libre, Arduino es una plataforma de electrónica «open-source»o de código abierto cuyos principios son contar con software y hardware fáciles de usar. Básicamente lo que permite esta herramienta es la generación de infinidad de tipos de microordenadores de una sola placa, que luego pueden tener una amplia variedad de usos según la necesidad de la persona que lo cree. Es decir, una forma sencilla de realizar proyectos interactivos para cualquier persona.
El nombre del proyecto viene del nombre del Bar di Re Arduino (Bar del Rey Arduino) donde Massimo Banzi pasaba algunas horas. El rey Arduino fue rey de Italia entre los años 1002 y 1014. Arduino es una compañía de desarrollo de software y hardware libres, así como una comunidad internacional que diseña y manufactura placas de desarrollo de hardware para construir dispositivos digitales y dispositivos interactivos que puedan detectar y controlar objetos del mundo real. Arduino es una de las placas más populares del mundo. Su versatilidad y la infinidad de posibilidades que ofrece la convierten en una de las herramientas de programación más completas del mercado. Las placas de Arduino se caracterizan por leer entradas – la luz de un sensor, pulsar un botón, o un mensaje de texto enviado a una Red Social – para convertirla en una salida – activando un motor, encendiendo un LED, publicando algo online.
ARDUINO
¿CÓMO FUNCIONA ARDUINO? La placa Arduino se conecta a un ordenador a través de un USB, donde se conecta con el entorno de desarrollo Arduino (IDE). El usuario escribe el código de Arduino en el IDE, y luego lo sube al microcontrolador que ejecuta el código, interactuando con las entradas y salidas como sensores, motores y luces. El
código
abierto
de
Arduino
es
particularmente amigable para los usuarios nuevos y experimentados. Hay miles de ejemplos de código de Arduino disponibles en Internet. Esta flexibilidad en su diseño combinado con el hecho de que el software de Arduino es gratuito, las placas de hardware tienen un precio asequible, y tanto el software como el hardware son fáciles de aprender, ha llevado a crear una gran comunidad de usuarios que han contribuido con código e instrucciones para una gran variedad de proyectos basados en Arduino.
Tanto los principiantes como los expertos tienen acceso a una gran cantidad de recursos
y
materiales
gratuitos
para
apoyarlos. Los usuarios pueden buscar información sobre cómo configurar su placa
o
incluso
cómo
codificar
en
Arduino. La
placa
Arduino
se
conecta
a
un
ordenador a través de un USB, donde se conecta con el entorno de desarrollo Arduino (IDE). El usuario escribe el código de Arduino en el IDE, y luego lo sube al microcontrolador que ejecuta el código, interactuando con las entradas y salidas como sensores, motores y luces.
ARDUINO
¿PARA QUÉ SIRVE UN ARDUINO? Arduino se puede utilizar para desarrollar
Actualmente,
elementos autónomos, o bien conectarse
catalogarse en dos grandes grupos:
a otros dispositivos o interactuar con otros programas, para interactuar tanto con el hardware como con el software. Sirve tanto
para
controlar
un
elemento,
pongamos por ejemplo un motor que nos
1.
el
Arduino
uso
se
de
Arduino
utilizado
puede
como
un
microcontrolador, cuando tiene un programa descargado desde un ordenador y funciona de forma independiente de éste, y controla y alimenta determinados dispositivos y toma
suba o baje una persiana basada en la luz
decisiones
que haya gracias a un sensor conectado al
descargado e interactúa con el mundo físico
Arduino, o bien para transformar la
gracias a sensores y actuadores.
información de una fuente, como puede ser un teclado, y convertir la información a algo que entienda, por ejemplo, un ordenador.
2.
