Tecnología robótica. Tema 7.- Tarjeta controladora Arduino

Transcripción

1 1. Elementos electrónicos. 2. Placa Arduino. Sus componentes. 3. Software de Arduino. 4. Características de programación en Arduino. 5. Proyectos con la tarjeta controladora Arduino. 1. Elementos electrónicos. Como dispositivos electrónicos nuevos usados en la configuración Arduino, caben destacar: a. Divisor de tensión.- Permite repartir la tensión original en otras más pequeñas. Esta función, permite comparar tensiones y por su calibración, se obtiene una determinada respuesta. V (OUTPUT )= V Output = R2. V ( INPUT ) R1 + R 2 R1 1. 9=3V. 1+2 R2 b. Convertidor analógico-digital CAD. Convierte una señal de tensión variable ( señal analógica) en una tensión binaria ( 0 o 1 ). El dispositivo electrónico es un CI con 32 pines. USB2 S-Video RCA 1

2 c. Modulación de ancho de pulso PWM. Permite modificar el ciclo de trabajo de una señal periódica de salida, bien para transmitir una información o bien para controlar la energía de salida; esto hace que un led funcione con diferente intensidad luminosa o que un motor de DC o de AC trabaje a diferentes velocidades. Transistores IGBT 2

3 d. Comunicación en serie.- Es una interfaz de comunicación de datos digitales cuya información se transmite bit a bit. Solamente se puede enviar un sólo bit de información a la vez.. Permite esta comunicación comprobar los estados de los periféricos. e. LED RGB.- Es un Led que incorpora 3 LED de colores rojo, verde y azul, consiguiendo una gran cantidad de colores diferentes. Los tres LED se unen mediante el negativo o cátodo. f. Interruptor Reed Switch.- El interruptor de lengüeta es un interruptor magnético. De acuerdo al diseño de las pletinas del interruptor, actuará como NA (normalmente abierto) o NC (normalmente cerrado). g. Zumbador o Buzzer.- Es un transductor electroacústico ; produce un sonido monotono continuo o intermitente. Se compone de dos componentes : un electroimán y una lámina metálica de acero. Utilizando circuitos integrados especiales se puede conseguir diferentes melodías. Cuando se activa el campo electromagnético, hace vibrar la lámina sobre la armadura. 3

4 2. Placa Arduino. Sus componentes. Arduino es una plataforma electrónica abierta. La tarjeta controladora Arduino 1, posee una serie de pines o entradas donde se pueden conectar una serie de sensores para obtener información del entorno. Por otra parte, posee una serie de salidas donde se conectan diferentes actuadores como son los diodos leds, motores, etc. La tarjeta controladora Arduino1 para trabajar convenientemente, posee una serie de entradas y salidas como se aprecia en la siguiente imagen: (Modulación de ancho de pulso) 4

5 El resumen de trabajo de la tarjeta se puede resumir en el siguiente cuadro : ENTRADAS Captan las señales del entorno y las transforman en tensión o corriente PROCESADORES Manipulan, interpretan y Transforman las señales SALIDAS Convierte la corriente o tensión en señales Físicamente útiles. Proceso Feed Back El procesador está formado por varios CI microcontroladores, que son capaces de ejecutar una serie de órdenes grabadas en su memoria. Los microcontroladores, poseen tres elementos fundamentales: a. La unidad central de procesamiento (CPU). b. La memoria, c. Periféricos de entrada y salida. Para que pueda trabajar un microcontrolador, es necesario grabar en su memoria EEPROM, un programa, el cual normalmente se escribe en lenguaje ensamblador.. La codificación usada en la memoria EEPROM es hexadecimal. Los puertos E/S de un microcontrolador se agrupan en puertos de 8 bits de longitud, permitiendo activar una gran cantidad de sensores y actuadores. 3.- IDE del Programa Arduino. La base de la programación en la placa Arduino es el lenguaje C++. La consola principal es la siguiente : 5

6 Cuando se despliega el menú de ejecución se obtiene las siguientes posibilidades: Para usar la tarjeta Arduino, lo primero que se debe hacer es detectar el puerto activo. 6

7 A continuación se selecciona el tipo de placa y la consola del puerto en serie. El primer trabajo en programación C++ de Arduino, consiste en efectuar una intermitencia en un diodo LED colocado en la placa. Los dispositivos necesarios son : Placa Arduino 1 con conector USB del tipo AB Un LED de olor rojo., conectado al Pin 13 el ánodo y el cátodo a tierra (gnd). El código del lenguaje es el siguiente: 7

8 El montaje es el siguiente: 8

9 El segundo ejercicio consiste en controlar el encendido o apagado del led conectado en el pin 13 mediante un pulsador : Elementos necesarios : Placa Arduino1 con conector USB del tipo AB Resistencia de 1000 Ω. Pulsador Plata protoboard y conectores MM. 9

10 El código es el siguiente : El siguiente trabajo consiste en la lectura serial de una entrada digital. Para ello disponemos de una resistencia de 1000 Ω, un pulsador, una placa protoboard, el cable USB de tipo AB y conectores MM. Para leer una señal digital la instrucción es la siguiente: digitalread(numeropin); Para escribir una señal digital la instrucción es la siguiente : digitalwrite(numeropin); Una salida o entrada digital siempre es : HIGH es el (1) LOW es el (0) 10

11 El código para este programa es el siguiente: 11

12 El siguiente programa permite escrutar una entrada analógica. Los dispositivos necesarios son : Placa Arduino 1, con el conector USB de tipo AB Potenciómetro RGB de 10 K. Placa protoboard.. Conectores MM Para montar la práctica, se necesita un potenciómetro. Un potenciómetro es una resistencia variable. Los potenciómetros los hay de tres tipos : a. SoftPot, sistema touch. b. Trimer, potenciómetros de alta precisión. c. Encoder RGB, de giro continuo y tres terminales (los más usados). 12

13 Una señal analógica se procesa de acurdo a las siguientes instrucciones: Lectura de una señal analógica : analogicread(numeropin) ; Escritura de una señal analógica : analogicwrite(numeropin) ; Valores de una entrada analógica : Salida analógica tipo PWM, sus valores varían entre : El código del programa es el siguiente : El siguiente programa consiste en encender un LED por PWM. Dispositivos que se necesitan : Tarjeta Arduino1 y conector USB tipo AB. LED de color amarillo. Placa Protoboard. Resistencia de 220 Ω. Conectores Dupont MM. 13

14 El esquema es el siguiente : 14

15 El código será : 15

16 IDE mblock. Activa : Placa Arduino 1. Puerto com activo COM7. 16

17 Salida Digital : Pin13 Encendido HIGHT. Apagado LOW. 17