Arduino Uno, partes, componentes, para qué sirve y donde comprar 4.73/5 (40)

Características de Arduino Uno

  • Microcontrolador: ATmega328
  • Voltaje de operación: 5V
  • Voltaje de entrada (recomendado): 7-12V
  • Voltaje de entrada (límites): 6-20V
  • Pines de E/S digitales: 14 (de los cuales 6 proporcionan salida PWM)
  • Pines de entrada analógica: 6
  • Corriente DC por pin de E/S: 40 mA
  • Corriente DC para 3.3V Pin: 50 mA
  • Memoria Flash: 32 KB de los cuales 0,5 KB utilizados por el bootloader
  • SRAM: 2 KB (ATmega328)
  • EEPROM: 1 KB (ATmega328)
  • Velocidad de reloj: 16 MHz

Conociendo un poco más la Arduino Uno

Con este artículo vamos a empezar una serie de varios en los que iremos conociendo un poco más profundamente las más importantes placas Arduino que hay en el mercado y para que sirven. Hay muchas así que iremos sorprender poco a poco. Vamos a empezar, como no, con la primera de ellas, la que revoluciono el mundo maker y lo está haciendo con la educación de la tecnología, la Arduino Uno o Arduino Uno r3 actualmente.

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Qué es Arduino Uno r3

Esencialmente la placa Arduino Uno es una placa electrónica basada en el chip de Atmel ATmega328. Tiene 14 pines digitales de entrada / salida, es el Arduino Pinout de los cuales 6 los puede utilizar como salidas PWM, 6 entradas analógicas, un oscilador de cristal de 16 MHz, una conexión USB, un conector de alimentación, una cabecera ICSP y un botón de reset. El software de la placa incluye un controlador USB que puede simular un ratón, un teclado y el puerto serie.

Esta placa tiene todo lo necesario para apoyar el microcontrolador basta con conectarlo a un ordenador con un cable USB o con un adaptador. El Arduino Uno se diferencia de todas las placas anteriores en que no utiliza el FTDI USB a serie driver chip. En lugar de ello, cuenta con el Atmega8U2 programado como convertidor de USB a serie.

Después de unos problemas entre las personas fundadoras de Arduino durante el año 2015, en los que no vamos a entrar aquí, actualmente se denomina Genuino Uno a las placas fabricadas por Arduino.cc en Europa y Arduino Uno a las destinadas por esa misma empresa a EE.UU. De las distintas placas también van apareciendo variedades por ejemplo, desde Arduino.org nos llego una Arduino Uno Wifi con módulo de wifi integrado.

Esquema, componentes, datasheet, partes y especificaciones de la placa Arduino Uno.

Arduino Uno

  1. Botón de reset. Sirve para inicializar nuevamente el programa cargado en el microcontrolador de la placa. Cuando deje de responder el Arduino Uno es el botón de encendido o apagado para que vuelva a restablecerse.
  2. 2 y 3- Pines o puertos de entrada y salida, son los pines donde conectar los sensores, componentes y actuadores que necesiten de señales digitales
  3. Puerto USB. Utilizado tanto para conectar con un ordenador y transferir o cargar los programas al microcontrolador como para dar electricidad al Arduino. También se usa como puerto de transferencia serie a la placa, tanto para transmisión como para recepción de datos.
  4. Chip de interface USB, es el encargado de controlar la comunicación con el puerto USB.
  5. Reloj oscilador. Es el elemento que hace que el Arduino vaya ejecutando las instrucciones. Es el encargado de marcar el ritmo al cual se debe ejecutar cada instrucción del programa.
  6. Led de encendido. Es un pequeño LED que se ilumina cuando la placa esta correctamente alimentada.
  7. Microcontrolador. Este es el cerebro de cualquier placa Arduino. Es el procesador que se encarga de ejecutar las instrucciones de los programas.
  8. Regulador de tensión. Este sirve para controlar la cantidad de electricidad que se envía a los pines, con lo que asegura que no se estropee lo que conectemos a dichos pines.
  9. Puerto de corriente continua. Este puerto es el que se usa para darle electricidad a la placa si no se usa alimentación USB.
  10. Zócalo de tensión. Aquí estarán los pines con los que alimentaremos nuestro circuito.
  11. Entradas analógicas. Zócalo con distintos pines de entrada analógica que permiten leer entradas analógicas.

Potencia

El Arduino Uno puede ser alimentado a través de la conexión USB o con una fuente de alimentación externa. La fuente de alimentación se selecciona automáticamente. La alimentación externa (no USB) puede provenir de un adaptador de CA a CC (de pared) o de una batería. El adaptador se puede conectar conectando un enchufe positivo central de 2,1 mm en el conector de alimentación de la placa. Los cables de una batería se pueden insertar en las clavijas Gnd y Vin del conector POWER.

La placa puede funcionar con una alimentación externa de 6 a 20 voltios. Sin embargo, si se suministra con menos de 7V, la clavija de 5V puede suministrar menos de cinco voltios y la placa puede ser inestable. Si se utilizan más de 12V, el regulador de voltaje puede sobrecalentarse y dañar la placa. El rango recomendado es de 7 a 12 voltios.

