Leer un pulsador con arduino se podría resumir en poder diferenciar entre un cero o un uno a la entrada de un pin digital de nuestro microprocesador, casi cualquier proyecto de electrónica requiere de la utilización de un botón o pulsador para realizar una acción determinada. veamos como se hace.

El éxito va a depender de realizar correctamente la configuración circuital a la entrada del pin, existen dos conceptos denominados resistencia de pull down y resistencia de pull up, son dos configuraciones muy similares, la diferencia radica en si al presionar el pulsador queremos leer un HIGH o un LOW.

Pero olvidemos estos dos conceptos y veamos que pasa si no los consideramos, podríamos estar ocasionando un daño irreparable al pin que estemos utilizando sin darnos cuenta.

Si prestamos atención a las figuras de abajo, vemos dos configuraciones posible, la primera con el pulsador conectado a GND y a la entrada del pin y la segunda directamente a 5V y a la entrada del pin. Podemos llegar a pensar que esto no tiene ningun problema pero no es asi, pensemos lo siguiente.

Para ambos casos, cuando el pulsador se encuentre cerrado, el circuito se cierra y no tendríamos ningún problema, pero cuando el pulsador esta abierto tenemos al pin digital en alta impedancia, el problema de esto es que esto no significa que el pin este en un cero logico, si no que se encuentra en un estado indeterminado, pudiendo conservar el valor ultimo leído, obviamente esto no esta bien ya que puede ocasionar errores grabes de interpretación. En resumen si elegimos esta opción tenemos un problema grabe de indeterminación de estados lógicos.

Existen formas de mejorar y solucionar este problema, como se muestra en la imagen de abajo podemos conectar el pin a dos referencias, una fija y la otra se activara al accionar el pulsador.

Pareciera que esta configuración no tiene ninguna problemática pero no es así, si bien solucionamos el problema de indeterminación , nos ganamos otro.

Al accionar el pulsador estamos cerrando el circuito entre GND y 5V, si prestamos atención el pin digital esta conectado de tal manera que ese nodo estaría en cortocircuito y de esta manera una intensidad de corriente elevada estaría circulando por el, como consecuencia podemos romper el pin de entrada por alta intensidad de corriente de los transitorios, esto significa que antes del tiempo de establecimiento circulara una gran corriente por el pin pudiendo ocasionar calentamientos y roturas en el material.

Pero entonces ¿cual es la solución definitiva? ¿podemos conectar un pulsador a un pin sin cometer daños y ocasionar riesgos innecesarios?.

La respuesta a esas preguntas es solo agregar un detalle a la configuración anterior, y es lo que anteriormente denominamos resistencia de pull up y resistencia de pull down.

Como se ve en la imagen a la configuración anterior solo le agregamos un resistencia que luego veremos de que valor tenemos que colocar, esto nos soluciona el problema de de indeterminación y  el de alta intensidad de corriente en transitorios, en el caso del Pull Up cuando el pulsador esta abierto el pin esta recibiendo un uno logico y una intensidad de corriente controlada por la resistencia que incluimos, en este caso hablamos de una intensidad de corriente en el orden de los 1mA, que es una corriente muy menor a la máxima permitida por el pin.

Cuando el pulsador esta cerrado ya no se produce un cortocircuito, por que existe una caída de tensión en la resistencia que agregamos, de esta manera la corriente que le llega al pin es mucho menor que si no ponemos el resistor.

En el caso de la configuración de Pull Down el concepto funciona de la misma manera, solo que cuando el pulsador esta abierto estamos leyendo un cero y cuando el pulsador esta cerrado estamos leyendo un uno lógico.

Siempre que conectemos un pulsador a un pin tenemos que hacerlo de esta manera, es la forma correcta de hacerlo y así nos evitamos muchos dolores de cabeza.

