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(ARDUINO Y COMPONENTES ELECTRONICOS) - Coggle Diagram
ARDUINO Y COMPONENTES ELECTRONICOS
ARDUINO
TIPOS DE ARDUINO
Arduino Uno
Arduino de gama básica, todas las shields están diseñadas para usarse sobre esta placa. Cuenta 14 pines entrada/salida digitales de las cuales 6 se pueden usar como PWM, además cuenta con 6 entradas analógicas, además cuenta con I2C, SPI, además de un módulo UART.
Arduino Uno r3
Es la mejor elección para iniciarse en el mundo de la electrónica y la programación. Si son tus primeros pasos con la plataforma Arduino esta es la placa apropiada, Arduino Uno r3, es la placa más robusta y sobre la que más documentación puedes encontrar, ya que es la tarjeta más utilizada de todas.
Arduino Leonardo
Arduino básico, con características similares a la arduino, sin embargo tiene 12 entradas analógicas y 20 entradas salidas digitales. A diferencias del resto de arduinos con el microcontrolador ATmega32u4 en que no posee un controlador adicional para controlar el USB. Además tiene más pines de interrupciones externas. Tiene comunicación TWI, SPI y dos UART.
Arduino Mega 2560
Arduino basado en un microcontrolador ATmega2560. Tiene 54 entradas/salidas digitales, 16 de ellas pueden usarse como PWM, 16 entradas analógicas y 4 UART además dos modos PWI y uno SPI. Tiene 6 interrupciones externas. Y es compatible con todos los shields de arduino.
Arduino basado en un microcontrolador de 32 Bits, Tiene 54 entradas/salidas digitales y 12 entradas analógicas, 2 buses TWI, SPI y 4 UARTs. Funcionan todos los módulos basados en 3.3V, no soporta 5V ya que puede dañar la placa. Posee adicionalmente interno dos puertos USB para poder controlar periféricos.
FUNCIÓN DE UN MICROCONTROLADOR
Un microcontrolador es un dispositivo electrónico capaz de llevar a cabo procesos lógicos para desempeñar una tarea específica. Dicha tarea debe ser programada por el usuario a través de un lenguaje de programación.
Ejemplos de proyectos comunes utilizando Arduino.
Hombrecillo saltarín
Llavero LED antiestrés
Refrigeración para ordenador
Cámara sin espejo
Muñequera de píxeles
Sensores de Distancia
Funcionamiento básico de un sensor ultrasónico
Los sensores ultrasónicos emplean pulsos acústicos de alta frecuencia para determinar la distancia a un objeto. Al medir el tiempo de vuelo de estos pulsos desde su emisión hasta la recepción de su eco, se calcula la distancia al objeto.
tipos de sensores de distancia
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Capacitivos.
Eddy Current.
Triangulación Láser.
Confocales.
Interferómetros.
Larga Distancia.
Principio físico detrás de la medición sin contacto.
La imposibilidad de realizar mediciones directas en ciertas superficies, sumada a la exigencia de una mayor precisión, ha impulsado el desarrollo de sensores no invasivos. Estos dispositivos, que operan bajo diversos principios físicos, han revolucionado la forma en que obtenemos datos en numerosos sectores.
Aplicaciones prácticas en sistemas de navegación y seguridad.
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Detección de obstáculos en robots y vehículos autónomos.
Medición de niveles de líquidos en tanques.
Sistemas de seguridad y alarma.
Sensores de presencia en puertas automáticas.
Control de distancia en grúas y maquinaria.
Actuadores
Ejemplos de proyectos
Coche robot
Un coche sencillo que se controla con un joystick o teclado. Utiliza motores DC para avanzar, retroceder y girar.
Brazo robótico
Un brazo robótico que puede mover objetos pequeños. Utiliza servomotores para controlar los movimientos de las articulaciones.
impresora 3D
Una impresora 3D que crea objetos tridimensionales a partir de un modelo digital. Utiliza motores paso a paso para mover los ejes con precisión.
Tipos de actuadores
MOTOR PASO A PASO
Mueven el eje en incrementos angulares precisos, ideales para aplicaciones de control preciso.
Servomotores
Combinan un motor DC con un mecanismo de retroalimentación, permitiendo un control preciso de la posición angular.
MOTOR DC
El motor DC, también llamado motor de corriente continua, pertenece a la clase de los electromotores y sirve principalmente para transformar la energía eléctrica en energía mecánica. La mayoría de las formas de construcción del motor DC se basa en fuerzas magnéticas y dispone de mecanismos internos de tipo electrónico o electromecánico.
Control de actuadores con Arduino
CODIGOS
Incluir bibliotecas: Se incluyen las bibliotecas necesarias para la placa y el actuador.
Definir pines: Se definen los pines de Arduino conectados al actuador.
Configurar pines: Se configuran los pines como entrada o salida según sea necesario.
Bucle principal: El código se ejecuta repetidamente dentro del bucle principal.
Control del actuador: Se envían señales al actuador para controlarlo según la lógica del programa.
CIRCUITO
Resistencias: Se utilizan para limitar la corriente y proteger los componentes.
Transistores o puentes en H: Se utilizan para controlar la corriente del motor DC.
Placas controladoras: Se utilizan para controlar motores paso a paso o servomotores.
LEDS
Principio de funcionamiento de un LED:
Los LEDs son como pequeñas bombillas que se encienden con electricidad. Cuando la corriente pasa a través de ellos, emiten luz de un color específico.
Características principales de los LEDs
Bajo consumo de energía:
Los LEDs consumen mucha menos energía que las bombillas incandescentes o fluorescentes.
