Clase 1 Programar en Arduino Introducción Síntesis En esta primera clase veremos una introducción al mundo de Arduino. Aprenderemos lo que es un microcontrolador, conoceremos las placas más populares y realizaremos la instalación del entorno de desarrollo para poder empezar a trabajar. Introducción El mundo de Arduino viene creciendo constantemente y globalmente desde 2005. Gracias a su comunidad formada por educadores, programadores, makers y profesionales podemos contar con soluciones de lo más variadas y contar con una plataforma tanto de software como de hardware fiable y consolidada. En este curso veremos una introducción a este mundo y lo finalizamos realizando un proyecto final con el cual afianzamos los conocimientos adquiridos. ¿Qué es Arduino? Arduino es una placa de desarrollo basado en un microcontrolador, que tomó mucha popularidad por su fácil programación y una comunidad muy activa que apoya este proyecto. Está basada en software y hardware libre, lo que permite ingresar en el mundo de Arduino a un bajo costo y es ideal para realizar proyectos básicos como para proyectos más complejos o para un entorno educativo o de enseñanzas de nuevas tecnologías. Al ser un producto de código abierto (open source) tanto a nivel software como hardware permitió un crecimiento exponencial y recibir contribuciones de usuarios de todo el mundo. Un poco de historia... El primer prototipo de hardware surgió en el Ivrea Interaction Design Institute (Italia) en el año 2005 y fue creado inicialmente como una herramienta para prototipado rápido, apuntado para estudiantes sin conocimientos en electrónica, ni en programación. Al alcanzar una mayor comunidad a nivel mundial, las placas Arduino empezaron a cubrir mayores necesidades para productos para Internet de las Cosas(IoT), impresoras 3D y otro tipos de necesidades. Programar en Arduino| 1 Equipo creador de Arduino- 2008 [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Arduino_team_Arduino_Summit_2008.jpg] Características Al ser un ecosistema de código abierto, las placas Arduino permiten que los usuarios puedan construirlas y adaptarlas a sus necesidades particulares tanto a nivel hardware como de software utilizando bibliotecas o modificándolas para cubrir sus necesidades. La comunidad de Arduino está en constante expansión y está formada por educadores, programadores y aficionados que aportan ideas, permitiendo la creación de nuevos módulos tanto de software como de hardware. Desde su creación se han desarrollado una gran variedad de placas Arduino que pueden adaptarse a las necesidades concretas de cada proyecto. Algunas de las características del ecosistema Arduino: • • • • • Entorno de desarrollo integrado (IDE) gratuito Bajo costo. Compatibilidad con los principales sistemas operativos. Windows, OSX y Linux. Fácil de utilizar para principiantes, pero con la posibilidad de crecimiento para usuarios más avanzados. Comunidad global en constante actualización y crecimiento ¿Qué podemos hacer con Arduino? Se pueden realizar una gran variedad de proyectos en los cuales se necesite interactuar con el mundo físico, ya que permite verificar condiciones a través de sensores y realizar acciones en consecuencia a través de actuadores. Algunos ejemplos de aplicaciones prácticas: • Domótica Programar en Arduino| 2 • • • Impresoras 3D Robótica Internet de las Cosas (IoT). ¿Qué tipos de Placa Arduino existen? Existen una gran variedad de placas Arduino como necesidades tenga el usuario. Las que se encuentran vigentes pueden ser encontradas en la página oficial de Arduino https://www.arduino.cc Más específicamente en la sección de productos: https://www.arduino.cc/en/Main/Products Las placas más populares para iniciarse son: • • • Arduino UNO R3 Arduino MEGA Arduino Nano Arduino UNO Es la placa más utilizada y más documentada de la familia de Arduino. Puede ser alimentada tanto por USB como por una fuente externa. Posee las siguientes características: • • • • • • Microcontrolador ATmega328. 5V de Voltaje de alimentación. 31,5 KB de memoria Flash disponible para el usuario. 2 kb de SRAM 6 Entradas Analógicas. 14 Entradas/Salidas Digitales [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Arduino_Uno_006.jpg] Arduino MEGA 2560 Es una placa con más entradas salidas que el Arduino UNO. Suele ser la base para sistemas de impresión 3D. Posee las siguientes características: Programar en Arduino| 3 • • • • • • Microcontrolador ATmega2560. 5V de alimentación. 248 KB de memoria Flash disponible para el usuario. 