Que valor de resistencia poner

Bueno, solo falta entender cual es el valor de la resistencia que tenemos que colocar como Pull Up o Pull Down, esto va a depender de la corriente máxima que el pin pueda soportar, los pines digitales de arduino soportan una corriente máxima de hasta 40mA, pero cuanto menor sea la corriente que le hagamos circular menos calor generaremos y mas tiempo nos durara nuestro arduino, basándonos en la ley de Ohm yo elegí una resistencia que en función de la tensión de entrada me garantice una corriente de no mas de 1mA, pero podemos elegir otra mas pequeña para permitir que circule mas corriente, queda a criterio del diseñador, pero desde mi punto de vista lo optimo es una resistencia de 4K7 como la que colocamos.

Código arduino

Es un ejemplo básico de leer el estado de un pin y mostrarlo en pantalla, útil para resumir todo lo que estuvimos viendo.

const int inputPin = 2;
 
int value = 0;
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(inputPin, INPUT);
}
 
void loop(){
  value = digitalRead(inputPin);  //lectura digital de pin
 
  //Envio al puerto serie el estado del pin
  if (value == HIGH) {
      Serial.println("Encendido");
  }
  else {
      Serial.println("Apagado");
  }
  delay(1000);
}

Como se puede ver en el código cuando hacemos el digitalRead(inputPin) obtenemos el estado actual del pin, si esta encendido o apagado al pulsarlo dependera del tipo de configuración utilizada Pull Up o Pull Down.

Pero lo importante de todo esto es que ya identificamos el estado del pulsador, en el ejemplo yo solo lo muestro en pantalla pero podríamos realizar cualquier otra acción como encender un Led, prender un motor etc.

A tener en cuenta

• Siempre utilizar resistencias de pull up o pull down en la entrada de un pin.
• Tener presente la corriente máxima que el pin puede soportar para de esta manera decidir que resistencia colocar.

Agradecimientos y bibliográfia

Luis Lamas

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Arduino es una plataforma muy diversa, con una amplia gama de opciones diferentes, grandes pequeños medianos con mas o menos pines etc, existe un Arduino distinto según las necesidades de cada uno. Por eso mismo es que es importante tener en claro que necesitamos hacer antes de decidir que modelo de Arduino comprar.

Vamos a nombrar algunas de las placas mas comunes y mas fáciles de conseguir en el mercado, arrancando desde lo mas estándar hasta lo mas especifico.

Arduino uno R3

Es la placa de desarrollo de arduino mas usada en el mercado, es la mas comoda para el aprendizaje ya que cuenta con muchas entras y salidas y conectores para los pines, de manera que no es necesario soldar nada para implementar alguno de nuestros prototipos.

Cuenta con un microcontrolador atmega 328pu de 8bit cuenta con una memoria flash de 32Kbytes, trabaja con una frecuencia maxima de 20MHZ y 23 de sus 32 pines son puertos de entrada y salida

Arduino Mega

Es una placa Arduino de tamaño mediano, es mas pequeña que la arduino uno pero tiene un microcontrolador ATmega2560 mas potente, es ideal para proyectos donde se necesite un hardware potente y no dispongamos de mucho dinero para comprar algo distinto, las desventaja que tiene desde mi punto de vista es que es microcontrolador viene soldado a la placa, a diferencia de la arduino uno que lo tiene en un zocalo, esto da la libertad de poder usar la placa como programadora y si queremos podemos sacar el micro una ves programado para incluirlo en un desarrollo mas profesional.

Esta placa cuenta con 54 pines digitales y 16 entradas y salidas analogicas, utiliza un cristal de 16Mhz.

• Posee un microcontrolador: ATmega2560
• Voltaje de trabajo: 5V
• Voltaje de input: 7-12V
• Voltaje maximos y minimos de entrada: 6-20V
• Cantidad de pines digitales y analógicos: 54 (15 proveen salida PWM) 16 pines analogicos
• Pines análogos de entrada: 16
• Memoria Flash: 256 KB

Arduino Mini

Es la placa arduino mas pequeña del mercado y la de menor precio, cuesta al rededor de 2 dolares, esta pensada "aunque yo no lo recomiendo" para dejarla incluida en algun proyecto final que hagamos, es decir no utilizarla solo como prototipo, pero como dije no lo recomiendo por que me parece una practica poco profesional, en el caso de querer hacer algo asi yo recomiendo utilizar la arduino uno R3 y luego desmontar el microprocesador de la placa y armarle la circuiteria que yo quiera.

