TARJETA PROGRAMADORA COMPATIBLE CON ARDUINO TIPO LEONARDO

TARJETA PROGRAMADORA COMPATIBLE CON ARDUINO TIPO LEONARDO ARD-020 Gracias por la compra de este producto Steren. Este manual contiene todas las indicaciones necesarias para manejar su nueva Tarjeta programadora compatible con Arduino tipo Leonardo. Por favor, revíselo completamente para estar seguro de cómo utilizar apropiadamente el producto. Para apoyo, compras y todo lo nuevo que tiene Steren, visite nuestro sitio web: www.steren.com La información que se muestra en este manual sirve únicamente como referencia sobre el producto. Debido a actualizaciones pueden existir diferencias. Por favor, consulte nuestra página web (www.steren.com) para obtener la versión más reciente del instructivo. 2

IMPORTANTE Mantenga el equipo fuera del alcance de los niños. No exponga el equipo a temperaturas extremas. No use ni almacene este equipo en lugares donde existan goteras o salpicaduras de agua. Evite las caídas del equipo, ya que podría sufrir daños. No coloque el equipo ni los accesorios sobre superficies inclinadas, inestables o sometidas a vibraciones. No coloque objetos pesados sobre el equipo ni sobre sus accesorios. No exponga el equipo ni sus accesorios al polvo, humo o vapor. La Tarjeta programadora con micro controlador Atmel MEGA32U4 le brinda la posibilidad de utilizar todo los puertos de entrada y salida, ayudando a los desarrolladores estudiantes y hoobistas a no preocuparse por la etapa de control. La interfaz de comunicación y de programación se realiza utilizando el software libre que utiliza Arduino, se conecta a la computadora por medio del puerto USB e incorpora puerto ISCP. 3

CÓMO EMPEZAR CON ARDUINO Este manual le ayudará a entender lo que es y cómo funciona Arduino para comenzar a construir sus propios proyectos electrónicos. Qué es Arduino? Arduino es una plataforma de electrónica abierta para la creación de prototipos basada en software y hardware fl exibles y fáciles de usar. Tiene todo lo que necesita para uso básico soldado en una pequeña placa de circuito. La placa contiene el microcontrolador y ofrece un cómodo acceso a las entradas y salidas. Las entradas son dispositivos como sensores (sensores de luz, termómetros, giroscopios, etc.) y elementos de interfaz humana (botones, interruptores, perillas). Las salidas son todos los elementos electrónicos que quiera ser capaz de controlar, tales como luces, pantallas, motores y servos. Un microcontrolador tiene todas las partes básicas de un ordenador (procesador, memoria, pines de entrada/salida) en un solo chip y ejecuta el software que se carga sobre ella desde una computadora, lo que le permite manipular los resultados basados en datos que recibe de las entradas. Arduino es open source. Como hardware de código abierto, los esquemas para Arduino están disponibles para cualquier persona gratuitamente, por si quiere comprar los componentes electrónicos y una placa y construir su propio Arduino. Existe una enorme gama de proyectos que necesitan un microcontrolador. Un proyecto simple podría ser algo como una tira de luz LED. Un circuito básico puede encender las luces LED, pero con el fi n de conseguir que cambie de color y ejecutar patrones necesita un microcontrolador. Proyectos más complejos podrían ser un brazo robótico, una exhibición de LED holográfico o una caja de arena de gato auto limpiable. 4

Deberá descargar un hardware adicional para programar el circuito. Necesitará un cable USB para programarlo y si quiere ser capaz de ejecutar su proyecto cuando no está cerca de la computadora, necesitará un adaptador de corriente AC-DC o batería y cable. Usted encontrará estos componentes en Steren. Escudos Un escudo es una placa de circuito adicional a su Arduino. Generalmente, un escudo se coloca encima de la placa base Arduino, se conecta con sus pines I/O y permite al Arduino especializarse añadiendo capacidades adicionales, o proporcionando una interfaz más conveniente para su proyecto. Por ejemplo, un escudo podría permitir integrar un chip GPS o una tarjeta SD a su proyecto. Algunos escudos se pueden apilar uno encima del otro, para agregar varias funciones adicionales. PROGRAMACIÓN ARDUINO 1. Descargue el entorno de desarrollo de Arduino (www.arduino.cc) e instálelo en su PC. El ambiente está disponible para Windows, Mac y Linux e incluye todo lo que necesita para empezar a programar. 2. Conecte el Arduino a la computadora y si está usando una máquina Windows, espere a que se instale el controlador. 3. Cuando comience a usar el editor de Arduino, deberá confi gurar en el menú Herramientas, en la parte superior del editor, la opción de tarjeta y la opción de Puerto Serial; en la primera seleccione el modelo de Arduino que compró. En la segunda elija el puerto al que está conectado el Arduino. Si tiene dudas acerca de este puerto, simplemente desconecte el Arduino y la opción que desaparezca es su puerto. 5

Finalmente, estará listo para escribir programas (el editor de Arduino se refi ere a ellos como sketches ) para su proyecto. Necesitará cierta familiaridad con programación en C++, variables, funciones, declaraciones if y bucles, pero los sketches Arduino suelen ser más simples. SKETCHES La mejor manera de aprender programación de Arduino es a través de los sketches de ejemplo incluidos en el IDE de Arduino. Éstos se encuentran en el menú Archivo>Ejemplos y puede encontrar muchos ejemplos en Internet. Una vez que ha escrito un sketch, simplemente haga clic en el botón Cargar y éste será enviado a su placa Arduino. El microcontrolador se reiniciará y ejecutará su sketch hasta subir uno diferente. A continuación se muestran pequeños proyectos paso a paso. 1. Intermitente Se trata de realizar un ejercicio básico que consiste en encender y apagar un LED que conectamos en el PIN 13 de Arduino configurado como salida. El tiempo de encendido y apagado es de 1 segundo. Diagrama y Esquema Dado que el PIN 13 de Arduino lleva incorporada una resistencia interior, el diodo LED se coloca sin resistencia en serie; en el caso de colocar el diodo LED en otra salida, deberíamos colocar una resistencia de entre 220 y 500 ohmios, dependiendo del consumo de corriente del diodo. 6

