Felix Maocho

Para quien le interese lo que a nosotros nos interesa

Arduino – Kit de aprendizaje Arduino Kit Workshop

Por Félix Maocho
25/11/2012

Inicio una nueva sección en este blog dedicada Arduinio, una placa controladora OPEN SOURCE que viene a equivaler en el manejo de hardware, lo que el lenguaje Basic supuso para el manejo de software, permitir experimentar a aficionados, en cosas que antes solo estaban al alcance de los profesionales.

Aviso que no se absolutamente nada del tema, por lo que no esperen encontrar en estas páginas ninguna clase magistral, sino mas bien un tutorial para Dummies, en el que se recoja, como he superado los obstáculos que me han aparecido en mi camino. Agradeceré la ayuda de algún experto que me permita caminar más rápido. Si alguien quiere hacer de lazarillo puede ponerse en contacto conmigo, mediante un comentario

La Arduino UNO es una tarjeta educativa que puede controlar la entrada/salida digital de 14 pines y 6 entradas analógicas, a la vez que una conexión USB, permite controlar la tarjeta desde un ordenados. Mediante Arduino podemos activar y desactivar circuitos eléctricos en función de información recogida por sensores e interruptores, pudiendo así introducirnos en el mundo del control digital de mecanismos y en especial en el campo domótica y robótica, tanto parta hobby y experimentación como para objetivos profesionales, pues la posibilidad de controlar desde una tarjeta Arduino, otras tarjetas Arduino, empujan los limites de su utilización hasta donde llegue nuestra imaginación.

Si uno quiere, (como yo), aprender el manejo de Arduino partiendo de cero, debe adquirir experiencia haciendo prácticas sencillas para lo que necesita un conjunto de componentes para llevarlas a cabo, donde, además del propio microcontrolador, se necesitan un juego de componentes, específicamente seleccionados, y una placa de prototipado, para poder hacer prácticas básicas que te den a conocer el uso y posibilidades de la controladora, y montar con rapidez y sin necesidad de soldaduras, los circuitos y componentes que necesitas para las pruebas, permitiendo posteriormente, quitar y recuperar y reciclar todo el material utilizado en el experimento sin problemas.

Uno de los problemas de Arduino es que al ser Open Source, no esta protegido por patentes por lo que cualquiera puede empaquetar los componentes que considere oportuno y ponerlos a la venta. Ello tiene una ventaja clara, la competencia es brutal y cada fabricante intenta desbancar a los demás sacando equipos con más prestaciones s que los demás al mismo precio , o con iguales prestaciones a un precio más reducido.

Ello esnaturalmente bueno, pues crea una competencia feroz entre fabricantes que rebaja los precios, pero en la practica, al principiante le crea cierto desconcierto, la variedad de productos similares, pero no iguales, que hay en el mercado, es inmensa y como el burro de Buridián se queda sin saber como empezar.

La única solución es entrar en foros de Arduino y ver lo que se comenta y a partir de ahí, tomar una decisión. que puede luego demostar no ser la más acertada, pero peor n e sería no arrancar esperando la inspiración que nos indicarta cual es el mejor camino a seguir,  La MIA fue iniciarme con un Kit que tiene los suficientes companentes para comenzar haciendo unos cuantos experimentos que te vayan aclarando el camino. Con ello eliminé cientos de diferentes posibilidades, desde hacerte tu mismo tu propio Kit, camino que hubiera tomado de tener cerca de casa una tienda que me suministrara componentes sueltos, pero como no es así, para evitar ir cada dos por tres al otro extremo de Madrid a una tienda de electrónica, decidí partir con una base de componentes proporcionada por un kit de iniciación.

En mi caso he adquirido el kit llamado Kit Workshop  consistente en una tarjeta controladora ARDUINO UNO, placa de experimentación (Breadboard ) con 840 puntos y un lote de componentes variados que incluyen resistencias, condensadores, LED de diferentes colores, etc.