Arduino
de
acuerdo
hace
de
al
programa
interfaz
entre
un
ordenador u otro dispositivo, que ejecuta una determinada tarea, para traducir dicha tarea en el mundo físico a una acción. Y viceversa, gracias a sensores que están conectados a la placa
Arduino
podemos
hacer
que
el
ordenador ejecute determinada acción. Con Arduino se pueden construir proyectos que van desde un despertador hasta una máquina expendedora, una alarma o un sistema
de
automatizado
acceso o
a
casa,
un control
cualquier dispositivo.
un
remoto
jardín para
ARDUINO
¿POR QUÉ USAR ARDUINO? Arduino se puede utilizar para desarrollar elementos autónomos, o bien conectarse a otros dispositivos o interactuar con otros
El funcionamiento de la placa a muy grosso modo, para no extendernos con elementos técnicos, se compone de: Conexiones de Entrada: A través de sensores
programas, para interactuar tanto con el
conectados en los pines de entrada, Arduino
hardware como con el software.
recibe datos del exterior (entorno) Microcontrolador: Es el cerebro de Arduino, con los datos recibidos del entorno (conexiones de entrada) es donde, a través del lenguaje de programación (open source y con una curva de aprendizaje rápida), nosotros le decimos cómo interpretar
la
información,
qué
parámetros
buscar y comparar, y por último, qué acciones tomar a modo de respuesta. Conexiones de Salida: Dependiendo del proyecto en el que esté trabajando, y en función de las Hay muchos otros microcontroladores y plataformas de desarrollo, pero Arduino, además de simplificar el trabajo de programación, ofrece: Software Multiplataforma: Puede trabajar en todas las plataformas (Mac, Windows, Linux). Asequible: Puedes encontrar placas por menos de 15 euros. Entorno de programación simple y directo. Sencillez: Es muy fácil duplicar y modificar las
órdenes que le hayamos dado programando el microcontrolador, Arduino puede conectarse con diversos actuadores (relés, pantallas, motores,…), y sistemas lógicos (otras placas, ordenadores,…) para provocar la respuesta que necesitamos. Comunicaciones: Puertos de comunicación del microcontrolador para conectar con elementos externos. ·Arduino socializa la tecnología, supongamos que
placas y además es legal, al ser open – source
desde hace un tiempo tenemos una buena idea que
hardware, bajo licencia Creative Commons puedes
no se puede llevar a cabo porque necesita un
reunir los componentes y crearte tu propia placa,
conocimiento de electrónica en mayor o menor
no pudiendo en este caso llamarla Arduino,
medida, pero que actualmente no tenemos. Esa
nombre registrado para las originales producidas
idea, habrá pasado de proyecto a obstáculo.
en Italia.
ARDUINO
¿EN DONDE LAS PUEDO UTILIZAR? Actualmente tiene diferentes usos, como
Arduino es una iniciativa empleada para
la aplicación de desarrolladores de
simplificar
diseños artísticos e interactivos; de igual
microcontroladores. Nació con el objetivo
forma,
de
muchas
personas
utilizan
disminuir
el
uso el
costo
de de
los los
Arduino para incursionar en aplicaciones
microcontroladores, que entonces los
tecnológicas, como la automatización y
estudiantes empleaban para sus proyectos
la robótica.
y que resultaban demasiado costosos.
Su
aplicación,
aunque
pudiera parecer limitada a áreas de la ciencia
muy
especializadas,
es
en
realidad común, al encontrarla en un cajero automático, un calentador de agua, la pluma de un estacionamiento o las
puertas
de
una
plaza
o
supermercado, y es que este tipo de herramientas, que facilitan nuestra vida diaria, están basadas en un pequeño microcontrolador,
cuya
dictada por un programa.
tarea
está
ARDUINO
¿CUÁL ES EL ORIGEN DE ARDUINO? Arduino Nació en el año 2005 el Instituto
Sin embargo, el instituto se vio obligado
de Diseño Interativo de Ivrea (Italia).
a cerrar sus puertas precisamente en
Arduino apareció por la necesidad de
2005. Ante la perspectiva de perder
contar con un dispositivo para utilizar en aulas que fuera de bajo coste. La idea original fue, fabricar una placa para uso interno de la escuela.
todo el proyecto Arduino en el proceso, se decidió liberarlo y abrirlo al publico para que todo el mundo pudiese participar en la evolución del proyecto, proponer mejoras y sugerencias. Los principales responsables de la idea y diseño de Arduino fueron Massimo Banzi, David Cuartielles, David Mellis, Tom Igoe y Gianluca Martino.
