REPÚBLICA DE PANAMÁMINISTERIO DE EDUCACIÓN

DIRECCIÓN REGIONAL DE EDUCACIÓN DE SAN MIGUELITOINSTITUTO RUBIANO

Bachillerato en: Tecnología e Informática Nivel: 12°Asignatura: Taller de Sistemas Robóticos.

¡Respetado Estudiante!

Es para nosotros de gran satisfacción hallar este mecanismo de trabajo para contactarlo, puesto que nuestra forma habitual de encuentro ha cambiado producto de la pandemia COVID-19 que afrontamos en el país y a nivel mundial. Es una situación que ha afectado, incluso, a miles de jóvenes estudiantes.

Hoy despertamos con una nueva realidad, nuestra forma de relacionarnos cambió; Por tal motivo, el equipo docente del Instituto Rubiano ha preparado un material de estudio con la idea de no interrumpir el proceso de enseñanza aprendizaje hasta que las autoridades del Ministerio de Salud (MINSA) y Ministerio de Educación (MEDUCA) nos recomienden el retorno a nuestras aulas.

Recuerda que este material preparado por tus docentes te brindará la oportunidad de mantenerte enfocado en tus metas profesionales.

Sin tener que recurrir a gastos de impresión de papel, desarrolla las tareas contenidas en el plan a tu ritmo, no para una calificación, porque lo importante es que te mantengas en la práctica y aplicando, de manera digital, los conocimientos adquiridos.

Mantente revisando nuestra plataforma de encuentro virtual www.institutorubiano.com para ir actualizándote.

Te invitamos a que te unas a este proceso en la espera de encontrarnos pronto.

TEMA: Programando con Arduino.

Tiempo: Semana del 6 al 17 de abril del 2020

Objetivos de Aprendizaje:

Identificar cada uno de los elementos, características y Aplicación del Entorno de Desarrollo IDE de arduino.

Indicadores de Logros:Define cada uno de los elementos en la programación con Arduino. Habilidad para trabajar de forma autónoma Utiliza la placa de arduino y el software de código abierto en la WEB

CONTENIDO:

A. Introducción al Arduino

Definición:

Arduino es una plataforma de electrónica abierta para la creación de prototipos basada en software y hardware libres.Con Arduino podemos tomar información del entorno conectando sensores a través de sus pines de entrada y actuar controlando luces, motores y otros actuadores.Puedes usar Arduino para crear objetos interactivos, leyendo datos de una gran variedad de interruptores como sensores y controlar multitud de tipos de luces, motores y otros actuadores físicos. Los proyectos con Arduino pueden ser autónomos o comunicarse con un programa (software) que se ejecute en tu ordenador. La placa puedes montarla tú mismo o comprarla ya lista para usar, y el software de desarrollo es abierto y lo puedes descargar gratis desde la páginawww.arduino.cc/en/.El Arduino puede ser alimentado a través de la conexión USB o con una fuente dealimentación externa. La fuente de alimentación se selecciona automáticamente.

Tipos de Arduino

Arduino UNO: Arduino de gama básica, todas las shields están diseñadas para usarse sobre esta placa. Cuenta 14 pines entrada/salidas digitales de las cuales 6 se pueden usar como PWM, además cuenta con 6 entradas analógicas, además cuenta con I2C, SPI, además de un módulo UAR.

Arduino Nano: Arduino basado en un microcontrolador ATmega328. Es similar en cuanto a características al arduino uno. Las diferencias son tanto el tamaño como la forma de conectarlo al ordenador para programarlo. Es compatible con la mayoría de shield, aunque de la misma forma que el arduino Micro.

Existe otros como Arduino DUE, Arduino Leonardo, Arduino Mega 2560, Arduino YUN.

B. Descripción de la Placa de Arduino

Digital I/O Pins (2-13)Cada uno de los 14 pines digitales se puede utilizar como una entrada o salida. Pin 0 (RX) y 1 (TX). Se utiliza para recibir (RX) y la transmisión (TX) de datos serie TTLde datos serie TTL.Pin 2 y 3. Interrupciones externas. Se trata de pines encargados de interrumpir el programa secuencial establecido por el usuario.Pin 3, 5, 6, 9, 10 y 11. PWM (modulación por ancho de pulso). Constituye 8 bits de salida PWM con la función analogWrite().Pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Estos pines son de apoyo a la comunicación SPI.Pin 13. LED. Hay un LED conectado al pin digital 13. Cuando el pin es de alto valor, el LED está encendido, cuando el valor está bajo, es apagado.

Analog Inputs Pins(A0-A5)El Arduino posee 6 entradas analógicas, etiquetadas desde la A0 a A5, cada una de las cuales ofrecen 10 bits de resolución (es decir, 1024 estados). Por defecto, tenemos una tensión de 5V, pero podemos cambiar este rango utilizando el pin de AREF y utilizando la función analogReference(), donde le introducimos una señal externa de continua que la utilizara como referencia.