Los pines de potencia son los siguientes:

  • VIN. El voltaje de entrada a la placa Arduino cuando está usando una fuente de alimentación externa (a diferencia de los 5 voltios de la conexión USB u otra fuente de alimentación regulada). Puede suministrar tensión a través de esta clavija o, si lo hace a través de la toma de corriente, acceder a ella a través de esta clavija.
  • 5V. Esta clavija emite un 5V regulado desde el regulador de la tarjeta. La tarjeta puede alimentarse ya sea desde el conector de alimentación de CC (7 – 12 V), el conector USB (5 V) o la clavija VIN de la tarjeta (7-12 V). La alimentación de tensión a través de las clavijas de 5V o 3,3V puentea el regulador y puede dañar la placa. No lo aconsejamos.
  • 3V3. Una alimentación de 3,3 voltios generada por el regulador de a bordo. El consumo máximo de corriente es de 50 mA.
  • GND. Pins de tierra.

Memoria de Arduino Uno

El ATmega328 tiene 32 KB (con 0.5 KB usados para el bootloader). También tiene 2 KB de SRAM y 1 KB de EEPROM (que se pueden leer y escribir con la librería de la EEPROM).

Entrada y salida, Input and Output

Cada uno de los 14 pines digitales de la Uno puede utilizarse como entrada o salida, utilizando las funciones pinMode(), digitalWrite() y digitalRead(). Funcionan a 5 voltios. Cada clavija puede proporcionar o recibir un máximo de 40 mA y tiene una resistencia pull-up interna (desconectada por defecto) de 20-50 kOhms. Además, algunos pines tienen funciones especializadas:

  • Serial: 0 (RX) y 1 (TX). Se utiliza para recibir (RX) y transmitir (TX) datos en serie TTL. Estos pines están conectados a los pines correspondientes del chip Serial ATmega8U2 USB-to-TTL.
  • Interrupciones externas: 2 y 3. Estos pines pueden configurarse para activar una interrupción en un valor bajo, un flanco ascendente o descendente, o un cambio de valor. Vea la función attachInterrupt() para más detalles.
  • PWM: 3, 5, 6, 9, 10 y 11. Proporciona salida PWM de 8 bits con la función analogWrite().
  • SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Estos pines soportan la comunicación SPI utilizando la biblioteca SPI.
  • LED: 13. Hay un LED incorporado conectado al pin 13 digital. Cuando la clavija es de valor ALTO, el LED se enciende, cuando la clavija es BAJA, se apaga.

La Uno tiene 6 entradas analógicas, etiquetadas de A0 a A5, cada una de las cuales proporciona 10 bits de resolución (es decir, 1024 valores diferentes). Por defecto miden de tierra a 5 voltios, aunque es posible cambiar el extremo superior de su rango usando el pin AREF y la función analogReference().

Además, algunos pines tienen funcionalidad especializada:

  • TWI: Pin A4 o SDA y pin A5 o SCL. Soporta la comunicación TWI usando la biblioteca Wire.

Hay un par de alfileres más en el tablero:

  • AREF. Tensión de referencia para las entradas analógicas. Se utiliza con analogReference().
  • RESET. Lleve esta línea a un nivel BAJO para reiniciar el microcontrolador. Típicamente se usa para añadir un botón de reinicio a los escudos que bloquean el que está en la placa.

Mira también el mapeo entre los pines de Arduino y los puertos ATmega328. El mapeo para el Atmega8, 168, y 328 es idéntico.

Comunicación

El Arduino Uno tiene un buen número de opciones para comunicarse con un ordenador, otro Arduino, u otros microcontroladores. El ATmega328 proporciona comunicación serie UART TTL (5V), que está disponible en los pines digitales 0 (RX) y 1 (TX).

Un ATmega16U2 en la placa canaliza esta comunicación serie a través de USB y aparece como un puerto de comunicación virtual con el software del ordenador. El firmware ’16U2 utiliza los controladores COM USB estándar, y no se necesita ningún controlador externo.

Sin embargo, en Windows, se requiere un archivo.inf. El software de Arduino incluye un monitor serie que permite enviar datos textuales simples desde y hacia la placa Arduino. Los LEDs RX y TX de la tarjeta parpadearán cuando los datos se transmitan a través del chip USB a serie y de la conexión USB al ordenador (pero no para la comunicación serie en los pines 0 y 1). Una librería SoftwareSerial permite la comunicación serie en cualquiera de los pines digitales de la Uno. El ATmega328 también soporta la comunicación I2C (TWI) y SPI. El software de Arduino incluye una librería Wire para simplificar el uso del bus I2C; ver la documentación para más detalles. Para la comunicación SPI, debes usar la librería SPI.

Cómo Conectar el Arduino UNO

Para conectar el Arduino UNO a tu ordenador, necesitarás un cable USB. Este cable USB proporciona alimentación y datos a la tarjeta. Cuando programes la UNO, debe elegir “Arduino UNO” en el menú “Tools > Board” en el Arduino IDE que te debes descargar antes de la web de Arduino.

