Un protoboard o placa de pruebas, es un instrumento muy útil para crear prototipos electrónicos sin la necesidad de soldar componentes.

Sirve para probar el funcionamiento de un circuito de forma rápida y sin consumir recursos.

El uso común de un protoboar es realizar pruebas o experimentos sin la problemática que implica el proceso de soldadura.

Si el experimento o prueba resulta tal cual lo esperado, recién ahí se procede a realizar el circuito impreso.

Definición de protoboar

Es un instrumento utilizado en electrónica que permite realizar conexiones eléctricas sin soldadura, muy útil para pruebas y prototipos de circuitos.

¿Para qué sirve el protoboard?

Un protoboard o placa de pruebas sirve para realizar prototipos y experimentos de forma ágil sin la necesidad de perder soldar componentes.

➛Pero, ¿Qué es un prototipo?

Un prototipo, es un modelo físico funcional en etapa preliminar de una idea o concepto, donde se prueban las características que se quieren lograr.

A efectos prácticos, la protoboard es ideal para realizar prototipos, facilita muchísimo la interconexión de componentes y casi sin perdida de tiempo y material adicional.

Si analizamos su estructura podemos decir que cuenta con tres partes muy simples de diferenciar.

Estructura interna de un protoboard

➛ Líneas de conexión o pistas

Las pistas o líneas de conexión están unidas de forma vertical, es decir que cada columna vertical de orificios son independientes, no están conectadas eléctricamente.

En la siguiente imagen luego de retirar el adhesivo protector de la base se puede ver como es la conexión interna de las pistas, donde queda claro que los puntos verticales están conectados entre si.

➛ Canal central

El canal central o línea divisoria se encuentra en la mitad de la placa, esta construido con un material aislante cuyo único objetivo es separar las zonas de conexión superior de la inferior.

Es decir que la parte de arriba es independiente de la parte de abajo, para utilizar ambas en un único circuito hay que conectarlas vía puentes de cableado.

➛ Buses de Alimentación

Son las dos líneas horizontales que se encuentran en los extremos de la placa, su objetivo es brindar alimentación a la placa, donde una línea debe ser utilizada como polo positivo mientras que la otra como polo negativo.

Si prestan atención en la imagen anterior, la que muestra la estructura interna del protoboard, van a notar como esos buses están unidos de forma horizontal, otorgando de esta manera la misma tensión en toda la lineal.

¿Cómo funciona el Protoboard?

La protoboard cuenta con orificios eléctricamente conectados entre si respetando un patrón.

Esto permite que podamos realizar conexiones vía cables sin la necesidad de aplicar soldadura.

Con lo cual nos facilita muchísimo la etapa de testing y pruebas de un proyecto.

Básicamente, su uso se limita a realizar prototipos y pruebas, previo al circuito impreso.

➛ Ejemplo de circuitos reales

Estos son solo algunos ejemplos de circuitos armados en una protoboard recopilados de internet, donde pueden ver claramente la funcionalidad que cumple esta placa.

El siguiente video muestra un curioso proyecto donde el prototipo fue realizado íntegramente en la protoboard. (agradecimientos al canal GINPERU)

Ventajas y desventajas de un protoboard

Como en la mayoría de los casos, si utilizamos un protoboar para lo que fue realizado podemos encontrar muchas ventajas, aunque lamentablemente también algunas contras.

➛ Ventajas

1. No requiere soldar para realizar prototipos
2. Construcción rápida de circuitos
3. Útil para el ámbito académico
4. Fácil de transportar
5. Se puede reutilizar muchas veces

➛ Desventajas

1. Solo son útiles a frecuencias bajas, no mayores a 20MHz
2. No puedes utilizarlas con corrientes mayores a 5A
3. Es peligroso si estas trabajando con voltajes altos, dado que puede provocar un accidente.
4. Falsos contactos
5. En ocasiones el cableado se puede complicar, sobre todo cuando tenemos muchos componentes interconectados

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Hace tiempo que tenia ganas de escribir un articulo sobre Kicad , si bien en Internet existen miles de tutoriales explicativos, el principal problema que encontré en mis tiempos de estudiante fue que aprender de ellos requería mucho tiempo, dado que eran muy detallados y poco prácticos.

La idea de este articulo no es que sean expertos en Kicad ni mucho menos, si no simplemente contar con una serie de pasos muy simples para poder llevar adelante un proyecto y transformar el diseño en papel en una placa profesional.

PRIMER PASO

Obviamente, tener instalado Kicad en nuestra computadora, independientemente del sistema operativo en el que trabajemos, siempre es recomendable instalar la ultima versión estable, pueden existir versiones mas nuevas pero que no son consideras estables, es decir que puede tener errores imprevistos.

Es importante recordar que Kicad es Software libre, con lo cual no tiene limitaciones en su uso ni cantidad de capas que se pueden implementar.

El siguiente link corresponde a la pagina oficial de Kicad, desde ahí pueden descargar la ultima versión estable del software, al momento de escribir estas lineas, la ultima versión corresponde a la Kicad-4.0.7.

Ultima versión estable de Kicad

SEGUNDO PASO

Una ves instalado Kicad, deberíamos ver un acceso directo en el escritorio, o en la barra de tareas, al acceder al el deberíamos ver una pantalla similar a esta.

La imagen de arriba corresponde a Gestor de Proyectos, es lo primero que vemos cuando accedemos  Kicad. Kicad cuenta con 8 "sub programas", son los que recuadre en rojo, cada uno de ellos cumple una función especifica que explicare mas adelante, aunque normalmente usaremos solo 3 de ellos.

DISEÑAR CIRCUITO ESQUEMÁTICO

Es el inicio de todo, donde plasmamos la idea gráficamente que luego dará forma a nuestro proyecto. Para comenzar debemos hacer click en el botón que recuadro en verde, que nos dará acceso al Editor de Esquemas.

