German Tojeiro Calaza - Taller de Arduino. Experimentando con Arduino MKR 1010

En segundo lugar, todo programa en Arduino tiene que poseer también la estructura loop(). Todo lo que se escriba dentro de las llaves que acompañan a su nombre, se ejecutará constantemente hasta que se apague o resetee la máquina. El bloque o estructura loop() incluirá su programa propiamente dicho y este se ejecutará ininterrumpidamente y en bucle.

En resumen, la primera estructura engloba la propia configuración hardware de Arduino y la segunda estructura define su propio programa o las acciones que desea realizar continuamente:

Por otra parte, Arduino se programa en el lenguaje de alto nivel C/C++. Generalmente, posee los siguientes componentes para elaborar el sketch o programa:

* Variables

* Operadores matemáticos, lógicos y booleanos

* Estructuras de control (condicionales y ciclos)

* Funciones

A continuación, se describen someramente los elementos que componen un programa típico en Arduino. No es mi intención aburrirles con una larga, teórica y tediosa exposición de toda la sintaxis y referencia del lenguaje de programación de Arduino. El planteamiento que le propongo es conocer lo mínimo para empezar a programar y, a medida que lo necesite, abordar cada uno de los nuevos tipos de variables, operadores, funciones o características nuevas de este lenguaje. Creo que es la mejor manera de aprender, sin que programar se vuelva una tarea demasiado ardua y memorística. Es el método que habitualmente empleo en mis clases de electrónica. Los nuevos componentes electrónicos aparecen a medida que se plantean nuevos proyectos, retos o ideas. La idea principal es: “Si no lo necesito para qué voy a conocerlo”. Si no fuera por este método estoy seguro de que la mitad de mis alumnos hubieran abandonado al mes de empezar el curso. De hecho, una de las ventajas de aprender a programar Arduino es que se conoce un lenguaje de alto nivel como es C/ C++, que servirá, sin duda, si decide abordar en un futuro otras plataformas hardware. Un amigo que estudió la carrera de ingeniería informática se quejaba siempre que, en primero, cuando recibía clases de Pascal (otro lenguaje de programación de alto nivel) los resultados de la ejecución de sus programas solo los veía en la pantalla del ordenador. Usted tiene la ventaja de que, al trabajar con hardware y software a la vez, puede observar los resultados malos o buenos sobre un diseño real en Arduino con leds, motores, sensores, etc., lo que lo convierte en adictivo y lúdico.

Una variable es una manera de nombrar y almacenar un valor numérico para su uso posterior en el programa. Como su nombre indica, las variables son números o caracteres que se pueden variar continuamente en contra de lo que ocurre con las constantes, cuyo valor nunca cambia. Todas las variables tienen que declararse antes de que puedan utilizarse. Para declarar una variable se comienza por definir su tipo, asignándoles siempre un nombre y, opcionalmente, un valor inicial. Esto solo debe hacerse una vez en un programa, pero su valor se puede cambiar en cualquier momento. Una variable puede ser declarada en cualquier lugar del programa y, en función de donde se lleve a cabo su definición, se determinará en qué partes del programa se podrá hacer uso de ella.

Una variable puede ser declarada al inicio del programa, a nivel local dentro de las funciones y a veces dentro de un bloque. En función del lugar de declaración de la variable así se determinará su ámbito de aplicación y la capacidad de ciertas partes de un programa para hacer uso de ella. Una variable global es aquella que puede ser vista y utilizada por cualquier función y sentencia de un programa. Esta variable se declara al comienzo del programa, antes de la estructura setup(). Una variable local es aquella que se define dentro de una función o como parte de un bucle. Solo es visible y solo puede utilizarse dentro de la función en la que se declaró. El ámbito de utilización de las variables se entenderá mejor cuando conozca un poco mejor los fundamentos de la programación.

Existen diferentes tipos de variables en concordancia con el tipo de dato que almacenen. Las variables que utilizará más a menudo en sus programas son:

* Tipo entero: int

* Tipo carácter: char

* Tipo booleano: Boolean

El tipo entero denominado “int” almacena valores numéricos de 16 bits sin decimales comprendidos en el rango 32,767 a -32,768. La siguiente sentencia define una variable de tipo entero con el nombre Ventrada . Además, le asigna un valor inicial y numérico de 200.

int Ventrada = 200; // declara una variable de tipo entero.

El tipo carácter llamado “char” de un tamaño de 1 byte que almacena valores tipo carácter. Es decir, que solo puede contener un carácter tipo ASCII. La siguiente sentencia define una variable de tipo carácter con el nombre Ventrada y, además, le asigna un valor inicial con la letra ´a´.

char Ventrada = ’a’; // declara una variable de tipo carácter.

El tipo booleano (Boolean) solo puede contener dos valores: TRUE (verdadero) o FALSE (falso). De esta manera, cada una de estas condiciones ocupa 1 byte de memoria. La siguiente sentencia define una variable de tipo booleano con el nombre Ventrada y, además, le asigna un valor inicial verdadero o TRUE.

boolean Ventrada = true; // declara una variable de tipo booleano.

En cuanto al tipo matriz (array), a diferencia del tipo de variables vistas anteriormente que solo podían almacenar un valor único a la vez, los arrays son un caso especial de variables que pueden almacenar un conjunto de valores, y modificar solo uno, o algunos, o incluso todos los valores contenidos en el mismo en cualquier momento y según nuestra conveniencia. También sería posible evitar el uso de arrays y en vez de ello crear “muchas” variables con distintos nombres. Sin embargo, esto no resultará cómodo de utilizar. La traducción de array es literalmente “colección”, ya que se utiliza para “juntar” varios objetos de un mismo tipo. En otras materias, como matemáticas, se conoce con el nombre de matriz y, generalmente, se usan las de 2 dimensiones, por su facilidad para representarlas en un plano, ya que tienen ancho y alto. Cada elemento de la matriz se identifica por un par de números que indican la fila y la columna en que se ubica el elemento. También podría tener una matriz de 3 dimensiones (cubo). En ese caso, cada elemento de la matriz se identificará con 3 valores ordenados (que indicarán la posición relativa del elemento dentro de la matriz), por ejemplo: el elemento A(1,8,76) habría que encontrarlo dentro de la matriz A, en la fila 1, columna 8, “nivel” o “capa” 76.

En el caso de Arduino es todavía más simple. Utilizará un tipo de matriz de una sola dimensión. Por ejemplo, se podría declarar un array de las siguientes formas:

int minume[6];

//se define un array que tendrá 6 elementos de tipo entero (int).

int minume[] = {2, 4, 8, 3, 6};

//se define el array y se le rellena con valores numéricos.

char mensaje[6] = “hola”;

//ahora almacena caracteres individuales.

Los arrays son “zero indexed”, lo que significa que, al referirse a una matriz, el primer elemento de la matriz está en el índice 0. Por lo tanto:

minume[0] == 2, minume[1] == 4, y sucesivamente.

Esto también quiere decir que en una matriz con 10 elementos el índice 9 es el último elemento. Por lo tanto:

int myArray[10]={9,3,2,4,3,2,7,8,9,11};

// myArray[9] = 11.

// myArray[10] es inválido y contiene información aleatoria.