Libro- Ing. Santiago Manzano Diseño y Proyectos Básicos Arduino

8/16/2019 Libro- Ing. Santiago Manzano Diseño y Proyectos Básicos Arduino

1/47


2/47

DISEÑO

PROYECTOS

BÁSICOS CON

RDUINO

íctor

Santiago anzano

illafuerte


3/47

DISEÑO DE PROYECTOS BÁSICOS CON ARDUINO

Víctor Santiago Manzano Villafuerte

ISBN:

978 9942 13 437 0

IEPI CERTIFICADO No QUI 042567

Impreso: Editorial PIÓ XH

Teléfono:

2

421806

Ambato

Noviembre

2013

Primera Edición

INTRO U IÓN

Este libro está pensado

para

aquellas

personas que

siempre

han tenido un apego por la programación de microcontroladores

pero

por la

complejidad

en el aprendizaje de

estos quedaba

relegado todos

sus

deseos

por

incursionar

en

este campo.

Gracias a la nueva tecnología que está revolucionando la

electrónica digital se presenta una solución a este problema de

aprendizaje en

cuando

a la

facilidad

del

lenguaje

de

programación y el armado de los circuitos esta tecnología se

llama

Arduino.

Arduino

se

basa

en

hardware libre

y

código abierto

con la

posibilidad

de

utilizarlo

sin

conocimientos previos

de

electrónica permitiendo el desarrollo de proyectos electrónicos

co n

gran facilidad.

Además existe gran cantidad

de software

para

la implementación

y simulación de circuitos electrónicos y microcontroladores

destacando

Proteus

VS de

Labcenter Electronics

el

cual

ofrece

la

posibilidad

de

simular

la

placa

de

Arduino.

Por otra

parte

para la creación de diagramas físicos existe el

software Fritzing

el

cual permite tener

un

esquema

del

prototipo

real a ser

implementado.


4/47

DEDI TORI

A

Dios por ser mi luz y sabiduría

A mis padres: Manuel y Ro sita.

A m i

esposa:

Elizabeth a m i hijo: Josué

A

mis hermanos:

Irene

Enrique

Andreita.

a mi

cuñado Mauricio

y a mis

sobrinos.

Por todo el amor cariño y sobre todo el

apoyo incondicional.

También a mis amigos por haber

compartido su t iempo y sus conocimientos.