Luego deberíamos ver la siguiente pantalla, donde diseñaremos nuestro circuito esquemático, como dije en un comienzo, no es el objetivo del tutorial que sean expertos en Kicad, pero si que sean prácticos y puedan diseñar el PCB de su proyecto de manera simple.

Lo mas importante es conocer la barra que recuadre en verde, a la derecha, desde ahí podrán elegir componente, dibujar lineas, agregar comentarios, definir etiquetas, etc etc.

AGREGAR COMPONENTE

Es muy fácil, simplemente tenemos que hacer click en el icono del operador operacional, el tercero de arriba para abajo de el recuadro que marque en verde en la imagen anterior. Luego hacer click en la hoja de trabajo.

En el cuadro de dialogo aparecerán todas las librerías de los componentes que tenemos instaladas, vamos a diseñar un pequeño circuito de ejemplo, un regulador de voltaje, utilizando tan solo 3 componentes, el regulador 7805 y dos capacitores, también pondremos algunos pines de conexión. Empecemos.

Lo primero que vamos a hacer, es buscar el símbolo de el regulador de voltaje 7805, es decir un TO220.

Al darle aceptar, lo añadimos al marco de trabajo, tendremos que hacer lo mismo con todos los componentes de nuestro circuito, en nuestro caso, dos capacitores (Los buscamos con la letra "C") en el panel de selección de componentes, y agregamos la conexión a tierra, eso lo hacemos con el icono que se encuentra debajo del de "Agregar componente", es el 4 de arriba para abajo de los iconos de la derecha.

Una ves finalizado esto deberíamos ver el paño de la siguiente manera.

Luego el siguiente paso sera dibujar las lineas para unir los componentes, eso lo hacemos con el icono que se muestra en la imagen siguiente, es muy simple, solo hay que unir los componentes haciendo click sobre ellos para definir la conexión.

Ahora, lo siguiente sera incluir dos componentes mas, que dejamos de lado en el inicio, son los terminales de conexión, para eso debemos ir al icono de agregar componente y buscar la librería "conn_01x02".

Debemos incluir dos de esos componentes, establecer las conexiones para dejarlo igual a la imagen siguiente.

Una ves echo esto, siempre es conveniente nombrar los componentes, cada componentes tiene dos propiedades fundamentales, una es el Valor y otra es la Referencia, el Valor es el nombre que nosotros le ponemos para identificación nuestra, por ejemplo en el caso de los capacitores se le suele colocar el valor del capacitor. La referencia, si bien podemos modificara, no es recomendable, dado que Kicad luego las generara. ¿como lo hacemos?

Muy simple, tenemos que posicionarnos con el Mouse sobre un componente y apretamos la letra "V", deberíamos ver un cuadro de dialogo como el siguiente, ahí colocaremos el texto que nos resulte mas útil, en mi caso puse el valor del capacitor.

Tenemos que hacer lo propio con todos los componentes, deberíamos dejarlo con valores similares a los de la imagen siguiente.

Luego tenemos que establecer las referencias, para eso hacemos click en el botón de "Anotar componentes" del esquema, se nos va a abrir un cuadro de dialogo que al darle "anotar" deberíamos ver lo siguiente.

TERCER PASO

Control de reglas eléctricas, es importante entender que Kicad no hace una simulación, al momento de realizar el chequeo de reglas eléctricas, simplemente establece una relación que se tiene que dar entre las entradas y las salidas, que todo este bien conectado, Si Kicad detecta alguna inconsistencia nos mostrara un error en pantalla que debemos corregir.

Para eso, debemos hacer click en el siguiente icono.

Le damos ejecutar y deberíamos ver el siguiente error.

¿Que significa este error? bueno, como comentaba recién, Kicad hace un control matemático de las entradas y las salidas, y si miramos bien en ninguna lado marcamos cuales son las fuentes de alimentación, para eso tenemos que hacer uso de una herramienta llamada "POWER FLAG", es un componente "ficticio" que indica que un pin es una entrada de alimentación. Para encontrarlo lo buscamos bajo el nombre "pwr_flag", deberíamos incluirlo de la siguiente manera.

Ahora al realizar el control de reglas eléctricas nuevamente deberíamos ver una pantalla como la siguiente, sin ningún error.

Con esto ya queda listo el esquema de nuestro proyecto, En el siguiente articulo los siguientes pasos están orientados a plasmar el circuito esquemático en la placa PCB.

CURSO COMPLETO

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ARDUINO MEGA 2560

Arduino Mega 2560 es una tarjeta de desarrollo de Hardware libre construida con el microcontrolador Atmega 2560, que le da sentido a su nombre. Forma parte del proyecto Arduino que involucra una comunidad internacional dedicada al diseño y manufactura de placas de desarrollo de Hardware.

Arduino logro su objetivo de facilitar y relacionar de manera simple y didáctica la programación de microcontroladores y la electronica, dos areas de la ingeniería muy complejas.

Existen varios diseños de tarjetas diferentes, entre ellas se encuentra el Arduino Mega 2560 que cuenta con una series de características que en función del proyecto que necesitemos realizar pueden ser una ventaja.

CARACTERÍSTICAS DEL ARDUINO MEGA 2560

El Arduino Mega 2560 tiene 54 pines de entrada/salida, de los cuales exactamente 14 de ellos pueden ser utilizados como salidas de PWM (Modulación por ancho de pulso), cuenta con otras 16 entradas analógicas y 4 UARTs (puertos serial).

En cuanto a la velocidad del microcontrolador podemos decir que cuenta con un Cristal de 16MHz y una memoria Flash de 256K. Maneja un rango de voltaje de entrada de entre 7 y 12 volt, se recomienda una tension de entrada planchada en 9 Volt.

La comunicación entre la tarjeta Arduino y la computadora se establece a traves del puerto serie, cuenta con un convertidor interno USB - SERIE de manera que no es necesario agregar ningún dispositivo externo para programar el microcontrolador.

