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PROYECTO ANUAL: DISEÑO DE CASAS BIOCLIMÁTICAS Y DOMÓTICAS.
ELECTROMECÁNICA
ELECTROMECÁNICA
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL
MICROCONTROLADORES Y AUTOMATISMOS
MICROCONTROLADORES Y AUTOMATISMOS
La computación física es el campo de la computación que estudia la conexión entre el mundo físico y los ordenadores. Esta conexión es bidireccional, es decir, puede consistir en "percibir" información del entorno y enviarla a ordenadores para su procesado o bien, el uso de información para controlar motores, solenoides, sistemas de calor y otros dispositivos capaces de actuar sobre el entorno.
Del mismo modo que a los dispositivos que pueden medir el entorno los llamamos sensores, a los que pueden actuar sobre el mismo, los denominamos actuadores.
La computación física se centra mayormente en la relación entre humanos y en como las máquinas pueden intervenir para mejorarla.
Las herramientas que podemos encontrar son, por ejemplo:
placas de control, comandadas por microcontroladores comerciales de bajocoste. Ejmplos de placas son: Arduino, PicAxe, Basic Stamp, Condor, etc.
sensores de diferentes tipos: humedad, presencia, temperatura, acelerómetros, de campo magnético, botones, potenciómetros, etc.
actuadores: motores paso a paso, motores de corriente continua, servos, ledes, pantallas, peltzier, etc.
software de desarrollo: las placas de control se pueden reprogramar mediante entornos de desarrollo de software. Esto permite cambiar algunas de sus propiedades como que pines son entradas y cuales salidas. Estos programas suelen ser específicos para cada placa de control.
software de representación de datos: los datos se pueden capturar a partir de puertos de comunicación como el puerto USB dentro de un ordenador para poder representar sus valores mediante gráficas, tablas excel o similar. De este modo se puede hacer uso de la tecnología digital dentro de otros campos como por ejemplo la física o la química.
software de control: del mismo modo que las placas de control pueden capturar datos de sensores, podrán usar información venida del ordenador para controlar algún aspecto del mundo real. Ejemplos de software de controlpodrían ser: LabView, Simulink y S4A entre otros.
¿Qué es Arduino?
Arduino es una plataforma de prototipado que incluye circuitos electrónicos, software y documentación abiertos. Toda la información oficial sobre Arduino la puedes encontrar en la página web: http://arduino.cc.
Arduino tiene usos industriales y dentro del hogar, pero se aplica mayormente dentro del campo educativo por su sencillez de uso y su bajo coste.
La placa Arduino UNO es la más empleada en el mundo en educación en este momento. Fue diseñada para ser robusta y soportar toda una serie de situaciones de uso con estudiantes.
La placa incluye, entre otras cosas:
14 pines digitales de entrada y salida.
6 pines analógicos de entrada.
un botón de reset que reinicia el programa corriendo en la placa.
un puerto USB que sirve para programar la placa, hacer que comunique con un ordenador, o alimentar todos los circuitos (a 5V) conectados a ella.
un conector de alimentación externa.
un puerto donde se puede sacar alimentación de 5V, 3V3 y tierra para tus sensores y actuadores.
una serie de ledes para informar del estado del circuito.
una serie de pines digitales que, además, pueden actuar como fuente de señales moduladas por ancho de pulso (PWM).
conexiones para puerto serie, SPI, e I2C.
¿Qué se puede hacer con Arduino?
Arduino se utiliza para la realización de todo tipo de proyectos. En el vídeo de la actividad verás un robot que se controla remotamente con un guante, un instrumento musical midi, un tacómetro para bicicleta o una obra téxtil interactiva. Existen muchísimos más ejemplos que podrás explorar a través de internet.
Lo importante realmente es encontrar una serie de casos con los que te sientas familiarizado, de modo que los puedas utilizar a la hora de confeccionar tus clases.