C. Introducción al Entorno de Desarrollo Integrado. Primeros pasos con ArduinoDescarga del IDE (Software) de ArduinoUna vez que conocemos todos los pines necesarios para nuestro manejo y control del Arduino, vamos a instalar el software para poder programarlo mediante el ordenador.Conectamos la placa ArduinoAl ordenador usando el cable USB, una vez conectada el led de la placa PWR (led de alimentación) deberá permanecer encendido a partir de ahora.Instalamos los driversAl conectar el Arduino, Windows automáticamente deberá de inicializar la instalación de los drivers.Ejecutamos la aplicación Arduino, seleccionamos la placa y el puerto serie.Una vez abierta la aplicación nos vamos a Tools Board Arduino UNO

D. ESTRUCTURA GENERAL DE ARDUINO(SKETCH) Se compone de tres secciones principales:

a. Sección de declaración de variables: ubicada al inicio de cada programa.b. Sección llamada “void setup” :

Delimitada por llaves de apertura y cierre. Es la primera función a ejecutar en el programa. Se ejecuta una única vez en el momento de encender o resetear la placa ARDUINO.Se usa para inicializar:- Los modos de trabajo de los pins E/S (PinMode)- Comunicación en Serie

c. Sección llamada “void loop():Delimitada por llaves de apertura y cierre: Incluye el código que se ejecuta continuamente leyendo entradas, activando salidas, etc. Es el núcleo de todos los programas donde se lleva a cabo la mayor parte del trabajo.

Una vez instalado el software y el Drivers procedemos a estar a la aplicación para creación de sus programas en Arduino lo que es el sketch.

void setup() {

// Se ejecuta una sola vez; cuando el // programa inicia. }

void loop() {

// Incluye código que se ejecute infinitamente // hasta que la placa se apague (o se resetee)

}

Nota: La simbología // se utiliza para colocar comentarios en los programas.

La rutina llamada setup() se inicia la codificación del programa; aquí podrás definir las variables e inicializarla según sea el caso. Todo va dentro de las llaves{} que indican el inicio y fin de la rutina.

La segunda rutina usa con los códigos que van en el ciclo repetitivo. Al que la primera rutina inicia y finaliza con las llaves.

Elementos de sintaxis:

Para evitar errores de compilación, tener en cuenta lo siguiente:

1. “;” (punto y coma).- El punto y coma es uno de los símbolos más usados en c, c++, y se usa con el fin de indicar el final de una línea de instrucción.

2. “{ }”(llaves).- Las llaves sirven para definir el principio y el final de un bloque de instrucciones. Se utiliza para los bloques de programación setup (), loop (), If…, etc.

3. /* …..*/ Bloque comentario: Son áreas de texto que pueden abarcar más de una línea, lo que escribimos entre esos símbolos será ignorado por el programa.

4. / / Línea de comentario: Funciona como bloque de comentario, con la diferencia que solo será ignorado el texto que este a su derecha, al cambiar de línea perderá el efecto.

5. #define: permite al programador dar un nombre a un valor constante antes de compilar el programa. Constantes definidas en ARDUINO no ocupan ningún espacio en el chip.

6. #include: se utiliza para incluir bibliotecas fuera de programa. Esto le da acceso al programador para un gran grupo de bibliotecas estándar de C-

Nota: Las instrucciones ”#include” al igual “#define” no terminan en “;” si se coloca el compilador produce mensajes de error.

ACTIVIDAD:

a. Llene los espacios con la respuesta correcta.

1. Placa Arduino se carga o alimenta a través de una conexión _____________ __.

2. Los pines analógicos van del _____ al _____.

3. Arduino es un software de código _________________________.

4. Los sensores se conectan a través de pines de _________________________. 5. Dos tipos de Arduino son: _____________________-y _________________.

6. Dos ejemplos de actuadores: ____________________ y __________________.

7. Los pines del ______ hasta _____ se usan tanto de entrada como salida.

8. Cuantas secciones tiene el Scratch de Arduino _________________________.

9. Sección Void _________________ se ejecuta una sola vez.

10.Sección Void ________________ el código que se ejecuta repetidamente leyendo

entradas, activando salidas.

b. Escribe 2 reglas para evitar errores de Compilación.

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TEMA: ¿QUE ES PROTOBOARD?

Tiempo: Semana del 20 de abril al 1 de mayo del 2020Objetivos de Aprendizaje:

Identificar y describe cada uno de los elementos, características del protoboard usados para armar circuitos electrónicos.

Indicadores de Logros: Describe la utilidad del protoboard para trabajar con componentes electrónicos. Habilidad para trabajar con el protoboard en armar circuitos electrónicos. Dominio en el uso del protoboard.

CONTENIDO:

¿QUÉ ES PROTOBOARD?

