CLASE 5 Electrónica Aplicada Unidad 2: Hardware Arduino ● ● ● ● ● Conceptos básicos relacionados. Características del arduino UNO. Placas arduino oficiales. Shields para arduino. Shields no oficiales. U1: Conceptos básicos relacionados. ¿Qué es un sistema electrónico? ¿Qué es un microcontrolador? ¿Qué es Arduino? ¿Por qué elegir Arduino? ¿Qué placas Arduino oficiales existen? ¿Qué características el tiene Arduino UNO? ¿Qué es un Shield? ¿Qué Shields existen para Arduino? ¿Qué Shields no oficiales existen? ¿Qué es un sistema electrónico? Un sistema electrónico es un conjunto de: ● ● ● ● Sensores Actuadores Circuitería de procesamiento y control Fuente de alimentación. ¿Qué es un microcontrolador? Un microcontrolador es un circuito integrado o “chip” (es decir, un dispositivo electrónico que integra en un solo encapsulado un gran número de componentes) que tiene la característica de ser programable. Es decir, que es capaz de ejecutar de forma autónoma una serie de instrucciones previamente definidas por nosotros. ¿Qué es un microcontrolador? Un microcontrolador ha de incluir en su interior tres elementos básicos: 1. 2. 3. CPU (Unidad Central de Proceso) Diferentes tipos de memorias Diferentes patillas de E/S (entrada/salida) Microcontrolador Unidad Central de Procesos (CPU) Ejecuta instrucciones y controla Persistentes Memorias Guardan datos e instrucciones Volátiles Pines o Patillas Comunican con el exterior. Microcontrolador ● Es decir, un microcontrolador es un computador completo (aunque con prestaciones limitadas) en un solo chip, el cual está especializado en ejecutar constantemente un conjunto de instrucciones predefinidas. Estas instrucciones irán teniendo en cuenta en cada momento la información obtenida y enviada por las patillas de E/S (I/O) y reaccionarán en consecuencia. http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/ATmega48A-PA-88A-PA-168A-PA-328-P-DSDS40002061A.pdf ¿Qué es Arduino? Arduino es en realidad tres cosas: http://www.arduino.cc 1. Una placa hardware libre 2. Un software gratis, libre y multiplataforma (IDE: Entorno de desarrollo integrado) 3. Un lenguaje de programación libre https://www.youtube.com/watch?v=mltWc9_C9gs Arduino Placa de Hardware Libre Microcontrolador reprogramable con pines hembra para conexión sencilla Gratis Software Libre (Entorno de desarrollo) Libre Multiplataforma Lenguaje de programación libre Idioma artificial para expresar instrucciones oficiales Placas Libre y extensible Se puede ampliar y mejorar (Extensiones) no oficiales ¿Por qué elegir Arduino? Librerías Documentación Gran Comunidad Ideas Facilidad para aprender Entorno y lenguaje simple y claro Flexible y completo Precio accesible Reutilizable y versátil Misma placa para varios proyectos ¿Qué placas Arduino oficiales existen? ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● Arduino UNO Arduino Mega 2560 Arduino Mega ADK Arduino Ethernet Arduino Fio Arduino Pro Arduino Lilypad Arduino Nano Arduino Mini Arduino Pro Mini https://www.arduino.cc/en/Main/Products ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● Arduino Leonardo Arduino Micro Arduino Due Arduino 101 Arduino Esplora Arduino Zero Arduino M0 Pro Arduino Yún Arduino Industral 101 Arduino UNO WiFi Rev2 ¿Qué características el tiene Arduino UNO? Microcontrolador: Microchip ATmega328P6 Voltaje de funcionamiento: 5 voltios Voltaje de entrada: 7 a 20 voltios Pines de E/S digitales: 14 (de los cuales 6 proporcionan salida PWM) Pines de entrada analógica: 6 Corriente DC por Pin de E/S: 20 mA Corriente CC para Pin de 3.3V: 50 mA Memoria Flash: 32 KB de los cuales 0.5 KB utilizados por el gestor de arranque SRAM: 2 KB EEPROM: 1 KB Velocidad del reloj: 16 MHz Longitud: 68.6mm Ancho: 53,4mm Peso: 25g https://store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3 https://youtu.be/J2w-Ig0EzbA Alimentación Alimentacion Placa Arduino (5V) Forma USB-PC Fuente Externa Sin Regulador de tensión Regulador de tensión Entre 7 y 12 voltios Hasta 500mA Potencia Máx 2,5W Adaptador AC/DC Pilas/Baterías Alimentación Externa Tolerado Hasta 20V Ideal Entre 7 y 12 V Voltaje Corriente 250 mA o más Conector Positivo en el centro Mucha potencia disipada GPIO Entradas y Salidas Digitales 14 pines hembra de entrada/salida Voltaje de trabajo 5V Corriente máxima 20mA Entradas Analógicas Entrada Analógica Señal analógica Conversor ADC 6 canales-10bit Señal Digital 1100101001 Microcontrolador Salidas PWM Salida Control Velocidad Motor PWM Frecuencia Sonido Intensidad de un LED PWM: Pulse Width Modulation Comunicaciones Serie Paralelo I²C SPI Comparación PLACA-MICRO El Reloj ,Clock u oscilador Escritura CLK Determina la velocidad Lectura Ejecución de instrucciones Frecuencia 16MHz 16millones de instrucciones por segundo Otras PlacasArduino Mega 2560 Microcontrolador ATmega2560 54 pines de Entrada/salida Ethernet Incorpora un zócalo RJ45 Fio 3,3 V – 8MHz Lilypad Nano Microcontrolador bajo consumo ATmega328V Puede ser cosida Ropa inteligente Tamaño pequeño Mismas salidas que Arduino Uno ¿Qué es un Shield? Un “shield” (en inglés significa “escudo”) no es más que una placa de circuito impreso que se coloca en la parte superior de una placa Arduino y se conecta a ella mediante el acoplamiento de sus pines sin necesidad de ningún cable. Su función es actuar como placas supletorias, ampliando las capacidades y complementando la funcionalidad de la placa Arduino base de una forma más compacta y estable. ¿Qué Shields existen para Arduino? ● ● ● ● ● Arduino Ethernet Shield. Arduino Wireless SD Shield. Arduino WiFi Shield. Arduino Motor Shield. Arduino 4 Relays Shield https://www.arduino.cc/en/Main/Products ¿Qué Shields no oficiales existen? http://www.shieldlist.org ● ● ● ● ● CNC Shield. RAMPS V1.4 Shield. Sensor Shield. Screw Shield. LCD Keypad Shield Mas información ● ● pueden descargarse el diseño esquemático en formato pdf de la siguiente dirección: http://arduino.cc/en/uploads/Main/Arduino_Uno_Rev3-schematic.pdf También está disponible el diseño de referencia necesario para construir nosotros mismos una placa de circuito impreso que sea exactamente igual a la de la Arduino oficial: http://arduino.cc/en/uploads/Main/arduino_Uno_Rev3-02-TH.zip