DONDE COMPRAR

El equipo lo compré en Juguetrónica, una tienda que se ha especializado en juguetería tecnológica, que merece una visita aunque no se compre, pues en ella encuentras los jugues/caprichos, más asombrosos que puedas imaginar, todo tipo de helicópteros dirigidos por radio, robots, juegos de magia con base técnica, Legotechnic, y marcas parecidas, y todos lo “gadgets”, tecnológico que puedas imaginar, si tienes un rato te invito a que te des una vuelta por su catálogo

El que yo hable bien de esta tienda no quiere decir que aconseje comprar en ella, es más con la experiencia que he adquirido posteriormente, puedo asegurar que es un lugar caro para hacer adquisiciones, hay sitios más baratos para comprar como por ejemplo en Bricogeek una empresa que vende eo-line, tiene un equipo con muy buena pinta, el ARDUINO INVENTOR KIT  quizá un poco más completo que el que he comprado a un precio ligeramente superior, hoy sdé que en Madrid hay dos tiendas de electrónica que el consenso de los aficionados consideran las más adecuadas para comprar una es Electrónica Embajadores, por lo que yo he podido entender hablando con aficionados, el mejor sitio de Madrid para comprar componentes electrónicos de todos los tipos incluidos los componentes de Arduinio, la otra tienda es Conectrol otra tienda tambien muy acreditada entre los aficionados. No se indicar tiendas fuera de Madrid, pero estoy abierto a incluirlas en este post, si los lectores me indican las direcciones. .

Si me decidí porcomprar en Juguetrónica  este equipo fue debido a varios factores, el primero es, por entonces desconocía la existencia de las tiendas indicadas, y ademas por entonces Bricogeek tenía ruptura de stock de la referencia que deseaba y sinceramente, soy un poco impulsivo no me gusta esperar.

Además, porque el que he comprado es un poquitín más barato, (aunque menos completo, repito) y en tercer lugar, porque no me gustan las tiendas on-line, (tengo casi 70 años, bastante es que tenga ganas de aprender algo, digo yo), me gusta más para este tipo de comparas, poder hablar con un vendedor que sepa y que pueda dedicar t su tiempo a comprender mis problemas y buscarlos solución  y si me convencen, llevarme el chisme debajo del brazo, y por ello soy capaz de pagar un poco más que por andar con emails de aquí para allá  hacer transfe5rencias online y terminar esperando pacientemente que me venga por correo el paquete,

El caso que por 69,90 €, (suponiendo que comprando por ptro sistema me hubiera ahorrado en el mejor de los caso un 15%, hablamos por tanto de un ahorro de 9€),  me entregaron el equipo, como ven una espartana caja de cartón con una superficie similar a la de un libro de bolsillo y un grosos triple del que puede tener una novela normal. Es posible que el mismo kit se pueda encontrar por menos, pues y el precio del kit lo he visto a 50 € y Juguetrónica cobre 57,77 € pero claro está, aquí es sin portes y en el otro no, y la diferencia grande está en el 21% de IVA (12,13 €), que quizá encuentres que algún sitio que no lo pague, bien por que en su país no se pague (como por ejemplo en Andorra y Gibraltar, o simplemente por que no lo carguen, que de todo habrá.

Yo la verdad es que cumplo con la ley y verán, como muestra la factura, que he pagado el IVA, me consuelo pensando, que con 60 facturas como esta, contribuimos a pagar uno de los múltiples iPad que nuestros diputados “pierden” en su agotador trabajo.

CONTENIDO DEL KIT WORDSHOP

Bien pasemos a ver el contenido de la caja. Al abrir la caja, nos encontramos un cable USB que valdrá para conectar el equipo al ordenador, dos bolsas de plástico y una caja turquesa que contiene el Arduino UNO.