ARDUINO
¿QUÉ TIPOS DE ARDUINO? Arduino UNO: Arduino de gama básica,
Arduino Mega 2560: Arduino basado en un
todas las shields están diseñadas para
microcontrolador ATmega2560. Tiene 54
usarse sobre esta placa. Cuenta 14 pines
entradas/salidas digitales, 16 de ellos pueden
entrada/salida digitales de las cuales 6 se
usarse como PWM, 16 entradas analógicas y 4
pueden usar como PWM, además cuenta
UART además dos modos PWI y uno SPI. Tiene
con 6 entradas analógicas, además cuenta
6 interrupciones externas. Y es compatible con
con I2C, SPI, además de un modulo UART.
todos los shields de arduino
Arduino DUE: Arduino basado en un
Arduino Mega ADK: Exactamente igual que el
microcontrolador de 32 Bits, Tiene 54
Mega 2560 pero con la d
entradas/salidas digitales y 12 entradas analógicas, 2 buses TWI, SPI y 4 UARTs. Funcionan todos los módulos basados en 3.3V, no soporta 5V ya que puede dañar la placa. Posee adicionalmente interno dos puerto
USB
para
poder
controlar
periféricos. Arduino Leonardo: Arduino básico, Con características similaresa la arduino, sin embargo tiene 12 entradas analógicas y 20 entrada salidas digitales. A diferencias del resto de arduinos con el microcontrolador ATmega32u4
en
que
no
posee
un
controlador adicional para controlar el USB. Además tiene más pines de interrupciones externas. Tiene comunicación TWI, SPI y dos UART
ARDUINO
¿QUÉ TIPOS DE ARDUINO? Arduino Micro: Es completamente similar al
AArduino YUN: El Arduino YUN se trata de un
Leonardo, la única diferencia es el tamaño
conjunto que trabaja por separado de forma
con el que fue construido. Es compatible
complementaria,
con las Shields de arduino, sin embargo se
versatilidad de un arduino normal. En este caso un
debe instalar de forma externa, es decir, cableándolo, aunque en el caso de que se construya nuestra propia shield no es ningún problema. Arduino Nano: Arduino basado en un microcontrolador ATmega328. Es similar en
por
un
lado
se
tiene
la
ATmega 32u48 a 16 Mhz, y por otro lado de un dispositivo con microprocesador Atheros AR9331. El cual funciona con Lilino (Linux basado en OperWrt
(OperWrt-Yun))
a
400
Mhz.
Las
características del arduino son similares a la placa Leonardo. Tiene Ethernet, slot SD y WiFi incluidos, controlados por Lilino.. Es compatible con todas las Shields y es capaz de trabajar por separado
cuanto a características al arduino uno. Las diferencias son tanto el tamaño como la
Arduino
forma de conectarlo al ordenador para
microcontrolador ATmega328p. Trabaja a 8 Mhz y
programarlo. Es compatible con la mayoría
3.3V tiene 14 pines de entrada/salida digitales (6
de shield, aunque de la misma forma que el
PWM), 8 pines de entrada analógicas e integra
arduino Micro.
tanto
un
FIO:
Arduino
conector
para
basado
la
en
batería
un
y
su
correspondiente modulo de carga, como un slot para poder instalar un modulo de comunicaciones xBee. Tiene UART TTL e interrupciones lo que nos permite también ponerlo en modo Sleep, permite también poner el XBEE en modo Sleep, reduciendo el consumo total. Además posee tanto TWI (I2C) como SPI. Unas ventajas importantes de este dispositivo son el bajo consumo en Sleep y el poder programarlo mediante XBEE, sin necesidad conectarlo físicamente al ordenador.
ARDUINO
¿CUÁLES SON LAS PARTES DE ARDUINO? Potencia - USB (1) / Conector de Adaptador (2) Cada placa Arduino necesita una forma de estar
alimentado
electricamente.
Esta
puede ser alimentado desde un cable USB que viene de su ordenador o un cable de corriente
eléctrica
con
su
respectivo
adaptador. La conexión USB es también
Pines (5V, 3.3V, GND, Analog, Digital, PWM,
cómo va a cargar código en su placa
AREF)
Arduino.
Los pines en la placa Arduino es donde se
NO utilice una fuente de alimentación
conectan los cables de un circuito. El Arduino
superior a 20 voltios, ya que se puede dañar
tiene varios tipos diferentes de entradas, cada
la placa Arduino. La tensión recomendada
uno de las cuales está marcado en el tablero y
para la mayoría de los modelos de Arduino
utilizan para diferentes funciones:
es de entre 6 y 12 voltios.
