ELEMENTOS HARDWARE

El hardware de Arduino consiste en una placa, la PCB o placa de circuito impreso, con un microcontrolador. Un microcontrolador es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria. En la foto del centro tenéis uno fabricado por ATMEL (color negro).

Un microcontrolador incluye en su interior las tres principales unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento (UCP), memoria y periféricos de entrada/salida. La UCP es la encargada de ejecutar las instrucciones de los programas que carguemos en la placa. Por tanto, es como un pequeño ordenador que hace que los objetos se conviertan en interactivos. Aunque estos se encargan de una sola tarea, a diferencia de los ordenadores, tabletas o teléfonos que conocemos, que pueden realizar muchas diferentes. Están en termostatos, en juguetes, controles remotos, incluso en cepillos de dientes.

Los microcontroladores utilizan sensores para “escuchar” el mundo físico; por ejemplo botones y pulsadores. Y convierten esa pulsación en una señal eléctrica.

Los activadores o actuadores operan sobre el mundo físico y convierten la señal eléctrica recibida en luz, movimiento, calor, …

Y el microcontrolador (el pequeño ordenador) “escucha” a los sensores y “habla” a los actuadores, que actuarán según un programa que habremos escrito nosotros.

La tarjeta Arduino tiene conectores para las entradas y para las salidas, y con ellos podemos comunicar nuestros programas con el “mundo exterior”. Si queremos leer el valor de la magnitud física medida por un sensor, por ejemplo una LDR que detecta el nivel de luminosidad, lo tendremos que hacer conectando el sensor a uno de los pines de entrada (en este caso analógicas) de la tarjeta. De esta forma con una simple instrucción de lectura en el programa, podremos obtener el valor de la magnitud física. Si nuestra intención es actuar o “hacer algo” una vez leído el valor del sensor, por ejemplo encender un led si el sensor de luminosidad detecta oscuridad, tendremos que conectar el actuador (en este caso el led) a un pin de salida que proporcionará la corriente necesaria para activarlo.

En Arduino las entradas pueden ser analógicas o digitales y las salidas sólo digitales. Cada pin digital tiene doble función entrada o salida. En la zona de configuración del programa hay que indicar explícitamente mediante una instrucción cuál es función desempeña un determinado pin.

Para añadir estos elementos, sensores y actuadores, necesitamos una placa que permita conectarlos al microcontrolador; esta es la protoboard. Es como una base para construir circuitos electrónicos, y no es más que un panel de parches con filas de agujeros que te permiten conectar cables y componentes para hacer pruebas.

¿Arduino tiene que estar continuamente conectada a un ordenador?

Sólo es necesario que esté conectado al ordenador mediante el USB para cargar los programas o para visualizar en tiempo de ejecución datos del programa mediante la consola serie. El ordenador proporciona la energía eléctrica suficiente para que funcionen los programas, pero una vez cargado el programa en la memoria del microcontrolador de Arduino se puede desconectar del USB y alimentar a la tarjeta mediante una fuente externa mediante el jack de alimentación con un margen de (5 a 20 Voltios). El programa cargado en Arduino queda grabado permanentemente aunque cese el suministro eléctrico.