El protoboard o breadbord:  es una placa que posee unos orificios conectados eléctricamente entre sí siguiendo un patrón horizontal o vertical. Es empleada para realizar pruebas de circuitos electrónicos, insertando en ella componentes electrónicos y cables como puente. Es el boceto de un circuito donde se realizan las pruebas de funcionamientos necesarias ante el trasladarlo sobre un circuito impreso.

Estructura del protoboard: Básicamente un protoboard se divide en tres regiones:

A) Canal central: Es la región localizada en el medio del protoboard, se utiliza para colocar los circuitos integrados.B) Buses: Los buses se localizan en ambos extremos del protoboard, se representan por las líneas rojas (buses positivos o de voltaje) y azules (buses negativos o de tierra) y conducen de acuerdo a estas, no existe conexión física entre ellas. La fuente de poder generalmente se conecta aquí.C) Pistas: La pista se localizan en la parte central del protoboard, se representan y conducen según las líneas rosas.

Recomendaciones al utilizar el protoboard: A continuación, veremos una serie de consejos útiles, pero no esenciales.1.- Hacer las siguientes conexiones

1.1 Esta conexión nos sirve para que ambos pares de buses conduzcan corriente al agregarles una fuente de poder, así es más fácil manipular los circuitos integrados.

1.2 Algunos protoboards tienen separada la parte media de los buses, es por eso que se realiza esta conexión para darle continuidad a la corriente.Consejos:- Coloca los circuitos integrados en una sola dirección, de derecha a izquierda o viceversa.

- Evita el cableado aéreo (A), resulta confuso en circuitos complejos. Un cableado ordenado (B) mejora la comprensión y portabilidad.

Actividad: Ver el video tutorial: youtube.com/watch?v=RxIgT5uhSxw

Tema: Funciones básicas

Tiempo: Semana del 4 al 15 de mayo del 2020.Objetivo de Aprendizaje.Reconocer las funciones básicas requeridas para la programación con arduino.Indicadores de Logros:

Identificas la estructura requeridas en la programación Utiliza sentencias, variables y funciones en desarrollo de sus proyectos

escolares. Practicas con las funciones para E/S digitales para la realización de sus

proyectos.

A continuación, detallamos algunas funciones para entrada/salida digitales:

hign/low

Estas constantes definen los niveles de salida altos o bajos y se utilizan para la lectura ola escritura digital para las patillas. ALTO se define como en la lógica de nivel 1, ON, ó5 voltios, mientras que BAJO es lógica nivel 0, OFF, o 0 voltios.

Ejm: digitalWrite(13, HIGH); // activa la salida 13 con un nivel alto (5v.)

input/outputEstas constantes son utilizadas para definir, al comienzo del programa, el modo defuncionamiento de los pines mediante la instrucción pinMode de tal manera que el pinpuede ser una entrada INPUT o una salida OUTPUT.

Ejm: pinMode(13, OUTPUT); // designamos que el PIN 13 es una salida.

digitalRead(pin)

Lee el valor de un pin (definido como digital) dando un resultado HIGH (alto) o LOW(bajo). El pin se puede especificar ya sea como una variable o una constante (0-13).

valor = digitalRead(Pin); // hace que 'valor sea igual al estado leído en ´Pin´

digitalWrite(pin, value)

Envía al ´pin´ definido previamente como OUTPUT el valor HIGH o LOW (poniendoen 1 o 0 la salida). El pin se puede especificar ya sea como una variable o como unaconstante (0-13).

digitalWrite(pin, HIGH); // deposita en el 'pin' un valor HIGH (alto o 1)

Actividades:

Problemas de Aplicación

Ejemplo: PROGRAMA PARA ENCENDIDO Y APAGADO DE UN LED.Definición de LED:ENCEDER UN LED Y PARPADEAR

int led=13; // variable de tipo entero, se identifica con el nombre de led; estará en el // pin número 13 de la tarjeta arduino.void setup () { // el modo del pin = 13 será de salida según la inicialización de en la subrutina setup.pinMode(led,OUTPUT);}// rutina loop ciclo repetitivovoid loop () {digitalWrite(led,HIGH); // Se le asigna el valor de 5V al pin =13delay(1500); // Periodo de tiempo de 1.5 segundosdigitalWrite(led,LOW); // Se le asigna el valor de 0V al pin=13delay(1500); // Permanece así por un periodo 1.5 Segundo}

a. Dado el ejemplo anterior para encendido de un LED; modifica el programa para que

sean para el encendido de 3 LED.

Definición de LED: es un diodo emisor de luz, es decir, un tipo particular de diodo que emite luz al ser atravesado por una corriente eléctrica.

Referencias Bibliografías e Infografías

https://es.wikipedia.org/wiki/Hardware_libre

youtube.com/watch?v=RxIgT5uhSxw