POWER A0 A1 A2 A3 A4 A5 IOREF RESET 3V3 5V GND GND V1n DIGIRAL (PWM) TX1 AX1 A6 A7 7 6 5 4 3 2 11 00 SCL SDA AREF GND 13 A11 12 11 A10 10 A9 A8 9 8 A0 A1 A2 A3 A4 A5 IOREF RESET 3V3 5V GND GND V1n POWER TX1 AX1 A6 A7 7 6 5 4 3 2 11 00 SCL SDA AREF GND 13 A11 12 11 A10 10 A9 A8 9 8 DIGIRAL (PWM) ANALOG IN Conexión para realizar la salida por el PIN 10. ANALOG IN 7

Programa /* * Intermitente * * Ejemplo básico con Arduino. Encendido y apagado de un LED * con una cadencia de 1 s usando el PIN 13 como salida * no es necesario usar una resistencia para el LED * la salida 13 de Arduino la lleva incorporada. * * http://www.arduino.cc/en/tutorial/blink */ int ledpin = 13; // Defi nición de la salida en el PIN 13 void setup() //Confi guración { pinmode(ledpin, OUTPUT); // designa la salida digital al PIN 13 void loop() // bucle de funcionamiento { digitalwrite(ledpin, HIGH); // activa el LED delay(1000); // espera 1 s (tiempo encendido) digitalwrite(ledpin, LOW); // desactiva el LED delay(1000); // espera 1 s (tiempo apagado) 8

2. Alarma Cuando presiona el pulsador (entrada 5 a 0 ), la salida 13 se enciende y se apaga de forma intermitente. Funcionamiento: Cuando la E5 = 1 Entonces S13 = 0 Cuando la E5 = 0 Entonces S13 = 0-1 (Intermitente 200,200 ms) 10 K 9

Programa int ledpin= 13; // elija el PIN para el LED int inpin= 5; // choose the input pin (for a pushbutton) (elija el PIN de entrada (para un botón) int val= 0; // variable for reading the pin status (variable para lectura de estatus del PIN) void setup() { pinmode(ledpin, OUTPUT); // declare LED as output (declare el LED como salida) pinmode(inpin, INPUT); // declare pushbutton as input (declare el botón como salida) void loop(){ val= digitalread(inpin); // lee valor de entrada if(val== HIGH) { // chequea si el valor leído es 1 (botón presionado) digitalwrite(ledpin, LOW); // pone el LED en OFF else{ digitalwrite(ledpin, LOW); // parpadea el LED delay(200); digitalwrite(ledpin, HIGH); delay(200); 10

3. Secuencia Básica de 3 LEDs Trata de encender y apagar 3 LEDs colocados en las salidas 6, 7 y 8 (PIN 6, PIN 7 y PIN 8) con una cadencia de 200 ms. Las variables asignadas a cada LED son ledpin1, ledpin2 y ledpin3. GND 8 7 6 11

Programa // Encendido y apagado de 3 LEDs int ledpin1 = 6; // Defi ne las salidas de los LEDs int ledpin2 = 7; int ledpin3 = 8; void setup() { // Confi gura las SALIDAS pinmode(ledpin1, OUTPUT); // declarar LEDs como SALIDAS pinmode(ledpin2, OUTPUT); pinmode(ledpin3, OUTPUT); digitalwrite(ledpin1, LOW); // Apaga los LEDs digitalwrite(ledpin2, LOW); digitalwrite(ledpin3, LOW); void loop(){ //Bucle de Funcionamiento digitalwrite(ledpin1, HIGH); // Apaga y enciende los LEDs cada 200 ms delay(200); digitalwrite(ledpin1, LOW); digitalwrite(ledpin2, HIGH); delay(200); digitalwrite(ledpin2, LOW); digitalwrite(ledpin3, HIGH); delay(200); digitalwrite(ledpin3, LOW); 12

4. Contador Se trata de contar las veces que se pulsa un botón conectado en la entrada 7 de Arduino al mismo tiempo que cada vez que contamos encendemos el LED conectado en la salida 13. El valor de la variable que almacena el número de impulsos generados se envía a la PC para que se visualice en la pantalla. 10 K 13

14 Programa Contador /* Detecta si el botón conectado a la entrada 7 ha sido presionado y enciende el LED * Envía al PC el valor de la variable de cuenta Contador vía puerto serie. * * Christian Nold & Erica Calogero * */ int LED = 13; int Boton = 7; int valor = 0; int contador = 0; int estadoanteriorboton = 0; void setup() { Serial.begin(9600); // Confi gura velocidad de transmisión a 9600 pinmode(led, OUTPUT); // inicializa como salida digital el pin 13 pinmode(boton, INPUT); // inicializa como entrada digital el 7 digitalwrite(boton,high); // Habilitamos la resitencia interna Pull-up del PIN7 void loop() { valor = digitalread(boton); // lee el valor de la entrada digital pin 7 digitalwrite(led,!valor); // Escribimos en la salida el valor leído negado if(valor!= estadoanteriorboton){ if(valor == 1){

contador++; Serial.print(contador); Serial.write(10); Serial.write(13); estadoanteriorboton = valor; Podríamos prescindir de la resistencia colocada con el pulsador si se habilita la resistencia interna Pull-up de la entrada PIN7, en ese caso el circuito quedaría como el siguiente: 15