• GND (3): Abreviatura de "tierra" (en Ingles). Hay
varios
pines
GND
en
el
Arduino,
cualquiera de los cuales pueden ser utilizados para conectar a tierra el circuito. • 5V (4) y 3.3V (5): Son los suministros pin 5V 5 voltios de energía, y los suministros de pin 3.3V 3.3 voltios de potencia. • Analógico (6): El área de pines en el marco del 'analógica' etiqueta (A0 a A5) son analógicas. Estos pines pueden leer la señal de un sensor analógico (como un sensor de temperatura) y convertirlo en un valor digital que podemos leer.
ARDUINO
¿CUÁLES SON LAS PARTES DE ARDUINO?
• Digital (7): Son los pines digitales (del 0 al 13). Estos pines se pueden utilizar tanto para la
Botón de reinicio (10)
entrada digital (como decir, si se oprime un
Empujando
botón) y salida digital (como encender un LED).
temporalmente el pin de reset a tierra y
• PWM (8): Usted puede haber notado la tilde (~)
reinicie cualquier código que se carga en el
al lado de algunos de los pines digitales (3, 5, 6,
Arduino. Esto puede ser muy útil si el código
9, 10 y 11). Estos pines actúan como pines
no se repite, pero quiere probarlo varias veces.
este
botón
se
conectará
digitales normales, pero también se pueden usar para algo llamado Modulación por ancho
Indicador LED de alimentación (11)
de pulsos (PWM, por sus siglas en Ingles).
Este LED debe encenderse cada vez que
• AREF (9): Soportes de referencia analógica. La mayoría de las veces se puede dejar este pin solo. A veces se utiliza para establecer una tensión de referencia externa (entre 0 y 5 voltios) como el límite superior para los pines de entrada analógica.
conecte la placa Arduino a una toma eléctrica. Si esta luz no se enciende, hay una buena probabilidad de que algo anda mal.
ARDUINO
¿CUÁLES SON LAS PARTES DE ARDUINO? LEDs RX TX (12)
Regulador de Voltaje (14)
TX es la abreviatura de transmisión, RX es la
Esto no es realmente algo que se puede (o
abreviatura de recibir. Estas marcas aparecen
debe) interactuar con el Arduino. Pero es
un poco en la electrónica para indicar los pasadores responsables de la comunicación en serie. En nuestro caso, hay dos lugares en la Arduino UNO donde aparecen TX y RX - una
potencialmente útil para saber que está ahí y para qué sirve. El regulador de voltaje hace exactamente lo que dice - que
vez por pines digitales 0 y 1, y por segunda
controla la cantidad de tensión que se deja
vez junto a los indicadores LED de TX y RX
en la placa Arduino. Piense en ello como
(12). Estos LEDs nos darán algunas buenas
una especie de guardián; se dará la
indicaciones
nuestro
espalda a una tensión adicional que podría
Arduino está recibiendo o transmitiendo
dañar el circuito. Por supuesto, tiene sus
datos (como cuando nos estamos cargando
límites, por lo que no conecta tu Arduino a
visuales
siempre
un nuevo programa en el tablero).
nada superior a 20 voltios.
Microcontrolador (13) Lo negro con todas las patas de metal es un circuito integrado (IC, por sus siglas en Ingles). Piense en ello como el cerebro de nuestro Arduino. La principal IC en el Arduino es ligeramente diferente del tipo de placa a placa tipo, pero es por lo general de la línea de ATmega de CI de la empresa ATMEL. Esto puede ser importante, ya que puede necesitar para saber el tipo de IC (junto con su tipo de tarjeta) antes de cargar un nuevo programa desde
el
software
de
Arduino.