ESPECIFICACIONES ARDUINO MEGA 2560

• Microcontrolador: ATmega2560
• Voltaje Operativo: 5V
• Tensión de Entrada: 7-12V
• Voltaje de Entrada(límites): 6-20V
• Pines digitales de Entrada/Salida: 54 (de los cuales 14 proveen salida PWM)
• Pines análogos de entrada: 16
• Corriente DC por cada Pin Entrada/Salida: 40 mA
• Corriente DC entregada en el Pin 3.3V: 50 mA
• Memoria Flash: 256 KB (8KB usados por el bootloader)
• SRAM: 8KB
• EEPROM: 4KB
• Clock Speed: 16 MHz

VENTAJAS ARDUINO MEGA 2560

• Es una placa de desarrollo robusta de la familia, cuenta con un microcontrolador muy potente de 8 bits y es el que mas pines tiene de todas las opciones posibles.

• Tiene una memoria destinada a la programación elevada.

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Aprende a usar Arduino desde cero.  Crea tus propios proyectos

¿Qué es Arduino? un placa electrónica open-source que permite crear prototipos y proyectos electrónicos muy fácilmente. ¡¡Hace unos años había que ser ingeniero para trabajar con estos sistemas!!

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Empezarás desarrollando pequeños proyectos que podrás unir y crear uno más completo

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Hablaremos de simuladores donde puedes construir tus proyectos "virtualmente" pero si quieres hacer tus proyectos necesitarás conseguir componentes. Algunos los tendrás que comprar pero muchos de ellos los puedes conseguir reciclando equipos.

Aprenderemos sobre ...

Cada semana se añaden nuevos vídeos y ejemplos

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SENSOR DE LLAMA INFRAROJO

Cuando buscamos componentes para un Arduino, nos encontramos con un sensor de llama óptico, este dispositivo permite detectar la existencia de calor por la luz emitida de la llama. Esta luz es capturada por las entradas analógicas y digitales de Arduino.

¿QUE ES UNA LLAMA?

La llama es un fenómeno de emisión de luz asociado a los procesos de combustión. Al proceso que desprende grandes cantidades de energía en forma de calor se lo conoce como combustión. Mientras la reacción comienza a realizarse se generan compuestos que liberan parte de su energía mediante la emisión de luz.

Estos sensores son usados en casi cualquier industria debido a que las máquinas pueden generar llamas por algún desperfecto mecánico, ya que utilizan para su funcionamiento, combustibles como el aceite o viruta.

Por este motivo mencionado anteriormente, se incorporan los sensores de llama infrarojo como dispositivos de seguridad. Al activarse los sensores se puede detener el proceso impidiendo el comienzo de una combustión. Normalmente estos dispositivos combinan las señales ultravioletas y de infrarrojo.

Si nuestra necesidad es solo para realizar un hobbie podemos encontrar sensores de llamas económicos. Normalmente estos cuentan con un sensor infrarrojo ajustado a ajustado a 760-1100 nm. El ángulo de detección es de 60º, y la distancia de detección entre 0.40 m a 0.80.

Estos suelen agregarse a una placa de medición estándar con el comparador LM393, que permite la lectura cuando se supera un cierto umbral, que regula a través de un potenciómetro ubicado en la placa.

Estos sensores poco se asemejan a los industriales. Cómo no tiene que ver directamente con las emisiones características de las llamas, pueden dar fácilmente falsos positivos simplemente por una iluminación interior.

Por este motivo no se puede considerar un auténtico dispositivo de seguridad debido a su baja fiabilidad y alta sensibilidad a la luz común.

PRECIO DE LOS SENSORES DE LLAMA INFRARROJOS

Los sensores de llama infrarrojos caseros son dispositivos muy baratos. Podemos encontrar el sensor de llama y la placa de medición por menos de $50.- en vendedores internacionales como Ebay, Amazon o Aliexpress.

ESQUEMA DE MONTAJE DEL SENSOR DE LLAMA

A la hora del montaje, el esquema electrónico es muy sencillo de realizar. Debemos alimentar el módulo conectando GND y 5v a los pines correspondientes de Arduino.

Si debemos utilizar la lectura digital, tendremos que conectar la salida DO a alguna de las entradas digitales de Arduino.

Si debemos emplear el valor analógico, simplemente conectamos la salida AO del sensor a una entrada analógica de Arduino.

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DIAGRAMA PINOUT DE ARDUINO

Vamos a comentar un poco la distribución de pines del arduino uno, si bien no existe restricciones y podemos utilizar cualquier pin para cualquier funcion, la placa de arduino uno esta diseñada para facilitarnos las cosas y ya viene con recomendaciones de que pines usar para cada acción

PINES PWM

Los pines 3,5,6,9,10,11 estan preparados para brindar una salida de PWM de ocho bit (en los arduino uno) mediante la función analogWrite()

INTERRUPCIONES EXTERNAS

Los pines 2 y 3 son generalmente utilizados para generar interrupciones externas, de las que se conocen como interrupciones de hardware, en el siguiente link un apartado especial sobre esto. como usar interrupciones externas en arduino

PINES DE ENTRADA Y SALIDA

El arduino uno del que estamos hablando tiene 14 pines digitales, de los cuales todos pueden ser utilizados tanto como entrada o como salida, eso dependerá de la programación que nosotros hagamos y como tengamos definidos los pines.

Las siguientes funciones interactuan con los pines digitales, algunas para leer el dato otras para escribir un datos sobre ese pin.

• digitalWrite()
• digitalRead()
• pinMode es utilizada para definir el uso que tendrá ese pin, si es de entrada o salida, mas informacion en el siguiente link programacion de arduino uno

PINES DE COMUNICACIÓN SPI

Es común que los microcontraladores cuenten con arquitectura para soportar la comunicación mediante SPI, arduino uno claramente no es la excepción, cuenta con cuatro pines destinados a esta tarea, existen librerías de arduino que facilitan todo el trabajo de programación, no vamos a explicar como funcionan pero sepan que existen.

