¿Qué es arduino y como se puede utilizar para proyectos IoT?
Actualmente, la mayoría de estudiantes y profesionales dedicados a carreras relacionadas con las telecomunicaciones y el IoT saben qué es Arduino. Es crucial que estas personas conozcan cómo y de qué manera la tecnología puede favorecer el desarrollo de nuevos dispositivos electrónicos.
Gran parte de los aparatos que utilizamos hoy en día hacen uso de la plataforma Arduino para cumplir determinadas funciones. En este artículo, hablaremos con detalle sobre qué es y cuáles son sus principales características.
¿Qué es Arduino?
Se trata de una plataforma dedicada a la creación de sistemas electrónicos de código abierto mediante tecnología de software y hardware libre. Esto quiere decir que cualquier usuario puede tener acceso a su configuración básica para desarrollar todo tipo de proyectos. En cuanto al hardware libre, son placas que cuentan con diagramas y especificaciones que cualquier persona puede replicar con los conocimientos adecuados.
Arduino ofrece una función particular que se denomina IDE o Entorno de Desarrollo Integrado. Esta característica facilita la creación de programas que pueden ser implementados en una placa Arduino. A través de utilidades este estilo, diversas empresas o usuarios pueden desarrollar una cantidad inmensa de dispositivos electrónicos funcionales de manera sencilla.
Un gran número de compañías de desarrollo de dispositivos emplean este producto para llevar a cabo nuevos proyectos. Cabe mencionar que, a pesar de utilizar la misma placa, las funciones que se pueden instalar son increíblemente extensas.
¿Qué es la placa Arduino y cuáles son sus características?
Ante la pregunta, ¿qué es la placa Arduino?, debemos saber que funciona como un dispositivo electrónico que cuenta con un microcontrolador programable. Dispone de una serie de conexiones y elementos que permiten insertar periféricos mediante puertos de entrada y de salida. El mercado actual ofrece una amplia variedad de modelos de placas que poseen diferentes especificaciones.
Entre sus principales características, se pueden destacar las siguientes:
- Microprocesador tipo ATmega328.
- Memoria flash de 32 kbytes.
- Memoria RAm de 1 kbyte con 16 MHz.
- 5 pines para entrada analógica programables y 6 pines para salidas analógicas.
- Completa autonomía (no requiere estar conectada a un PC una vez programado).
- Microcontrolador tipo ATmega328.
- 5V para voltaje de operación.
- Voltaje de entrada de 7-12 V.
- 14 pines Digital I/O (incluye 6 salidas PWM).
- 6 entradas analógicas.
- Pin I/O 40 mA con corriente DC.
- Corriente DC 3.3V con pin 50 mA.
- Memoria flash de 32 KB.
- SRAM de 1 KB.
- Velocidad de reloj de 16 MHz.
Partes
Una placa Arduino contiene ciertos elementos que le permiten ejecutar órdenes según la programación que tenga instalada. Sus principales partes son las siguientes:
- Entradas: Están presentes en forma de pines y se utilizan para realizar lecturas. Las placas analógicas son las que van del A0 al A5, mientras que la placa Uno es la que va del 0 al 13.
- Salidas: Son pines digitales que cumplen la función de enviar señales. Son los marcados del 0 al 13.
- Otros pines: Existen otros tipos de pines como los de tierra (GND), los de referencia de voltaje, los de transmisión y los de lectura (TX y RX respectivamente), entre otros.
- Sistema de alimentación: La placa recibe electricidad mediante el pin Vin de alimentación, el cual funciona por medio del empleo de tensiones de 7 a 12 voltios.
- Comunicación: En las placas Arduino se pueden hallar pines ICSP que permiten la conexión con piezas denominadas escudos o shields. Facilitan la transmisión de pulsos eléctricos hacia el dispositivo.
- Escudos o shields: Son placas que se pueden colocar encima de un Arduino para extender su utilidad. Las más comunes son las que disponen de funciones de conectividad wifi o ethernet.
Arduino Uno qué es y tipos
¿Arduino Uno qué es? Forma parte de la gama básica de estas placas, por lo que todos los shields son compatibles con él. Tiene un módulo UART y todas las especificaciones estándar antes mencionadas. Sin embargo, existen otros tipos de placas con funciones muy particulares. Las más populares son estas:
- Arduino Uno R3.
- Arduino DUE.
- Arduino Leonardo.
- Arduino Mega 2560.
- Arduino FIO.
- Arduino 101 o Genuino 101.
