UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERIA DE SISTEMAS INFORMATICOS PROGRAMACION PARA DISPOSITIVOS MOVILES PDM115 Ciclo I-2014 GUIA DE PRACTICA (EX Aula opcional) LED RGB controlado por Arduino desde el computador. Objetivos General: Implementar un circuito con la placa Arduino para controlar un led RGB con determinados caracteres, a través de comunicación serial vía el puerto USB. Específicos: Conocer las generalidades y funcionamiento de la placa Arduino. Identificar y utilizar la mayoría de los pines de la placa Arduino uno. Familiarizarse con la estructura y sintaxis del lenguaje con el que trabaja Arduino. Controlar las distintas combinaciones digitales que se pueden conseguir por medio de las 14 salidas digitales de una tableta Arduino uno por medio de la comunicación serial vía USB. Montar un circuito para la manipulación de un led RGB ánodo común.
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UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR
FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA
ESCUELA DE INGENIERIA DE SISTEMAS INFORMATICOS
PROGRAMACION PARA DISPOSITIVOS MOVILES
PDM115 Ciclo I-2014
GUIA DE PRACTICA (EX Aula opcional)
LED RGB controlado por Arduino desde el computador.
Objetivos
General:
Implementar un circuito con la placa Arduino para controlar un led RGB con determinados
caracteres, a través de comunicación serial vía el puerto USB.
Específicos:
Conocer las generalidades y funcionamiento de la placa Arduino.
Identificar y utilizar la mayoría de los pines de la placa Arduino uno.
Familiarizarse con la estructura y sintaxis del lenguaje con el que trabaja Arduino.
Controlar las distintas combinaciones digitales que se pueden conseguir por medio
de las 14 salidas digitales de una tableta Arduino uno por medio de la
comunicación serial vía USB.
Montar un circuito para la manipulación de un led RGB ánodo común.
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Tabla de contenido Descripción general del proyecto a implementar: .............................................................................. 1
Planteamiento del problema: ............................................................................................................. 2
Flujo grama para la solución parte programática: .............................................................................. 3
Una vez se ha terminado de digitar el código se procederá a compilar y cargar el código a nuestra placa por lo que debemos conectarla a la computadora por medio del cable usb.
Antes de cargarla vamos a mencionar algunos detalles relevantes acerca del IDE de Arduino.
1. Es para compilar el
código y verificar si hay
algún error de sintaxis.
2. Es para cargar al
Arduino el programa a
ejecutar.
3. Para crear un nuevo
programa.
4. Para abrir un proyecto
anterior.
5. Para guardar.
6. Consola de
comunicación serial
con el Arduino por
medio del cable usb.
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Ya explicado lo anterior, guardamos nuestro proyecto que se guardara con extensión .INO y luego
lo compilamos o lo cargamos directamente si deseamos ya que antes de cargarlo él lo compila
automáticamente.
1. Presionamos
cargar.
2. Luego en la barra
de progreso
podemos observar
si hay algún
inconveniente con
el programa.
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Si no hubo ningún inconveniente, nos mostrara el siguiente mensaje de éxito.
Si tuvo algún inconveniente con el puerto COM se le invita a comprobar a que puerto está
asignado el Arduino (puede verificar esta información en los anexos) y a cambiarlo para que no
tenga este inconveniente.
Luego de cargar nuestro sketch en la tableta la desconectamos para poder proseguir con la guía.
Solución a nivel de circuitería:
Generalidades de Arduino
¿Qué es Arduino?
Es una plataforma de hardware libre que facilita el uso de la electrónica en proyectos
multidisciplinares.
Es un dispositivo que conecta el mundo físico con el mundo virtual, o el mundo
analógico con el digital.
Es una plataforma de desarrollo de computación física (physical computing) de código
abierto, basada en una placa con un sencillo microcontrolador y un entorno de desarrollo
para crear software (programas) para la placa.
¿Más simple? Está bien… Es un puente que nos permite manipular circuitos electrónicos
como Luces, Tv, Drones, La Temperatura de aire acondicionado, Regadíos por goteo,
Alimentar a tu mascota, entre otros, Por medio de lógica programática simple.
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Modelos:
Existen una gran gama de placas Arduino alrededor de 22 modelos que varían según la necesidad
de los usuarios ya que hay de múltiples tamaños y capacidades, también existen una gran gama
de shields que son circuitería complementaria, lo que ayuda a expandir la capacidad de nuestra
placa, por mencionar algunas tenemos shields para servomotores, gsm, conexión inalámbrica, de
sensores de temperatura entre otros, por lo que no existe limitante en este sentido hay una placa
para cada necesidad.
En esta guía trabajaremos con un modelo de Arduino de los más básicos pero potentes, que es el
Arduino uno en su revisión 3.
¿Qué puedo encontrar en un Arduino Uno R3?
Placa Arduino Uno Version3.
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Pinado del Arduino Uno.
Pines de poder:
Existen tres formas de alimentar este modelo de Arduino las cuales deben estar entre 7v y 12v
para su perfecto funcionamiento:
Por medio del cable USB cuando el dispositivo está conectado a la computadora.
A través de al clavija hembra tipo Jack el cual es un conector estándar para cargador de
12v.
Vía el Pin VIN.
Una vez tenemos alimentada nuestra placa podemos observar el color verde en nuestro led
indicador ON (Led de encendido).
Los pines de poder restantes se describen a continuación:
5v (Vcc): Nos brinda una fuente de alimentación de 5v.
3.3v: Nos brinda una fuente de alimentación de 3.3v normalmente utilizada para sensores
que trabajan a ese voltaje.