• Pin 10 (SS)
• Pin 11 (MOSI)
• Pin 12 (MISO)
• Pin 13 (SCK)

PIN 13

Este pin lo nombro aparte por que es especial, es el único que tiene un led conectado en serie a la entrada, asi que si queremos testear algo mediante el brillo de un led, podemos utilizar este pin 13

PIN AREF

Este pin mantiene una tensión de referencia que es útil para realizar conversiones analógicas a digitales, como en la mayoría de las aplicaciones que se pueden hacer con arduino, ya existen librerías que se encargan de resolvernos la vida, con lo cual utilizar un conversor analógico digital se hace muy simple.

El corazón de arduino uno es un atmega 328, hace un tiempo me puse en la tarea de obtener el beneficio de lo facil que es programar con arduino y a la vez realizar un proyecto profesional, obviamente un desarrollo profesional no puede tener una placa arduino dentro, con lo cual pensé que se podría simplemente utilizar la placa arduino como programador del chip y luego conociendo la relación de cada pin de arduino con cada pata del microcontrolador, desmontarlo y armar un circuito con lo que necesitamos, comparto a continuación una imagen con esta relación y un link donde hay un ejemplo funcionando.

Dejo el link con un ejemplo  desmontar arduino de la placa

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Vivimos en una época y somos parte de una generación donde la comunicación forma parte de nuestras vidas, utilizamos dispositivos electrónicos que nos permiten comunicarnos al instante con cualquier persona, todo esto nos obliga a la hora de realizar un proyecto electrónico en el que necesitamos establecer una comunicación entre dispositivos, que esta comunicación sea inalambrica, usar un cable seria renegar de las nuevas tecnologías y le quitaría seriedad a nuestro proyecto.

Supongamos que queremos implementar un timbre con arduino, para que colocar un cable desde el timbre hasta la campana que esta en el interior de la casa si podemos establecer la comunicación inalambricamente.

La comunicación la podemos implementar de muchas maneras, pero en este tutorial vamos a hacerlo mediante el módulo de radio frecuencia RF433.

Este modulo viene con dos componentes, uno el emisor y otro el receptor, obviamente no son lo mejor que hay, pero teniendo en cuenta que solo sale dos dolares en eBay vale a pena utilizarlo!

Buscando información sobre el tema, encontré muchos ejemplos que utilizan al emisor para darle la orden al receptor que encienda un led, obviamente lo importante no es encender un led si no establecer la comunicación entre ambos dispositivos.

MATERIALES

La verdad es que no necesitamos muchas cosas, por suerte esta vuelta sale todo barato!

• Dos arduino, uno para el emisor y otro para el receptor
• Modulo de radio frecuencia RF433 Emisor/Receptor
• Un Led y algunas resistencias
• Ganas de programar

CÓDIGO RECEPTOR

Como se puede ver en el código, utilizamos la libreria VirtualWire.h, en ella se resuelven la mayoría de los problemas que tendríamos si nos mandamos a hacer todo nosotros mismos.

• vw_setup(2000) es la función que da arranque a la comunicación por radio frecuencia, tiene el mismo funcionamiento que la serial.begin, es importante que toda la configuración de pines este definido antes de invocar a esta función.

• vw_rx_start() con esta función damos inicio a que nuestro pin de recepción comience a escuchar lo que se le envía, es muy importante saber que si la función la utilizamos como en este ejemplo arduino reconoce que el pin es el numero once, podemos elegir otro pin, pero para eso tenemos que invocar a la función de la siguiente manera vw_set_rx_pin(9) por ejemplo.

#include <VirtualWire.h>
 
//Creamos un mensaje
//La constante VW_MAX_MESSAGE_LEN viene definida en la libreria
byte message[VW_MAX_MESSAGE_LEN];
byte messageLength = VW_MAX_MESSAGE_LEN;
 
void setup()
{
  pinMode(13, OUTPUT); //Configuramos el pin 13
  
  Serial.begin(9600);//Iniciamos el Serial
  Serial.println("Iniciando...");
  
  vw_setup(2000);
  vw_rx_start();
}
void loop()
{
  if (vw_get_message(message, &messageLength))
  {
      if(comparar("Encender") == 0){
        digitalWrite(13, HIGH);
        Serial.write("LED Encendido\n");
      }
      else if(comparar("Apagar") == 0)
      {
        digitalWrite(13,LOW);
        Serial.write("LED Apagado\n");
      }
  
  }
}
 
char comparar(char* cadena) {
  //Esta funcion compara el string cadena con el mensaje recibido.
  //Si son iguales, devuelve 1. Si no, devuelve 0.
  
  for(int i = 0; i<messageLength; i++)
  {
    if(message[i] != cadena[i])
    {
      return 1;
    }
  }
 
    return 0;
}

CÓDIGO EMISOR

En función de lo que el emisor nos envía, con este código vamos a recibir la señal, procesarla y realizar la acción que corresponda, como dije antes, aca se trata solo de prender un Led, pero la acción podría ser cualquier otra cosa, prender el aire acondicionado, cerrar la puerta etc etc.

La idea es entender la comunicación, el resto depende de la imaginación de ustedes

#include <VirtualWire.h>
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  Serial.write("Sistema encendido\n");
  vw_setup(2000);
}
void loop()
{
  send("Encender");
  delay(1000);
  send("Apagar");
  delay(1000);
}
void send (char *message)
{
  vw_send((uint8_t *)message, strlen(message)); //Envia el mensaje
  vw_wait_tx(); //Espera hasta que se haya acabado de transmitir todo
  Serial.println(message); //Muestra el mensaje por Serial
}

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Arduino primo es el nombre elegido para la nueva plataforma de arduino, es la nueva versión mejorada de las placas anteriores, incorporan interesantes funcionalidades que hacen de ella una placa de desarrollo muy atractiva y aun mas versátil que la vieja y conocida arduino uno.

El cambio llega, incluso para arduino. La nueva arduino primo contara con una infinidad de mejoras en lo que respecta a la conectividad con el resto del mundo.

Es importante comentar que el hardware de la arduino primo esta a cargo de la empresa  Nordic.

