Identificar los componentes básicos de un sistema electrónico.

RESUMEN

Identificar los componentes básicos de un sistema electrónico.

        Un sistema electrónico es un conjunto de: sensores, circuitería de procesamiento y control, actuadores y fuente de alimentación.

Identificar que es Arduino

        Una placa hardware libre que incorpora un microcontrolador reprogramable y una serie de pines-hembra (los cuales están unidos internamente a las patillas de E/S del microcontrolador) que permiten conectar allí de forma muy sencilla y cómoda diferentes sensores y actuadores.

         Un software (más en concreto, un “entorno de desarrollo”) gratis, libre y multiplataforma (ya que funciona en Linux, MacOS y Windows) que debemos instalar en nuestro ordenador y que nos permite escribir, verificar y guardar (“cargar”) en la memoria del microcontrolador de la placa Arduino el conjunto de instrucciones que deseamos que este empiece a ejecutar.

        Un lenguaje de programación libre. Por “lenguaje de programación” se entiende cualquier idioma artificial diseñado para expresar instrucciones (siguiendo unas determinadas reglas sintácticas) que pueden ser llevadas a cabo por máquinas.

Reconocer el origen de Arduino

        Arduino nació en el año 2005 en el Instituto de Diseño Interactivo de Ivrea (Italia), centro académico donde los estudiantes se dedicaban a experimentar con la interacción entre humanos y diferentes dispositivos (muchos de ellos basados en microcontroladores) para conseguir generar espacios únicos, especialmente artísticos. Arduino apareció por la necesidad de contar con un dispositivo para utilizar en las aulas que fuera de bajo coste, que funcionase bajo cualquier sistema operativo y que contase con documentación adaptada a gente que quisiera empezar de cero. La idea original fue, pues, fabricar la placa para uso interno de la escuela.

¿Por qué Arduino se considera Software Libre?

        El software Arduino es software libre porque se publica con una combinación de la licencia GPL (para el entorno visual de programación propiamente dicho) y la licencia LGPL (para los códigos fuente de gestión y control del microcontrolador a nivel más interno). La consecuencia de esto es, en pocas palabras, que cualquier persona que quiera (y sepa), puede formar parte del desarrollo del software Arduino y contribuir así a mejorar dicho software, aportando nuevas características, sugiriendo ideas de nuevas funcionalidades, compartiendo soluciones a posibles errores existentes, etc.

¿Por qué Arduino se considera Hardware Libre?

        La placa Arduino es hardware libre porque sus ficheros esquemáticos están disponibles para descargar de la página web del proyecto con la licencia Creative Commons Attribution Share-Alike (http://es.creativecommons.org/licencia), la cual es una licencia libre que permite realizar trabajos derivados tanto personales como comerciales (siempre que estos den crédito a Arduino y publiquen sus diseños bajo la misma licencia).

Ventajas de elegir Arduino

        Arduino es libre y extensible: esto quiere decir que cualquiera que desee ampliar y mejorar tanto el diseño hardware de las placas como el entorno de desarrollo software y el propio lenguaje de programación, puede hacerlo sin problemas. Esto permite que exista un rico “ecosistema” de extensiones, tanto de variantes de placas no oficiales como de librerías software de terceros, que pueden adaptarse mejor a nuestras necesidades concretas.

        Arduino tiene una gran comunidad: muchas personas lo utilizan, enriquecen la documentación y comparten continuamente sus ideas.

        Su entorno de programación es multiplataforma: se puede instalar y ejecutar en sistemas Windows, Mac OS X y Linux. Esto no ocurre con el software de muchas otras placas.

         Su entorno y el lenguaje de programación son simples y claros: son muy fáciles de aprender y de utilizar, a la vez que flexibles y completos para que los usuarios avanzados puedan aprovechar y exprimir todas las posibilidades del hardware. Además, están bien documentados, con ejemplos detallados y gran cantidad de proyectos publicados en diferentes formatos.

         Las placas Arduino son baratas: la placa Arduino estándar (llamada Arduino UNO) ya preensamblada y lista para funcionar cuesta alrededor de 20 euros. Incluso, uno mismo se la podría construir (Arduino es hardware libre, recordemos) adquiriendo los componentes por separado, con lo que el precio total de la placa resultante sería incluso menor.  

         Las placas Arduino son reutilizables y versátiles: reutilizables porque se puede aprovechar la misma placa para varios proyectos (ya que es muy fácil de desconectarla, reconectarla y reprogramarla), y versátiles porque las placas Arduino proveen varios tipos diferentes de entradas y salidas de datos, los cuales permiten capturar información de sensores y enviar señales a actuadores de múltiples formas.

Librerías en Arduino

        El lenguaje Arduino incorpora por defecto una serie de librerías oficiales, pero también ofrece la posibilidad de utilizar librerías creadas por terceros (hay literalmente decenas) que amplían la funcionalidad del propio lenguaje y permiten que la placa Arduino se adapte a multitud de escenarios diferentes.

¿Qué significa R3 del modelo Arduino UNO?

        Desde que apareció en 2010 ha sufrido tres revisiones, por lo que el modelo actual se suele llamar UNO Rev3 o simplemente UNO R3.

Defina las siguientes características del microcontrolador del Arduino UNO R3 (marca, modelo, arquitectura)

        El microcontrolador que lleva la placa Arduino UNO es el modelo ATmega328P de la marca Atmel. Al igual que ocurre con el resto de los microcontroladores usados en otras placas Arduino, el ATmega328P tiene una arquitectura de tipo AVR, arquitectura desarrollada por Atmel y en cierta medida “competencia” de otras arquitecturas como por ejemplo la PIC del fabricante Microchip.

¿Qué es un pin, para qué sirve y con que otro nombre se le conoce?

        Patillas (llamadas también “pines”) de entrada/salida del microcontrolador, ya que, aunque hemos dicho anteriormente que en general todos los pines de E/S sirven para comunicar el microcontrolador con el mundo exterior, es cierto que cada pin suele tener una determinada función específica.

Defina la función de los siguientes pines del microcontrolador de Arduino UNO R3 (VCC, GND, E/S)

        El que recibe la alimentación eléctrica (señalado como “VCC”), Conexión a tierra (los señalados como “GND”), Los de E/S (señalados como PBx, PCx o PDx) los pines de E/S se indica entre paréntesis las funciones especializadas que cada uno de ellos tiene en particular (además de su función genérica de entrada/salida).

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