Arduino. Qué Es Y Para Qué Sirve

Arduino es una plataforma electrónica de código abierto basada en hardware y software fáciles de usar. Las placas Arduino pueden leer entradas (luz en un sensor, un dedo en un botón o un mensaje de Twitter) y convertirlo en una salida, activando un motor, encendiendo un LED, publicando algo en línea. Entérate todo en referencia a Arduino, qué es y para qué sirve.

Puedes decirle a tu tablero qué hacer enviando un conjunto de instrucciones al microcontrolador en el tablero. Para hacerlo, utiliza el lenguaje de programación Arduino (basado en Wiring) y el Software Arduino (IDE), basado en Processing.

Origen de Arduino

A lo largo de los años, Arduino ha sido el cerebro de miles de proyectos, desde objetos cotidianos hasta complejos instrumentos científicos. Una comunidad mundial de creadores (estudiantes, aficionados, artistas, programadores y profesionales) se ha reunido en torno a esta plataforma de código abierto, sus contribuciones se han sumado a una increíble cantidad de conocimiento accesible que puede ser de gran ayuda tanto para principiantes como para expertos.

Arduino nació en el Ivrea Interaction Design Institute como una herramienta fácil para la creación rápida de prototipos, dirigida a estudiantes sin experiencia en electrónica y programación. Tan pronto como llegó a una comunidad más amplia, la placa Arduino comenzó a cambiar para adaptarse a las nuevas necesidades y desafíos, diferenciando su oferta desde placas simples de 8 bits hasta productos para aplicaciones de IoT, wearable, impresión 3D y entornos integrados.

¿Por qué Arduino?

Gracias a su experiencia de usuario simple y accesible, Arduino se ha utilizado en miles de proyectos y aplicaciones diferentes. El software Arduino es fácil de usar para principiantes, pero lo suficientemente flexible para usuarios avanzados. Funciona en Mac, Windows y Linux.

Los profesores y los estudiantes lo utilizan para construir instrumentos científicos de bajo costo, para probar los principios de la química y la física, o para comenzar con la programación y la robótica.

Diseñadores y arquitectos construyen prototipos interactivos, músicos y artistas lo utilizan para instalaciones y para experimentar con nuevos instrumentos musicales. Los creadores, por supuesto, lo usan para construir muchos de los proyectos exhibidos en la Maker Faire, por ejemplo.

Arduino es una herramienta clave para aprender cosas nuevas. Cualquiera (niños, aficionados, artistas, programadores) puede empezar a retocar simplemente siguiendo las instrucciones paso a paso de un kit o compartiendo ideas en línea con otros miembros de la comunidad Arduino.

Arduino también simplifica el proceso de trabajar con microcontroladores, pero ofrece algunas ventajas para profesores, estudiantes y aficionados interesados ​​sobre otros sistemas:

• Económico: las placas Arduino son relativamente económicas en comparación con otras plataformas de microcontroladores. La versión menos costosa del módulo Arduino se puede ensamblar a mano, e incluso los módulos Arduino preensamblados cuestan menos de \ $ 50.
• Multiplataforma: el software Arduino (IDE) se ejecuta en los sistemas operativos Windows, Macintosh OSX y Linux. La mayoría de los sistemas de microcontroladores están limitados a Windows.
• Entorno de programación simple y claro: el software Arduino (IDE) es fácil de usar para principiantes, pero lo suficientemente flexible para que los usuarios avanzados también lo aprovechen. Para los profesores, se basa convenientemente en el entorno de programación de procesamiento, por lo que los estudiantes que aprenden a programar en ese entorno estarán familiarizados con el funcionamiento del IDE de Arduino.
• Software de código abierto y extensible: el software Arduino se publica como herramientas de código abierto, disponibles para su extensión por programadores experimentados.
• El lenguaje se puede expandir a través de bibliotecas C ++, y las personas que quieran comprender los detalles técnicos pueden dar el salto de Arduino al lenguaje de programación AVR C en el que se basa. Del mismo modo, puede agregar código AVR-C directamente en sus programas Arduino si lo desea.
• Hardware extensible y de código abierto: los planos de las placas Arduino se publican bajo una licencia Creative Commons, por lo que los diseñadores de circuitos experimentados pueden crear su propia versión del módulo, ampliarlo y mejorarlo. Incluso los usuarios relativamente inexpertos pueden crear la versión de tablero del módulo para comprender cómo funciona y ahorrar dinero.

¿Cómo uso Arduino?

Si estás buscando inspiración, puedes encontrar una gran variedad de tutoriales en Arduino Project Hub.

El texto de la guía de introducción a Arduino tiene una licencia Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0. Las muestras de código de la guía se publican en el dominio público.

