ARDUINO

EL ARDUINO 

Arduino es una plataforma de prototipos electrónica de código abierto (open – source) basada en hardware y software flexibles y  fáciles de usar. Está pensado e inspirado en artistas, diseñadores, y estudiantes de computación o robótica y para cualquier interesado en crear objetos o entornos interactivo, o simplemente por hobby. Arduino consta de una placa principal de componentes eléctricos, donde se encuentran conectados los controladores principales que gestionan los demás complementos y circuitos ensamblados en la misma. Además, requiere de un lenguaje de programación para poder ser utilizado y, como su nombre lo dice, programado y configurarlo a nuestra necesidad, por lo que se puede decir que Arduino es una herramienta "completa" en cuanto a las herramientas principales nos referimos, ya que sólo debemos instalar y configurar con el lenguaje de programación de esta placa los componentes eléctricos que queramos para realizar el proyecto que tenemos en mente, haciéndola una herramienta no sólo de creación, sino también de aprendizaje en el ámbito del diseño de sistemas electrónicos-automáticos y, además, fácil de utilizar. Arduino también simplifica el proceso de trabajo con micro controladores, ya que está fabricada de tal manera que viene “pre ensamblada” y lista con los controladores necesarios para poder operar con ella una vez que la saquemos de su caja, ofreciendo una ventaja muy grande para profesores, estudiantes y aficionados interesados en el desarrollo de tecnologías. Las posibilidades de realizar proyectos basados en esta plataforma tienen como limite la imaginación de quien opera esta herramienta.

Hardware

Arduino está constituido en el hardware por un micro controlador principal llamado Atmel AVR de 8 bits (que es programable con un lenguaje de alto nivel), presente en la mayoría de los modelos de Arduino,  encargado de realizar los procesos lógicos y matemáticos dentro de la placa, además de controlar y gestionar los recursos de cada uno de los componentes externos conectados a la misma. Consta además de una amplia variedad de sensores eléctricos como cámaras VGA, sensores de sonido, seguidores de línea, botones de control de sensores, e incluso, otras placas de micro controladores (mejor conocidos como Shields), que pueden adaptarse fácilmente gracias a que Arduino cuenta con entradas de pines analógicos y digitales para integrar estos componentes sin necesidad de alterar el diseño original de esta placa. Estos a su vez son controlados junto con el procesador primario por otros componentes de menor jerarquía, pero de igual importancia y prioridad, como el Atmega168, Atmega328, Atmega1280 y el Atmega8 , que son lo más utilizados debido a sus bajos precios y gran flexibilidad para construir diversidad de diseños. Además, Arduino cuenta con la ventaja de tener entre sus elementos principales puertos seriales de entrada /salida (input/output), lo que le permite conectarse por medio de un cable USB a una computadora para poder trabajar con ella desde nivel software, ya que es dónde se le darán las “ordenes” que ejecutarán cada uno de los componentes conectados a la placa, e incluso, para operar como un dispositivo más (dependiendo de la configuración que hayamos establecido y para que se quiere utilizar). Además, Arduino para operar necesita de una fuente de alimentación externa, ya que por desgracia, no cuenta con una propia, por lo que también se encuentra incorporada una entrada para conectar un cable con entrada similar al USB, donde será conectado a un otro dispositivo que tenga entrada USB, o hasta en el mismo dispositivo.

Las características generales de todas las placas Arduino son las siguientes:

• El microprocesador ATmega328 
• 32 kbytes de memoria Flash
• 1 kbyte de memoria RAM
• 16 MHz
• 13 pins para entradas/salidas digitales (programables)
• 5 pins para entradas analógicas
• 6 pins para salidas analógicas (salidas PWM)
• Completamente autónomo: Una vez programado no necesita estar
• conectado al PC
• Microcontrolador ATmega328
• Voltaje de operación 5V
• Voltaje de entrada (recomendado) 7-12 V
• Voltaje de entrada (limite) 6-20 V
• Digital I/O Pins 14 (con 6 salidas PWM)
• Entradas analógicas Pins 6
• DC corriente I/O Pin 40 mA
• DC corriente 3.3V Pin 50 mA
• Memoria Flash 32 KB (2 KB para el bootloader)
• SRAM 1 KB
• EEPROM 512 byte
• Velocidad de reloj 16 MHz