5/47

ÍN I E

GENER L

CAPÍTULO

11

Programando Arduino

1 1

1 1 Entornodel IDEdeArduino 1 1

1 2 Introducción a la programación 15

1 2 1 Comentarios 18

1 2 2 Bloques 1 9

1 2 3 Tipos de datos 19

1 2 4 Constantes 19

1 2 5

Variables

20

1 2 6 Operadores aritméticos 20

1 2 7 Operadores 21

1 2 8 Funciones 21

1 2 9 Estructuras de control 22

1 2 9 1 Sentencias condicionales 22

1 2 9 2 Bucle o Estructuras de repetición 24

1 2 9 3 Saliendo de los bucles 26

1 2 10

Siringo cadenas de caracteres 27

1 2 11

Entradas

y

salidas digitales

y

analógicas

28

1 3 Librerías 29

1 3 1

Otras Librerías

31

CAPÍTULO II 33

PROTEUS 33

2 1 Introducción 33

2 2

Entorno Gráfico ISIS 33

2 3

Manejo

Arduino en Proteus 36


6/47

CAPÍTULO

III 39

Proyectos 39

3.1

Proyectos

con

Leds

39

3.1.1-EncenderunLed 39

3.1.2 Encendido Progresivo y Apagado

de Led 42

3.1.3 Secuencia de Leds con un pulsador. 44

3.1.4 Cruce de Semáforos 47

3.1.5 Contador

de O a 99 con dos

display

de 7

segmentos

50

3.2

Proyecto

con

Frecuencias

53

3.2.1

Zumbador. 53

3.2.2 Variación de Frecuencias 55

3 2 3

Sonidos

57

3 3 Proyectos Entradas y Salidas 61

3.3.1. Control de Temperatura 61

3.3.2 Control de luz con

AC 66

3.3.3 Control de Motores DC 69

3.3.4Teclado

72

3.4 Transmisión serie Protocolo

de

Comunicación

I2C y

Almacenamiento

en la

memoria

EEPROM 78

3.4.1 Leer Datos desde Puerto

Serie 78

3 4 2

Protocolo

de

Comunicación

I2C 81

3.4.3 Transmisión serie del valor de temperatura

utilizando el Protocolo de Comunicación I2C y

Almacenamiento en la memoria EEEPROM 84

Bibliografía 90

ÍN I E

DE FIGUR S

I ir uuA

1.1: INTERFAZ ID E A R D U I N O

12

I K I I U A 1 2 VENTANA DE COMPILACIÓN 15

FIGURA 1.

3 : IDEARDU INO 17

FIGURA 1. 4 : FORMATO D E UN A FUNCIÓN 22

F IGURA 2. 1: IDE DE

PROTEUS

34

FIGURA 2 2: INTERFAZ DE ISIS PROTEUS 36

F I G U R A

2.3: INTERFAZ

ARDUINO MEGA2560 37

F i G U R A 2

4:

CONEXIÓN

D E

DISPOSITIVOS CON

ARDUINO

MEGA2560

37

FIGURA 2

S:CARGAR

CÓDIGO AL

ARDUINO

38

F IGURA 2 6: S IMULACIÓN DE PROGRAMA E N SIS PROTEUS 38

F I G U R A S

1: PROGRAMA ENCIENDE UN LED 40

F I G U R A S

2: ESQUEMA D E CONEXIÓN ISIS PROTEUS ENCENDER UN

L E D

41

F I G U R A S 3 : ESQUEMA CONEXIÓN F ÍS ICA PARA ENCENDER EL LED 41

F I G U R A S

4:

ESQUEMA

DE

CONEX IÓN

ISIS

PROTEUS ENC ENDER

U N L E D 4 3

F I G U R A S 5 :

ESQUEMA CONEXIÓN F Í S I C A PARA ENCENDER

EL LED 43

F I G U R A 3 6:

E S Q U E M A D E

C O N E X I Ó N D E

L A S E C U E N C I A

D E

L E D S C O N U N

P U L S A D O R

4 6

F I G U R A 3 7:

E S Q U E M A

D E C O N E X I Ó N

F Í S IC A S E C U E N C I A

D E

L E D S

C O N U N P U L S A D O R 46

F I G U R A

3 8 : C R U C E E N U N A I N T E R S E C C I Ó N 4 7

F I G U R A 3 9:

E S Q U E M A

D E

C O N E X I Ó N

E N ISIS

P R O T E U S

C R U C E D E

S E M Á F O R E S

4 9

F I G U R A S 1 0 :

E S Q U E M A C O N E X I Ó N F ÍS IC A C R U C E S E M Á F O R O S

4 9

F I G U R A S 11 :

E S Q U E M A

D E

C O N E X I Ó N C O N T A D O R

D E L O A L 9 9 5 2

F I G U R A S

12 :

E S Q U E M A

D E

C O N E X I Ó N F Í S IC A C O N T A D O R

O A L 9 9 5 2

F I G U R A

3 13: E S Q U E M A E N ISIS P R O T E U S Z U M B A D O R 5 4

F I G U R A

3 1 4 : E S Q U E M A

Físico

Z U M B A D O R 5 4

F I G U R A 3 15:

E S Q U E M A

E N ISIS

P R O T E U S V A R I A C IÓ N

D E

F E C U E N C I A S

5 6

F I G U R A

3 16:

E S Q U E M A

Físico

V A R I A C I Ó N

D E

F R E C U E N C I A S

5 6

F I G U R A

3 17:

E S Q U E M A

E N

ISIS

P R O T E U S S O N I D O S

C O N

L I B R E R Í A

P I L C H E S H

6 0

9


7/47

F I G U R A

3 18:

