Centro Criollo de Ciencia y Tecnologa del Caribe

Centro Criollo de Ciencia y Tecnología del Caribe C 3 TEC Las ciencias y las matemáticas a partir del uso de Arduinos Prof. Alcides Alvear Suárez aalvear@suagm. edu 12/30/20 21 A. Alvear 1

Objetivos Al finalizar el presente taller el maestro: • Analizará la manera de integrar la plataforma Arduino al salón de clase. • Identificará las características y los diferentes tipos de Arduinos. • Reconocerá la importancia del hardware libre y de los lenguajes de programación necesarios para ejecutar actividades en la plataforma Arduino. • Aplicará conceptos relacionados con los circuitos eléctricos, sensores, potenciómetros • Realizará distintas actividades donde comprobará los usos y aplicaciones de los Arduinos y su potencial para realizar proyectos de interés STEM. 12/30/20 21 A. Alvear 2

¿Qué es un Microcontrolador (µC, MCU)? Computador en un circuito integrado solo • Procesador (CPU) • Memoria (RAM/ ROM/ Flash) • Puertos de Entrada y Salida (USB, I 2 C, SPI, ADC) Familias Comunes de microcontroladores: • • Intel: 4004, 8008, etc. Atmel: AT and AVR Microchip : PIC ARM: (multiple manufacturer) Usos communes en: • Telefonos Celulares, Juguetes. • Accesorios del Hogar. • Camaras, Carros. 12/30/20 21 A. Alvear 3

Microcontrolador ATmega 328 P (Usado en el Arduino) Arquitectura RISC de 8 -bit RISC. Disponible en paquete DIP. Reloj de hasta 20 MHz. Memoria flash de 2 k. B. Memoria RAM de 1 k. B. 20 Canales Programmables de entrada y salida. Seis Entradas Analogas de 10 -bit. Tres contadores. Seis Salidas con modulacion del ancho de pulso PWM. 12/30/20 21 A. Alvear 4

¿Qué no es un Arduino? No es un integrado (IC). No es un circuito impreso (PCB). No es una compañía o manufacturero. No es un lenguaje de programación. No es una arquitectura de computador. (aunque el Arduino envuelve todas estas cosas anteriores. . . ) 12/30/20 21 A. Alvear 5

Entonces, que es un Arduino? Es reconocido ampliamente en el mundo. Es una plataforma de hardware de Fuente abierta (Open Source). Medio de desarrollo de software de Fuente abierta (Open source). Lenguaje y Librerías fáciles de aprender (basado en Wiring language). Medio integrado de desarrollo (based on Processing programming environment). Disponible para Windows / Mac / Linux. 12/30/20 21 A. Alvear 6

Los diferentes tipos de Arduino Uno Arduino Leonardo Arduino Lily. Pad Arduino Mega Arduino Nano Arduino Mini & Mini Pro Arduino BT Arduino 101 (Intel Processor) 12/30/20 21 A. Alvear 107

Sistemas parecidos al Arduino Cortino (ARM) Xduino (ARM). Leaf. Labs Maple (ARM). Wiring Board (Arduino predecessor). Beagle. Board (Linux). Raspberry Pi 12/30/20 21 A. Alvear 8

Complementos de Arduino (Shields) Placa para Motor/Servo. Placa Ethernet. Placa para onda de Audio. Placa Wi. Fi. Placa para registro Datos. …muchos mas. 12/30/20 21 A. Alvear 9

Comenzando a conocer el Arduino: Entradas y Salidas Electricas Boton de Reinicio SCL SDA Digital I O (I 2 C Bus) PWM(3, 5, 6, 9, 10, 11) Maxima Salida de corriente por pin 40 m. A Indicador de Potencia Conector USB (al Computador) Conector de programacion Serial (ICSP) Reloj de 16 MHz Regulator de Voltage Procesador ATmega 328 P ENTRADA DE POTENCIA 7 -12 VDC POTENCIA DC Entradas 5 V / 3. 3 V / GND Analogas 12/30/20 21 A. Alvear 10

Descarga e Instalacion del Programa Descargar Compilador de Arduino y Programa de desarrollo en : https: //www. arduino. cc/en/Main/Software Versión Actual: 1. 6. 9 Disponible para: Windows, Mac OS X, Linux No necesita instalador. . . Solo se descomprime en un lugar conveniente. Antes de correr Arduino, conecte su board usando el conector USB (potencia externa no es necesaria). Si el dispositivo USB no es reconocido, a veces es necesario seleccionar los Instaladores necesarios en su carpeta adecuada. 12/30/20 21 A. Alvear 11

Seleccion del Arduino Adecuado 12/30/20 21 A. Alvear 12

Seleccion de Puerto Serial 12/30/20 21 A. Alvear 13

Elementos del medio de desarrollo del Arduino (IDE) Editor de texto Sintaxis y coloración de palabras clave. Identacion automatica. Atajos de Programacion. Compilador. Interface con Hardware. Carga de Programas en el Arduino. Communicacion con el Arduino via USB. 12/30/20 21 A. Alvear 14