- Arduino MKR Zero.
- Arduino MKR Wifi 1010.
- Arduino MKR NB 1500.
¿Para qué sirve Arduino?
Normalmente, una placa Arduino se usa para desarrollar dispositivos autónomos o que interactúen con otras máquinas. Asimismo, se utiliza para comunicarse con diversos programas mediante tecnología de software o hardware. Puede emplearse para crear controles remotos, por ejemplo, que permitan ajustar funciones de diferentes sistemas. Además, gracias a los sensores que poseen algunas placas, pueden responder a ciertos estímulos para ejecutar determinadas funciones específicas.
En el campo de la ciencia y la biología, las placas Arduino se usan para crear dispositivos de medición para almacenar y enviar datos. Con ello, se pueden llevar a cabo proyectos de investigación que contribuirán a conocer mejor diversos temas, como por ejemplo, cambios en la temperatura o presión ambiental.
¿Cómo funciona?
Ahora que sabemos qué es Arduino y para qué sirve es importante conocer cómo actúa. El funcionamiento de una placa Arduino se basa en tres procesos fundamentales, que son los siguientes:
- Procesamiento mediante interfaces de entrada: Ocurre cuando conectamos un dispositivo periférico directamente en los pines de entrada determinados en el modelo de la placa. Aquí, el sistema recibe la señal que puede ser enviada por shields u otras máquinas.
- Tratamiento de entradas generadas: Se trata de una función de la que se encarga el microcontrolador, el cual emplea la programación instalada en su sistema para ejecutar tareas determinadas. Como mencionábamos anteriormente, para programar el microcontrolador debe utilizarse el IDE que viene por defecto en el Arduino. Se traspasa el software programado a través del puerto USB directamente al microcontrolador. De esta manera, podrá gestionar las señales de entrada para darnos las salidas que deseemos.
- Procesamiento de las interfaces de salida: Cuando se procesan las entradas con base en la programación del microcontrolador, la señal final se transmite por los pines de salida. En estos puertos se pueden instalar diversos tipos de periféricos de salida como audio, video, imagen, etc.
¿Por qué utilizarlo?
Además de ser sumamente barato, el sistema Arduino ayuda a simplificar en gran medida el proceso de elaboración de proyectos electrónicos gracias a los microcontroladores. Junto a ello, también se debe hacer hincapié las ventajas que ofrece a estudiantes y profesores que desean conocer más sobre electrónica digital.
Su entorno de programación cuenta con una serie de herramientas intuitivas que permiten, incluso a personas sin experiencia, crear programas desde cero. Dicho entorno está basado en el lenguaje de programación Processing. Puede ser ejecutado en una amplia gama de sistemas operativos como Windows, Linux, Macintosh OSX. El modelo básico de Arduino puede ser ensamblado a mano y, en comparación a otras placas con microcontrolador, es sumamente accesible.
Utilidad del Arduino en el IoT y cómo se instala
El uso de Arduino en IoT es una práctica que ha ganado mucha más relevancia en los últimos 10 años. El desarrollo de nuevas tecnologías de telecomunicaciones ha dado lugar a que novedosas placas de este sistema sean compatibles con funciones de conectividad inalámbrica. Un buen ejemplo de ello es la familia de placas Arduino MKR. Estas tienen la particularidad de contar con antena y wifi integrados y chip de cifrado.
La recolección de datos en el IoT es una de las bases fundamentales que lo han llevado a convertirse en una tecnología de gran valor para empresas y para la ciencia. Mediante el empleo de sensores y de sistemas de medición, usuarios con un máster en IoT pueden elaborar dispositivos que cumplen con dicha labor.
Antes de llevar a cabo cualquier proyecto de esta índole, es necesario saber cómo instalar Arduino en un ordenador. El proceso es bastante simple y se hace de la siguiente manera:
- Contar con una placa Arduino y un cable USB.
- Descargar el entorno de programación Arduino a través de la página oficial.
- Instalar los controladores USB.
- Conectar la placa al computador mediante el cable USB.
- Conectar un LED.
- Abrir el software del entorno de desarrollo Arduino.
- Cargar el programa indicado directamente en la tarjeta.
- Observar el pestañeo de la luz LED para asegurarse que funcione correctamente.
Una vez realizado todo este proceso, el usuario puede empezar a programar el software que desee utilizando el entorno de programación previamente instalado. Aprender a codificar en este lenguaje es sencillo, ya que se asemeja bastante a lenguajes como C++ y Java.
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