El bootloader y la vida de tu programa
La memoria del microcontrolador que lleva Arduino es de tipo Flash, es decir que persiste aunque se le desconecte de la alimentación. En cualquier caso, para cambiar el programa dentro de la placa, hace falta otro programa, que reside en una parte protegida de la placa. Este programa se llama bootloader.
El bootloader es un programa que está precargado en la placa Arduino y que permite reprogramarlo desde un ordenador. Una vez se carga un programa en la placa, el programa permance ahí hasta que se cargue uno nuevo.
Funcionamiento con baterías
La placa tiene un conector de alimentación donde es posible conectar un alimentador externo o bien un sistema de baterias. Cualquier sistema de mas de 6V (y menos de 14V) sirve para alimentar el circuito.
Por lo tanto podrás reciclar las fuentes de alimentación de antiguos modems, o dispositivos varios del hogar. Arduino se diseño con el conector de alimentación más estándar del mercado.
¿Qué es un IDE?
IDE, del inglés Integrated Development Environment es un sistema de desarrollo de software. Se utiliza para la creación de programas que compilar y descargar en tu placa microcontroladora.
El IDE de Arduino
El IDE de Arduino es un paquete de software que permite crear y descargar programas en placas Arduino y compatibles. Este IDE lo creó y mantiene Arduino. Se trata de un programa hecho en software libre que se puede instalar sobre cualquier sistema operativo (Windows, Mac, Linux), incluidos muchas versiones viejas de los mismos.
El software es libre y gratuito. Se puede descargar de la página: http://arduino.cc/en/Main/Software
La barra de tareas
El IDE permite escribir programas, compilarlos, descargarlos en placas y hacer una gestión simple de ficheros. El 90% de las actividades que necesitas hacer cuando creas programas para Arduino están representadas en la barra de tareas.
Estas tareas son:
Verify (verificar): compila el programa y te indica si la sintaxis es la correcta y si las funciones a las que llama tu programa existen dentro de las librerías de código que estas utlizando.
Upload (descargar o subir el programa – depende de nomenclaturas): compila el programa, pero además intenta escribirlo en la memoria de tu placa Arduino. Te dará un mensaje final de éxito o error.
New (nuevo): crea un nuevo programa, si tenías algo escrito en el editor, te dará la posibilidad de guardarlo antes de crear uno nuevo.
Open (abrir): abre un buscador de ficheros para que le indiques que programa quieres abrir. Los programas de Arduino tienen la extensión *.ino.
Save (guardar): te permite guardar tu programa donde quieras en tu disco duro, unidad USB, disco de red, etc.
Serial monitor (monitor puerto serie): es una ventana de diálogo que te permite comunicar con el puerto de comunicación de tu placa Arduino.
El sketchbook y las preferencias
Una de las características más relevantes es que los programas, dentro de Arduino no se llaman así, sino “sketches” que siginifica bocetos en inglés. De ese modo, la carpeta donde se almacenan tus programas se llama “sketchbook” que quiere decir block de dibujo.
Por defecto todos tus ficheros se almacenan esa carpeta, Arduino la creará para tí la primera vez que ejecutes el programa. Podrás encontrar todos tus programas de forma sencilla navegando desde el menú “Archivo → Sketchbook”.
Tus programas aparecerán como subcarpetas. Si quieres cambiar la localización del “sketchbook”, selecciona el menú “Archivo → Preferencias”. Ahí verás otras opciones como cambiar el tamaño de letra de tu editor (cosa que recomiendo hacer mayor si es que vas a mostrar tu código con un proyector a tus alumnos), el idioma de los menús del IDE, etc.
¿Qué no se puede hacer con el IDE?
Algunas cosas que el IDE de Arduino no puede hacer:
El IDE no puede sacar un programa de una placa .
La versión actual del IDE no puede hacer el llamado “debugueo por línea”.
El IDE no hace simulación de circuitos.
Proyectos en Arduino
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PROYECTO CASA DOMÓTICA
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DOMÓTICA (con ARDUINO)
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