Lenguaje de programación
LENGUAJE ENSAMBLADOR
• El único lenguaje que entienden los microcontroladores es el código máquina formado por ceros y unos del sistema binario.
• El lenguaje ensamblador expresa las instrucciones de una forma más natural al hombre a la vez que muy cercana al microcontrolador, ya que cada una de esas instrucciones se corresponde con otra en código máquina.
• El lenguaje ensamblador trabaja con nemónicos, que son grupos de caracteres alfanuméricos que simbolizan las órdenes o tareas a realizar.
•La traducción de los nemónicos a código máquina entendible por el microcontrolador la lleva a cabo un programa ensamblador.
• El programa escrito en lenguaje ensamblador se denomina código fuente (*.asm). El programa ensamblador proporciona a partir de este fichero el correspondiente código máquina, que suele tener la extensión *.hex.
LENGUAJE C++
Origen de C++. Fue diseñado a mediados de los años 80 por el danés Bjarne Stroustrup. Si intención fue la de extender el lenguaje de programación C (con mucho éxito en ese momento) para que tuviese los mecanismos necesarios para manipular objetos. Por lo tanto C++ contiene los paradigmas de la programación estructurada y orientada a objetos, por lo que se le conoce como un lenguaje de programación multiparadigma.
Compatibilidad con bibliotecas: A través de bibliotecas hay muchas funciones que están disponible y que ayudan a escribir código rápidamente.
Orientado a Objetos: El foco de la programación está en los objetos y la manipulación y configuración de sus distintos parámetros o propiedades.
Rapidez: La compilación y ejecución de un programa en C++ es mucho más rápida que en la mayoría de lenguajes de programación.
Compilación: En C++ es necesario compilar el código de bajo nivel antes de ejecutarse, algo que no ocurre en otros lenguajes.
Punteros: Los punteros del lenguaje C, también están disponibles en C++.
Didáctico: Aprendiendo programación en C++ luego es mucho más fácil aprender lenguajes como Java, C#, PHP, Javascript, etc.
Electrónica
El principio, ¿Qué es y que estudia la electrónica?
En principio, si nos ponemos académicos, la electrónica como ciencia se encarga de estudiar los fenómenos relacionados con el transporte de la carga eléctrica en medios naturales al igual que la investigación y construcción de dispositivos, circuitos y sistemas basados en ellos, así pues esta ciencia se divide en dos grandes ramas que es importante diferenciar.
Electrónica analógica:
Aquí tendríamos la electrónica que trabaja con variables continuas, de tal forma que una pequeña modificación en alguna variable puede producir un gran cambio en el comportamiento del circuito, así que aquí las variables serán números reales.
Electrónica digital
Esta es la parte de la electrónica que trabaja con las variables discretas, lo que implica que una pequeña modificación en alguna de las variables del circuito (siempre que no cambie su valor discreto) no producirá ningún cambio apreciable en el comportamiento del circuito que no depende del valor exacto de la señal.
Explorando algunos programas de diseño , simulación para circuitos electrónicos.
Tinkercad Circuits
Tinkercad es una colección de Autodesk que engloba diversas herramientas de diseño. Con Tinkercad puedes acceder a aplicaciones para diseñar en 3D, crear y simular circuitos eléctricos y electrónicos, programar, etc.
Todo ello en un entorno muy sencillo de manejar y muy interesante para los alumnos. En este capítulo nos centraremos en Tinkercad Circuits, ya que esta herramienta dispone de los elementos necesarios para crear y simular sistemas de control basados en Arduino. Además. permite la programación online de las placas Arduino del simulador.
Una herramienta muy interesante que ofrece Tinkercad Circuits es el debugger, con ella podemos parar la ejecución de un programa y ver los valores de las variables, algo que con arduino no podemos hacer. Nos permite “parar” el tiempo.
Para comenzar a utilizar Tinkercad debes registrarte una cuenta de correo electrónico y podrás acceder a todas sus herramientas.
Proteus es un softaware desarrollado por Labcenter Electronics Ltd, el programa estas diseñado para la automatización de diseños electrónicos.
En la industria del software, resulta ser uno de los programas de diseño de electrónica más populares para estudiantes de ingeniería y profesionales de la electrónica, capaz de proporcionarnos simulación avanzada de circuitos electrónicos y microprocesadores.
Se trata de uno de los packs de herramientas electrónicas más completos del mercado ya que en la versión más reciente de todas, nos permite crear todo tipo de PCBs (placas de circuitos impresos) desde nuestro PC. Utilizando cerca de 800 microcontroladores diferentes, y simulando su funcionamiento real directamente desde la vista esquemática del circuito. Y como no podía ser de otra manera, con el tiempo se espera que el software logre integrar herramientas que pueden servir para diseñar y simular en el entorno Arduino, que es una de las placas más populares del momento.
Robótica
Robótica:
El origen etimológico de la palabra robótica lo encontramos, ni más ni menos, que en el checo. En concreto, en la unión de dos términos: robota que puede definirse como “trabajo forzado” y en rabota que es sinónimo de “servidumbre”. De la misma forma, hay que subrayar que la primera vez que empieza a hacerse referencia más o menos a ella fue en el año 1920 en la obra del escritor Karel Capek titulada “Los robots universales de Rossum”.
Arduino:
Es una plataforma abierta que facilita la programación de un microcontrolador. Los microcontroladores nos rodean en nuestra vida diaria, usan los sensores para escuchar el mundo físico y los actuadores para interactuar con el mundo físico. Los microcontroladores leen de los sensores y escriben sobre los actuadores.
El hardware de Arduino consiste en una placa con un microcontrolador generalmente Atmel AVR con puertos de comunicación y puertos de entrada/salida. Los microcontroladores más usados en las plataformas Arduino son el Atmega168, Atmega328, Atmega1280, ATmega8 por su sencillez, pero se está ampliando a microcontroladores Atmel con arquitectura ARM de 32 bits y también a microcontroladores de Intel.
Explorando plataformas de programación
IDE Arduino
Entorno de desarrollo integrado, llamado IDE (sigla en inglés de integrated development environment), es un programa informático compuesto por un conjunto de herramientas de programación. Puede dedicarse en exclusiva a un solo lenguaje de programación o bien puede utilizarse para varios.
Un IDE es un entorno de programación que ha sido empaquetado como un programa de aplicación; es decir, que consiste en un editor de código, un compilador, un depurador y un constructor de interfaz gráfica (GUI). Además en el caso de Arduino incorpora las herramientas para cargar el programa ya compilado en la memoria flash del hardware.
Programación de Arduino en Tinkercad
Una herramienta muy interesante que ofrece Tinkercad Circuits es el debugger, con ella podemos parar la ejecución de un programa y ver los valores de las variables, algo que con arduino no podemos hacer. Nos permite “parar” el tiempo.