El programa en este caso sería muy parecido al anterior. Obsérvese que ahora al pulsar el botón introducimos un = en el PIN7, por lo tanto, si quiero que se encienda la salida PIN13 debo escribir en ella el valor leído del pulsador negado, es decir!valor. Programa Contador Modificado /* Detecta si el botón conectado a la entrada 7 ha sido presionado y enciende el LED * Envía a la PC el valor de la variable de cuenta Contador vía puerto serie. * * Christian Nold & Erica Calogero J.M. Ruiz * */ int LED = 13; int Boton = 7; int valor = 0; int contador = 0; int estadoanteriorboton = 0; void setup() { Serial.begin(9600); // Confi gura velocidad de transmisión a 9600 pinmode(led, OUTPUT); // inicializa como salida digital el pin 13 pinmode(boton, INPUT); // inicializa como entrada digital el 7 digitalwrite(boton,high); // Habilitamos la resitencia interna Pull-up del PIN7 void loop() 16

{ valor = digitalread(boton); // lee el valor de la entrada digital pin 7 digitalwrite(led,!valor); // Escribimos en la salida el valor leído negado if(valor!= estadoanteriorboton){ if(valor == 1){ contador++; Serial.print(contador); Serial.write(10); Serial.write(13); estadoanteriorboton = valor; 5. Entrada Analógica Se trata de confi gurar un canal de entrada analógico pin 5 y enviar el valor leído a la PC para visualizarlo. 17

Programa /* Entrada Analógica */ int potpin = 5; // selecciona el pin de entrada para colocar el potenciómetro int val = 0; // variable para almacenar el valor leído por la entrada analógica void setup() { Serial.begin(9600); void loop() { val = analogread(potpin); // lee el valor del canal de ENTRADA analógica Serial.print(val); // Envía al PC el valor analógico leído y lo muestra en pantalla Serial.write(10); delay(100); 6. Control de un motor de cc con un transistor Con este ejemplo vamos a controlar la velocidad de un motor de cc mediante la utilización de un transistor BD137. Se trata de utilizar la posibilidad de enviar una señal de PWM a una de las salidas configurables como salidas analógicas. 18

Tenga en cuenta que el motor debe ser de bajo consumo por dos motivos: primero porque si alimentamos en las pruebas desde el conector USB no debemos sacar demasiada corriente de la computadora y segundo, porque el transistor es de una corriente limitada. El diodo 1N4001 se coloca como protección para evitar que las corrientes inversas creadas en el bobinado del motor puedan dañar el transistor. 19

La tensión que sacaremos a la salida 10 (analógica tipo PWM) variará en forma de rampa ascendente y descendente de manera cíclica, tal como vemos en la fi gura. Este efecto lo conseguimos con una estructura del tipo for: for(valor = 0 ; valor <= 255; valor +=5) (ascendente) for(valor = 255; valor >=0; valor -=5) (descendente) Obsérvese que los incrementos del valor de la tensión van de 5 en 5 y tenemos que considerar que 0v equivale a 0 y 5 v equivale a 255. 20

Programa int valor = 0; // variable que contiene el valor a sacar por el terminal analógico int motor = 10; // motor conectado al PIN 10 void setup() { // No es necesario void loop() { for(valor = 0 ; valor <= 255; valor +=5) { // se genera una rampa de subida de tensión de 0 a 255, es decir, de 0 a 5v analogwrite(motor, valor); delay(30); // espera 30 ms para que el efecto sea visible for(valor = 255; valor >=0; valor -=5) { // se genera una rampa de bajada de tensión de 255 a 0, es decir, de 5 a 0v analogwrite(motor, valor); delay(30); Variante del montaje: Control de la velocidad mediante un potenciómetro. Se trata de controlar la velocidad a nuestro gusto, es decir, mediante un potenciómetro que se coloca en una de las entradas analógicas y en función del valor que se lea en la entrada, así girará más o menos rápido el motor. 21

Programa int valor = 0; // variable que contiene el valor a sacar por el terminal analógico int motor = 10; // motor conectado al PIN 10 int potenciometro=0; // Se defi ne la entrada analógica void setup() { // No es necesario void loop() { valor = analogread(potenciometro); // se lee el valor de la entrada analógica y se asigna a val analogwrite(motor, valor); // Se manda a la salida analógica 0 el valor leído delay(30); // espera 30 ms para que el efecto sea visible Esquema 22

7. Control de un motor de cc con el driver L293D Con esta aplicación vamos a mover un motor de cc usando un CI de potencia, específi co para estas aplicaciones. El circuito podrá mover hasta dos motores, nosotros sólo lo haremos con uno. Como ventana en este montaje podremos mover el motor en los dos sentidos de giro, cosa que con el anterior montaje no podíamos. El funcionamiento será como el primer montaje del motor anterior, es decir, vamos a crear una rampa de subida de tensión y una de bajada con el fi n de que el motor modifi que su velocidad de modo automático. Control o Driver de un motor de continua: Los dos parámetros que queremos controlar de un motor de continua son su dirección de giro y su velocidad. La dirección se controla cambiando su polaridad. En cambio, para su velocidad, debemos utilizar la técnica de modulación por ancho de pulso-pwm. Aquí hay algunos gráfi cos donde se muestra la relación entre la señal de pulsos (PWM) y el voltaje efectivo: Voltaje Voltaje efectivo Tiempo 23

