Arduino (sistema central)
Arduino es una herramienta para hacer que los ordenadores puedan
sentir y controlar el mundo fsico a travs de un ordenador personal.
Es una plataforma de desarrollo de computacin fsica de cdigo
abierto, basada en una placa con un sencillo microcontrolador y un
entorno de desarrollo para crear software (programas) para la
placa.Se usa Arduino para crear objetos interactivos, lector de
datos de una gran variedad de interruptores y sensores y controlar
multitud de tipos de luces, motores y otros actuadores fsicos. Los
proyectos de Arduino pueden ser autnomos o comunicarse con un
programa (software) que se ejecute en tu ordenador (ej. Flash,
Processing, MaxMSP). La placa se puede comprar ya lista para
usarse, y el software de desarrollo es abierto y se puede descargar
gratis.El hardware consiste en una placa con un microcontrolador
Atmel AVR y puertos de entrada/salida. Los microcontroladores ms
usados son el Atmega168, Atmega328, Atmega1280, ATmega8 por su
sencillez y bajo coste que permiten el desarrollo de mltiples
diseos. Por otro lado el software consiste en un entorno de
desarrollo que implementa el lenguaje de programacin
Processing/Wiring y el cargador de arranque que es ejecutado en la
placa.Arduino puede tomar informacin del entorno a travs de sus
entradas analgicas y digitales, puede controlar luces, motores y
otros actuadores. El microcontrolador en la placa Arduino se
programa mediante el lenguaje de programacin Arduino (basado en
Wiring) y el entorno de desarrollo Arduino (basado en Processing).
Los proyectos hechos con Arduino pueden ejecutarse sin necesidad de
conectarse a una computadora.
Al ser Arduino una plataforma de hardware libre tanto su diseo
como su distribucin puede utilizarse libremente para el desarrollo
de cualquier tipo de proyecto sin haber adquirido ninguna licencia.
En la placa Arduino es donde conectaremos los sensores, actuadores
y otros elementos necesarios para comunicarnos con el sistema. En
el proyecto se han utilizado las placas Arduino Uno y Seeeduino que
describiremos a continuacin.Teniendo en cuenta que Arduino es un
proyecto que tiene como objetivo facilitar el desarrollo de
proyectos relacionados con la electrnico, conseguir este sistema es
cada vez ms sencillo y existen un buen nmero de tiendas en Internet
en las que podemos conseguir una placa de Arduino y un buen nmero
de complementos, sensores y ampliaciones con los que desarrollar
nuestros proyectos.
COMPONENTES DE LA PLACA ARDUINO
Referencia para pines analgicos (AREF): Tensin de referencia
para entradas analgicas. Se utiliza con la funcin
analogReference.Pines de tierra (GND): Masa del circuito para
pines, es decir es la tensin de referencia de 0V.Pines digitales de
entrada y salida: En estos pines conectaremos la patilla de dato
del sensor/actuador. Desde ellos podremos leer la informacin del
sensor o activar el actuador. Hay 14 pines digitales que pueden
utilizarse como entrada o salida con las funciones pinMode(),
digitalWrite(), y digitalRead(). Operan a 5 voltios. Conector USB:
Existen varios tipos de conectores USB, en concreto esta placa
utiliza el tipo B hembra. Con lo cual se necesitar un cable tipo B
macho tipo A macho que deber conectarse a un conector tipo A como
un ordenador o al cargador de un mvil. La placa se puede alimentar
con la tensin de 5V que le proporciona el bus serie USB. Cuando
carguemos un programa a la placa desde el software de Arduino se
inyectar el cdigo del ordenador por este bus.Botn Reset: Utilizando
este botn podremos reiniciar la ejecucin del cdigo del
microcontrolador.ICSP (In Circuit Serial Programming): Es un
conector utilizado en los dispositivos PIC para programarlos sin
necesidad de tener que retirar el chip del circuito del que forma
parte.Microcontrolador ATmega328: El microcontrolador es el
elemento ms importante de la placa. Es donde se instalar y ejecutar
el cdigo que se haya diseado. Contiene 14 pines digitales de
entrada y salida, 6 pines analgicos que estn conectados
directamente a los pines de la placa Arduino comentados
anteriormente.Fuente de alimentacin externa: La placa puede ser
alimentada tambin mediante corriente continua suministrada por el
conector jack de 3.5mm que podr recibir entre 7 y 12V.Pin de Reset:
Podemos imitar el funcionamiento del botn reset suministrando un
valor LOW (0V) para reiniciar el microcontrolador.Pin de 3.3V:
Desde aqu podremos suministrar 3.3V a los dispositivos que lo
necesiten con una corriente mxima de 50mA. Pin de 5V: Este pin saca
una tensin de 5v del regulador de la placa. El regulador es
necesario puesto que puede ser alimentada con distintos voltajes.
