Rubén Beiroa Mosquera - Aprender Arduino, electrónica y programación con 100 ejercicios prácticos

Un programa desarrollado en lenguaje máquina se convierte en difícil de interpretar y modificar. Viendo todo esto, se empezó a evolucionar en la programación hasta llegar a lo que conocemos a día de hoy como lenguaje a alto nivel o lenguaje estructurado.

Existen varios lenguajes a alto nivel: C, Python, C++, Java… El lenguaje a alto nivel está formado por instrucciones más complejas que el lenguaje máquina, lo que significa que una instrucción en este lenguaje puede equivaler a varias en lenguaje máquina.

Con esto conseguimos programas más cortos, más fáciles de interpretar y modificar. El lenguaje a alto nivel que emplea el IDE de Arduino se basa en el lenguaje C, aunque es cierto que la mayoría de los lenguajes comparten estructuras o funciones similares, como pueden ser los bloques de control de flujo (if, esle, while). Aparte del lenguaje compartido con C, dispone de instrucciones propias para un Arduino.

Independientemente de si programamos en lenguaje estructurado o máquina, la carga de un programa al MCU del Arduino conlleva una serie de pasos que se conoce como compilación. La compilación se puede considerar como una traducción del programa que hemos desarrollado a un lenguaje que pueda almacenar e interpretar el MCU.

El proceso de compilación es complejo, puesto intervienen varios pasos:

•Precompilador

•Compilador

•Linker

•Carga de programa

Por la complejidad de cada uno de estos procesos no entraremos a estudiarlos, pero debemos recalcar que hoy en día podemos programar una máquina en lenguaje estructurado porque los entornos de programación han evolucionado, introduciendo una serie de procesos para la traducción y carga de un programa.

Arduino nace en el año 2005 en el Instituto Interactivo Ivrea (Italia). En este centro se dedicaban al estudio de la forma, en cómo interactúa el ser humano con la tecnología.

1.La tecnología de la que disponían no era precisamente versátil, no agilizaba el aprendizaje como lo hace Arduino. A todo esto hay que añadirle el aspecto económico.

2.Decidieron empezar con el proyecto de Arduino parte del profesorado (no solo del centro) y parte del estudiantado. Al poco de empezar tenían la sospecha de que el centro iba a cerrar y, con el temor de que el proyecto de Arduino quedase en el olvido, decidieron compartir su trabajo en internet (lo que ha sido un paso importantísimo para que Arduino sea lo que es hoy en día).

3.El proyecto empezó a crecer con la colaboración de una gran cantidad de personas, y los fundadores de Arduino reconocen que es el trabajo de mucha gente. Esta es la gran ventaja de Arduino: alrededor de este proyecto se ha generado una gran comunidad muy activa que siempre está compartiendo ideas y aportando soluciones.

4.A través de la web de Arduino se crean foros sobre cualquier temática , no solo para aportar ideas sino para solucionar dudas que puedan tener otros usuarios. Sin embargo, no solo a través de la web de Arduino se comparte este proyecto, también existe una gran cantidad de webs, blogs, vídeos tutoriales dedicados a Arduino.

5.Los objetivos de Arduino consistían en desarrollar un sistema económico que no costase más que un libro y que hiciera que personas sin conocimientos de programación, pero con ansias de aprender y desarrollar, pudiesen tener la herramienta que necesitaban, y podemos asegurar que lo han conseguido.

6.Lo que podamos hacer con Arduino dependerá en gran medida de nuestra imaginación y capacidad. No obstante, apoyándonos en su gran comunidad, en la tecnología de la que disponemos y otras plataformas, veremos que, cada vez, tendremos menos límites.

7.Al controlar un proceso con un Arduino no solo estamos trabajando con este hardware sino que necesitamos conectarnos a sensores, módulos… Arduino presenta una gran ventaja para todas aquellas personas con inquietudes por desarrollar, aportándoles todas las facilidades que hemos visto en los capítulos anteriores. ¿Qué pasaría si no existiesen sensores o módulos fáciles de usar? Que todas las soluciones que aporta Arduino se pueden ver en cierto modo limitadas para las personas que están empezando.

8.Para una persona inexperta en programación o electrónica ¿de qué le sirve que Arduino sea relativamente sencillo de usar si, a la hora de implementarlo con otros componentes, estos son difíciles de programar o de conectar? Perdemos parte de la agilidad de Arduino.

9.Tenemos a un simple click toda la información que necesitamos, desde cómo se conecta un sistema a cómo se programa.

IMPORTANTE

Existen dos tipos de corrientes eléctricas, la corriente continua (DC) y la alterna (AC).

Nos centraremos en la DC que es con la que opera nuestro Arduino. La principale diferencia entre ambas es que la DC no varía con el tiempo y la AC sí.

La corriente que tenemos en nuestras casas es AC, puesto que su transporte conlleva menos pérdidas que la DC.

El primer caso que abordaremos será el simple encendido de un led a través de nuestro Arduino. Para ello necesitaremos unos conocimientos básicos sobre electrónica y algunos componentes.

En este y en próximos capítulos revisaremos los conceptos básicos sobre electrónica, circuitos y componentes electrónicos. En capítulos anteriores mencionamos los términos de intensidad y tensión, es hora de profundizar en ellos.

La intensidad o corriente eléctrica es el “combustible“ que consumen nuestros dispositivos electrónicos para poder realizar la tarea para la cual fueron diseñados. Este combustible no es más que el movimiento de partículas (cargadas eléctricamente) a través de un material conductor (por ejemplo, el cobre de un cable).

1.La intensidad se mide en Amperios (A).

2.A la hora de circular por un material conductor tiene un sentido, que cuando definamos la tensión veremos que dependerá de esta.

Podemos imaginarnos la tensión (o diferencia de tensión) como una fuerza, o más bien como una diferencia de fuerzas. Por ejemplo, una pila tiene dos polos el positivo (+ o Vcc) al cual si conectamos algo se suele referenciar esa unión con un cable rojo y el polo negativo (- o GND) que al contrario que el anterior si se conecta algo a este polo se hace con un cable negro .

1.La tensión se mide en Voltios (V).

2.Si conectamos un componente directamente a nuestra pila, de por ejemplo 9V, podemos asegurar que la fuerza a la que está sometido ese componente es de 9V .