Cuando el tiempo que el pulso está activo es la mitad del periodo de la señal o el parámetro duty cycle está al 50%, el voltaje efectivo es la mitad del voltaje total de entrada. Voltaje Voltaje efectivo Tiempo Cuando el tiempo que el pulso está activo es la mitad del periodo de la señal o el parámetro duty cycle está al 50%, el voltaje efectivo es la mitad del voltaje total de entrada. Cuando el duty cycle es reducido al 25%, el voltaje efectivo es un cuarto del voltaje total de entrada. Entonces la velocidad del motor disminuye. De esta forma, controlando el duty cycle o el tiempo que el pulso está activo (frecuencia), podemos controlar la velocidad del motor de continua. Una forma de realizar dicho control en Arduino es utilizando la salida analógica PWM. Hay que recordar que la señal de salida PWM (pines 9, 10) es una señal de frecuencia constante (30769 Hz) y que sólo nos permite cambiar el duty cycle o el tiempo que el pulso está activo (on) o inactivo (off) utilizando la función analogwrite(). 24

La otra forma es generando señales PWM utilizando la capacidad del microprocesador a través de la función digitalwrite(). Si queremos controlar simultáneamente la velocidad y dirección de un motor, necesitamos utilizar un circuito integrado o chip, llamado de forma general puentes H, por ejemplo como el L293D. Chip L293D/B (puente H): Es un circuito integrado o chip que puede ser utilizado para controlar simultáneamente la velocidad y dirección de dos motores de continua (contiene dos puentes H). La diferencia entre el modelo L393D y L293B es que el primero viene con diodos de protección que evitan los daños generados por los picos de voltaje que puede producir el motor. Al puerto paralelo: pines 1 y 2 Contiene 4 pines digitales (2, 7, 10, 15) para controlar la dirección de los motores. 25

Los pines enable (1, 9) admiten como entrada una señal PWM y se utiliza para controlar la velocidad de los motores con la técnica de modulación de ancho de pulso. Los motores van conectados entre uno de los pines 3, 6, 11, o 14. La tensión Vss es la que alimentará o dará potencia al motor. Montaje Básico: Control simple de un motor con el CI L293 a velocidad constante Primero sólo vamos a demostrar el control de la velocidad de un motor de continua a través del integrado L293D. Para ello fi jamos los pines de control de dirección a 5v y 0v, de forma que sólo girará en un sentido. Si queremos cambiar el sentido, sólo será necesario cambiar dicha polarización. Programa // Control simple de un motor con el CI L293 a velocidad constante int motorpin =10; // PIN de salida analógica PWM void setup() { void loop() { analogwrite(motorpin, 125); // activa el motor a una velocidad constante delay(100); // espera 100 ms para la próxima lectura 26

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Esquema IOREF RESET 3V3 5V GND VIN 10 11 12 13 14 15 DIGITAL AREF GND 13 12 11 10 PWM TXD314 RXD315 TXD216 POWER ANALOG IN RXD217 TXD118 RXD217 SDA 20 COMMUNICATION SCL 21 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 8. Control de un motor: velocidad variable y sentido de giro variable 27

Programa // Control de Motor con driver L293D int valor = 0; // variable que contiene el valor int motoravance = 10; // Avance motor --> PIN 10 int motorretroceso = 11; // Retroceso motor --> PIN 11 void setup() { // No es necesario void loop() { analogwrite(motorretroceso, 0); // Motor hacia delante... sube la velocidad for(valor = 0 ; valor <= 255; valor+=5) { analogwrite(motoravance, valor); delay(30); for(valor = 255; valor >=0; valor-=5) { // Motor hacia delante... baja la velocidad analogwrite(motoravance, valor); delay(30); analogwrite(motoravance, 0); // Motor hacia detrás... sube la velocidad for(valor = 0 ; valor <= 255; valor+=5) { analogwrite(motorretroceso, valor); delay(30); for(valor = 255; valor >=0; valor-=5) { // Motor hacia detrás... baja la velocidad analogwrite(motorretroceso, valor); delay(30); 28

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9. Utilizar un relevador para encender dispositivos de 120 V Este ejemplo enseña cómo encender una bombilla de 120 V de corriente alterna (AC) mediante un circuito de 5 V de corriente continua (DC) gobernado por Arduino. Se puede utilizar con cualquier otro circuito de 120 V con un máximo de 10 A (con el relé del ejemplo). Qué es un relevador? El relevador o relé es un dispositivo electromecánico que funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. De aquí extraemos una información muy importante: Podemos separar dos circuitos de forma que funcionen con voltajes diferentes. Uno a 5 V (Arduino) y otro a 120 V (la bombilla). Como se ve en el esquema inferior, hay dos circuitos. El del cableado NEGRO funciona a 5 V de DC y el del cableado ROJO a 120 V de AC. AREF GND 13 12 11 10 IOREF RESET 3V3 PWM 5V GND VIN TXD314 RXD315 TXD216 POWER ANALOG IN RXD217 TXD118 RXD217 SDA 20 COMMUNICATION SCL 21 DIGITAL 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 10 11 12 13 14 15 110 V 29

Programa /* Enciende y apaga una bombilla de 220 V, cada 2 segundos, mediante un relé conectado al PIN 8 de Arduino */ int relaypin = 8; // PIN al que va conectado el relé void setup(){ pinmode(relaypin, OUTPUT); void loop() { digitalwrite(relaypin, HIGH); // ENCENDIDO delay(2000); digitalwrite(relaypin, LOW); // APAGADO delay(2000); 30