Larga vida útil:
Los LEDs pueden durar miles de horas, lo que los convierte en una opción duradera.
Tamaño compacto:
Los LEDs son muy pequeños, lo que los hace ideales para aplicaciones compactas.
Versatilidad:
Los LEDs están disponibles en una amplia gama de colores y brillos, lo que los hace adecuados para una gran variedad de aplicaciones.
Tipos de LEDs
LEDs RGB
Mediante la modulación de la intensidad de los diodos rojo, verde y azul, los LEDs RGB permiten generar una paleta de colores prácticamente ilimitada, gracias al principio de la síntesis aditiva del color.
LEDs direccionables
Cada LED direccionable funciona como un píxel independiente, lo que significa que puede ser controlado de forma precisa y autónoma. Esto permite crear diseños de iluminación complejos y adaptar la iluminación a diferentes necesidades y ambientes.
Otros tipos de LEDs
Existen otros tipos de LEDs, como LEDs infrarrojos, LEDs ultravioletas y LEDs de alta potencia. Cada tipo de LED tiene sus propias características y aplicaciones específicas.
Uso de resistencias y controladores para gestionar LEDs
Resistencias
se utilizan para limitar la corriente que fluye a través de los LEDs. Esto es importante para proteger los LEDs de daños. El valor de la resistencia depende del voltaje de alimentación y del voltaje directo del LED.
Controladores LED
son circuitos integrados que se utilizan para controlar la corriente y el brillo de los LEDs. Algunos controladores LED también pueden proporcionar otras funciones,
Buzzers
Funcionamiento básico de un buzzer
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Buzzer pasivo:
es un transductor electroacústico que requiere una señal de audio externa para generar sonido. Funciona mediante un diafragma vibratorio que se mueve en respuesta a una corriente alterna (CA). Los buzzers pasivos son económicos y fáciles de usar, pero requieren una señal de audio externa.
Buzzer activo:
es un dispositivo que genera su propia señal de audio internamente. Contiene un oscilador y un amplificador que crean la señal de CA necesaria para vibrar el diafragma Los buzzers activos son más costosos que los pasivos, pero son más versátiles ya que no requieren una señal de audio externa.
Cómo se controla un buzzer mediante Arduino
Función tone()
La función tone() genera una señal de onda cuadrada a una frecuencia específica en un pin determinado.
El buzzer se conectará al pin especificado y emitirá un sonido con la frecuencia indicada.
Función analogwrite()
La función analogWrite() genera una señal PWM (Pulse Width Modulation) en un pin determinado.
El buzzer se conectará al pin especificado y emitirá un sonido con una frecuencia que depende del ciclo de trabajo de la señal PWM.
Un ciclo de trabajo del 50% generará un sonido de 500 Hz, un ciclo de trabajo del 25% generará un sonido de 250 Hz, etc.
Aplicaciones prácticas en sistemas de alarma y señalización auditiva
Sistemas de alarma
Los buzzers se utilizan para generar señales de alarma en caso de incendio, intrusión u otras situaciones de emergencia.
Señalización auditiva
Los buzzers se utilizan para indicar eventos como la finalización de un ciclo de lavado, la recepción de un mensaje de texto o la detección de un obstáculo.
Dispositivos médicos
Los buzzers se utilizan en dispositivos médicos como monitores de signos vitales y bombas de insulina para proporcionar señales auditivas al usuario.
Juguetes y juegos
Los buzzers se utilizan en juguetes y juegos para generar sonidos y efectos especiales.
Pantallas LED
Diferentes tipos de pantallas LED:
Pantallas de matriz de puntos
Compuestas por una disposición rectangular de diodos emisores de luz (LED) individuales, cada uno controlable para generar luz o permanecer apagado. Se emplean en relojes, calculadoras y otros dispositivos electrónicos para mostrar información visual básica como imágenes, texto y gráficos.
Pantallas de segmentos
Hechas con luces en forma de palitos que se encienden para formar números y letras. Son más baratas y gastan menos energía que otras pantallas, por lo que se usan en relojes y aparatos para medir la temperatura.
Pantallas OLED
Usan luces especiales que se encienden solas, creando imágenes más nítidas y coloridas. Son muy finas y flexibles, perfectas para teléfonos y tablets. Aunque son más caras y gastan un poco más de batería.
Cómo se comunican las pantallas LED con Arduino
Las pantallas LED se comunican con Arduino mediante diferentes interfaces, como:
Pines digitales
Los pines digitales de Arduino sirven como interfaz para transmitir señales de control a la matriz de LED, activando o desactivando los segmentos individuales para formar imágenes o texto.
Comunicación serie
La pantalla y el Arduino 'conversan' usando un código secreto (I2C o SPI) para mostrar la información.
Bibliotecas
Hay herramientas especiales (bibliotecas) que hacen más fácil hablar con las pantallas LED y mostrar lo que queremos.
Ejemplos de proyectos que utilizan pantallas LED para visualización de datos
Reloj con pantalla LED
Un reloj digital con una pantalla LED que muestra una variedad de datos, como la fecha, temperatura y hora.
Termómetro con pantalla LED
Un dispositivo electrónico que muestra la temperatura ambiente en una pantalla de diodos luminosos.
Monitor de estado de Arduino
Una interfaz física que emplea tecnología LED para proporcionar una representación visual del estado actual y los datos capturados por un microcontrolador Arduino.
Panel de control de un robot
Un panel de control que muestra información sobre el estado del robot y permite controlar sus movimientos mediante botones o joystick.
