LECCIÓN 01

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🧠 La programación de Arduino es la programación de un microcontrolador. Esto era algo más de los ingenieros electrónicos, pero Arduino lo ha extendido a todo el público. Arduino ha socializado la tecnología.

💡 Programar Arduino consiste en traducir a líneas de código las tareas automatizadas que queremos hacer leyendo de los sensores y en función de las condiciones del entorno programar la interacción con el mundo exterior mediante unos actuadores.

Domótica con Arduino

🧠 Nuestra propuesta es utilizar la placa Arduino con módulos adaptados que permitan recrear una casa inteligente utilizando conocimientos de electrónica y programación.

💡 Luego puedes utilizar los conocimientos adquiridos y los materiales para hacer muchas cosas diferentes, por ejemplo:

• Con el sensor de humedad y el servo puedes hacer un sistema de riego automático
• Con el sensor de ultrasonidos y el buzzer puedes hacer un piano invisible
• Con el LDR y el módulo láser puedes hacer otro tipo de alarma con piezas de lego
• Con el sensor de ultrasonidos y el led RGB puedes hacer un semáforo activado por distancia
• Con el sensor de ultrasonidos, el servo y el diodo RGB puedes hacer un parqueo inteligente

Procesamiento de Señal

🧠 Se realiza mediante circuitos de procesamiento de señales generalmente conocidos como microcontroladores. Consisten en piezas electrónicas conectadas juntas para manipular, interpretar y transformar las señales de voltaje y corriente provenientes de los sensores (Entradas) y tomar las respectiva decisiones para generar acciones en las salidas.

Salidas de Datos: Actuadores

🧠 Las salidas o Outputs: Son actuadores u otros dispositivos (también transductores) que convierten las señales de corriente o voltaje en señales físicamente útiles como movimiento, luz, sonido, fuerza, rotación entre otros.

Entradas de Datos: Sensores

🧠 Las entradas o Inputs: Son sensores (o transductores) electrónicos o mecánicos que toman las señales (en forma de temperatura, presión, humedad, contacto, luz, movimiento, pH etc.) del mundo físico y las convierten en señales de corriente o voltaje.

Señal de Voltaje

Voltaje DC
🧠 En la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección, es continua la corriente mantiene siempre la misma polaridad.

Voltaje AC
🧠 Es la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda senoidal.

Corriente Eléctrica

🧠 Es el flujo de electrones a través de un conductor o semiconductor en un sentido. La unidad de medida de ésta es el amperio (A).

Resistencia

🧠 Es la propiedad física mediante la cual todos los materiales tienden a oponerse al flujo de la corriente. La unidad de este parámetro es el Ohmio (Ω).

Identificación de los Componentes Electrónicos

Simulación de circuitos Electrónicos

🧠 Para diseñar, estudiar y comprender el funcionamiento de los circuitos electrónicos, se utilizan programas de simulación. En nuestro caso hemos elegido Tinkercad. Se trata de un simulador online que permite diseñar circuitos de todo tipo sin necesidad de instalar ningún software en la computadora.

¿Cómo funciona?

Es de esperar que esta nueva opción que ofrece la plataforma Tinkercad sea fácil de usar e intuitiva. De hecho, con esta herramienta no solo podrás diseñar el circuito, también podrás realizar una simulación en tiempo real. Así obtienes la oportunidad de probar tu diseño electrónico antes de llevarlos a la realidad física.

¿Cómo utilizar TinkerCAD Circuits?

Paso 1: Haga clic en el apartado superior derecho “Nuevo” y luego pulse sobre la opción “Circuito”

Paso 2: Comience a ensamblar su nuevo circuito de forma fácil arrastrando los componentes sobre la pantalla central y soltándolos. Además de los componentes que aparecerán en primera mano, conseguirás más en la caja Buscar. Ten en cuenta que los componentes aparecerán según sus nombres en inglés

Paso 3: Realiza las conexiones entre los componentes pulsando entre los extremos que se quieran conectar. La conexión puede anularse haciendo clic sobre ella y pulsando la tecla suprimir del teclado.