Pin de Vin: Es el voltaje de entrada cuando se usa una fuente de
alimentacin externa (no tiene en cuenta la conexin USB). Se puede
proporcionar voltaje a la placa a travs de este pin, o en caso de
que se est utilizando una fuente de alimentacin externa tomar el
valor que est siendo suministrado.Pines analgicos: Esta placa
contiene 6 pines de entrada analgicos. Los elementos que se
conecten aqu suelen tener mayor precisin que los digitales pero su
uso requiere de una lgica levemente mayor.
ESCUDO ARDUINOUna de las razones por las que Arduino se ha
vuelto tan popular es su sistema de escudos, que provee un tamao y
formato estndar para mdulos de expansin para una compatibilidad
garantizada. Muchos aficionados han diseado y desarrollado escudos
para expandir las capacidades de la Arduino y lanzado los escudos
como kits o los han hecho de cdigo abierto. Ejemplos incluyen el
escudo Ethernet para conectar el Arduino a una red, el escudo LCD
para agregar una pantalla LCD al Arduino, el escudo Motor para
conducir motores DC y el escudo Video para superponer texto en una
fuente anloga de video. Estos son solo unos pocos de los muchos
escudos disponibles, los que te permiten crear proyectos complejos
usando el Arduino como base.El escudo Arduino GSM conecta la placa
Arduino a Internet utilizando la red inalmbrica GPRS. Slo se tiene
que conectar este mdulo a la placa Arduino, enchufar una tarjeta
SIM de un operador que ofrece cobertura GPRS y seguir unas
sencillas instruccionespara empezar a controlar su mundo a travs de
internet.
ARDUINO PROTO ESCUDOLa Prototipos Escudo Arduino hace fcil para
que se pueda disear circuitos personalizados. Tiene conexiones
adicionales para todos los pines de Arduino de E / S, y que tiene
espacio para montar a travs de hoyos y de montaje en superficie de
circuitos integrados. Es una forma cmoda de hacer su circuito de
costumbre y Arduino en un nico mdulo.
SOFTWARELa plataforma Arduino tiene un lenguaje propio que est
basado en C/C++ y por ello soporta las funciones del estndar C y
algunas de C++. Sin embargo, es posible utilizar otros lenguajes de
programacin y aplicaciones populares en Arduino como Java,
Processing, Python, Mathematica, Matlab, Perl, Visual Basic, etc.
Esto es posible debido a que Arduino se comunica mediante la
transmisin de datos en formato serie que es algo que la mayora de
los lenguajes anteriormente citados soportan. Para los que no
soportan el formato serie de forma nativa, es posible utilizar
software intermediario que traduzca los mensajes enviados por ambas
partes para permitir una comunicacin fluida. Es bastante
interesante tener la posibilidad de interactuar con Arduino Diseo
de un sistema de control domtico basado en la plataforma Arduino
mediante esta gran variedad de sistemas y lenguajes puesto que
dependiendo de cuales sean las necesidades del problema que vamos a
resolver podremos aprovecharnos de la gran compatibilidad de
comunicacin que ofrece.El entorno de desarrollo de Arduino es
sencillo e intuitivo adems puede descargarse gratuitamente desde su
pgina oficial para distintos sistemas operativos.
