INTRODUCCIÓN A ARDUINO UNO. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS.

Bienvenidos a este curso de iniciación a Arduino UNO en el cual, aprenderás a manejar el hardware y software electrónico más famoso del momento.

Estudiar Arduino UNO es una de las mejores decisiones que puedes tomar si te interesa la electrónica y el IoT. Aquí tienes las razones principales:

● Curva de aprendizaje suave.
● Estandarización educativa.
● Conectividad física.
● Ecosistemas de periféricos.
● Gran comunidad.
● Precios accesibles.
● Transición a otras placas.

Pues te recomendaría que repasaras los cursos de electrónica básica en mi página web mirpas.com, para que no tengas problemas a la hora de realizar ciertos proyectos electrónicos con la placa Arduino UNO. Mi recomendación personal seria:

● Domina el pinout de Arduino UNO: aprende a leer y escribir en todos los pines digitales y analógicos.
● Conecta tus puertas lógicas a Arduino como hicimos en el ejemplo anterior.
● Añade un sensor (ej: LDR para luz, o DHT11 para temperatura) y combina su señal con tus puertas lógicas.
● Da el salto a WiFi: compra un módulo ESP8266 (como el ESP-01) o cambia a una placa ESP32. Puedes seguir usando MicroPython.
● Sube tus datos a la nube: por ejemplo, cada hora envías el estado de tu sistema lógico a ThingSpeak y ves gráficas en tiempo real.

Arduino y sus variantes, poseen una licencia GPL (General Public Licence), lo que significa que posee una licencia pública general y que cada uno es propietario de los derechos de su Arduino y el software que descarga y usa en el IDE. Al no ser un hardware y software propietario se pueden abaratar precios y hacerlo accesible a todo el mundo que, claro está, compre un Arduino UNO en centro dedicados a su venta.

Además, Arduino UNO cuenta con una nueva versión llamada Q, en donde los problemas de poca memoria, aceleración y procesamiento han quedado atrás, ya que ahora existe una nueva versión que tiene la capacidad de ejecutar tareas de inteligencia artificial.

Este curso está actualizado para que hagas las practicas en la placa ARDUINO UNO Q, pero también te pasaré el código para la versión de ARDUINO UNOvR3 con el procesador ATMEGA. Vamos a empezar hablando precisamente de esta versión.

Arduino UNO vR3.

Arduino UNO es una placa de circuito impreso que utiliza el microcontrolador ATmega.

Existen varios modelos del microcontrolador ATmega, pero los más usados son los modelos ATmega8, Atmega168 y ATmega 328. Aunque en este curso utilizaremos el ATmega328, los mismos principios, software y principios valen para cualquiera de mencionados, incluso también para la versión SMD (montaje superficial), del microprocesador.

El microcontrolador ATmega328 tiene 28 patillas en su configuración PDIT, que es la que usaremos en este curso. Con 8 bit puede proporcionar 8Kbytes para programación de sistemas programables FLASH. Puedes ampliar información en el siguiente ENLACE.

Esta placa Arduino UNOvR3 es una placa impresa con los componentes necesarios para que el usuario lo conecte vía USB al ordenador y empezar a utilizarlo. Las principales características son:

● Microcontrolador ATmega328.
● Tensión de entrada 5V.
● Tensión de entrada límite de 6 a 20V.
● 14 pines de entrada y salida digital.
● 6 pines de entrada y salida analógica.
● Corriente máxima de entrada y salida por pin, 40mA.
● Corriente para la salida de 3,3V, 50mA.
● Memoria Flash de 32Kb: o 0,5Kb son usados por el bootloader.
● SRAM de 1Kb de memoria.
● Velocidad del reloj de 16MHz.

De acuerdo a su configuración, también dispone de varios sub elementos para obtener una alimentación externa mediante conexión Jack por fuente de alimentación externa. Además de una conexión de USB tipo B para la conexión a un puerto USB tipo A de un ordenador.

Las entradas y salidas analógicas aceptan valores de 0 a 5 voltios. Y los terminales marcados con GND son las masas a tierra.

Requisitos.

● Una placa Protoboard de por lo menos 400 pines.
● Cableado y jumpers de diferentes longitudes para el montaje en la placa.
● Resistencias variables y potenciómetros de 10KΩ principalmente.
● Diodos Led de varios colores (rojo, verde y amarillo), y diodos RGB (con tres terminales).
● Condensadores electrolíticos de 100µF.
● Resistencias de 330Ω, 1KΩ y 10KΩ a ¼ vatio.
● Fotorresistencias.
● Diodos rectificadores 1N4001 - 1N4007.
● Pulsadores.
● Cable USB.