El embalaje del Arduino UNO se mantiene cerrada mediante una etiqueta que nos informa que se fabrica en Italia, algo que es un imprevisto, pues uno piensa que todos estos chismes se hacían en China. (El otro dia vi un Arduino hecho en China comprado poe Ebay y era igual pero con un embalje aun más cutre). Dentro de la caja aparte de la tarjeta controladora hay un largo impreso en c zigzag, que solo tiene indicaciones a cerca de la garantía y temas relacionados, pero falta cualquier documento de explicación técnica, así como cualquier documentación sobre las practicas que puedes hacer.

Entramos en la filosofía de los nuevos aparatos 2,0, Hay un evidente ahorro en embalajes y folletos explicativos, la razón es que estos productos no se venden en la estantería de una tienda, sino que el comprador sabe perfectamente lo que quiere, por que se ha enterado de la existencia del producto y de sus características por Internet. Por tanto están de más hermosos embalajes llenos de brillantes litografías a todo color, una espartana caja de cartón que resista los transportes es suficiente, y tampoco hace falta los voluminosos, ilustrados y detallados folletos de uso en 22 idiomas típicos de cualquier electrodoméstico, porque quien compre este producto, es por fuerza un experto en el uso de Internet, porque si no, no se habría enterado de su existencia.

Así que ya será el comprador capaz de recolectar la información que precise en Internet y más útil es llevar ese ahorro al precio final, pues tercera característica de los aparatos 2.0, el aparato no está bajo ninguna licencia, es un producto OPEN SOURCE, por lo que o afinas en el precio, o habrá otro que te copie la idea, compre iguales o parecidos componentes en el mercado y embale todo a un precio mas bajo que el tuyo y te birle la clientela.

Así pues desplegado el contenido de la caja hay lo que se ve en la fotografía, que pasamos a detallar a continuación.

ARDUINO UNO

Lo fundamental es el Arduino UNO, tarjeta realizada con fines educativos basada en el microcontrolador ATmega328. Con 14 pines de entrada/salida digitales, 6 entradas analógicas, un oscilador de cristal de 16MHz, una conexión USB, un conector de alimentación, y un botón de reset. Sorprende su falta de complejidad y su tamaño no superior al de una tarjeta de visita. La imagen la tiene al inicio del post

Para que funcione se puede programar y comenzar a usar; simplemente conectando el equipo a un PC con el cable USB, aunque tambien puede enchufarse con un adaptador AC/DC o una batería. La conexión USB actúa además como un puerto serie con el ordenador, es decir permite la cirdulacion de datos de la tarjeta al Pc y viceversa.. Funciona conectado desde 5V (recomendado) -12V (limites) la conexión USB proporciona la suficiente tensión para bajas cargas. El voltajes generados por la placa a través de los pines indicados de cinco volts como máximo. Y los pines de tierra están marcados como GND.

Una de las limitaciones de esta tarjeta es que en un instante dado solo puedc propiorcionar 40 miliamperímetros de emnergía, (energía que por un lado es suficiente si toda ella sale por un solo pin, en el caso de crearse un cortocircuito accidental, para dañar el pin y quizá la tarjeta), pero  que esulta escasa para alimentar aparatos exigentes en el consumo de energía,  como, motores y algunos relés, que tendrán que ser alimentados por ello directamente desde otras fuentes y no a través de la tarjeta. que solo actuará como un medio de control de su funcionamiento.

Esquema de Arduino UNO

En esta figura indicamos las partes que es necesario conocer para el correcto conexionado de la tarjeta.

