Arduino GUIA No 1

Profesor: Ing. Carlos Pocasangre Diseada por: Br. Manfred Gonzales

PEL115, FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA. UES

1 Guia 1 Introduccin a Arduino UNO y proteus

INTRODUCCIN.

Arduino es una plataforma de electrnica abierta para la creacin de prototipos basada en

software y hardware flexibles y fciles de usar. Se cre para artistas, diseadores,

aficionados y cualquiera interesado en crear entornos u objetos interactivos.

El microcontrolador en la placa Arduino se programa mediante el lenguaje de

programacin Arduino (basado en Wiring) y el entorno de desarrollo Arduino (basado

en Processing). Los programas hechos con Arduino se dividen en tres partes principales:

estructura, valores (variables y constantes), y funciones. El Lenguaje de programacin

Arduino se basa en C/C++.

DESCRIPCIN.




Alimentacin: La tarjeta UNO la podemos conectar directo al puerto USB de nuestra computadora y de esta misma puede obtener la tensin y la corriente necesaria para bajas cargas. Tambin opera con voltajes externos regulados y se puede alimentar a travs de terminales VIN y GND. Los pines de alimentacin son:

VIN: Pin por el cual se puede introducir una fuente regulada de 5 volts. 5V: Alimentacin regulada al momento de conectar una pila de mayor voltaje al

conector tipo plug. 3V3: Voltajes generados por la placa a travs de los pines indicados de 3 volts. GND: Pines de tierra.

Memoria: El microcontrolador Atmega328 tiene 32 KB de memoria flash y 0.5 de estos 32 son utilizados para el pre-quemador. Tambin cuenta con 2 KB de SRAM (Memoria Esttica de Acceso Aleatorio) y uno de EEPROM. Entradas y Salidas Digitales:

Los 14 pines con los que cuenta el Arduino UNO pueden ser configurados como entradas o como salidas. Con las configuraciones de entrada y salida se puede:

Indicar al programa el modo entrada o salida del terminal. Escribir un bit en el terminal seleccionado. Leer un valor digital desde el terminal seleccionado.

Las entradas/salidas digitales operan con 5 volts. Cada uno puede suministrar hasta 20 mA de corriente. Algunas entradas/salidas tienen funciones especiales de comunicacin serial como la entrada/salida cero (RX) y la entrada/salida 1 (TX). PWM (Modulacin por ancho de pulsos): Los pines digitales que se utilizan como PWM son el 3, 5, 6, 9, 10, 11, estos pines proveen seales cuadradas de 8-bits controlado por la funcin analogWrite().

USB proteccin contra sobrecorriente.




El Uno Arduino tiene un polifusible reajustable que protege a los puertos USB de nuestro ordenador de cortos y de sobrecorriente. Aunque la mayora de las computadoras ofrecen su proteccin interna, el fusible proporciona una capa adicional de proteccin. Si hay ms de 500 mA se aplica al puerto USB, el fusible automticamente se corta la conexin hasta que el cortocircuito o una sobrecarga se han eliminado.

CONFIGURACION DE SOFTWARE ARDUINO.

El entorno de cdigo abierto Arduino hace fcil escribir cdigo y cargarlo a la placa E/S.

Funciona en Windows, Mac OS X y Linux. Este se puede descargar de la siguiente pgina:

http://arduino.cc/es/Main/Software

Una vez descargado lo extraemos en C:\ y con esto ya tendremos nuestro arduino

software. Para que Windows reconozca el arduino UNO debemos instalar los drivers que

se encuentran en la misma carpeta.

Nota: Para la versin de Linux esto no es necesario, y solamente necesitamos ejecutar

nuestro arduino software con atributos de super usuario para poder tener permisos y

utilizar los puertos de lo contrario no se realizara la comunicacin. A continuacin se

presente una breve descripcin del arduino software:




Cuando compilamos y cargamos nuestro programa ha Arduino se genera una archivo .HEX

que se utiliza para grabar el microcontrolador. Por defecto arduino software no nos

muestra este archivo y este lo necesitaremos para realizar nuestras simulaciones en

proteus por lo tanto debemos realizar unas configuraciones.

Nos dirigimos a Archivo > Preferencias y veremos la siguiente ventana:

Verificar

cdigo

Carga el programa

nuestro arduino

Nuevo

fichero

Abrir y

guardar

Puerto COM al

que est

conectado

Arduino

Directorio de archivo:

preferences.txt




Abrimos el archivo preferences.txt con un editor de texto he insertamos la siguiente lnea:

build.path=C:\Users\manfred\Documents\Arduino\HEX

Cerramos y volvemos a cargar arduino software para que se apliquen los cambios.