CARACTERÍSTICAS DE ARDUINO PRIMO

Como adelantamos, las principales características son las mejoras en la conectividad entre ellas se destacan las siguientes

• Wifi
• Bluetooth
• NFC (Near Field Communication)

Como características secundarias se agregaron sensores de infrarrojo que ya vienen incorporados en la placa. Por ahora no podemos entrar en mas detalles por que la placa saldrá a la venta en los próximos meses y aun no liberaron mas detalles que los que ya comentamos.

Tendremos que esperar unos meses para ver de que se trata y poder disfrutar de este nuevo y hermoso mundo.

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Si necesitamos automatizar el sistema de riego de un cultivo es imprescindible conocer la humedad de la tierra para saber si es necesario regarla o no. El higrometro FC-28 es un sensor muy sencillo que mide la humedad de la tierra en forma indirecta calculando la conductividad de la tierra. Como ya sabemos el agua es un gran conductor y cualquier elemento mojado mejora su conductividad intrínseca, lo que quiere decir que cuanto mas mojada esta la tierra sera mas conductiva y cuando este mas seca sera menos conductivo.

El sensor FC-28 cuenta con una pequeña placa que nos resuelve en gran parte las cosas, por que nos entrega directamente el valor analógico de la conductividad o también el valor digital si se supere un umbral determinado de humedad. El valor o umbral lo seteamos mediante un potenciometro, es un trabajo manual, entregara un uno cuando se consiga superar o igualar el nivel de humedad que nosotros seteamos y entregara un cero cuando la humedad del suelo este por debajo de ese umbral.

Medir la humedad del suelo con arduino es muy simple y barato, el FC28 es un sensor muy económico y se consigue fácilmente en Internet, no es un sensor capaz de cumplir las expectativas necesarias para un desarrollo comercial, pero es muy útil para el desarrollo de prototipos y el aprendizaje.

DIAGRAMA DE CONEXIÓN

La conexión es simple, solo tenemos que conectar tres pines, la tensión de alimentación vcc que debe ser aproximadamente 5V, el pin de GND y después tenemos otros dos pines de los cuales tenemos que decidir cual usaremos, si el analógico o el digital.

• VCC debe ser del orden de 5V, puede estar conectado a la misma alimentación que el arduino.
• GND debe estar conectado al gnd de arduino.
• A0 es el pin de datos analógico
• D0 es el pin de datos digital

CÓDIGO ARDUINO

Como digo siempre, con arduino se hace fácil lo difícil, como podrán ver en el siguiente código notaran que es muy simple y bastante intuitivo.

Vamos a separar el código en dos ejemplos, uno para una lectura digital y el otro para una lectura analogica.

EJEMPLO LECTURA ANALÓGICA

const int sensorPin = A0;
 
void setup() {
   Serial.begin(9600);
}
 
void loop() 
{
   int humedad = analogRead(sensorPin);
   Serial.print(humedad);
  
   if(humedad < 500)
   {
      Serial.println("La humedad del suelo esta por debajo de 500 en nuestra lectura analogica");  
      //tomar medidas al respecto
   }
   delay(1000);
}

EJEMPLO LECTURA DIGITAL

const int sensorPin = 10;
 
void setup()
{
   Serial.begin(9600);
   pinMode(sensorPin, INPUT);
}
 
void loop()
{
   int humedad = digitalRead(sensorPin);

   if (humedad == HIGH)
   {
      Serial.println("El estado de la humedad esta en alto");   
      
   }
   delay(1000);
}

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¿Qué es Arduino? un placa electrónica open-source que permite crear prototipos y proyectos electrónicos muy fácilmente. ¡¡Hace unos años había que ser ingeniero para trabajar con estos sistemas!!

Hoy en día lo puedes hacer sin problema siguiendo este curso, donde aprenderás electrónica, programación y cómo hacer montajes con Arduino.

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Aprenderemos sobre ...

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Una interrupción es básicamente la alteración del flujo natural de un programa, si pensamos en este como secuencial. Existen varios tipos de interrupciones posibles pero vamos a enumerar las dos principales, las restantes son solo derivaciones de estas.

Antes de entrar en detalle quiero comentar que este es un tema amplio de estudio, es imposible detallar todos los conceptos que el tema implica, con lo cual solo nos vamos a detener en contar de que se trata y para que se utiliza, dando algunos ejemplos se entiende mejor.

También comentar que las interrupciones no son solo propias de arduino, estas se encuentran disponibles en todos los microprocesadores comerciales.

Tipos de interrupciones

Interrupciones por Timer

Estas interrupciones son disparadas cuando se cumple un cierto tiempo que nosotros mismos definimos, son muy usadas para controlar y leer sensores cada determinado tiempo y también para crear señales PWM para alimentar motores de corriente continua.

Como estas interrupciones se ejecutan cada un determinado tiempo, somos dependientes del cristal y del tiempo de cada pulso de clock de nuestro arduino. Pero gracias a que utilizamos librerías no tenemos que hacer ninguna cuenta, es importante saber que somos dependientes de eso, es decir no es lo mismo tener un cristal de 32 que uno de 16 MHZ. Pero como todos los arduinos traen un cristal de 16MHZ no nos preocupemos demasiado.

Los timers tienen algo que se conoce como prescaler, son divisores de la frecuencia de clock, cuando dividimos la frecuencia ganamos en tiempo pero perdemos en precisión, la frecuencia del cristal se puede dividor por 1,8,64,256

El siguiente ejemplo ejecuta una interrupcion por timer cada 250ms y prende y apaga un led cada vez que se la atiende.