GND (Tierra): En esta placa contamos con 3 pines GND que nos permiten completar
nuestro circuito (cerrarlo).
Reset: Aplicando un pulso de 5v conocido como HIGH (1 lógico) reseteamos la tableta, NO
borramos el programa simplemente hacemos que comience de nuevo a ejecutarse.
Pines Digitales:
En la placa presentada contamos con 14 pines digitales con los cuales podemos obtener 2^14=
16384 combinaciones de salida distintas hablando de código binario. De 0 a 16383 suficiente para
trabajar con una gran diversidad de proyectos. El pin numero 13 cuenta con su propio led de
control, este enciende una vez hay un HIGH asignado a este pin y se apaga cuando dicho pin está
en LOW o 0 digital.
Respeto a los pines especiales PWM invitamos al lector a investigar en que tipos de proyectos se
utilizan estos pines especiales y cuál es su capacidad especial, ya en esta guía no se utilizaran pero
podrían ser de gran utilidad. Nota: Esto no impide que se utilicen simplemente solo como salidas
o entradas digitales.
A continuación hablamos de los pines especiales de comunicación que son Rx y Tx, pines 0 y 1
respectivamente.
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Comunicación: Existe 2 formas de comunicarnos con esta placa Arduino:
1. Por medio del cable USB.
2. A través de los pines de recepción y transmisión de datos que son el Pin 0 (Rx0) y Pin 1
(Tx0) respectivamente.
Cabe aclarar que en otras placas Arduinos como por ejemplo los Atmega 2560 se cuenta con 4
pares de pines Tx y Rx con los que se puede tener diversas fuentes de comunicación.
Pines Analógicos: Estos 6 pines nos auxilian cuando necesitamos realizar mediciones de dispositivos que no son
analógicos como los son los potenciómetros o sensores de temperatura hechos de transistores,
estos pines creados específicamente para lecturas analógicas, también pueden ser utilizados para
expandir nuestros pines digitales contando así con 6 pines digitales más, pero esto conlleva a una
configuración especial y lo dejamos a iniciativa del lector investigar este tipo de configuración
especial.
Ahora que ya conocemos a grandes rasgos el pinado de las tabletas Arduino, y para qué sirven
cada uno de ellos procedemos a montar nuestro circuito junto con Arduino.
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Materiales necesarios para montaje del circuito:
Arduino (Cualquier modelo que se ajuste a las necesidades del proyecto).
LedTricolor cátodo común, si se posee un ánodo común revisar los anexos y hacer las
cambios necesarios al circuito y al programa fuente.
Cable para pequeños proyectos electrónicos o cable UTP.
3 Resistencias de 330ohms.
BreadBoard.
Esquema de conexión del led RGB al Arduino.
Explicación:
Para poder realizar de manera correcta la conexión
de los colores debemos tener identificado que
patilla del led RGB corresponde a un color en
específico, si tiene dudas como identificar esto vea
los anexos.
Como se presenta a continuación, la parte negativa
(cátodo) del led se conectara directamente a una
patilla de las resistencias las cuales por ser
elementos pasivos no tiene ninguna polaridad por
lo que no importa a que patilla de ella se conecte, y
la patilla libre de la resistencia se conectara al pin
del Arduino que se le indica en el diagrama, por
ejemplo:
El pin 2 del Arduino tiene que ir conectado al P2
del diagrama que es la patilla de la resistencia que
está libre, ya que al conectarlo así, cerramos el
circuito una vez se envié un carácter “a o A” este
encenderá el led azul.
Y como ya se había dicho el positivo de este led RGB es común para los 3 pero solo encenderá el
que tenga un pulso negativo saliendo por el respectivo pin de Arduino.
A continuación se presenta como debería de quedar montado nuestro circuito.
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Diagrama de conexión del led RGB con Arduino:
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Una vez tengamos todo acoplado procedemos a conectar nuestro Arduino a la computadora y
procedemos a abrir la consola (1) para comenzar a enviar los parámetro que definimos en nuestro
sketch.
Desde consola nos aseguramos que la velocidad de transmisión sea de 9600 baudios (2) como se
muestra a continuación.
Luego procedemos a enviar de a uno los parámetros que definimos en nuestro sketch y así
encender el led rojo (caracteres “r” “R”), verde (caracteres “v” “V”) o azul (caracteres “a” “A”) y
con un carácter erróneo apagar el led.
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Anexos
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Configurando nuestro Arduino: Primero debemos descargar el IDE de Arduino en la siguiente dirección:
http://arduino.cc/en/Main/Software
En nuestro caso estamos utilizando la Arduino 1.5.4 (Tomar en cuenta que 1.5 está en versión
Beta) ya que contiene muchas mejoras con respecto a la versión Arduino 1.0.5.
Podemos descargar la versión zip para utilizarlo como un portable, o utilizando el respectivo
instalador, lo que más se adecue a las necesidades.
Cuando se conecta la placa, Windows debería inicializar la instalación de los drivers (siempre y
cuando no se haya utilizado ese pc con una placa Arduino anteriormente).
Pero si hubiese algún problema se solventa de la siguiente manera.
Nos dirigimos a Equipo > Propiedades > Administrador de dispositivos > Puertos (COM y LPT) una
vez ahí seleccionamos el elemento que nos muestre un icono de advertencia el cual debería de ser
el Arduino en cuestión, damos clic derecho y seleccionamos > Actualizar controlador, una vez ahí
seleccionamos > Buscar software de controlador en el equipo y buscamos la carpeta donde se
instaló el IDE o la dirección donde se encuentra descomprimido el IDE de Arduino según sea su
caso, y seleccionamos la carpeta Drivers y luego solo seguimos el procedimiento habitual.