Paso 4: Se deben ajustar los valores de cada uno de los componentes. Para ello sólo tendrás que hacer doble clic sobre ellos.

Paso 5: Finalizas con la emocionante tarea de probar el diseño de tu circuito usando el simulador de Tinkercad. Para ello, debes pulsar el botón “Iniciar Simulación” que encontrarás en la parte superior de la pantalla.

📋 Ejemplo N° 1: Mi primer circuito

➡️ Ingresamos a la Cuenta de Tinkercad de miMakerHouse Talleres Regulares y hacemos clic en «Unirse con apodo». Ahí colocamos nuestro nombre de usuario (primerNombre.primerApellido)

Simulación de Circuitos con TinkerCad

💻Descripción

💡 Observar el efecto de un resistor o resistencia que controla el paso de la corriente.

📋 Componentes:

• Batería de 9v
• 1 Pulsador
• 1 Resistencia de 100 Ohm, 10 kOhm (10000 Ohm)
• 1 LED
• Cables Jumper

💻 Diagrama

💻 Circuito

✅ Responde en tu Cuaderno

• ¿Qué sucede cuando cambio la resistencia de 100 Ohm por una de 10kOhm? ¿Porqué?
• ¿Qué sucede cuando quito la resistencia del circuito? ¿Porqué?
• ¿Qué sucede cuando reemplazo la resistencia por un cable? ¿Porqué?

⚔️Desafío 01: Demuestra lo aprendido

💰Recompensa: 30 Monedas de Oro – 15 Cristales de Experiencia

🧠 Utiliza la información del ejercicio «Mi primer circuito» para realizar la conexión y simulación de los siguientes diagramas electrónicos:

💻 Circuito Serie

💻 Circuito Paralelo

La Placa Arduino

🧠 Arduino es una plataforma de desarrollo basada en una placa electrónica de hardware libre que incorpora un microcontrolador re-programable y una serie de pines de conexión. Estos permiten establecer conexiones entre el microcontrolador y los diferentes sensores y actuadores de una manera muy sencilla (principalmente con cables jumper).

Señal Digital

🧠 También llamadas variables discretas. Se caracterizan por tener dos estados diferenciados y por lo tanto se pueden llamar binarias. Siendo estas variables más fáciles de tratar (en lógica serían los valores Verdadero (V) y Falso (F) o podrían ser 1 ó 0 respectivamente).

📋 Ejemplo N° 2: Mi primer programa en Arduino

➡️ Ingresamos a la Cuenta de Tinkercad de miMakerHouse Talleres Regulares y hacemos clic en «Unirse con apodo». Ahí colocamos nuestro nombre de usuario (primerNombre.primerApellido)

Simulación de Circuitos con TinkerCad

💻Descripción

💡 Realizar la conexión y programación de la placa Arduino para controlar el parpadeo de un diodo LED que está conectado al PIN 13 cada 1/2 segundo

💻 Diagrama

💻 Circuito

💻 Código

⚔️Desafío 02: Demuestra lo aprendido

💰Recompensa: 30 Monedas de Oro – 15 Cristales de Experiencia

🧠 Utiliza la información del ejercicio «Mi primer programa en Arduino» para realizar la conexión, programación y simulación del siguiente circuito. ¿Qué es lo que sucede?

💻 Diagrama

💻 Código

¡Estamos listos, a construir!

💰Recompensa: 10 Monedas de Oro – 5 Cristales de Experiencia

➡️ Ingresamos a la Cuenta de TinkerCad de miMakerHouse Talleres Regulares y hacemos clic en «Unirse con apodo». Ahí colocamos nuestro nombre de usuario (primerNombre.primerApellido)

Simulación de Circuitos con TinkerCad

➡️ RETO 01: Observar el funcionamiento de un potenciómetro como una resistencia variable (que cambia de valor).