ESPECIFICACIONES Micro controlador: MEGA32U4 Alimentación: 5-12 V - - - Frecuencia de operación: 16 MHz Puertos de entrada análoga: 12 Puertos de entrada/salida digital: 20 (incluyendo puertos PWM) Capacidad de memoria fl ash: 32 kb SRAM: 2,5 kb EEPROM: 1 kb Boot loader: Leonardo Salida PWM: Sí Salida de voltaje: 5 V - - - Switch reset: Sí Comunicación a la PC: USB Software empleado: Arduino El diseño del producto y las especificaciones pueden cambiar sin previo aviso. 31

32 Modelo: Tarjeta programadora compatible con Arduino tipo Leonardo Producto: ARD-020 Marca: Steren PÓLIZA DE GARANTÍA Esta póliza garantiza el producto por el término de un año en todas sus partes y mano de obra, contra cualquier defecto de fabricación y funcionamiento, a partir de la fecha de entrega. CONDICIONES 1.- Para hacer efectiva la garantía, presente esta póliza y el producto, en donde fue adquirido o en Electrónica Steren S.A. de C.V. 2.- Electrónica Steren S.A de C.V. se compromete a reparar el producto en caso de estar defectuoso sin ningún cargo al consumidor. Los gastos de transportación serán cubiertos por el proveedor. 3.- El tiempo de reparación en ningún caso será mayor a 30 días, contados a partir de la recepción del producto en cualquiera de los sitios donde pueda hacerse efectiva la garantía. 4.- El lugar donde puede adquirir partes, componentes, consumibles y accesorios, así como hacer válida esta garantía es en cualquiera de las direcciones mencionadas posteriormente. ESTA PÓLIZA NO SE HARÁ EFECTIVA EN LOS SIGUIENTES CASOS: 1.- Cuando el producto ha sido utilizado en condiciones distintas a las normales. 2.- Cuando el producto no ha sido operado de acuerdo con el instructivo de uso. 3.- Cuando el producto ha sido alterado o reparado por personal no autorizado por Electrónica Steren S.A. de C.V. El consumidor podrá solicitar que se haga efectiva la garantía ante la propia casa comercial donde adquirió el producto. Si la presente garantía se extraviara, el consumidor puede recurrir a su proveedor para que le expida otra póliza, previa presentación de la nota de compra o factura respectiva. DATOS DEL DISTRIBUIDOR Nombre del Distribuidor Domicilio Producto Marca Modelo Número de serie Fecha de entrega En caso de que su producto presente alguna falla, acuda al centro de distribución más cercano a su domicilio y en caso de tener alguna duda o pregunta por favor llame a nuestro Centro de Atención a Clientes, en donde con gusto le atenderemos en todo lo relacionado con su producto Steren. Centro de Atención a Clientes 01 800 500 9000 ELECTRÓNICA STEREN S.A. DE C.V. Camarones 112, Obrero Popular, 02840, Del. Azcapotzalco, México, D.F. RFC: EST850628-K51 STEREN PRODUCTO EMPACADO S.A. DE C.V. Biólogo Maximino Martínez No. 3408 Int. 2, 3 y 4, San Salvador Xochimanca, Del. Azcapotzalco, México, D.F. 02870, RFC: SPE941215H43 ELECTRÓNICA STEREN DEL CENTRO, S.A. DE C.V. Rep. del Salvador 20 A y B, Del. Cuauhtémoc, Centro, 06000, México. D.F. RFC: ESC9610259N4 ELECTRÓNICA STEREN DE GUADALAJARA, S.A. López Cotilla No. 51, Centro, 44100, Guadalajara, Jal. RFC: ESG810511HT6 ELECTRÓNICA STEREN DE MONTERREY, S.A. Colón 130 Pte., Centro, 64000, Monterrey, N.L. RFC: ESM830202MF8 ELECTRÓNICA STEREN DE TIJUANA, S.A. de C.V. Calle 2a, Juárez 7636, Centro, 22000, Tijuana, B.C.N. RFC: EST980909NU5

PCB COMPATIBLE WITH ARDUINO LEONARDO ARD-020 Thank You on purchasing your new Steren product. This manual includes all the feature operations and troubleshooting necessary to install and operate your new Steren s PCB compatible with Arduino Leonardo. Please review this manual thoroughly to ensure proper installation and operation of this product. For support, shopping, and everything new at Steren, visit our website: www.steren.com The instructions of this manual are for reference about the product. There may be differences due to updates. Please check our website (www.steren.com) to obtain the latest version of the instruction manual. 2

IMPORTANT Keep device out of the reach of children. Do not expose to extreme temperatures. Do not use or store the equipment near wet places. Avoid dropping the unit as this may cause damage. Do not place the device or accessories on surfaces that are tilted, unstable or subject to vibration. Do not put heavy objects on the device or accessories. Do not expose the device or accessories to dust, smoke or steam. HIGHLIGHTS The PCB with MEGA32U4 Atmel micro controller allows you to use all input and output ports, helping to students and hobbyists not to worry about control stage. The communication and programming interface is performed using free software (used by Arduino) and cab be connected to the PC through the USB port. It has an ISCP port. 3

GETTING STARTED WITH ARDUINO This manual will help you understand what it is and how Arduino works to begin to build your own electronic projects. What is Arduino? Arduino is an electronic open platform for prototype creation based on fl exible and easy to use software and hardware. It has everything you need for basic use soldered on a small circuit. The plate contains the microcontroller and provides convenient access to inputs and outputs. Entries are devices such as sensors (sensors, thermometers, gyroscopes, etc.) and elements of human interface (buttons, switches and knobs). The outputs are electronic components that you want to be able to control, such as lights, displays, motors and servos. A microcontroller has all the basic parts of a computer (processor, memory, input/output pins) on a single chip and runs the software that is loaded on it from a computer, which allows you to manipulate the results based on data it receives at the inputs. Arduino is open source. As open source hardware, schemes for Arduino are available to anyone for free, if you want to buy electronic components and a plate and build your own Arduino. There is a huge range of projects that need a microcontroller. A simple project could be something like a LED light strip. A basic circuit can turn the LED lights on, but in order to get to change color and patterns you will need a microcontroller. More complex projects might be a robotic arm, a holographic LED display or cleanable auto cat litter box. 4