Antes de discutir qué hace que Arduino sea un dispositivo tan revolucionario, es mejor mostrarles algunos proyectos que se han realizado con Arduino.

• Impresoras 3D: En el pasado les mostramos la MakerBot, una impresora 3D. Bueno, eso usa un par de Arduinos para controlar cosas como expulsar plástico fundido del cabezal de impresión para mover la plataforma.
• Puff The Magic Dragon Fighting Robot: Por supuesto, todo tipo de robots son los principales candidatos para fabricarse con Arduino, pero este es quizás el más lindo.Usando un marco de robot básico, 2 motores y 2 sensores de luz, este pequeño puede encontrar una fuente de calor, dirigirse hacia ella y apagar el fuego, todo de forma autónoma.
• Arpa láser: Sonidos de trance impresionantes, láseres, ¿qué más podrías querer?
• Baker Tweet: Una forma sencilla de decirles a los clientes que el pan recién hecho está listo, BakerTweet tiene una selección de dial para elegir el pan y un botón de tweet. Creo que estará de acuerdo en que este es el uso más exclusivo de Arduino hasta ahora.
• Cubos LED: La mejor manera de explicar esto es simplemente mirar el video - estos son absolutamente hermosos; un cubo LED de 8x8x8 (eso es 512 LED), con todo el control realizado por un Arduino.

Dejando a un lado la diversión y los juegos, ¿qué hace que Arduino sea tan especial? ¿Seguro que hay otros controladores programables por ahí?

Fuente abierta

Arduino es una marca, pero la mayor parte del hardware y software que han desarrollado es de código abierto. Los esquemas están disponibles en línea, por lo que si no deseas comprar un Arduino listo para usar, puedes comprar los componentes individuales y hacerlo tu mismo, o comprar uno de los muchos dispositivos clon disponibles ahora. En este punto, ¡vale la pena considerar si usar una placa Arduino oficial!

Conectividad

Como una pieza de hardware, el Arduino puede funcionar de forma independiente (como en un robot), conectado a una computadora (dando así a tu computadora acceso a los datos de los sensores del mundo exterior y proporcionando retroalimentación), o conectado a otros Arduino, u otros dispositivos electrónicos, dispositivos y chips de controlador. Prácticamente cualquier cosa se puede conectar y está limitada solo por tu imaginación, la voluntad de dedicar algo de tiempo y esfuerzo a aprender algo nuevo y la disponibilidad de componentes. Si puedes pensar en ello, Arduino puede hacerlo.

Versatilidad y costo

Una placa oficial completa de Uno cuesta mucho, y un clon Uno tan solo el costo es por menos, lo que hace que estas pequeñas maravillas electrónicas sean accesibles tanto para los aficionados como para las instituciones educativas.

El lenguaje de programación con el que carga es increíblemente simple y debería ser familiar para cualquiera que haya tenido alguna experiencia con Java o lenguajes similares. (En realidad, se basa en Processing).

También es una herramienta de aprendizaje fantástica, con la que puedes experimentar con la electrónica y aprender los fundamentos.

Muchas opciones

Desde el lanzamiento de Arduino, muchas otras empresas han adoptado el espíritu del hardware de código abierto. Además de las muchas placas de clonación que han llegado al mercado, hay disponibles varios diseños únicos que son compatibles con el IDE de Arduino. Estas placas toman el espíritu general de las placas Arduino originales y agregan características adicionales.

Uno de nuestros microcontroladores favoritos es la línea Teensy de placas de desarrollo. Estas placas pequeñas tienen un impacto de procesamiento mucho mayor que las placas Arduino, con un factor de forma diminuto que las hace perfectas para proyectos pequeños que dependen de un procesamiento potente en su núcleo.

Elegir un Arduino para principiantes

Hay muchas placas Arduino diferentes que pueden causar confusión a los principiantes que estén interesados en comenzar con Arduino. La cantidad de placas Arduino diferentes puede ser un poco abrumadora. Consulte la lista de placas Arduino disponibles en el sitio web de Arduino.

Arduinos recomendados para principiantes

Los dos Arduino más populares y recomendados para principiantes son Arduino Uno y Arduino MEGA 2560. Ambas placas se explican en esta sección, seguidas de información sobre por qué es posible que desee elegir una placa en lugar de la otra.

Arduino Uno

Un Arduino Uno es una placa Arduino básica con la que comenzarán muchos principiantes. R3 es el número de revisión de este Arduino lo que significa que es la tercera edición de la placa. En otras palabras, se realizaron cambios en el Arduino Uno original para mejorarlo. A la edición R2 le siguieron cambios adicionales en Arduino R3. Consulta las diferencias entre el Arduino Uno, R2 y R3 originales para obtener detalles sobre las diferencias entre las diversas revisiones de Arduino Uno.