#include <TimerOne.h>
const int led = 13;  // the pin with a LED
int ledState = LOW;    // El LED empieza apagado
volatile unsigned long blinkCount = 0; // La definimos como volatile

void setup(void)
   {
       pinMode(led, OUTPUT);
       Timer1.initialize(250000);         // Dispara cada 250 ms
       Timer1.attachInterrupt(ISR_Blink); // Activa la interrupcion y la asocia a ISR_Blink
       Serial.begin(9600);
   }

   void ISR_Blink()
   {   ledState = !ledState ;
       blinkCount++    ;     // Contador veces se enciende el LED
   }

   void loop(void)
   {
       unsigned long N;  // Haremos copia del blinkCount
       digitalWrite(led, ledState);  // Asignamos el valor del
                                     // status a la salida
       noInterrupts();               // Suspende las interrupciones
       N = blinkCount;
       interrupts();                 // Autoriza las interrupciones

       Serial.print("Ciclos = ");
       Serial.println(N);
       delay(100);
   }

Interrupción por hardware

Estas interrupciones son muy utilizadas en rebotica, se utilizan para detectar eventos externos. Por ejemplo si queremos que cada vez que alguien apriete un botón suceda alguna acción tenemos dos opciones. La primera alternativa y sin duda la peor de todas es quedarnos esperando que alguien apriete el botón, claramente no podríamos hacer otra cosa que esperar y estaríamos gastando toda la capacidad del microprocesador en no hacer nada, simplemente esperando que alguien apriete el botón. La segunda opción es usar las interrupciones de arduino (o del micro controlador que estemos usando).

Usar las interrupciones nos da como ventaja que podemos hacer cualquier otra cosa mientras esperamos que el evento suceda, simplemente cuando el evento se produce se acciona una bandera de interrupción que detiene y altera el flujo natural del programa para atender esa interrupción, básicamente es un orden de prioridades.

Como comente recién, manejar los eventos externos mediante interrupciones es la manera correcta de hacerlo, las ventajas están a la vista, gastamos pocos recursos del micro procesador y cumplimos el mismo objetivo.

Pero bueno, vamos al detalle. A la hora de usar las interrupciones en arduino necesitamos lo siguiente.

• Conocer que arduino estamos usando: No todos tienen los mismo pines de interrupción.

• Pin de arduino que reciba la condición de disparo.

• Una condición de disparo

• Una función que se ejecute cuando la interrupción sea disparada.

La condición de disparo se refiere a si la interrupción se va a ejecutar cuando detecte el paso del pin de interrupción de un estado alto a un estado bajo FALLING o cuando detecte el paso de un estado bajo a uno alto RISING.

Cuando eso ocurra arduino debe saber que hacer, para eso tenemos que definir una función que sera la encargada de atender la interrupción.

En el siguiente ejemplo se muestra como al presionar un botón vamos contando y enviando el dato por puerto serie para visualizarlo en pantalla, la interrupción es detectada y disparada cuando el pin de interrupción pasa de un estado alto a uno bajo FALLING.

int contador = 0;
int n = contador ;

void setup()
   {   Serial.begin(9600);
       attachInterrupt( 0, ServicioBoton, FALLING);
   }
void loop()
   {
       if (n != contador)
          {     Serial.println(contador);
                n = contador ;
          }
   }

void ServicioBoton() 
   {    contador++ ;
   }

Para usar las interrupciones y no generar conflictos con otras lógicas, y no alterar demasiado el flujo del programa, la atención de la interrupción debe ser rápida, lo mas rápida que se pueda, no es para nada recomendable hacer un bucle dentro de la función que atiende la interrupción.

En el programa de ejemplo no seria conveniente hacer el print en pantalla dentro de la interrupción, estaríamos generando demasiada demora en la atención de la interrupción.

Es importante entender que cuando la interrupción se esta atendiendo todo lo demás queda en pausa, el stack pointer por ejemplo, la función millis() queda en pausa hasta que salga de la atención de la interrupción.

En resumen es importante tener presente lo siguiente.

• Cuando se esta atendiendo una interrupción, todas las demás interrupciones son ignoras hasta que no se termine de atender la interrupción presente.

• Es importante no estar mucho tiempo atendiéndola, hay que hacer todo rápido y salir.

• La función millis() queda congelada hasta que finalice la atención.

• No hay que definir variables dentro de la interrupción, si se necesita usar variables deben ser definidas como globales fuera de ella.

• Jamas hacer un Seriel.println dentro de una interrupción, primero por que tardaría demasiado y segundo por que es posible que ni siquiera funcione dependiendo de algunas variables.

Como siempre digo, espero que les sea de utilidad y respondo todos sus comentarios, todo lo que quieran aportar sera bienvenido y ayuda a mejorar.

No dudes en dejar tu opinión.

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Programar un microcontrolador con arduino es bastante simple, esta pensado para simplificar las tareas mas complejas mediante librerías disponibles para el uso, utiliza un lenguaje de programación que esta basado en C y C++, su sintaxis es muy similar.

La estructura de todo programa de arduino cuenta con dos subrutinas elementales denominadas void setup() y void loop(), en ellas se encierran bloques de código donde se hacen declaraciones e instrucciones lógicas.

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:

}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:

}

La subrutina setup() es la encargada de recoger la configuración y parametrizaciones estáticas del programa mientras que  loop() es la que contienen las sentencias lógicas del programa.

Funcion setup()

Se invoca una sola vez al comienzo del programa, en ella se setean el funcionamiento de los pines, si serán de entrada o salida y que pines se utilizaran en el proyecto y muchas mas cuestiones.

void setup() {
  // set the digital pin as output:
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
}

Funcion loop()

Luego de ser invocada la función setup() se ejecuta la función loop(), en forma cíclica conteniendo toda la lógica del programa en ejecución, todo las acciones deben ser programadas dentro de esta función.

Por ejemplo el código que mostramos debajo pone un pin en uno durante un segundo, luego lo pone en cero durante otro segundo y se vuelve a repetir infinitas veces, el código forma parte de la sección de ejemplos del compilador de arduino

// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
  digitalWrite(13, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
  delay(1000);              // wait for a second
  digitalWrite(13, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
  delay(1000);              // wait for a second
}

Controles de flujo y saltos condicionales

Como todo lenguaje de programación, existen saltos condicionales que se pueden utilizar según sea el objetivo que se necesita cumplir, no es el objetivo de este articulo comentar para que sirve cada uno, asumimos que el lector tiene un grado de conocimientos mínimos de lenguajes de programación. Al igual que en C o C++ tenemos disponibles para nuestro uso los siguientes saltos condicionales o controles de flujo.

