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• Diego Armando Colque Bautista

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LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DIGITAL I

II-2019

LABORATORIO N º 6 APLICACIÓN DE LA PLACA ARDUINO EN CIRCUITOS COMBINACIONALES 1. Objetivo: Esta práctica tiene como objetivo conocer las características de la placa Arduino y su aplicación en el diseño de circuitos combinacionales. 2. Marco teórico: Arduino es una plataforma de electrónica abierta (open hardware) para la creación de prototipos basada en hardware y software libre. Fue creada para cualquier persona interesada en desarrollar proyectos que tengan que ver con electrónica y software. Arduino puede tomar información y datos del entorno a través de sus pines de entrada por medio de toda la gama de sensores que existen disponibles. En función de las señales de entrada puede controlar luces, motores y otros actuadores. Arduino tiene como pieza fundamental un microcontrolador ATMEGA que se programa mediante un lenguaje de programación basado en C/C++ y un entorno de desarrollo (IDE) que responde a las especificaciones de open software [1]. Las placas de Arduino pueden ser armadas por el usuario ya que se cuentan con todos los planos para este propósito en la página web: www.arduino.cc. También es posible descargar el software de desarrollo de Arduino desde la misma página web. Es posible además encontrar en internet una gran comunidad de desarrolladores de aplicaciones y productos con Arduino llamada comunidad Arduino que forma parte de la comunidad Maker que es un movimiento de personas interesadas en desarrollar hardware y software libre con aplicación en diferentes áreas de interés.

Figura 1: Placa Arduino dibujada en Fritzing. Fuente Intro Arduino Book, Smith 2011

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La placa Arduino tiene como elemento principal a un microcontrolador que es un circuito integrado capaz de ejecutar las instrucciones de un programa grabado en su memoria de programa. En el modelo de Arduino Uno se tiene montado el microcontrolador ATMEGA 328 de la empresa Atmel. Tiene 14 pines de entrada o salida. El chip puede funcionar con una alimentación de 5 Voltios y cada pin puede suministrar 40 mA. También dispone de 6 entrada analógicas a las cuales se pueden introducir señales de voltaje variables en el rango de 0 a 5 V. La placa Arduino puede alimentarse directamente a través del cable USB que se conecta a la computadora. Pero también a través de una fuente externa que puede ser un adaptador de voltaje o una batería. La precaución del uso de fuente externa es la de utilizar un voltaje mayor a 7 V y menor a 12 V para no dañar la placa. EL IDE DE ARDUINO: El IDE de Arduino proporciona una interfaz gráfica en la que se puede escribir el código, depurarlo, compilarlo y cargarlo a Arduino.

Figura 2: IDE Arduino, Fuente: Taller de Arduino, Tojeiro 2014

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En la parte superior tenemos seis íconos en la barra de botones:

Figura 3: Barra de botones, Fuente: Taller de Arduino, Tojeiro 2014

En el menú Herramientas es importante conocer el funcionamiento de dos opciones necesarias para el funcionamiento de la placa Arduino:  

Tarjeta serie: determina el tipo de placa Arduino que utilizaremos. Puerto serial: indica el puerto serie de la computadora donde se conectará la placa Arduino.

Figura 4: Opciones de herramientas, Fuente: Taller de Arduino, Tojeiro 2014

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3. Procedimiento experimental: Programa 1: Realizaremos el ejercicio bastante utilizado en electrónica digital de hacer parpadear un LED con ayuda de la placa Arduino. Con este ejercicio aprenderemos el procedimiento para la realización de proyectos de hardware y software con una placa de desarrollo y la forma en que un cambio en el software afecta al hardware. PASO 1: Abrir el IDE de Arduino y seleccionar el tipo de placa. PASO 2: Seleccionar el puerto de la computadora donde conectaremos la placa Arduino. Los dos pasos anteriores los ejecutamos mediante el uso del menú herramientas. PASO 3: Armamos el circuito que se presenta en la siguiente figura considerando que la alimentación de la placa Arduino se hace desde la computadora por medio del cable USB.

Figura 5: Circuito a ser armado

PASO4: Escribir el sketch que cargaremos en el Arduino, para esto abriremos un archivo nuevo desde el menú Archivo. Un sketch tiene dos partes que lo componen: setup que se ejecuta una sola vez siempre que se encienda o reseteé la placa y el loop que contiene el programa que se ejecuta en forma cíclica. Para crear los comentarios dentro del sketch es necesario utilizar los caracteres /* para abrir comentario y */para cerrarlo. A continuación se definen las variables que

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utilizaremos en el programa o código. En el setup configuramos el hardware de la placa y en el loop las instrucciones que se ejecutaran cíclicamente.

Figura 6: Partes de un sketch, Fuente: Taller de Arduino, Tojeiro 2014

El código que debemos escribir en el IDE es el siguiente:

PASO 5: Debemos a continuación compilar el programa y luego cargarlo con la ayuda de los botones que aparecen en la barra de herramientas del IDE de Arduino.

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Compilar y cargar

Programa 2: Desarrollar un programa para Arduino que utilice dos LEDs conectados a los pines 9 y 4. El primer LED deberá encenderse y apagarse cada 4 segundos, en tanto que el segundo LED deberá hacerlo cada 3 segundos. Programa 3: Definir los pines 5, 6 7 y 8 como salidas. Se deben encender y apagar los LEDs en forma secuencial empezando del 5 y terminando en el 8 cada 200 milisegundos. Programa 4: Definir los pines 5, 6 7 y 8 como salidas. Realizar el siguiente patrón de encendido de los LEDs cada 300 ms.

4. Materiales: -

Placa Arduino Cable USB 2 resistencias de 1 K Ohms 1 resistencia de 330 Ohms. 1 LED

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Fuente de alimentación Protoboard Cables de conexión. Multímetro

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