Laboratorio de Electrónica de Potencia y Calidad de la EnergíaUniversidad de Castilla-La Mancha
Uso de la plataforma hardware/software Arduino para
aplicaciones didácticas en el ámbito de la energía y la
eficiencia energética
Xavier del Toro García1, María José Santofimia Romero2, David Villa Alises2
1Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica, Automática y Comunicaciones
Instituto de Investigaciones Energéticas y Aplicaciones Industriales
2Departamento de Tecnologías y Sistemas de Información,
Escuela Superior de Informática
Universidad de Castilla La-Mancha, Campus de Ciudad Real
Email: [email protected]
Laboratorio de Electrónica de Potencia y Calidad de la EnergíaUniversidad de Castilla-La Mancha
Índice
• Antecedentes.
• ¿Qué es Arduino?
• Interacción con el entorno: entradas y salidas.
• Programación.
• Aplicación en proyectos de energía y medioambiente.
• Arduino en la docencia de la UCLM.
• Conclusiones.
• Trabajos futuros.
Laboratorio de Electrónica de Potencia y Calidad de la EnergíaUniversidad de Castilla-La Mancha
Antecedentes
• Proyecto Fin de Carrera (1998): Estación meteorológica de bolsillo.
• Sistema basado en microcontrolador: PIC17C765 de Microchip.
• Integraba 5 placas de circuito impreso diseñadas y fabricada “artesanalmente” y
una pantalla de matriz de puntos.
• Programa en ensamblador de 8KiB (¡8000 líneas!).
• No se disponia del emulador para depurar el programa.
• Trabajo a tiempo completo 2 personas x 1 año.
Laboratorio de Electrónica de Potencia y Calidad de la EnergíaUniversidad de Castilla-La Mancha
“Arduino is an open-source
electronics prototyping platform
based on flexible, easy-to-use
hardware and software. It’s intended
for artists, designers, hobbyists an
anyone interested in creating
interactive objects and
environments.” (www.arduino.cc)
¿Qué es Arduino?
Laboratorio de Electrónica de Potencia y Calidad de la EnergíaUniversidad de Castilla-La Mancha
• Plataforma hardware/software de diseño abierto.
• Permite desarrollar y construir proyectos de
electrónica de forma rápida y fácil.
• No requiere conocimientos avanzados de
electrónica ni de programación.
• Gran cantidad de tutoriales, videos, ejemplos,
complementos (shields), kits y usuarios que
comparten información.
Modelo básico: Arduino Uno
Basado en el microcontrolador de 8 bits
ATmega328 de Atmega.
Coste: 20€+IVA (arduino.cc).
Software gratuito disponible en web.
Alimentación y comunicación via USB.
¿Qué es Arduino?
Laboratorio de Electrónica de Potencia y Calidad de la EnergíaUniversidad de Castilla-La Mancha
Interacción con el entorno: Entradas y Salidas
Salidas de
Alimentación
6 Entradas
Analógicas
14 pines de
Entrada/Salida
Digitales
(5 tipo PWM)
Laboratorio de Electrónica de Potencia y Calidad de la EnergíaUniversidad de Castilla-La Mancha
Interacción con el entorno: entradas y salidas
Entradas Salidas
Termistor LDR
Potenciómetro Pulsador
Motor DC LED
Relé Zumbador
Laboratorio de Electrónica de Potencia y Calidad de la EnergíaUniversidad de Castilla-La Mancha
Programación
• Programación basada en Wiring (open-source
programming framework for microcontrollers).
• Estructura básica del programa:
// Rutina setup, se ejecuta al pulsar reset:
void setup() {
}
// Rutina loop que se ejecuta de forma cíclica:
void loop() {
}
Laboratorio de Electrónica de Potencia y Calidad de la EnergíaUniversidad de Castilla-La Mancha
Programación: ejemplo
int POT = A0;
int LED = 3;
int VALOR = 0;
void setup() {
pinMode(LED, OUTPUT);
}
void loop() {
VALOR = analogRead(POT);
analogWrite(LED, VALOR/4);
}
Laboratorio de Electrónica de Potencia y Calidad de la EnergíaUniversidad de Castilla-La Mancha
Aplicación en proyectos de energía y medioambiente
Posibles temáticas:
• Eficiéncia energética:
Control de temperatura.
Control de iluminación LED.
Monitorización de consumos.
Edificios y hogares inteligentes.
• Eficiencia en el consumo de agua:
Control de riego mediante sensores de humedad.
• Energías renovables:
Fotovoltaica: monitorización y control.
Laboratorio de Electrónica de Potencia y Calidad de la EnergíaUniversidad de Castilla-La Mancha
Arduino en la docencia de la UCLM
Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Ciudad Real
Prácticas: Electrónica Digital 2 (Grado de Electrónica Industrial y Automática).
Proyecto de robótica educativa: http://www.automaticayrobotica.es/
Escuela Politécnica de Cuenca
Taller Iniciación Arduino.
Laboratorio de Electrónica de Potencia y Calidad de la EnergíaUniversidad de Castilla-La Mancha
Arduino en la docencia de la UCLM
Escuela Superior de Informática de Ciudad Real.
Proyecto de innovación docente: Uso de la plataforma Arduino en una práctica
transversal que abarque distintas asignaturas en distintos cursos.
Temáticas: robótica, edificios inteligentes, gestión de la energía, eficiencia
energética, Internet of Things (IoT).
Metodología: aprendizaje basado en proyectos. El alumno debe completar un
proyecto incremental a lo largo de los 4 años de duración del grado.
Asignaturas:
• Tecnología de Computadores.
• Estructura de Computadores.
• Redes.
• Diseño de sistemas basados en microprocesador.
Laboratorio de Electrónica de Potencia y Calidad de la EnergíaUniversidad de Castilla-La Mancha
Conclusiones
• Arduino es una herramienta potente, versátil y de fácil aprendizaje.
• No requiere unos conocimientos previos avanzados.
• Permite desarrollar proyectos en muchos ámbitos, como el de la energía
y el medio ambiente.
• Ámbito de aplicación: secundaria y estudios universitarios.
• Adquisición y aplicación práctica de conocimientos básicos en:
Teoría de circuitos.
Electrónica.
Programación.
Top Related