Software

Añadir leyenda

Como se había mencionado, Arduino, no sólo son componentes eléctricos ni una placa de circuitos, sino que además, también es una plataforma que combina esto con un lenguaje de programación que sirve para controlar los distintos sensores que se encuentran conectados a la placa, por medio de instrucciones y parámetros que nosotros establecemos al conectar la placa a un ordenador. Este lenguaje que opera dentro de Arduino se llama Wirirng, basado en la plataforma Processing y primordialmente en el lenguaje de prograación C/C++, que se ha vuelto popular a tal grado de ser el más preferido para enseñar programación a alumnos de nivel superior que estudian computación y robótica, gracias que es muy fácil de apender y brinda soporte para cualquier 
necesidad de computación. De este lenguaje derivan otros más que son muy utilizados en el ámbito de Ingeniería y desarrollo, como C#, Java, BASIC, Php, Phytom,  JavaScript, Perl, entre otros más; por lo tanto, Arduino soporta varios lenguajes de programación de alto nivel derivados de C, haciendo de esto una ventaja para los diseñadores que trabajan en varios o en 1 sólo entorno de desarrollo de programación. Para poder trabajar desde el nivel programación del procesador, debe descargarse el software que incluye las librerías necesarias para poder utilizar el lenguaje de manera completa. Otra ventaja es que este software puede descargarse desde el sitio web oficial de Arduino, ya que opera bajo licencia libre y está disponible a todo público. Su versión más reciente para todos los sistemas operativos es la versión Arduino 1.0.3.

Al ser una herramienta que incorpora un tanto manejo de hardware y software (circuitos eléctricos y un lenguaje de programación respectivamente) se requiere un nivel de conocimiento básico en estas dos ramas del desarrollo para operarla, lo cual se interpreta de otro modo que personas de tercera edad (a excepción de ingenieros experimentados) y niños menores de entre 5 y 11 años no pueden utilizar esta herramienta en el primer momento, pero para su suerte, se encuentran diversidad de manuales en la página oficial e incluso, pueden adquirirse libros donde se explica cómo utilizar esta herramienta didáctica e innovadora. Además, existe en internet un simulador virtual de Arduino de licencia libre llamado Virtual BreadBoard, que ayuda al aprendizaje de esta plataforma antes de comenzar a utilizarla de manera oficial, ofreciendo las herramientas necesarias y el mismo soporte que esta placa, pero de manera digital.

Ventajas

Existe una diversidad de plataformas que operan con micro controladores disponibles para la computación a nivel físico (hardware). Todas  estas herramientas  se organizan en paquetes fáciles de usar para minimizar el trabajo del desarrollo a nivel  de programación (software). Además, Arduino ofrece ventajas como:

Asequible - Las placas Arduino son más asequibles comparadas con otras plataformas de microcontroladores. La versión más cara de un modulo de Arduino puede ser montada a mano, e incluso ya montada cuesta bastante menos de 60€ ($1000 pesos aproximadamente)

Multi-Plataforma - El software de Arduino funciona en los sistemas operativos Windows, Macintosh OSX y Linux. La mayoría de los entornos para microcontroladores están limitados a Windows. 

Entorno de programación simple y directo - El entorno de programación de Arduino es fácil de usar para principiantes y lo suficientemente flexible para los usuarios avanzados. Pensando en los profesores, Arduino está basado en el entorno de programación de Procesing con lo que el estudiante que aprenda a programar en este entorno se sentirá familiarizado con el entorno de desarrollo Arduino. 

Software ampliable y de código abierto- El software Arduino esta publicado bajo una licencia libre y preparado para ser ampliado por programadores experimentados. El lenguaje puede ampliarse a través de librerías de C++, y si se está interesado en profundizar en los detalles técnicos, se puede dar el salto a la programación en el lenguaje AVR C en el que está basado. De igual modo se puede añadir directamente código en AVR C en tus programas si así lo deseas. 

Hardware ampliable y de Código abierto - Arduino está basado en los microcontroladores ATMEGA168, ATMEGA328 y ATMEGA1280. Los planos de los módulos están publicados bajo licencia Creative Commons, por lo que diseñadores de circuitos con experiencia pueden hacer su propia versión del módulo, ampliándolo u optimizándolo. Incluso usuarios relativamente inexpertos pueden construir la versión para placa de desarrollo para entender cómo funciona y ahorrar algo de dinero. 

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