Seminario Arduino UAH

8/7/2019 Seminario Arduino UAH

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Proyecto Arduino

Nace en 2005David Cuartielles y Massimo Banzi

Problemas existentesLimitacin tecnolgica

El usuario no es expertoLas plataformas existentes son muycomplejas, especializadas o cerradas.

Limitacin econmicaEl usuario final cambia: particulares,

equipos docentes, entidades sin nimos delucro, ...

SolucinCrear nuestra propia plataforma. FilosofaOpenSource. Compartir conocimiento.

INTRODUCCIN


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Desarrollando la idea - Placa Arduino

"Arduino es una plataforma de electrnicaabierta para la creacin de prototipos basadaen software y hardware flexibles y fciles deusar. Se cre para artistas, diseadores,aficionados y cualquiera interesado en crearentornos u objetos interactivos."

Elementos bsicos

EntradasSalidasEntrada de programacin

INTRODUCCIN


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Evolucin de placas

Placa OriginalImpresin por una cara14 salidas digitales6 salidas analgicasPines de alimentacin de 5V y 9V

Puerto ICSP (in circuit serial programming)Puerto serie DB9

Placa SeverinoImpresin por una cara

14 salidas digitales6 salidas analgicasPines de alimentacin de 5V y 9VPuerto ICSPPuerto serie DB9Puerto serie rx-tx-gnd

PLACAS ARDUINO


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Evolucin de placas

Arduino SerialImpresin por dos caras14 salidas digitales6 salidas analgicas

Pines de alimentacin de 5V y 9V

Puerto ICSPPuerto serie DB9Puerto serie rx-tx-gnd

Arduino serie USBVersiones: Arduino USB, Arduino

USB 2.0, Extreme, Extreme v2,NG, NG Rev.Incorporan pines hembra.

PLACAS ARDUINO

Masa de rejilla.USB FTDI R232RC

Atmega128


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Evolucin de placas

Arduino Diecimila y DuemilanoveReset desde PCRegulador de baja cadaFusible reseteablePines de alimentacin de 5V y 3.3V

Mayor compatibilidad con sensores

Arduino MegaAtmega1280 - 16MHz

44 entradas/salidas digitales14 de ellas PWM16 entradas digitales4 UARTSPuerto ICSPComunicacin SPI (serial peripheral interface)

PLACAS ARDUINO


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Evolucin de placas

Arduino FioOrientado a aplicaciones inalmbricasAtmega328P - 8MHz14 Entradas/Salidas digitales

6 de ellas PWM

Pines de alimentacin de 3.3VConector para bateras ionConector para mdulos xbee

Arduino LilyPad

Diseado para prendas textilesARmega168V / ATmega328V - 8MHz14 Entradas/Salidas digitales

6 de ellas PWM

PLACAS ARDUINO


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Evolucin de placas

Arduino BT (bluetooth)Incorpora mdulo bluetoothAtmega16814 Entradas/Salidas digitales

6 de ellas PWM

Pines de alimentacin de 3.3V y 5VConvertidor DC-DC (1.2V - 5.5V)Pin 7 conectado con reset bluetoothBaudrate a 115200 bpsSin proteccin de carga o polarizacin

Arduino NanoIdnticas caractersticas que DuemilanoveMicro Atmega168 Atmega328Alimentacin a travs de Mini-USB

PLACAS ARDUINO


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Evolucin de placas

Arduino MiniBasado en Atmega16814 Entradas/Salidas digitales

6 de ellas PWM8 Entradas analgicas

Sin proteccin de carga o polarizacinProgramable con el adaptador MiniUSB

Arduino Mini USB

Equivalente a Arduino MiniSe aade conectividad a travs de USB

PLACAS ARDUINO


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Arduino no est slo

MicrocontroladoresMicrochips PICBasic StampBX-24 de NetmediaPhidgets

...

Otros proyectos similares

Programma 2003Wiring - semilla ArduinoInstantsoupProcessing

PLACAS ARDUINO

$99 $30PIC

Basic Stamp

BX-24


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Conociendo Arduino (Duemilanove)

Elementos en la placa

ARDUINO

USB

I/O digitales

Masa

PWM

Serie

AREF

Voltaje de referenciapara entrada analgica

Valores high/low.PWM para escritura

analgica

Comunicacin serietx/rx

Comunicacin con el

PC


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Conociendo Arduino (Duemilanove)

Elementos en la placa

ARDUINO

Vin

Reset

Alimentacin externa

In analgicas

3V3,5V

Batera, pared

Fuentes de alimentacinde 3.3V y 5V estabilizados

Conecta conAlimentacin externa

Extensin de botnreset

Lecturas analgicas 0-1023 niveles


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Referencia del lenguaje

Estructura

ARDUINO

setup( )Al inicio de un sketch

Inicia variables, estado de pinsinicio de libreras, ...