📋 Componentes:

• Batería de 9v
• 1 Potenciómetro de 10k
• 1 Resistencia de 100 Ohm
• 1 LED
• Cables Jumper

💻 Diagrama

✅ Responde en tu Cuaderno

• ¿Qué sucede cuando giro el potenciómetro? ¿Porqué?
• ¿Qué sucede cuando quito la resistencia del circuito? ¿Porqué?
• ¿Qué sucede cuando reemplazo la resistencia por un cable? ¿Porqué?

➡️ RETO 02: Observar el funcionamiento de un sensor de luz o fotocelda cuando cambia la luminosidad del medio.

📋 Componentes:

• Batería de 9v
• 1 Fotocelda o sensor de luz
• 1 LED
• Cables Jumper

💻 Diagrama

✅ Responde en tu Cuaderno

• ¿Qué sucede cuando cambia la intensidad de luz en el LDR? ¿Porqué?

➡️ RETO 03: La empresa de automatización NRJ te contrata para hacer un montaje de un LED Intermitente en una placa Arduino UNO, con el único requisito de que el LED debe estar ubicado en el Pin 5, ellos muy amablemente te han facilitado el esquema, tu tarea es:
A) Realizar el montaje y la respectiva programación de 2 segundos prendido y 1 segundo apagado

➡️ RETO 04: Realizar la programación para tener unas luces policiacas, eso significa que mientras un LED rojo esté encendido el otro LED azul debe estar apagado y así sucesivamente. Utilizar el diagrama de conexión que se muestra a continuación:

➡️ RETO 05: La alcaldía de tu ciudad te pide que realices la programación de un semáforo que se instalará en tu calle, para ello debes tener en cuenta lo siguiente:

• Cuando el semáforo se ponga en verde tendrá que estar así por un tiempo de 5 segundos
• Cuando el semáforo se ponga en amarillo tendrá que estar así por un tiempo de 2 segundos
• Cuando el semáforo se ponga en rojo tendrá que estar así por un tiempo de 3 segundos

🆘 La secuencia de encendido y apagado de las luces del semáforo es como la que se muestra a continuación:

⚠️ Utilizar el siguiente diagrama de conexión:

¡Retos Adicionales!

💰Recompensa: 20 Monedas de Oro – 10 Cristales de Experiencia

✅ Solo para los más intrépidos y osados:

➡️ RETO A1: Aprender acerca del circuito integrado 555 para montar un dispositivo que es capaz de encender y apagar un LED de forma intermitente.

📋 Componentes:

• Batería de 9v
• 1 Capacitor de 100 uF
• 1 Resistencia de 220 Ohm
• 1 de 6.8 kOhm
• 1 de 15 kOhm
• 1 LED
• Cables Jumper

💻 Diagrama

✅ Responde en tu Cuaderno

• ¿Qué sucede cuando cambias el capacitor C1 de 100uF por otro capacitor de 10uF?

➡️ RETO A2: Recuerda lo explicado en clases y utiliza la lógica para que el LED que está conectado a la placa Arduino pueda parpadear solo tres veces.

➡️ RETO A3: Una empresa de vehículos te contrata para recrear un juego de luces parecidas a la del auto fantástico donde un LED debe permanecer encendido creando un efecto de movimiento de izquierda a derecha y derecha a izquierda. Debes realizar la conexión y programación para que tu proyecto se muestre mas o menos como la siguiente imagen:

⚠️ Sólo debes UTILIZAR 4 LEDs y tú decides en que pines del Arduino conectarlos (el tiempo de espera puede ser de 250 milisegundos)

Recuerda

🧠 Se podría decir que la electricidad es solo el movimiento de electrones y que la electrónica es el estudio con el cual se controla este movimiento, con el fin de crear nuevos aparatos electrónicos.