Tiene 14 entradas y salidas digitales y 6 analogicas, pero no posee pines, con lo cual estamos obligados a soldar si la queremos utilizar, tiene una memoria flash de 32MHZ y 8 salidas PWM.

Conclusion

Desde mi punto de vista si tengo que elegir que modelo de arduino comprar, me inclinaria por el arduino uno por las siguiente razones

• El microcontrolador no esta soldado a la placa, si se quema puedo comprar otro y si quiero lo puedo sacar después de programado para darle un toque mas profesional a mi desarrollo.
• Es muy fácil para trabajar, se programa por usb no es necesario soldar ningún componente mientras estamos en etapa de prueba.
• Si bien tiene el microprocesador de menor potencia de los tres, esta sigue siendo muy alta para la mayoría de los desarrollo que suelo hacer.

Como siempre espero sus comentarios, cualquier aporte suma a la comunidad.

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Si alguna ves te preguntaste ¿que es y para que sirve arduino? como lo hice yo hace ya unos años espero poder ayudarte con esta entrada.

Arduino es un proyecto nacido en el año 2005 con la idea de desarrollar una placa de hardware libre integrada con un microcontrolador y una interfaz para programarlo. Esta diseñado y construido para que sea muy fácil utilizarlo y en el se pueden desarrollar proyectos multidisciplinarios. La placa se puede comprar a un precio accesible o bien cada persona puede armarlas libremente es sus casas, dado que toda la información del esquema circuital o el PCB son de licencia libre y se encuentran en Internet muy fácilmente, sin dudas esa es una de las ventajas de arduino respecto a otras opciones.

El Hardware es una placa que tiene un microcontrolador atmel y varios puertos de entrada/salida digitales y analógicos, existen complementos conocidos como (shields), estos complementos brindan una mayor autonomía a programador y usuario de la placa y hacen de arduino un entorno muy amigable y simple de trabajar.

También es una plataforma que cuenta con una infinidad de sensores y periféricos desarrollados y pensados para ser utilizados en arduino, esto facilita mucho la integración de la placa con el mundo que lo rodea, pudiendo de esta manera desarrollar desde robots a cualquier otra cosa que nos imaginemos sin incurrir en un alto costo y perder mucho tiempo en el diseño.

Algunos de los periféricos mas comunes y utilizados con frecuencia por los usuarios de arduino son los siguientes.

• Sensor de ultrasonido us-100
• Sensor de ultrasonido hc-sr04
• Sensores infrarrojo
• Sensores de temperatura
• Servo Motores
• Dispositivos GPS
• Dispositivos para conexión bluetooth
• Display LCD
• Receptor/Emisor de RF

Existen muchísimos mas, pero no tiene sentido listarlos todos.

Es importante nombrar nombrar las diferentes partes que conforman la placa

• Entradas y salidas: Existen varios modelos distintos de la placa arduino, pero todas tienen en común una cantidad definida de periféricos de entrada y salida, según la placa tendrá mas o menos puertos de entrada y salida, los puertos de entrada son los utilizados para ingresar datos que serán procesados por el microcontrolador y los de salida son por donde el microcontrolador entrega el resultado de la operación, el programador puede configurar cada puerto para indicarle al microcontrolador si ese puerto trabajar como uno de entrada o como uno de salida.

• Alimentación: La mayoría de las placas de arduino son alimentadas con 5 volt aunque algunas lo pueden hacer con tensiones de hasta 12 volt.

• Comunicación: Existen algunos puertos destinados a la comunicación de la placa con algún otro dispositivo, estos son los pines RX y TX, mediante estos puertos es que se establece la comunicación como por ejemplo con un display LCD o con el computador para mostrar datos en ella.