ESTRUCTURA BASICA DE UN PROGRAMA EN ARDUINO.

Ya que la sintaxis del lenguaje de programacin de Arduino est basada en c/c++ una estructura bsica de programacin podra ser como la mostrada a continuacin:

Todo programa que se realice en arduino debe contener el bloque de cdigo en el

recuadro rojo.

Donde este es el directorio donde queremos que

guarde de manera temporal los archivos .HEX




Definiciones de algunas funciones bsicas:

setup(): Esta funcin se llama cuando el programa empieza en el Arduino, solo se llama

una sola vez y cada vez que se resetea el arduino vuelve a entrar. Aqu mismo se

configurar los bits, puertos o todos los perifricos, tambin se pueden declaran variables

pero solo se pueden utilizar dentro de esta misma estructura.

loop(): Esta funcin, es el ciclo infinito, siempre se va ciclar el programa. Aqu el arduino

hace uso de los perifricos, si se declaran variables en esta estructura solo podrn ser

utilizadas dentro de esta misma.

pinMode(): Configura el pin especificado para comportarse como una entrada o una

salida.

Sintaxis: pinMode(pin, modo)

Parmetros: pin: el nmero del pin que se desea configurar.

modo: INPUT (Entrada) u OUTPUT (Salida)

digitalRead(): Lee el valor de un pin digital especificado, HIGH o LOW.

Sintaxis digitalRead(pin)

Parmetros pin: el nmero de pin digital que quieres leer (int)

Devuelve HIGH o LOW

digitalWrite(): Escribe un valor HIGH o LOW hacia un pin digital.

Si el pin ha sido configurado como OUTPUT con pinMode(), su voltaje ser establecido al

correspondiente valor: 5V (o 3.3V en tarjetas de 3.3V) para HIGH, 0V (tierra) para LOW.

Sintaxis: digitalWrite(pin, valor)

Parmetros: pin: el nmero de pin valor: HIGH o LOW




INSTALAR LIBRERIAS PLACA ARDUINO PARA PROTEUS.

Descargar el archivo Libreria_arduino_proteus.rar:

Copiar y pegar los archivos: ARDUINO.IDX and ARDUINO.LIB en:

C:\Program Files (x86)\Labcenter Electronics\Proteus 7 Professional\LIBRARY

Ahora abrimos PROTEUS, para esto hacemos click en el icono ISIS.

Al abrir Proteus (ISIS) veremos una ventana como la que se muestra. En ella se puede

apreciar una descripcin del entorno de trabajo.




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1. BARRA DE COORDENADAS: en esta barra podemos ver las coordenadas donde se

encuentra el cursor en todo momento, mientras lo desplazamos por la ventana de

edicin.

2. BARRA DE ESTADO: aqu aparece informacin til de lo que tengamos seleccionado

o del elemento sobre el cual se encuentre el cursor del mouse en ese momento.

3. VENTANA DE EDICIN: es la ventana donde dibujaremos los circuitos electrnicos

colocando los componentes, interconectndolos, y agregando tambin otros

instrumentos y herramientas.

4. SELECTOR DE OBJETOS: en esta ventana aparecern los componentes y otros

elementos disponibles, dependiendo del modo seleccionado, y desde all

podremos elegirlos para colocarlos en el diseo.

5. VENTANA DE VISTA PREVIA: esta pequea ventana nos ofrece una vista previa del

circuito o de los elementos que vayamos a colocar en el diseo; ms adelante

veremos detalles sobre su uso.

6. MODO: esta barra de herramientas es la ms importante porque nos permite

elegir el modo en el que vamos a trabajar mientras dibujamos un circuito en la

ventana de edicin. Nos permitir elegir y colocar componentes y otros

elementos, como instrumentos de medicin, grficos de simulacin, etctera.

7. OPCIONES DE ARCHIVO: esta barra es muy similar a la de otros programas de

Windows, y se utiliza para realizar operaciones bsicas con los archivos, como

crear uno nuevo, abrir uno existente, guardar el archivo en el que estamos

trabajando, etctera.

8. VISUALIZACIN: en esta barra encontramos algunos botones para controlar la

forma en que vemos el circuito en la ventana de edicin.