Elegir un Arduino para principiantes - Arduino Uno R3

A continuación se presentan algunas razones para elegir un Arduino Uno.

Fácil de usar

Este Arduino se puede alimentar desde el mismo cable USB que se utiliza para programarlo. Debido a esto, no es necesario tener una fuente de alimentación externa, aunque se puede usar una si es necesario.

Los conectores de encabezado a ambos lados de la placa facilitan la conexión de la placa a una placa electrónica. Todo lo que se necesita para hacer las conexiones son cables de puente. Una placa permite conectar un circuito experimental externo al Arduino para experimentar y aprender.

Las placas complementarias, llamadas escudos, se conectarán a los encabezados de Arduino Uno, lo que permitirá ampliar la funcionalidad de la placa.

Chip de microcontrolador reemplazable

Un enchufe en la placa contiene el microcontrolador, que es el componente principal de cualquier Arduino. El enchufe facilita la sustitución del microcontrolador si es necesario. En situaciones en las que el microcontrolador se avería o es "bloqueado" por el software, es fácil reemplazar el microcontrolador sacándolo del zócalo e insertando uno nuevo.

Precio

En comparación con algunas de las placas Arduino más grandes, la Arduino Uno es relativamente barata. Algunas placas de clonación Arduino Uno son incluso más baratas que las placas Arduino originales, por lo que hay opciones para muchos presupuestos diferentes.

Arduino MEGA 2560

Un Arduino MEGA 2560 es básicamente un Arduino Uno más grande en términos de número de pines o conexiones de encabezado, tamaño de la placa y tamaño de la memoria.

Elegir un Arduino para principiantes - Arduino MEGA 2560

Todas las ventajas del Arduino Uno se aplican al Arduino MEGA 2560, excepto el precio. A continuación se presentan algunas razones para elegir un Arduino MEGA 2560.

Más pines de entrada / salida

Las placas Arduino MEGA 2560 tienen más pines de E / S (entrada / salida) que una Arduino Uno, como se puede ver en los encabezados adicionales en los lados y en el extremo de la placa. Estos pines adicionales permiten conectar dispositivos de hardware adicionales.

Más pines analógicos

Un MEGA 2560 tiene 16 pines de entrada analógica en comparación con los 6 que se encuentran en un Arduino Uno.

Más memoria

Las placas MEGA 2560 tienen mucha más memoria que las placas Uno, lo que permite cargar bocetos mucho más grandes en Arduino.

Escudos Arduino

Los escudos Arduino estándar que funcionan con un Arduino Uno funcionarán con un Arduino MEGA 2560. Como se puede ver en las imágenes de Arduino Uno y MEGA arriba, el Arduino MEGA tiene pines idénticos al Arduino Uno y luego algunos pines adicionales.

Elegir entre un Arduino Uno y MEGA 2560

Un Arduino Uno es una buena placa para principiantes, pero hay que tener en cuenta sus limitaciones. Las limitaciones de memoria pueden convertirse en un problema en un Arduino Uno, especialmente cuando se usa para proyectos más grandes, como crear un servidor web Arduino. Aunque un Arduino Uno se puede utilizar como servidor web Arduino, tan pronto como se amplíe el servidor web, el Uno se quedará sin recursos de memoria.

Para principiantes con un presupuesto limitado, un Arduino Uno es una buena opción. Hay muchos bocetos que se ejecutarán en Uno, lo que permitirá al principiante evaluar Arduino y usarlo como plataforma de aprendizaje. Se pueden construir muchos proyectos pequeños usando un Arduino Uno.

Si tienes una necesidad específica de un Arduino con más memoria y / o pines, entonces el MEGA 2560 es una buena opción. Costará un poco más que un Uno.

La mayoría de los usuarios de Arduino comenzarán con un Arduino Uno y terminarán con un MEGA 2560 y / o alguna otra placa Arduino también, después de avanzar desde los conceptos básicos de aprendizaje de Arduino.

Otras placas Arduino

A menos que haya un proyecto específico que desees construir que requiera un Arduino que no sea Uno o MEGA 2560, uno o MEGA 2560 funcionará bien.

Algunas de las otras placas Arduino requieren soldadura, con lo que los principiantes pueden no sentirse cómodos. Aunque algunas de las otras tablas podrían ser utilizadas fácilmente por principiantes, son más caras. El riesgo de dañar una placa costosa durante el aprendizaje es una razón para no empezar con una de estas placas.