loop()Funcin principal del sketch.Ejecucin indefinida

Estructuras de controlifif...elseforwhile

do...while

switch casebreakcontinuereturn

Basado en C/C++Vincula la librera AVR Libc


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Ms sintxis

ARDUINO

Operadores aritmticos

; (punto y coma){} (llaves)// (comentarios de una sola lnea)

/* */ (comentarios multilnea)#define (definicin de precompilador)#include(inclusin de cdigo externo)

= (operador de asignacin)

+ (suma)- (resta)* (multiplicacin)/ (divisin)% (mdulo)


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Operadores de comparacin

ARDUINO

Operadores booleanos== (igual que)!= (distinto que)< (menor que)> (mayor que)

= (mayor o igual que)

&& ('y' lgico)|| ('o' lgico)! (negacin lgica)

Operadores de accesoa punteros

* operador de indireccin& acceso a memoria

Operadores a nivel de bits& ('y' a nivel de bits)

| ('o' a nivel de bits)^ (xor a nivel de bits)~ (not a nivel de bits)> (desplazamiento de bits a la derecha)


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Operadores compuestos

ARDUINO

++ (incremento)-- (decremento)+= (suma compuesta)

-= (resta compuesta)*= (multiplicacin compuesta)/= (divisin compuesta)&= ('y' a nivel de bits compuesto)|= ('o' a nivel de bits compuesto)

ConstantesHIGH | LOWINPUT | OUTPUTtrue | falseconstantes enterosconstantes en coma flotante


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Tipos de datos

ARDUINO

voidbooleanchar

unsigned charbyteintunsigned int

Conversin

wordlongunsigned long

floatdoublestringarray

char()byte()int()word()long()

float()


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mbito de variables y cualificadores

ARDUINO

variables localesvariables globalesstaticvolatileconst

FuncionesE/S digital

pinMode()

digitalWrite()digitalRead()E/S analgica

analogReference()analogRead()analogWrite()

E/S avanzadatone()notone()shiftOut()pulseIn()


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Funciones

ARDUINO

Tiempomillis()micros()delay()

Clculomin()max()abs()constrain()

map()pow()sqrt()

Trigonometrasin(),cos(),tan()

Nmeros aleatoriosrandomSeed()random()

Bits y ByteslowByte()highByte()bitRead()bitWrite()bitSet()

bitClear()bit()


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Funciones

ARDUINO

Interrupciones externasattachInterrupt()dettachInterrupt()

Interrupcionesinterrupts()noInterrupts()

Comunicacin / Serialbegin()end()available()read()flush()print()println()write()


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Conociendo Arduino

Framework

ARDUINO

Edicin de sketch

Control de sketch

Consola de salida y errores


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Conociendo Arduino

Framework - Configuracin previa

ARDUINO

Seleccin del tipo de placa

Arduino UnoArduino DuemilanoveArduino Diecimila...

Seleccin del puerto serie

correcto

"Quemar" el cargador de inicio (bootloader)? No suele ser necesario


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Conociendo Arduino

Hola Mundo

ARDUINO

Declaracin de variables:int pin_led = 13; //asociamos pin a variable

Definicin de configuracin:void setup(){pinMode(pin_led,OUTPUT);

} //configuramos dicho pin en modo salida

Bucle principal del programa:void loop(){ //alternamos estados en salida con retardo

digitalWrite(pin_led,LOW);

delay(1000);

digitalWrite(pin_led,HIGH);

delay(1000);

}


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Conociendo Arduino

Comunicacin Serie

ARDUINO

Declaracin de variables: char*mensaje = "Hola mundo";

int tecla_byte;

Definicin de configuracin: void setup(){

Serial.begin(9600);}

Bucle principal del programa: void loop(){

Serial.println(mensaje); while(!Serial.available()){}

if(Serial.available()){ tecla_byte = Serial.read(); Serial.println(tecla_byte,DEC); }

}


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PROCESSING Y LA INTERACTIVIDAD

ARDUINO - EL ARTE DIGITAL

Lenguaje de programacinEntorno de desarrolloOrientado a la enseanza, diseodigital y proyectos multimedia


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INTERACTIVIDAD

ARDUINO - EL ARTE DIGITAL

Exposiciones, ferias de arteEducacin, publicidad

rhifid speakers

kasabian futbol hero

game of life

virtual gravity


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PROCESSING Y LA INTERACTIVIDAD

ARDUINO - MERCADO ASOCIADO

Placas de prototipadoArte en ventaSoluciones a medida, servicios

ardupilot

photoduino

quadcopter

arducopter

winemairpiano

ARDUINO HOGAR DIGITAL AUTONOMA PERSONAL SENSORES


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HOGAR DIGITAL - AUTONOMA PERSONAL

ARDUINO - HOGAR DIGITAL - AUTONOMA PERSONAL - SENSORES

DOMTICA: domus (casa) + tica (automtica)Autonoma Personal:

Tomar decisiones propias que afectan a su vida personal.Poder vivir en el lugar que uno quiera.