9. EDICIN: aqu tenemos varias opciones de edicin de los diferentes elementos.

10. HERRAMIENTAS DE DISEO: esta barra muestra diversas opciones de diseo para

trabajar en varias hojas, generar reportes, etctera.

11. SIMULACIN: aqu podemos encontrar los controles de simulacin.




EJEMPLO 1: El hola mundo en Arduino.

Abrimos Arduino Software y digitamos el siguiente cdigo:

/* Enciende un LED por un segundo, luego lo apaga por un segundo De forma repetitiva. */ int led = 13; // La funcin setup corre una vez cuando apretamos el botn reset. void setup() { //inicializamos el pin digital 13 como salida (output) pinMode(led, OUTPUT); } //funcin loop se ejecuta una y otra vez (hasta apagar el arduino) void loop() { //colocamos un 1 en el pin 13 (HIGH es el nivel de voltaje) digitalWrite(led, HIGH); //coloco un retardo de 1 segundo (1000 mili Segundos) delay(1000); //colocamos un 0 en el pin 13 (LOW es el nivel de voltaje) digitalWrite(led, LOW); //colocamos otro retardo de 1 segundo (1000 mili Segundos) delay(1000); }

Digitar el cdigo hacemos click en verificar para que arduino software nos genere el

archivo .hex y lo podremos encontrar en la carpeta que configuramos al inicio de la guia.




Luego abrimos Proteus y en la ventana principal hacemos click en Pick from libraries.

Se abrir la siguiente ventana que es donde escogeremos todos los elementos para armar

nuestro circuito de prueba.




Primero buscaremos la placa de arduino, para lo cual escribiremos la palabra arduino en la

barra de bsqueda. Y as sucesivamente los elementos que usaremos para armar nuestros

circuitos de prueba. Cabe mencionar que para buscar los componentes debemos

introducir el nombre en ingls o el nmero en caso es un circuito integrado. Por ejemplo si

buscamos una resistencia; escribiramos resistor.

Al escribir la palabra arduino obtendremos algo como esto:

Barra de bsqueda

Lista de componentes por

categora




Y hacemos doble click sobre el elemento para colocarlo en la lista de componentes que

usaremos.

Hacemos lo mismo para buscar la resistencia y el diodo led.

Ahora armaremos el circuito mostrado a continuacin:




Luego hacemos doble click sobre la placa arduino para cargar el archivo .HEX que se

genera con el arduino software. En la seccin program file hacemos click en el icono del

folder y buscamos el fichero con la terminacin .hex y hacemos click en ok.

Y hacemos click sobre el botn de play para iniciar la simulacin:




EJEMPLO 2.

Abrimos Arduino Software y digitamos el siguiente cdigo:

/* Enciende un LED cuando se acciona un pulsador */ int led = 13; int entrada = 4; // La funcin setup corre una vez cuando apretamos el botn reset. void setup() { //inicializamos el pin digital 13 como salida (output) pinMode(led, OUTPUT); //inicializamos el pin digital 4 como entrada (input) pinMode(entrada, INPUT); } //funcin loop se ejecuta una y otra vez (hasta apagar el arduino) void loop() { if(digitalRead(entrada) == HIGH){ digitalWrite(led, HIGH); } else{ digitalWrite(led, LOW); } }

De forma similar al ejemplo 1. Armamos el siguiente circuito en proteus y le cargamos el

archivo .hex correspondiente. Cuando ejecutemos la simulacin el led que est en el pin

13 encender cuando se presione el pulsador que se encuentra en el pin 4.




ASIGNACIN:

Utilizando el circuito del ejemplo 2; realice un programa que cuando se presione el

pulsador del pin 4. Me genere 10 pulsos en el pin 13 (1.5 segundos en estado HIGH y 1

segundo en LOW).

INTRODUCCIN.DESCRIPCIN.CONFIGURACION DE SOFTWARE ARDUINO.ESTRUCTURA BASICA DE UN PROGRAMA EN ARDUINO.Ya que la sintaxis del lenguaje de programacin de Arduino est basada en c/c++ una estructura bsica de programacin podra ser como la mostrada a continuacin:Todo programa que se realice en arduino debe contener el bloque de cdigo en el recuadro rojo.

INSTALAR LIBRERIAS PLACA ARDUINO PARA PROTEUS.EJEMPLO 1: El hola mundo en Arduino.EJEMPLO 2.ASIGNACIN:

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