Usando el medio de desarrollo del Arduino IDE Nombre del Programa Compilación del Programa Monitor Serial Descargar al Arduino Salvar Area del Programa Abrir Nuevo Area de Mensajes de Errores 12/30/20 21 A. Alvear 15

Referencias de Arduino Reference esta instalado localmente o disponible en https: / / www. arduino. cc/en/Reference/Home. Page/ 12/30/20 21 A. Alvear 16

Estructura del Programa en Arduino 12/30/20 21 A. Alvear 201

Actividad 1: Parapadeo de LED 12/30/20 21 A. Alvear 18

Actividad 1: Cont. (Ahora conecte su propio LED) Pata más larga Al Pin • Resistencia es necesaria para limitar la corriente • Resistencia y el LED pueden ser intercambiados. • La polaridad del LED es importante. • PIN 13 es especial: tiene un LED conectado con una resistencia. • Cambie el programa y cárguelo. 12/30/20 21 A. Alvear 19

Actividad 1: Parapadeo de LED (un Breadbo. Usando ard) 12/30/20 21 A. Alvear 20

Actividad 1: Parapadeo de LED (Usando entrada Digital: Leyendo la entrada del Switch) Prender y apagar la LED con un switch. El Pin 12 lee LOW cuando el switch esta cerrado. El Pin 12 lee HIGH cuando el switch esta abierto. 12/30/20 21 A. Alvear 21

Actividad 1: Parapadeo de LED (Experimentando) Cambie la frecuencia de parpadeo. ¿Qué tan rápido puede parapadear el LED? (En que momento ya no logra percibir el parapadeo? ). ¿Cómo cree usted se podría cambiar la intensidad del LED. (. . . sin cambiar la resistencia? ). 12/30/20 21 A. Alvear 22

¿Salida Analoga? • La mayoría de los microcontroladores solamente tienen salidas digitales • Modulación de ancho de pulso: • Variables análogas pueden ser representadas por el ciclo útil (ancho de pulso) de una señal digital (PWM). 12/30/20 21 A. Alvear 23

Modulacion de Ancho de Pulso (PWM) 12/30/20 21 A. Alvear 24

Actividad 2: Regulador de Intensidad 12/30/20 21 A. Alvear 25

Activity 3: Communication Serial - Escritura 12/30/20 21 A. Alvear 26

Actividad 3: Hola Mundo! Escriba un programa en Arduino que imprima el mensaje “Hola Mundo! ”. …cada vez que pulse un botón / interruptor. Use el Monitor Serial para ver la Salida (Control-Shift-M). Trate de incrementar el baud rate (velocidad de transmisión). 12/30/20 21 A. Alvear 302

Actividad 4: Serial Communication - Reading 12/30/20 21 A. Alvear 28

Actividad 4: User Controlled Blinker 12/30/20 21 A. Alvear 29

Entradas Analogas y Sensores 12/30/20 21 A. Alvear 30

Leyendo Valores Analogos 12/30/20 21 A. Alvear 31

Tipos de Potenciómetros (resistencias variables) 12/30/20 21 A. Alvear 32

Actividad 5: Boton de Potenciometro 12/30/20 21 A. Alvear 33

Actividad 6: Arduino Fotoresistencia 12/30/20 21 A. Alvear 34

Actividad 6: Arduino Fotoresistencia 12/30/20 21 A. Alvear 35

Activitidad 7: Bocina Alarma(Buzzer) Generamos un sonido con la función tone() de Arduino. 12/30/20 21 A. Alvear 36

Actividad 8: Detectando Intensidad de Luz Generamos un programa que varié un sonido con respecto a la intensidad de Luz. Combinamos las dos actividades anteriores para su realización. 12/30/20 21 A. Alvear 403

Actividad 8: Detectando Intensidad de Luz Circuito para detección de Luz con alarma. 12/30/20 21 A. Alvear 38

Actividad 9: Sensor de Distancia (Ultrasonic ranging module HC-SR 04) 12/30/20 21 A. Alvear 39

Actividad 10: Detectando una Distancia Generamos un programa que varié un sonido con respecto a la cercanía de un objeto. Combinamos las dos actividades anteriores reemplazando la fotorresistencia por el sensor de distancia. 12/30/20 21 A. Alvear 40

Actividad 11: Servomotor 12/30/20 21 A. Alvear 41

Actividad 11: Control del Servomotor 12/30/20 21 A. Alvear 42

Actividad 11: Control del Servomotor 12/30/20 21 A. Alvear 43

Actividad 12: Seven-Segment Display 12/30/20 21 A. Alvear 44

Actividad 12: Seven-Segment Display Table 12/30/20 21 A. Alvear 45

Centro Criollo de Ciencia y Tecnología del Caribe C 3 TEC Gracias!!! 12/30/20 21 A. Alvear 46