You need to download an additional hardware to set the circuit. You will need a USB cable for programming it and if you want to be able to run your project when you are not near your computer, you will need an adapter current AC-DC or battery and cable. You will fi nd these components on Steren. Shields A shield is an additional circuit to your Arduino board. Usually, a shield is placed over the base Arduino, connects with its I/O pins and allows the Arduino specialize by adding additional capabilities, or providing a more convenient interface for your project. For example, a shield could allow to integrate a GPS chip or an SD card to your project. Some shields can be stacked one on top of the other, to add several additional functions. ARDUINO PROGRAMMING 1. Download the Arduino development environment and install it on your PC. The environment is available for Windows, Mac and Linux and includes everything you need to begin programming. 2. Connect the Arduino to the computer and (if you are using a Windows machine) wait for the drivers to be installed. 3. When you start using the Arduino editor, you need to confi gure in the Tools menu at the top of the editor, the card and serial port options; in the fi rst, select the bought Arduino model. In the second select the port at which the Arduino is connected to. If you have questions about this port, simply disconnect the Arduino and the option that disappears is your port. 5

Finally, you are ready to write programs (the Arduino editor refers to them as sketches ) for your project. You ll need some familiarity with C++programming, variables, functions, if statements and loops, but the Arduino sketches tend to be simpler. SKETCHES The best way to learn programming Arduino is through the example sketches included in the Arduino IDE. These are located in the fi le menu > examples and many examples can be found on the Internet. Once you have written a sketch, simply click the load button and it will be sent to your Arduino board. The microcontroller will restart and run your sketch until it gets a different one. Below you will fi nd small step by step projects. 1. Flashing It is a basic exercise that shows how to turn a LED that is connected to PIN 13 of Arduino confi gured as output. Turn on and off time is 1 second. Plot and scheme Since Arduino PIN 13 has an internal resistance, the red LED is placed without resistance in series; if you place the led in another output you should place a resistance of between 220 and 500 ohms, depending on the power LED consumption. 6

POWER A0 A1 A2 A3 A4 A5 IOREF RESET 3V3 5V GND GND V1n DIGIRAL (PWM) TX1 AX1 A6 A7 7 6 5 4 3 2 11 00 SCL SDA AREF GND 13 A11 12 11 A10 10 A9 A8 9 8 A0 A1 A2 A3 A4 A5 IOREF RESET 3V3 5V GND GND V1n POWER TX1 AX1 A6 A7 7 6 5 4 3 2 11 00 SCL SDA AREF GND 13 A11 12 11 A10 10 A9 A8 9 8 DIGIRAL (PWM) ANALOG IN The connection to be carried out in this case is to 10 PIN output. ANALOG IN 7

Program /* * Intermittent * * Basic example with Arduino. Switching on and off of a LED * with a cadence of 1 s using the 13 PIN as output * is not necessary to use a resistor for LED * exit 13 Arduino has it built-in. * * http://www.arduino.cc/en/tutorial/blink */ int ledpin = 13; // Defi nition of the PIN 13 output void setup() //Confi guration { pinmode(ledpin, OUTPUT); // designates the PIN 13 digital output void loop() // operating loop { digitalwrite(ledpin, HIGH); // activates the LED delay (1000); // 1 s wait (on-time) digitalwrite(ledpin, LOW); // disables the LED delay (1000); // 1 s wait (off-time) 8

2. Alarm When you press the button (input 5 to 0 ), output 13 turns on and shuts off intermittently. How it works: When the I5 = 1 then O13 = 0 When the I5 = 0 then O13 = 0-1 (intermittent 200,200 ms) 10 K 9

Program int ledpin = 13; // choose the PIN for LED int Nifne = 5; // choose the input pin (for a pushbutton) int val = 0; // variable for reading the pin status void setup() { pinmode(ledpin, OUTPUT); // declare LED as output pinmode(inpin, INPUT); // declare pushbutton as input void loop() { val= digitalread (Nifne); // reads input value if(val== HIGH) { // check if the value read is 1 (button pressed) digitalwrite(ledpin, LOW); // set the LED to OFF else{ digitalwrite(ledpin, LOW); // the LED blinks delay (200); digitalwrite (ledpin, HIGH); delay (200); 10

3. Basic 3 LEDs sequence It turns on and off 3 LEDs placed in the 6, 7 and 8 outputs (PIN 6 PIN 7 and PIN 8) with a cadence of 200 ms. Assigned to each LED are ledpin1, ledpin2 and ledpin3 variables. GND 8 7 6 11

Program Switching on and off of 3 LEDs int ledpin1 = 6; // Defi nes the LEDs outputs int ledpin2 = 7; int ledpin3 = 8; void setup() { // set the outputs pinmode(ledpin1, OUTPUT); // declare LEDs as outputs pinmode(ledpin2, OUTPUT); pinmode(ledpin3, OUTPUT); digitalwrite(ledpin1, LOW); // Turn off the LEDs digitalwrite (ledpin2, LOW); digitalwrite (ledpin3, LOW); void loop() { //work loop digitalwrite(ledpin1, HIGH); // turn off and on the LEDs lights every 200 ms delay (200); digitalwrite (ledpin1, LOW); digitalwrite (ledpin2, HIGH); delay (200); digitalwrite (ledpin2, LOW); digitalwrite (ledpin3, HIGH); delay (200); digitalwrite (ledpin3, LOW); 12