COMPONETES QUE TRABAJAN CON LA PLACA ARDUINOSensoresUn sensor es
un dispositivo capaz de detectar magnitudes fsicas o qumicas,
llamadas variables de instrumentacin, y transformarlas en variables
elctricas. Las variables de instrumentacin pueden ser por ejemplo:
temperatura, intensidad lumnica, distancia, aceleracin, inclinacin,
desplazamiento, presin, fuerza, torsin, humedad, movimiento, pH,
etc. Los sensores siempre que estn activados estarn tomando
continuamente la situacin actual de una habitacin y es el servidor
o la placa Arduino quien leer esta informacin y decidir cmo actuar.
Pueden ser digitales o analgicos.ActuadoresUn actuador es un
dispositivo capaz de transformar energa (en nuestro caso elctrica)
en la activacin de un proceso con la finalidad de generar un efecto
sobre un proceso automatizado. Su funcin en un sistema domtico va a
ser la de cambiar la situacin de la vivienda tras un evento
ocasionado al hacer por ejemplo una lectura de un sensor que debe
ser tratada.ComunicadoresEste apartado abarca el conjunto de
elementos que permiten la comunicacin entre distintas placas
Arduino y el servidor o incluso con electrodomsticos del hogar. El
medio por el que circula la informacin puede ser por aire
(modulacin de ondas electromagnticas) o fsico (por cable) teniendo
sus ventajas e inconvenientes. Normalmente estos dispositivos
tendrn a nuestra disposicin libreras con funciones ya implementadas
que nos facilitar su manejo. Si el medio es el aire el sistema
total va a ser ms barato puesto que evitamos tener que cablear las
habitaciones, adems de esto conseguimos que sean ms estticas. En
cambio las transmisiones son menos seguras y puede haber problemas
por el ruido ocasionado de otros elementos que utilizan el aire
como forma de comunicacin. ServidorEs el rgano principal del
sistema y va a ser el encargado de que el usuario pueda controlar
los distintos elementos del hogar resolviendo sus peticiones.
Apoyndonos en el servidor y en otros dispositivos podramos
controlar el sistema incluso fuera de casa, por ejemplo desde el
mvil utilizando una aplicacin, enviando un mensaje de texto o
simplemente desde un navegador de internet.PROYECTOS DE DOMTICAYa
sea por separado o combinado con Raspberry Pi, Arduino es la base
de pequeos sistemas que permiten automatizar procesos en nuestros
hogares y, por tanto, desarrollar sistemas domticos de bajo
coste.Controlar la iluminacin de nuestra casa desde una tableta o
telfono mvil, subir o bajar las persianas son algunas de las cosas
que podemos automatizar en nuestros hogares usando Arduino como
plataforma sobre la que apoyar nuestro proyecto y que, incluso,
podremos usar para automatizar el riego de nuestro jardn.
Qu es el microcontrolador ARDUINO?Es una herramienta para hacer
que los ordenadores puedan sentir y controlar el mundo fsico a
travs de un ordenador personal. Es una plataforma de desarrollo de
computacin fsica de cdigo abierto, basada en una placa con un
sencillo microcontrolador y un entorno de desarrollo para crear
software (programas) para la placa. Tiene como objetivo facilitar
el desarrollo de proyectos relacionados con la electrnica, y el
software se puede conseguir en internet.Mencionar el principal uso
que se le da a la placa ARDUINO en domtica:Se usa Arduino para
crear objetos interactivos.Lector de datos de una gran variedad de
interruptores y sensores Controlar multitud de tipos de luces,
motores y otros actuadores fsicos.Controla la iluminacin de la casa
desde una tableta o telfono mvil, subir o bajar las persianas son
algunas de las cosas que se pueden hacer usando Arduino como
plataforma sobre la que apoyar cualquier proyecto de
domtica.Mencionar los componentes principales de una placa
ARDUINO:1. Botn RESET 2. Pines de alimentacin 3. Entradas analgicas
4. Entradas y salidas digitales y salidas analgicas 5.
Microcontrolador 6. Conector USB 7. Fuente de alimentacin 8. LED de
comunicacin y LED de encendido9. Regulador de tensin