En los Kits de desarrollo pueden venir más componentes como servomotores, zumbadores, sensores, termistores, etc., etc. Pero siendo justos aquí he descrito lo necesario para poder empezar de manera básica en el mundo del Arduino UNO.

Para los proyectos iniciales utilizaremos el cable de alimentación USB que conectaremos a la placa Arduino UNO y a nuestro ordenador. Tienes que saber que el puerto USB del ordenador limita la cantidad de corriente a 500mA, pero se puede sobrepasar dicho valor cuando conectamos más dispositivos a otros puertos libres (sobre todo reactancias como ventiladores o acumuladores).

Para evitar una corriente mayor, la placa Arduino viene provista de un circuito regulador que limitará la corriente cuando se conecte mediante USB.

Para proyectos más avanzados necesitaremos mayor cantidad de corriente y vendrá dada por la fuente de alimentación que conectemos al Jack de alimentación principal. Esta fuente de alimentación tendrá unos valores entre 6 y 25V máximo de tensión continua para no dañar la placa Arduino UNO Rev3.

Otra opción es conectar la alimentación a los pines V_IN y GND teniendo en cuenta que el terminal V_IN es el positivo y el GND es negativo también de tensión continua, siempre sin superar los valores máximos de alimentación de la placa.

Instalación de Arduino UNO rev3..

NOTA: A la actualización del curso está la versión Arduino IDE 2.3.10. Pero puedes descargar versiones anteriores en la misma página.

También puedes realizar la descarga desde el propio enlace de Microsoft, en su tienda de forma gratuita.

Como yo tengo un Windows 10, voy a descargar la APP. El proceso de descarga e instalación no conlleva ningún misterio para cualquiera de los mortales.

Una vez que se te haya descargado, el botón cambiará a INSTALAR.

Y una vez instalada en tu ordenador, podrás abrir la aplicación para empezar a desarrollar con tu Arduino UNO.

Arduino UNO Q.

La nueva Arduino UNO Q no es una simple actualización; es un cambio de paradigma que llega de la mano de la adquisición de Arduino por parte de Qualcomm.

Imagina la sencillez y el formato clásico de tu UNO de siempre, pero con la potencia de un miniordenador con Linux y la capacidad de ejecutar tareas de Inteligencia Artificial. Eso es exactamente lo que ofrece la UNO Q. Vamos a entrar en detalles.

La placa Arduino UNO Q es mucho más potente que su antecesora.

Y la potencia extra se debe a que, en lugar de integrar un único microprocesador, tiene dos procesadores que trabajan juntos:

● El procesador Linux (Qualcomm Dragonwing™ QRB2210): Este es su procesador principal. Es un sistema de 64 bits con 4 núcleos que puede alcanzar los 2 GHz y viene con una GPU para gráficos . Corre una versión completa del sistema operativo Debian Linux, lo que significa que puedes usarla como un ordenador de placa única (SBC) al más puro estilo Raspberry Pi . Es el encargado de las tareas pesadas, como el procesamiento de imágenes, la ejecución de modelos de IA o el alojamiento de servidores web.

● El procesador en Tiempo Real (STM32U585): Este es un microcontrolador ARM Cortex-M33 que funciona a 160 MHz . Su misión es manejar toda la comunicación con los pines GPIO, el control de motores, la lectura de sensores y, en definitiva, todas las tareas que requieren una respuesta en milisegundos. Es el que se encarga de que puedas seguir usando tus shields y sensores favoritos, manteniendo la esencia de Arduino que todos conocemos.

Con la Arduino UNO Q podremos hacer proyectos de Inteligencia Artificial como reconocimiento facial, sistemas de vigilancia o automatización avanzada, entre otros proyectos. Además, a través de su puerto USB-C puedes conectar un monitor o teclado y ratón y usarlo como ordenador independiente (igual que en la Raspberry PI). Además, también podrás crear tus .inos como lo harás en tu Arduino UNO Rev3 gracias al entorno de desarrollo de Arduino APP Lab.

A continuación te dejo un vídeo en el que podrás ver las características de la Arduino UNO Q y cómo instalar el editor de Arduino APP Lab, en su versión 0.90.