• If/Else
• For
• While
• Do While

Cambien existen otros saltos condicionales conocidos como interrupciones, pueden ser interrupciones externas debido al suceso de algún evento externo, esto es muy común y utilizado en rebotica. Estudiar el uso de las interrupciones es un tema extenso que no vamos a comentar en este articulo.

Funciones básicas arduino

Como dijimos, arduino cuenta con una infinidad de librerías y funciones disponibles para nuestro uso, pero hay que conocer algunas que no podemos pasar por alto y necesitamos conocer como punta pie inicial en este maravilloso mundo.

Función delay()

Es una función destinada a generar retardos, solo sirve para eso, en el ejemplo anterior la utilizamos para conseguir un retardo de un segundo hasta producir el nuevo evento.

Esta función es muy útil pero no es recomendable utilizarla en algunas situaciones,  si el proyecto que estamos encarando tiene un complejidad elevada o manejamos interrupciones en nuestro programa, yo recomiendo no utilizar, esta función al ser utilizada mueve unos registros internos del microprocesador que son comunes a otras funcionalidades del programa, lo que puede ocurrir es que esperemos que se comporte de una manera y haga algo totalmente diferente.

Comento algunos de los motivos para no utilizar la función delay.

• No puedes hacer otra cosa mientras se esta ejecutando.
• Es incompatible con las interrupciones.
• Aumenta el consumo del proyecto.
• No se pueden detectar eventos externos (interrupciones) e internos (interrupciones por timer)

Función millis()

Esta función tiene un valor de retorno, nos devuelve el tiempo en mili segundos que transcurrido desde el inicio de programa hasta que se ejecuto la función, generalmente sera un valor grande dependiendo del tiempo entre una ejecución y la próxima.

La ventaja de esta función es que nos permite obtener los mismos resultados que con la función delay pero podemos hacer cualquier otra cosa mientras ese evento aun no sea disparado.

La desventaja de utilizar esta función es que nos complica un poco la lógica del programa pero trae grandes ventajas si la sabemos utilizar.

• Es compatible con las interrupciones.
• Podemos hacer otra cosa mientras esperamos que un evento ocurra.
• No generamos carga innecesaria a nuestro procesador.

Abajo comparto un código de ejemplo de como se debería utilizar.

unsigned long tiempo = 0;
 
/*
 Se declara una variable que almacenará el último valor de tiempo en el que se
 ejecutó la instrucción (delay).
*/
 
unsigned long t_actualizado = 0;
 
/*
 Se declara una variable que almacenará el tiempo que se desea que dure el delay.
 unsigned long t_delay = 20;
*/
 
void setup(){
 
/*
  Se configura el setup
*/
}
 
void loop() {
 
/*
 Se almacena el tiempo que ha transcurrido desde que se encendió el Arduino.
*/
  tiempo = millis();
  
/*
  Si ese tiempo es mayor que el intervalo de deseado (equivalente al tiempo
  de delay) se actualiza el intervalo y se ejecutan las instruciones relacionadas.
  La idea detrás de este algoritmo consiste en pensar que si han transcurrido
  20ms y se desea un delay de 30ms cada vez, cuando se superen esos 30ms la
  variable con la que se compara pasa a ser 60ms. Una vez se alcanzan los 60ms
  pasa a ser 90ms y así sucesivamente.
*/
      
  if( tiempo > t_actualizado + t_delay) {
  
 /*
  Se actualiza el tiempo que ha de transcurrir para el próximo delay.
 */
 
    t_actualizado = tiempo;
    
 /*
  Se define el conjunto de instruciones que se desea que se realicen cada vez
  que transcurra el tiempo establecido anteriormente (mover un motor, cambiar
  de estado un LED, enviar datos...).
  */
  }
 
  /*
    Se ejecutan el resto de instrucciones del programa.
  */
 
}

Función digitalWrite y digitalRead

Estas dos funciones se utilizan para interactuar con los pines del arduino, una es para leer un pin y la otra es para setearle algún valor al pin.

La función digitalWirite cuenta con dos argumentos, el primero es a que pin va destinado el evento y el segundo es el valor que ese pin va a recibir.

La función digitalRead tan solo tiene un argumento, en el ponemos el numero del pin que queremos leer. Como pueden ver es una función simple pero de las mas básicas y utilizadas al programar con arduino.

int valor;

void setup() {

}

void loop() {
    digitalWrite(13, 1);
    valor = digitalRead(12);
}

Como siempre digo, espero que les sea de utilidad y respondo todos sus comentarios, todo lo que quieran aportar sera bienvenido y ayuda a mejorar.

No dudes en dejar tu opinión.

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En otra entrada explicamos que es y como funciona un puente H , vimos que es una configuración circuital de diodos que nos permite controlar el giro de un motor, básicamente los diodos actúan como controladores de la polaridad que se le aplica al motor.

Existen varios driver que ya tienen toda la electrónica resulta, ya hablamos en otra oportunidad del L293 ahora es el turno del driver L298.

Driver L298

Este driver permite controlar dos motores de corriente continua y motores paso a paso de no mas de 2 amperes, existen algunos módulos disponibles para la compra que ya vienen con el driver soldado y algunos pines para controlar las entradas y las salidas.

como se puede ver en la imagen el modulo ya cuenta con lo siguiente

• Regulador de voltaje LM7805
• Conectores Output A y Output B que son las salidas de los motores
• Control inputs, son los terminales de control, dos de ellos son los pines de habilitación de cada motor
• Jumper para decidir si voy a utilizar el regulador LM7805 o no lo voy a utilizar.

Hay que tener presente el voltaje con el cual lo vamos a alimentar, si bien el modulo tiene un regulador de tensión y es capaz de soportar tensiones de hasta 36V, también tiene un Jumper que nos permite decidir si lo usamos o no.