  • 1. Línea de pines pines 0 y 1 no se usan para comunicaciones. Entradas/salidas digitales pines del 2 a 13. Que no todas son exactamente iguales, la 2 y 3 actuan de intrada como interrupciones mientras que el resto no, (ya veremos en que consiste las interrupciones). De salida a hay algunos pines, otros no,  permiten modular la intensidad de la corriente, lo que permite por ejemplo hacer que los motores electricos funcionen a diferentes velocidades
  • 2. Botón “reset” de la tarjeta (Permite el re-inicio de la misma). (Situado junto a la salida USB en muchas placas (entre otra en la mía)
  • 3. Línea de Entradas analógicas (De la A0 a la A5).
  • 4. Línea de alimentación. En estos pines podemos encontrar Vin, GND, 5V,3.3V y reset.
  • 5. Plug de alimentación de la tarjeta (Para voltajes entre 7 a 12 volts máximo).
  • 6. Regulador de voltaje.
  • 7. Conector USB.

PLACA DE EXPERIMENTACIÓN DE 840 PINES (breadboard)

Otra pieza fundamental es la Breadboard, en ella podemos “pinchar” tato los componentes como los cables que sirven de puente entre ellos. La Breadboard o protoboard es un dispositivo diseñado para probar circuitos electrónicos. Tiene la ventaja de que permite armar con facilidad un circuito, sin la necesidad de realizar soldaduras.

Si el circuito bajo prueba no funciona de manera satisfactoria, se puede modificar sin afectar los elementos que lo conforman. La protoboard esta plagada de orificios en donde se insertan fácilmente los componentes del circuito, que a su vez se conectan entre si, con ayudad de cables de un solo alambre con los extremos pelados llamados vulgarmente “lagartos”.
Los orificios están conectados internamente entre si de la siguiente forma

Hay unas “pistas” horizontales en la parte superior e inferior de la protoboard que van de los extremoa hasta la mitad   que normalmente se utilizan para conectar la fuente de alimentación y tierra, y son llamados “Buses” y sirven para colocar la energía próxima a cualquier orificio central y cerrar fácilmente el circuito desde los orificios centrales al otro lado Contamos pues con 8 buses  que tien cada uno 25 orig ficios conectados entre si

Los orificios del interior se conectan en grupos de 5 en cinco verticalmente, por tanto dos conductores introducidos en dos agujeros unidos por una pista interior quedan conectados automáticamente. .

Los circuitos integrados se suelen colocar en la parte central de la protoboard con una hilera de patas en cada uno de los lados mientras que los componentes se colocan indistintamente en la parte central o entre dos hileras verticales según la distancia entre las patas. Para realizar conexiones entre componentes, se utilizan pequeños “lagaros de diferentes colores.

Si se observa la protoboard con detenimiento se puede ver que los orificios están etiquetados con números en forma horizontal (1,2,3,…) y con letras (A,B,C,D…,J) en forma vertical. Ello simplifica llevar los esquemas al papel, cada punto queda identificado por sus coordenadas, y evita errores de conexión pues “canta si los puntos que han de conectar están sobre la misma pista o no.

Para un uso eficiente de esta herramienta, se recomienda:

  • Utilizar las “pistas” horizontales superiores e inferiores para conectar la fuente de poder para el circuito en prueba.
  • Usar cable rojo para el positivo y el negro para el negativo
  • La alimentación del circuito se hace desde las pistas horizontales, no directamente desde la fuente.
  • Trabajar con orden y colocar linealmente los elementos del circuito de manera que su revisión posterior sea fácil.
  • Evitar, en lo posible, utilizar cables de conexión muy larga y que sobresalga.

LOS COMPONENTES

En la caja viene un conjunto variado de componentes que permiten múltiples experimentos pero que no son ni con mucho todos los posibles que se pueden utilizar, solo son una muestra de componentes muy utilizados, de poco valor y sencillo uso. Probablemente con el tiempo tengas necesidad de adquirir otros componentes y dispositivos.