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HOGAR DIGITAL - AUTONOMA PERSONAL


Ejemplo de dispositivos de sistemas de domtica

Posibles aplicacionesrelacionadas con la autonomapersonal

Discapacidades:

Movilidad - sillainteligenteMobiliario inteligente...

Enfermedades:GeolocalizacinAplicaciones de alerta

Atencin remota...Otras

Control de nios...



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Sensores


Sensor de humedadControl de toldos, ventanas, persianas...Riego de plantasAlerta de inundacin

Domtica Autonomapersonal

DigitalConsumo 30 W

0-100% HRTemperatura

AnalgicoSalida Lineal AREF 5VConsumo 200 W

0-100% HRTemperatura

Sensor de luminosidadControl de luces, ventanas, persianas...Alerta de seguridadAlerta de

Analgico1kOhm - 10kOhm0-100% HRTemperatura

Comportamientosimilar a transistor



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Sensores


Sensor de presin atmosfricaControl de toldos, Ventanas, Persianas...Riego de plantas, Aviso meteorolgico...


DigitalConexin I2CBajo consumo

30KPa - 110KPaTemperatura

DigitalConexin SPIBajo consumo

30KPa - 120KPaTemperatura

Sensor de presenciaControl de luces, Control de energa,calefaccin...Alerta de seguridadAccionamientos mecnicos

Comportamientosimilar a transistor

Comunicacin Serie 9600bpsSalida analgica 10mV/pulgada0-255 niveles (6,45 metros)



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Sensores


Sensor de temperaturaControl de calefaccin, ventanas, persianas,...Alertas de seguridad, Aplicaciones grficasAccionamiento de sistemas contra hieloSeguimiento temperatura pacientes


ResistenciaAnalgico10kOhm

AnalgicoSalida Lineal 10mV/K2.98V = 298K = 25C

DigitalResolucin 12 bits (0.065C)-25C / 80CConexin I2C

Atmega + sensor

Atmega 328PSensor temp. infrarrojoSolucin pequeo tamao



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Sensores


Sensor biomtricoControl de acceso e identificacinAlerta y control de intoxicacin (calderas)


AnalgicoDetector Monxido de

carbono20-2000ppm

DigitalComunicacin serie9600bps

Devuelve una nica id

Analgico

Detector partculas de humo0.5V/0.1mg/m3



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Sensores


Acelermetros, giroscopios, brjulas, GPSAnticipacin y control del sistema domticoControl automtico de dispositivos mvilesLocalizacin de personas, Captura de movimientos


Acelermetro

AnalgicoDos ejesSalida lineal

AcelermetroAnalgico

Tres ejes+/- 3G eje vertical(z)Salida lineal

GiroscopioAnalgicoDos ejes

Salida linealVelocidad angular500/s

GPS

Comunicacin serieNMEA / SIRF20 canales5m de precisin

BrjulaComunicacin I2CResolucin 0.2



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Comunicacin


Solucin inmediata - Comunicacin Puerto SerieIdeal para comunicacin con perifricos (junto con I2C ySPI)Tasas de transferencia hasta 120kbpsInconveniente: conexin cableada


Comunicacin puerto serieRatio de tx: 2MbpsAlcance < 10m

Comunicacin Serie / SPIHasta 4Mbps TCP/IP wpa28Mb memoria

Soporte TCP, UDP, FTP, ...

BluetoothTransferencia de datos entre dispositivosMltiples aplicaciones

Wifi 802.11b/gControl remoto de sistemas domticosAtencin remota, vigilancia, seguimiento mdico



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Comunicacin



Comunicacin puerto serie

Potencia: 1mW256kbps maxAlcance: 100m

Xbee / Zigbee

Creacin de redes sensoriales mvilesHogar digital vs Comunidad digitalInformacin en tiempo real "sobre la marcha"

Comunicacin puerto serie

Potencia: 50mW256kbps maxAlcance: 1600m

Comunicacin puerto seriePotencia: 1W

256kbps maxAlcance: 64km



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Ms demos


+ INFORMACIN


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Pginas de inters

+ INFORMACIN

http://arduino.cc/eshttp://processing.orghttp://wiring.org.co/http://www.creativeapplications.nethttp://www.instructables.com/

Contacto

[email protected]


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Gracias por vuestraatencin

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