• Complementos: Como dijimos mas arriba, los complementos o Shields son de gran ayuda para los programadores ya que nos reducen el tiempo de desarrollo y nos entregan un producto solido que podemos utilizar fácilmente.

RAZONES PARA UTILIZAR ARDUINO

Existen miles de razones validas para utilizar Arduino , aquí solo nombraremos algunas, las mas relevantes.

• Es Open Source: Esto quiere decir que se puede acceder a toda parte del circuito y del código de las librerías, puedes modificarlas y no necesitas ninguna licencia para utilizarlo.

• Facil de programar: Arduino cuenta con una infinidad de librerías que nos resuelven la vida, gran porcentaje del código mas complejo que necesitamos como por ejemplo para establecer una comunicación serie o inicializar un sensor de temperatura ya están resueltos en librerías, solo tenemos que usarlas. Otra gran ventaja es que no se necesita ninguna tarjeta de programación como sucede en la mayoría de las placas de desarrollo, Arduino cuenta con un software conocido como bootloader que viene cargado en el microprocesador que se auto programa a si mismo y nos evita la necesidad de contar con una tarjeta programadora para programar el micro.

• Documentación: Al ser de Hardware y Software libre hay infinidad de información disponible dando vueltas por la red.

• Amplia variedad de placas: Arduino no es una única placa, es toda una familia de placas, cada una de ellas cuenta con diferencias y similitudes, según el proyecto que tengamos que hacer utilizamos una u otra.

• Costo: Podemos conseguir nuestra placa Arduino por menos de 14 dolares, es un precio muy económico comparado con otras placas que intentan cumplir los mismos requisitos. Obviamente existen diferentes modelos y alternativas, el costo puede varias pero no demasiado.

• Diversas aplicaciones: Podemos construir una infinidad de aplicaciones a bajo costo y con poco tiempo de desarrollo, si tenemos imaginación podemos hacer casi cualquier cosa

• Proyectos profesionales: Si la tarjeta de Arduino cuenta con el microcontrolador en un zócalo desmontable como por ejemplo el Arduino uno. Podemos utilizar la placa solo para programarlo y dado el caso de tener que hacer algo mas profesional, podemos sacar el micro de la placa y utilizarlo sin el boar, claro que tendríamos que cablear todas las entradas/salidas y las fuentes de alimentación junto con la circuiteria externa de nuestro proyecto.

DESVENTAJAS DE UTILIZAR ARDUINO

Ya vimos que es y para que sirve Arduino , ¿pero cuales son sus desventajas?.  Si alguna ves intentaste hacer un desarrollo para la venta lo primero que consideras es gastar poco en los materiales para que no sea un objeto caro para los clientes, y es ahi donde esta el primer problema, el microcontrolador que utiliza Arduino es un atmega, que para la mayoría de las aplicaciones queda grande, por ejemplo si queremos hacer una alarma para la casa.. utilizar un microcontrolador como el que tiene Arduino significaría encarecer todo.. ya que en si el microcontrolador es caro comparado con otros mas acotados.

Si trabajaste en alguna empresa en el diseño con microcontroladores, lo mas probables es que tu jefe te diga. "quiero que hagas esto con este microprocesador por que lo consigo muy barato.." con lo cual en esas situaciones queda descartado el uso de Arduino .. definitivamente no es una opción.

CONCLUSION

Desde mi punto de vista Arduino es la mejor opción posible cuando lo que queremos desarrollar no esta destinado a la venta y no disponemos de mucho tiempo para desarrollarlo. En el caso de que lo que hagamos este pensado al consumo y comercialización sera mejor pensar en utilizar otros microcontroladores ya que tenemos que ponderar otros factores "costo, economía y demas" .

En el ámbito educativo ARduino es genial, permite entusiasmar a los estudiantes en el mundo de la programación y el diseño de hardware, aunque no explica en detalle el trasfondo de su arquitectura.

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Aprenderemos sobre ...

Cada semana se añaden nuevos vídeos y ejemplos

Bibliografia

https://es.wikipedia.org/wiki/Arduino

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