S4A. Scratch for Arduino

Empezamos aquí el estudio y práctica de la tarjeta de Arduino por medio del entorno de programación visual Scratch for Arduino, más conocido por sus siglas en inglés S4A.

S4A es una modificación de Scratch que permite programar la plataforma de hardware libre Arduino de una forma sencilla. Proporciona bloques nuevos para tratar con sensores y actuadores conectados a una placa Arduino.

0. Puesta en marcha de S4A

Como ya vimos anteriormente, el proceso de puesta en marcha de S4A es el que se detalla en la imagen de la derecha.

También puedes repasar las instrucciones que vimos anteriormente, recogidas en el cuadro de texto de abajo.

Ficheros para descargar S4A y ficheros para arduino ( Firmware) .

Modo de instalación.

1. Primero instalar el software S4A una vez que se haya descargado del su lugar de origen.

2. Se deberá instalar en la tarjeta Arduino el Firmware correspondiente que facilita la comunicación con S4A. Esto se realiza cargando el fichero firmware en el IDE de Arduino y después descargándolo sobre la tarjeta.

3. Finalmente se ejecuta S4A y se realiza el diseño haciendo uso de las librerías de bloques correspondientes, una parte de las cuales se encarga de la lectura y escritura de datos en la tarjeta de acuerdo siempre con la configuración que establezca el firmware.

Funcionamiento de S4A

En el siguiente esquema se observa el proceso completo:

Escribo el programa.
Conecto el Pc a la placa en la que previamente he montado los componentes, dándole además la alimentación (energía que necesita).
Descargo el programa a la memoria RAM de la placa, almacenando el programa en la misma hasta que le introduzca otro.
Actúo con los sensores y actuadores de la placa y la base de conexión de componentes, llamada Protoboard.

2. Entradas y Salidas

Proporcionan información (Entradas) y nos dan un resultado (Salidas).

Pueden ser Analógicas o Digitales

En S4A, Las diferentes conexiones que podemos usar son:

6 entradas analógicas (A0 a A5)
2 entradas digitales (2 y 3)
3 salidas analógicas PWM (5, 6 y 9)
3 salidas digitales (10, 11 y 13)
4 salidas digitales para conectar servomotores (4, 7, 8 y 12)

3. Uso de S4A

Partes de la pantalla de S4A

Instrucciones de S4A

Los grupos de instrucciones, se clasifican por colores en las siguientes categorías:
- Movimiento: Conjunto de instrucciones relacionadas con el control de los pines de la tarjeta de Arduino, así como el control del movimiento de cualquier personaje del escenario.
- Apariencia: Instrucciones orientadas a modificar el aspecto de los personajes de nuestra aplicación. Para el caso de Arduino, es un conjunto de instrucciones que apenas se utiliza.
- Sonido: Conjunto de instrucciones relacionadas con la elaboración de aplicaciones musicales, emitiendo sonidos y notas musicales.
- Lápiz: Scratch nos ofrece la posibilidad de que los personajes dejen un rastro durante sus movimientos por el escenario como si arrastrara un lápiz durante su trayectoria.
- Control: Las instrucciones incluídas en esta sección son imprescindibles para crear la lógica de nuestros programas. Incluyen condicionales, bucles y llamadas de procedimientos.
- Sensores: Instrucciones de iteración con el ratón, el teclado, sonidos y los personajes.
- Operadores: operaciones matemáticas, lógicas y con cadenas de texto.
- Variables: Instrucciones para el almacenamiento y gestión de datos.

Grupos de instrucciones de Movimiento, control, apariencia y operadores..

3. Elementos (Componentes) fundamentales de un circuito montado en Arduino

Aquí repasamos los elementos que forman parte del circuito a diseñar (recuerda que en la placa microbit todo estaba incluido, y aquí lo ponemos nosotros, más difícil pero más divertido).

3.1 El LED

Es un diodo. Un elemento electrónico que sólo deja pasar la corriente en un sentido, y además emite luz (para señalar que está funcionando.
Es delicado, por lo que hay que protegerlo con una resistencia (que baja la corriente de la pila para no dañarlo). A más V, la resistencia tendrá que ser mayor, para que el diodo no explote o se dañe. V=I*R
R a usar: R = V/I= 2/0,02 = 100, normalmente se pone la de 220 ohmios

Actividad: Identifica usando una pila, el cátodo y el ánodo de difrentes diodos.

3.2 Resistencia

Baja la corriente de la pila (del circuito) para no dañar un componente.
Se sabe su valor por un código de colores que lleva impreso.
Las típicas para usar en el circuito son las siguientes (ver imagen a la derecha).

Actividad: Ayudándote de la tabla anterior, Identifica el valor de varias resistencias.

Rojo - Rojo - Marrón - Oro
Azul - Verde -Rojo - Plata

También pueden calcularse on line: https://www.digikey.com.mx/es/resources/conversion-calculators/conversion-calculator-resistor-color-code

3.3 La Protoboard

Es una placa de conexiones para ensamblar los diferentes elementos.
En vertical, de arriba a bajo, los canales están conectados, en horizontal, los canales son diferentes (observa la imagen de la derecha).
Apuntes de una compañera sobre protoboard:

https://drive.google.com/file/d/1VBGAhUDc4YC3kxwvLj8GCzs5agwqokub/view?usp=sharing