Esta
información se puede encontrar en escritura en la parte superior de la IC.
la
ARDUINO
¿QUÉ SE PUEDE REALIZAR CON ARDUINO? La respuesta es que puedes hacer/construir
Pero el principal aspecto de aplicación de
casi de todo. Arduino es una plataforma
Arduino está en el Internet de las cosas (IoT)
para programar un microcontrolador y por
o Internet de todo o dispositivos conectados
lo tanto puede hacer todo lo que puede
o M2M. Internet de las cosas (IoT, por su
hacer una MCU, todo depende de nuestra
siglas en inglés) es un concepto que se refiere
imaginación. Un arduino puede ser un
a
sistema autónomo programado que realice
cotidianos con Internet. Otro aspecto que
una o varias tareas específicas.
está ahora de actualidad es el IoT en la
la
interconexión
digital
de
objetos
industria, que también se le denomina Existen multitud de entornos de aplicación
“Industria Conectada” o Industria 4.0, se trata
de Arduino: automatización industrial,
de ampliar el concepto de IoT a la industria.
domótica, herramienta de prototipado, plataforma
de
entrenamiento
para
aprendizaje de electrónica, tecnología para artistas,
eficiencia
energética,
monitorización, adquisición de datos, DIY, aprendizaje de habilidades tecnológicas y programación, etc…
ARDUINO
DESCRIPCION DE NUESTRO PROYECTO Imprimir un mensaje en una pantalla
Para programar con el código nativo de
LCD.
Arduino, vamos a utilizar una librería que
LCD es el acrónimo de Liquid Crystal
nos hará más fácil el desarrollo. Esta
Display (en español Pantalla de Cristal
librería es LiquidCrystal.h. No hace falta
Líquido).
instalarla en el entorno de desarrollo oficial ya que viene por defecto. Lo único
El proyecto consiste en imprimir un
que tenemos que hacer es añadirla como
mensaje de texto el cual sea mostrado
un include en nuestro programa o sketch.
en la pantalla LCD de 16 columnas y 2 filas. Esto quiere decir que tenemos unicamente 16 espacios por fila para mostrar una frase cada letra y espacio ocupa una casilla de las 16 disponibles por cada fila. Adicional a esto el mensaje que sera mostrado
en
la
pantalla
tambien
aparecera por un tiempo asignado, el cual sera de 1 segundo y tambien dejara de ser mostrado en la oantalla por el mismo tiempo.
ARDUINO
¿POR QUE FUE SELECCIONADO ESTE PROYECTO? Porque nos pareció interesante el
También
comprender
se
interesante el como hacer que un
una
mensaje aparezca y desaparezca
muestra
un
como
es
mensaje
que en
porque
cierto
nos
pareció
pantalla, por ejemplo las pantallas
cada
tiempo
que anuncian una publicidad. Son
considerábamos
el mismo concepto solo que a nivel
proyecto salgo sencillo pero muy útil
mas grande.
en la vida cotidiana como el ejemplo
que
era
de la publicidad entre otros.
y un
ARDUINO
MATERIALES Placa Arduino
4 Cables jumper hembra y macho
Pantalla LCD 16*2
Cable USB /adaptador placa Arduino
ARDUINO
CODIGO ARDUINO
ARDUINO
VIDEO Y FUNCIONAMIENTO DEL PROYECTO
https://youtu.be/5Tohz_6JYgY
ARDUINO
CONCLUSIONES 1. Arduino sirve para hacer varios proyectos que son útiles en la vida cotidiana. 2. La mayoría de objetos electrónicos pudieron ser programados con Arduino o iniciaron programados con el. 3. Nuestro proyecto aprendimos que un mensaje puede mostrarse y desaparecer por un tiempo que nosotros decidamos programar. 4. Los anuncios publicitarios en las pantallas tienen el mismo mecanismo que este proyecto pero a nivel macro.
RECOMENDACIONES 1. Las conexiones de los cables SDA Y SCL pueden conectarse también a los puertos Analog 4 y5 2. Al mensaje que aparece en pantalla se puede hacer que corra el mensaje en vez que parpadee. 3. Ajustar el brillo de la pantalla LCD para que se enfoque mejor el mensaje 4. Pueden mostrar signos para que el mensaje sea mas entretenido que solo palabras.
ARDUINO
BIBLIOGRAFIA https://www.instructables.com/Arduino-Tutorial-0-Introducci%C3%B3n/ https://arduino.cl/que-esarduino/#:~:text=Arduino%20es%20una%20plataforma%20de,una%20serie%20de%20pines% 20hembra. https://codelearn.es/blog/que-es-arduino-para-quesirve/#:~:text=Con%20Arduino%20se%20pueden%20construir,control%20remoto%20para%2 0cualquier%20dispositivo. https://programarfacil.com/blog/arduino-blog/texto-en-movimiento-en-un-lcd-con-arduino/