Cómo descargar el software para Arduino Uno

El Entorno de Desarrollo Integrado de Arduino (Arduino IDE) es el software gratuito necesario para interactuar con tu placa controladora Arduino, sin el IDE de Arduino no puedes programar tu microcontrolador Arduino para hacer cosas geniales como controlar un coche robot.

Elige un dispositivo en el que instalar el software IDE de Arduino, en nuestro artículo sobre el IDE de Arduino te explicamos cómo descargarlo e instalarlo en nuestro ordenador. Pero te vamos a dar los pasos necesarios:

  1. Descarga el IDE de Arduino.
  2. Instala el software IDE de Arduino, eligiendo componentes de software IDE de Arduino y la carpeta a instalar.
  3. Instalación de los controladores de dispositivos Arduino.
  4. Conectar tu placa Arduino UNO a un PC mediante un cable USB.
  5. Instalar El software de controladores de Arduino

Y cómo te decimos pásate por este artículo para ver paso a paso cómo instalarlo.

Programar el Arduino Uno

El Arduino Uno puede ser programado con el software Arduino o IDE. Selecciona “Arduino UNO” en el menú “Tools > Board”.

ATmega328 en el Arduino Uno viene pregrabado con un cargador de arranque que te permite subir nuevo código a él sin el uso de un programador de hardware externo. Se comunica usando el protocolo original STK500.

También puedes pasar por alto el cargador de arranque y programar el microcontrolador a través de la cabecera ICSP (In-Circuit Serial Programming) usando Arduino ISP o similar.

También puedes programar tu placa mediante otro software como Scracht.

Cargando código a Arduino Uno

Haz clic en el botón de subir en el IDE de Arduino y tu código se cargará automáticamente en la placa y luego se iniciará. El software Arduino inicia un reset de la placa, lanzando el bootloader – que es responsable de recibir, almacenar e iniciar el nuevo sketch.

Sin embargo, debido a que el puerto serie es virtual, desaparece cuando la placa se reinicia, el software de Arduino utiliza una estrategia diferente para la sincronización de la carga que con la Uno y otras placas. En particular, después de iniciar el auto-reset del UNO (usando el puerto serie seleccionado en el menú Tools > Serial Port), el software de Arduino espera a que aparezca un nuevo puerto virtual (CDC) serial / COM – uno que asume que representa al cargador de arranque. El pasará a realizar la carga en este puerto recién aparecido.

Estas diferencias afectan a la forma en que se utiliza el botón de restablecimiento físico para realizar una carga si el restablecimiento automático no funciona. Presiona y mantén presionado el botón de reset en el UNO, luego presiona el botón de upload en el software de Arduino. Suelte el botón de reinicio sólo cuando aparezca el mensaje “Uploading…” en la barra de estado del software. Al hacerlo, el cargador de arranque se iniciará, creando un nuevo puerto serie virtual (CDC) en la computadora. El software verá aparecer ese puerto y realizará la carga con él. Una vez más, esto sólo es necesario si el proceso normal de carga (es decir, sólo presionando el botón de carga) no funciona. (Ten en cuenta que el restablecimiento automático se inicia cuando el ordenador abre el puerto serie a 1200 baudios y luego lo cierra; esto no funcionará si algo interfiere con la comunicación USB de la tarjeta, por ejemplo, al deshabilitar las interrupciones).

Proyectos y su papel en la educación

Dejando de lado un poco las especificaciones técnicas, Arduino Uno es una plataforma de prototipado de código abierto basado en hardware y software abiertos y fáciles de usar. La palabra Arduino abarca tanto el hardware como el software utilizado para programar. Gracias a la facilidad de uso y accesibilidad de la placa Arduino Uno, Arduino ha ganando popularidad en el mundo de la educación y en el mundo maker. Es relativamente fácil de usar para un principiante, incluyendo los niños con ayuda de un tutor. Cualquiera puede empezar a construir y programar proyectos interesantes en cualquier momento y es un importante punto de partida para la educación denominada STEM que tan de moda se esta poniendo últimamente.

Arduino Uno proyectos. Qué se puede hacer con Arduino Uno

Con una placa Arduino Uno se pueden realizar una amplia gama de proyectos que van desde muy sencillos a otros de gran complejidad.

Proyectos tan variados como construir robots, vehículos controlados a distancia, dispositivos de automatización del hogar o domótica, hacer un drone con Arduino, e incluso hacer música o incluso controlar instrumentos quirúrgicos con Arduino Uno, como podemos ver en el siguiente vídeo.

Para poder empezar con esta placa hay un kit de iniciación con todo lo necesario para iniciar a cualquiera que le interese en este mundo. En nuestra web ya hicimos un análisis del Arduino Starter Kit.

Donde Comprar Arduino Uno

Si estás interesado en saber más de esta placa te dejamos los enlaces de Arduino, el Arduino Genuino Uno de Arduino.cc. Si quieres saber donde comprar un Arduino Uno échale un vistazo a estos precios que hemos encontrado en Amazon

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Última actualización el 2019-06-19 / Enlaces de afiliados / Imágenes de la API para Afiliados

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