La lista de los componentes suministrados es la siguiente:

      • 1 Straight single line pinhead connectors 2,54 40×1
      • 1 Set of 70 breadboard jumper wires (juego de cables de conexion)
      • 5 10K Ohm Resistors 1/4W (resitencia)
      • 5 2.2K Ohm Resistor 1/4 W (resitencia)
      • 10 220 Ohm Resistors 1/4W (resitencia)
      • 5 330K Ohm Resistors 1/4W (resitencia)
      • 5 100nF capacitor polyester (condensador de poliester)
      • 5 10nF capacitor polyester (condensador de poliester)
      • 3 100uF electrolytic capacitor 25Vdc (condensador electrolítico)
      • 1 4,7K Ohm Thermistor (Resistencia termica)
      • 1 70..100K Ohm LDR VT90N2 (¿?)
      • 3 5mm RED LED (bombillita roja)
      • 1 5mm GREEN LED (bombillita verde)
      • 1 5mm YELLOW LED (bombillita amarilla)
      • 1 10Kohm potentiometer, pcb terminals (potenciómetro)
      • 2 BC547 Transistor in TO92 Package (¿?)
      • 1 Piezo buzzer (zumbador)
      • 5 PCB Pushbutton, 12x12mm size (interruptor)
      • 2 4N35 Optocoupler DIL-6 package (¿?)
      • 2 Tilt sensor (¿?)
      • 1 Diode 1n4007 (diodo)

Como observarán de algunos componentes no se ni lo que son ni por supuesto para qué sirven pero espero con el tiempo llegar a conocer su uso y utilidad.

CABLE USB DE CONEXIÓN

Añaden un cable USB de conexión al PC que por un extremo tiene una conexión macho de un estandar poco habitual y por el otro otra conexión macho corriente. Agradecería que los señores fabricantes se pusieran de acuerdo en que conexión u USB piensan utilizar y que salvo razones de peso utilizaran siempre la misma, y si puede ser que sea una muy pequeña que usan ciertos aparatos pues haciendo todas lo misma no tiene sentido que uno tenga que tener un mazo de cables con extremos diferentes para poder conectar todo con todo.

CAJA DE PLÁSTICO TRANSPARENTE

Añaden una caja de plástico para guardar los pequeños componentes muy útil , aun que yo desde hace tiempo utilizo pequeños botes de conserva de boca ancha y bajos, (guardo como una urraca todos los envases de sucedáneo de caviar y de foiegras que aparecen por mi casa pues suelen ser de boca muy ancha y con tapa metálica a rosca que son estables y permiten introducir los dedos de la mano hasta el fondo. También aconsejo de hacerse con una caja para guardar ordenados todos los chismes.

TUTORIAL PARA HACER PRACTICAS

Finalizo lo que dan en el Kit, por tanto si quieres hacer practicas tendrás que “ganarte la vida” buscando en Internet practicas sencillas para comenzar a experimentar. Porque me cae simpático el que ha soportado la lectura hasta aquí, le doy una dirección que tiene 20 experimentos de complejidad creciente desde el primero que consiste en encender un LED a l último que controla un servomotor.
En el próximo post de ARDUINO, iré realizando estas practicas y desmenuzando los problemas que me encuentre para que los demás que me leáis podáis adquirir los mismos conocimientos que yo pero mucho más rápidamente.

El tutorial lo encontrarán en esta dirección  cuyo autor es Carlos Mario Palacio

Félix Maocho

Tdos los post de arduino apareceran en Robótica bajo el subepigrafe Arduino

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25 noviembre 2012 - Posted by | Robotica | , , , ,

5 comentarios »

  1. Gracias por este post. Es muy interesante

    Comentario por Charo | 6 diciembre 2012 | Responder

  2. Gracias, estoy en tu situación pero con 34 años….

    Comentario por David H. | 6 enero 2013 | Responder

    • Me ganarás en capacidad de aprendizaje , pero no en entusiasmo.

      Comentario por felixmaocho | 6 enero 2013 | Responder

  3. Yo también empiezo el año con Arduino. Por ahora voy a rebufo tuyo pero espero poder darte pronto consejos y soluciones.

    Comentario por Maocho Jr | 8 enero 2013 | Responder

    • No lo dudo

      Comentario por felixmaocho | 9 enero 2013 | Responder


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