Si vamos a alimentar el modulo con la misma tensión que alimentamos el microcontrolador o la placa arduino, no es necesario utilizar el regulador, ya que el driver l298 tolera tensiones de entre 6 y 12 volt, los mismos niveles que se usan para alimentar el arduino.

En el caso que alimentemos el modulo con tensiones superiores a 12V si o si tenemos que conectar el jumper para que utilice el regulador, de lo contrario podemos quemarlo en cuestión de segundos.

Control motor de corriente continua

Vamos a mostrar como controlar un motor de corriente continua con el driver L298 utilizando la placa arduino uno R3. Como se ve en la imagen para controlar el motor solo utilizamos dos pines de nuestro arduino, dependerá si enviamos un uno o un cero el sentido de giro del motor

Codigo Arduino

El siguiente código es un ejemplo simple del funcionamiento, se hace girar el motor en una dirección durante 5 segundos luego frena un segundo y vuelve a girar otros cinco segundos en dirección contraria.

Es un ejemplo simple pero es muy útil para ilustrar el funcionamiento del driver l298  y el modulo

int IN3 = 5; 
int IN4 = 4;

void setup()
{
  pinMode (IN4, OUTPUT);    // entrada 4
  pinMode (IN3, OUTPUT);    // entrada 3
}
void loop()
{
  // Motor gira en un sentido
  digitalWrite (IN4, HIGH);
  digitalWrite (IN3, LOW); 
  delay(5000);
  // Motor no gira
  digitalWrite (IN4, LOW); 
  delay(1000);
  // Motor gira en sentido inverso
  digitalWrite (IN3, HIGH);
  delay(5000);
  // Motor no gira
  digitalWrite (IN3, LOW); 
  delay(1000);
}

COMPRAR DRIVER L298

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Generalmente al aprender un lenguaje de programación, el primer programa que aprendemos a hacer es un print en pantalla que diga "hola mundo", encender y apagar un led en electrónica es mas o menos lo mismo, en arduino se lo conoce como blink.

Para hacerlo sin riesgos de quemar el Led tenemos que tener algunas consideraciones básicas para no quemarlo, hay que tener en cuenta la corriente que va a circular por el y en caso de ser mayor a la que el led puede soportar podemos agregar una resistencia en la entrada.

Vamos a empezar por el principio explicando que es un Led y sus diferentes formas.

¿Que es un Led?

Un Led es un diodo emisor de luz, al circular por el una corriente genera calor que se transformara en una fuente de emisión de luz.

Básicamente un Led es un diodo emisor de luz, y como todo diodo solo permitirá el paso de la corriente si es polarizado en directa, si se lo polariza en inversa funcionara como una llave abierta, en el caso de un diodo emisor de luz si se lo polariza en directa emitirá luz y si se lo hace en inversa no hace nada, es un circuito abierto.

En la imagen siguiente se puede ver el símbolo electrónico de un Led, que es igual al de un diodo pero con dos flechas que simulan los rayos de luz.

Para que este polarizado en directa y funcione como deseamos el ánodo siempre tiene que estar a mayor nivel de tensión que el cátodo, físicamente los Led viene con una pata mas larga y otra mas corta para identificar cual es cual, la pata mas larga es el ánodo y la pata mas corta es el cátodo.

En electrónica se utilizan Led casi para cualquier aplicación, se podría decir que cualquier desarrollo cuenta con un Led, sea para solo indicar que esta encendió o para otras cosas mas especificas.

Diferentes tipos de diodo Led

Led de luz limpia o difusa

Los led de luz limpia son aquellos que tienen un encapsulado transparente y emiten una luz blanca clara muy intensa. Estos led están pensados para dar iluminación a un área determinado en contra parte de los difusos que están pensados para solo iluminar el mismo led.

Encapsulado de colores

Son de iluminación difusa, solo se iluminan a si mismos y no sirven para dar iluminación a un área, simplemente se utilizan para indicar algún estado importante, generalmente se utiliza el verde para indicar que todo esta funcionando bien y un rojo para indicar alguna falla o algún problema.

Que resistencia colocar a un led

Para elegir bien que resistencia colocar sin perder iluminación tenemos que tener presente tres variables

• Tensión de alimentación (supongamos 5V)
• Tensión de polarización directa del diodo (es muy común tomar este valor como 0,7V)
• Corriente máxima que soporta el Led (para asegurarnos de no superarla), vamos a suponer que nuestro led tiene una corriente máxima soportada de 13mA pero consideramos un margen de seguridad así que vamos a pensar que en lugar de 13mA por el circularan 10mA.

En los cálculos anteriores llegamos a la conclusión que tenemos que colocar una resistencia de 430Ω, ahora tenemos que ver si esa resistencia existen comercialmente, para eso tenemos que acceder al siguiente enlace donde muestro un listado de todas ellas.

valores de resistencias comerciales

Como vemos lo mas cercano a 430 es 470 o 390, queda a criterio nuestro cual elegir, yo elegiría la de mayor valor mas próxima, si bien perderíamos un poco de luz garantizamos que el led no se queme y cuidamos su vida útil.

Como encender un led con arduino

Algunos pines de arduino ya tienen una resistencia interna, de manera que podríamos no colocarle ninguna resistencia, pero yo siempre recomiendo colocar una nosotros para asegurarnos que todo funcione bien.

Código Arduino

A continuación dejo el código para encender y apagar el led, es muy similar al que el propio compilador de arduino nos ofrece como ejemplo, en realidad no tiene mucha ciencia, gracias a todas las librerías que existen algo que para otras placas programadoras puede ser un código mas extenso acá se resume en pocas lineas.

const int ledPIN = 9;
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);    //iniciar puerto serie
  pinMode(ledPIN , OUTPUT);  //definir pin como salida
}
 
void loop(){
  digitalWrite(ledPIN , HIGH);   // poner el Pin en HIGH
  delay(1000);                   // esperar un segundo
  digitalWrite(ledPIN , LOW);    // poner el Pin en LOW
  delay(1000);                   // esperar un segundo
}

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