8 KB de SRAM 16 Entradas Analógicas. 54 Entradas/Salidas Digitales [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:SainSmart_Mega2560.JPG] Arduino NANO Es una placa de dimensiones reducidas. Se debe alimentar a través de un mini USB. Posee las siguientes características: • • • • • • Microcontrolador ATmega328 5V de Voltaje de alimentación. 30 KB de memoria Flash disponible para el usuario 2 KB de SRAM 8 entradas analógicas 22 Entradas/Salidas Digitales [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:ArduinoNanoTop.jpg] Conociendo mejor al Arduino UNO En este curso utilizaremos la placa más utilizada y mejor documentada del ecosistema Arduino, el Arduino UNO. Nos servirá para iniciarnos en el mundo Arduino. En el vídeo veremos la explicación de las distintas partes que componen la placa. [https://www.youtube.com/watch?v=AJMm8qwjAr4] Programar en Arduino| 4 Probando que el Arduino UNO funcione: 01 Para realizar esta primera prueba de conexión, necesitará una computadora, una placa Arduino UNO y el cable USB que se proporciona con la placa o que se adquiere por separado. 02 Conectar un extremo del cable USB a la computadora, utilizando uno de los puertos USB libres. 03 Conecte el extremo a la placa Arduino UNO. 04 Con ambos extremos del cable USB conectados, verificaremos que el LED ON enciende. Esto nos indicará que la placa está lista para que podamos grabar un programa. Programar en Arduino| 5 Preparándonos para empezar a programar La forma en que nos comunicaremos con nuestra placa de desarrollo es a través de Arduino IDE. Esta interfaz nos permitirá escribir código y enviarlo a la placa para que sea ejecutado, y de esta forma dar vida a nuestros proyectos. ¿Qué es el Arduino IDE? El IDE (Integrated Development Environment o Entorno de Desarrollo Integrado) es un software que se compone de una serie de herramientas que nos permite interactuar y programar el Arduino. El IDE de Arduino nos permite programar, compilar (convertir a lenguaje de máquina), depurar, grabar y monitorear. El IDE se distribuye en forma gratuita, y es multiplataforma (Windows 7, Windows 10, Linux, Mac). Lo podemos descargar en el siguiente link: https://www.arduino.cc/en/main/software INSTALACIÓN DEL IDE EN WINDOWS: En el video podremos ver el proceso de descarga y la instalación de software para poder empezar a trabajar. [https://www.youtube.com/watch?v=Wyb_wV91-FI&feature=youtu.be] Programar en Arduino| 6 Una Alternativa simulada En la actualidad tenemos variedad de herramientas con las cuales podemos simular circuitos y comprobar el comportamiento de nuestro código en una placa interactuando con la electrónica y sensores que queramos. En este curso veremos una alternativa llamada Tinkercad. ¿Qué es Tinkercad? Tinkercad es un software online gratuito propiedad de la empresa Autodesk, que posee una serie de herramientas que van desde el diseño para generar archivos STL para usar en una impresora 3D, como la simulación de circuitos con Arduino. ¿Para qué vamos a usar Tinkercad? En el curso usaremos Tinkercad para poder hacer las pruebas de los circuitos y de la programación sin necesidad de tener físicamente la placa y los componentes electrónicos. De esta manera podemos simular y corregir si es necesario hasta obtener el sistema ya resuelto y recién en este punto pasar a la placa física con seguridad de que minimizamos la posibilidad de “quemar” nuestra placa o parte del circuito que estamos realizando. ¿Cómo accedemos a Tinkercad? Lo primero que tenemos que hacer para poder acceder es dar de alta una cuenta con nuestro correo para que se genere un espacio donde se almacenen nuestras pruebas. Debemos ingresar a : https://www.tinkercad.com Luego seguimos los pasos que veremos en el video y con esto tendremos nuestra cuenta lista para empezar a trabajar. [https://www.youtube.com/watch?v=Ac3CKX1SHPI] Ya finalizado estos pasos ya estamos listos para empezar a “meter mano” en este mundo de Arduino. Programar en Arduino| 7 Por fines prácticos explicaremos todos los pasos dentro de Tinkercad, pero también haremos referencia a cómo hacer las prácticas en el IDE de Arduino y con la placa física. Lo que aprendimos en este módulo En este capítulo empezamos a conocer la placa Arduino, un poco de su historia y su ecosistema. Empezamos a adentrarnos en el mundo Arduino dando los primeros pasos, verificamos que nuestra placa funcione e instalamos el Entorno de Desarrollo (IDE). Aprendimos cómo generar un usuario en Tinkercad y dejamos todo listo para empezar a trabajar. Programar en Arduino| 8