4. Counter It counts the times a button connected to Arduino input 7 is pressed whenever we have we light the LED connected at output 13. The value of the variable that stores the number of pulses generated is sent to the PC so that it is displayed on the screen. 10 K 13

14 Program counter / * Detects if connected to the input jack 7 button has been pressed and LED lights up * Send the value of the variable Counter account via serial port to the PC. * * */ int LED = 13; int Button = 7; int value = 0; int counter = 0; int buttonlaststate = 0; void setup() { Serial.begin(9600); // Configures transmission speed to 9600 pinmode(led, OUTPUT); // Initializes as a digital output pin 13 pinmode(boton, INPUT); // initializes as a digital input the 7 digitalwrite(boton,high); // Enable internal resistance Pull-up from PIN7 void loop() { value = digitalread(boton); // Reads the digital input pin 7 value digitalwrite(led,!valor); // Write in the output the read denied value if(value!= int buttonlaststate){ if(value == 1){ counter++;

Serial.print(counter); Serial.write(10); Serial.write(13); int buttonlaststate = value; We could avoid the resistance placed at the button if the internal resistance of PIN7 is enabled, in this case the circuit would be as follows: 15

The program in this case would be very similar to the previous. Note that now when the button is pressed we introduce an = at PIN7, therefore, if you want to start the PIN13 output, you should write in it the value read from the denied button, i.e.!value. Modified counter program 16 / * Detects if connected to the input jack 7 button has been pressed and LED lights up * Send the value of the variable Counter account via serial port to the PC. * * */ int LED = 13; int Button = 7; int value = 0; int counter = 0; int buttonlaststate = 0; void setup() { Serial.begin(9600); // Configures transmission speed to 9600 pinmode(led, OUTPUT); // Initializes as a digital output pin 13 pinmode(boton, INPUT); // Initializes as a digital input the 7 digitalwrite(button,high); // Enable internal resistance Pull-up from PIN7 void loop() {

valor = digitalread(button); // Reads the digital input pin 7 value digitalwrite(led,!value); // (Write in the output the read denied value if(value!= int buttonlaststate){ if(value == 1){ counter++; Serial.print(counter); Serial.write(10); Serial.write(13); int buttonlaststate = value; 5. Analog input It set up the pin 5 as analog input and sends the read value to your PC to view it. 17

Program / * Analog input * / int potpin = 5; // Selects the input PIN to put the potentiometer int val = 0; // variable to store the value read from the analog input void setup() { Serial.begin(9600); void loop() { val = analogread(potpin); // Reads the value from the input analog channel Serial.print(val); // Sends to the PC the read analog value and displays it on screen Serial.write(10); delay(100); 6. DC motor control using a transistor With this example we are going to control the speed of a DC motor using a BD137 transistor. Uses the possibility of sending a PWM signal to one of the outputs set up as analog. 18

Please note that the motor must be low power for two reasons: fi rst because if we feed testing from USB connector must not pull too much current from the computer and second, because the transistor is current limited. 1N4001 diode is positioned as protection to prevent that the reverse currents created in the motor winding could damage the transistor. 19

Analog-value The tension that we are going to pull from outputt 10 (analog type PWM) will vary on way to ramp up and down cyclically. We get this effect with a structure for type: for(value = 0; value <= 255; value +=5) (ascending) for(value = 255; value >=0; value-=5) (descending) Note that increases in the voltage value range from 5 at 5 and we have to consider that 0v equals 0 and 5v is equivalent to 255. 20

Program int value = 0; // a variable that contains the value to get analog input terminal int motor = 10; // motor connected to PIN 10 void setup(){ // Not necessary void loop(){ for(value = 0; value <= 255; value +=5){ //generates a ramp of voltage from 0 to 255, i.e. from 0 to 5v analogwrite (motor, value); delay (30); // wait 30 ms to make the effect visible for(value = 255; value >=0; value-=5){ // a down ramp from 255 to 0 voltage is generated that is 5 to 0v analogwrite (motor, value); delay (30); Installation variant: using a potentiometer as speed control. To control the speed to our liking, i.e. using a potentiometer which is placed in one of the analog inputs and based on the value that is read at the input, so the motor rotates more or less fast. 21

Program int value = 0; // a variable that contains the value to get analog input read int motor = 10; // motor connected to PIN 10 int potentiometer = 0 ; // Set the analogue input void setup(){ // Not necessary void loop(){ value = analogread (potentiometer); // reads the value of the analog input and allocates val analogwrite (motor, value); // The read value is sent to the analog output 0 delay (30); // wait 30 ms to make visible the effect 22

7. DC motor control using a L293D driver With this application we will move a DC motor using a power IC, specifi c for these applications. The circuit you can move up to two motors, we ll only do it with one. In this Assembly, we can move the motor in both rotation directions, which we couldn t with the previous assembly. It will function as the fi rst approach of the previous motor, i.e., let s create a power surge and a descent ramp so motor change speed in automatic mode. DC motor control or driver: The two parameters that we want to control of a DC motor is its speed and its rotation direction. The direction is controlled by changing the polarity. On the other hand, for its speed, we must use modulation technique for PWM-pulse width. Here are some graphs showing the relationship between the pulse (PWM) signal and the effective voltage: 23

When the pulse is active is half of the period of the signal or duty cycle parameter is 50%, the effective voltage is half of the total input voltage. When the duty cycle is reduced to 25%, the effective voltage is a quarter of the total input voltage. Then the motor speed decreases. Thus, by controlling the duty cycle or while the pulse is active (frequency), we can control the DC motor speed. A way to perform this check on Arduino, is using the PWM analog output. You should remembered that the PWM output signal (pins 9, 10) is a constant frequency signal (30769 Hz) and that only allows us to change the duty cycle or the time that the pulse is active (on) or inactive (off), using the analogwrite() function. 24

The other way is generating PWM signals using the microprocessor capability through the function digitalwrite (). If you want to simultaneously control the speed and direction of a motor, we need to use an integrated circuit or chip, called in general, as H bridge, for example the L293D. Chip L293D/B (H-bridge): It is an integrated circuit or chip that can be used to simultaneously control the speed and direction of two DC motors (containing two H bridges). The difference between L393D and L293B model is that the fi rst comes with protection diodes which avoid damage caused by the voltage spikes that the motor can cause. It contains 4 digital pins (2, 7, 10, 15) to control the motor direction. 25

The enable (1, 9) pins support as input a PWM signal and it are used to control the speed of the motors using pulse width modulation technique. The motors are connected between pins 3, 6, 11 or 14. The Vss voltage is to feed or give power to the motor. Basic installation: Simple Control of an motor with the L293 CI at constant speed First we will just show the speed of a DC motor control through the L293D integrated. So we set the direction control PIN to 5v and 0v, in such a way that it will only turn in one direction. If we want to change direction, it will only be necessary to change the polarization. Program Simple control of an motor with the L293 CI at constant speed int motorpin = 10; // Output analog PWM PIN void setup(){ void loop() { analogwrite(motorpin, 125); // activates the motor at a constant speed delay (100); // wait 100 ms for the next reading 26

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 IOREF RESET 3V3 5V GND VIN 10 11 12 13 14 15 DIGITAL AREF GND 13 12 11 10 PWM TXD314 RXD315 TXD216 POWER ANALOG IN RXD217 TXD118 RXD217 SDA 20 COMMUNICATION SCL 21 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 8. Motor control: variable speed and variable rotation 27

Program Motor control with L293D driver int value = 0; // a variable that contains the value int motorfowards = 10; // Motor forward - > PIN 10 int motorbackwards = 11; // Motor recoil - > PIN 11 void setup() { // Not necessary void loop() { analogwrite(motorbackwards, 0); // Motor forward... raises the speed for(value = 0; value <= 255; value+=5) { analogwrite (motorfowards, value); delay (30); for(value = 255; value >=0; value-=5) { // forward motor... lowers the speed analogwrite (motorfowards, value); delay (30); analogwrite(motorfowards, 0); // Motor back... raises the speed for(value = 0; value <= 255; value+=5) { analogwrite (motor motorbackwards, value); delay (30); for(value = 255; value >=0; value-=5) { // motor backwards... lowers speed analogwrite (motorbackwards, value); delay (30); 28

9. Use a relay to turn on 120 V devices This example shows how to power a 120-Volt alternating current (AC) light bulb through a circuit of 5 V DC (DC) ruled by the Arduino. It can be used with any other circuit of 120 V, with a maximum of 10 A (with the relay of the example). What is a relay? The relay is an electromechanical device that functions as a switch controlled by an electrical circuit in which, by means of an electromagnet, actuates a set of one or more contacts that allow open or close other independent electrical circuits. From here extract important information: we can separate two circuits in such a way that they work with different voltages. One to 5 V (Arduino) and another 120 v (the bulb). As shown in the diagram below, there are two circuits. Black wiring operates at 5 V DC and the red one at 120V AC. 29

Program /* It turns on and off a 220 V light bulb every 2 seconds, using, a relay connected to the Arduino PIN 8 */ int relaypin = 8; // PIN to which the relay is connected void setup() { pinmode (relaypin, OUTPUT); void loop() { digitalwrite(relaypin, HIGH); // Power delay (2000); digitalwrite(relaypin, LOW); // Shutdown delay (2000); 30

SPECIFICATIONS Micro controller: MEGA32U4 Input: 5-12 V - - - Operational frequency: 16 MHz Analogue input ports: 12 Digital input / output ports: 20 (including PWM ports) Flash memory capacity: 256 kb SRAM: 2.5 kb EEPROM: 1 kb Boot loader: STK500v2 PWM output: Yes Voltage output: 5 V - - - Switch Reset: Yes PC interface: USB Software: Arduino Product design and specifications are subject to change, without notice. 31

Product: PCB compatible with Arduino Leonardo Part number: ARD-020 Brand: Steren WARRANTY This Steren product is warranted under normal usage against defects in workmanship and materials to the original purchaser for one year from the date of purchase. CONDITIONS 1. This warranty card with all the required information, invoice, product box or package, and product, must be presented when warranty service is required. 2. If the product is in the warranty time, the company will repair it free of charge. 3. The repairing time will not exceed 30 natural days, from the day the claim was received. 4. Steren sell parts, components, consumables and accessories to customer, as well as warranty service, at any of the addresses mentioned later. THIS WARRANTY IS VOID IN THE NEXT CASES: If the product has been damaged by an accident, acts of God, mishandling, leaky batteries, failure to follow enclosed instructions, improper repair by unauthorized personnel, improper safe keeping, among others. a) The consumer can also claim the warranty service in the purchase establishment. b) If you lose the warranty card, we can reissue it, if you show the invoice or purchase ticket. 32 RETAILER INFORMATION Name of the retailer Address Product Brand Part number Serial number Date of delivery In case your product fails or have questions, please contact your nearest dealer. If you are in Mexico, please call to our Call Center. 01 800 500 9000