E S Q U E M A

Físico

S O N I D O S C O N L I B R E R Í A P I T CH E S . H 61

F I G U R A 3. 19: E S Q U E M A L M 35 6 2

F I G U R A 3 . 20: E S Q U E M A C O N E X I Ó N S S P R O T E U S S E N S O R

T E M P E R A T U R A 6 5

F I G U R A 3. 21: E S Q U E M A C O N E X I Ó N F Í S I C A S E N S O R T E M P E R A T U R A 6 5

F I G U R A 3. 22: E S Q U E M A

C O N E X I Ó N

L D R 6 6

F I G U R A 3. 23: E S Q U E M A S S P R O T E U S S E N S O R D E L u z 6 8

F I G U R A 3. 24: E S Q U E M A F Í S I C O

S E N S O R

D E L U Z 6 8

F I G U R A 3. 25: D I A G R A M A D E C O N E X I Ó N

CIL293D

69

F I G U R A 3. 26:

E S Q U E M A

S S P R O T E U S S E N S O R D E L u z 7 0

F I G U R A

3. 27:

E S Q U E M A F Í S I C O S E N S O R

D E L U Z 7 1

F I G U R A 3. 28:

E S Q U E M A

T E C L A D O 7 2

F I G U R A 3. 29: I N S E R T A R L I B R E R Í A K E Y P A D . H 7 3

F I G U R A 3. 30: E S Q U E M A S S P R O T E U S C O N T R O L P O R T E C L A D O . . . .

77

F I G U R A

3. 31:

E S Q U E M A

D E

C O N E X I Ó N F Í S I C A C O N T R O L T E C L A D O

7 7

F I G U R A 3. 32: V I R T U A L S E R I A L P O R T D R I V E R 78

F I G U R A

3 33:

E S Q U E M A D E CO N E X I Ó N P U E R T O S E R I E ISIS P R O T E U S 79

F I G U R A

3. 34:

S A L I D A

D E L

P U E R T O

C O M 2

80

F I G U R A 3. 35: E S Q U E M A F Í S I C O D E C O N E X I Ó N P U E R T O S E R I E 80

F I G U R A S . 36: E S Q U E M A CO N E X I Ó N D E L S E N S O R C O N A R D U I N O 83

F I G U R A S . 37 :

E S Q U E M A

D E

C O N E X I Ó N F Í S I CA

D E L

S E N S O R

Y

A R D U I N O

83

FIGURAS 38 :

ESQU EMA C O N EX IÓN

ICTC7 8

F I G U R A

3. 39:

E S Q U E M A C O N E X I Ó N

E N S S

P R O T E U S

8 9

F I G U R A 3 . 4 0 : E S Q U E M A D E

C O N E X I Ó N

F Í S I C A D E A R D U I N O Y

TC74A05 89

1

CAPITULO

I

Programando Arduino

I Entorno de l IDE de Arduino

l i l

E ntorno de P rogramación Integrado ID E ) de A r duino, es un

1 1 1 i m ultiplaforma, disponible para descargar d irectamente para

W i n d o w s ,

L inux y M ac O S . E s un a aplicación gratuita desarrollada

en

J a v a y

deriva

d e l I D E d e

Processing

y

Wiring, sencilla

de

instalar

y a la vez muy fácil de

utilizar.

la s ido diseñado teniendo en mente que sus usuarios no son

e x p e r t o s desarrolladores y sean capaces de familiarizarse con él

d e u n a manera intuitiva.

I n c l u y e un editor de código que resalta la sintaxis, esto es

resaltando

las palabras claves y funciones de otro color, además

permite

ver si

están bien

emparejadas las

llaves

de las

funciones

de

condición y ciclos de repetición.

A d e m á s

el entorno incluye todo lo necesario para com pilar gracias

l

compilador avr-gcc),

q ue

trasforma

el

código legible

por el

se r

humano a instrucciones legibles para la má qu ina llamado s

lleneros objeto), el proceso de com pilación es transparen te para

el usuario. Todo lo que tiene que hacer es pulsar un botón. S i

existen errores en el código de programación, el compilador

mostrará

un

m ens aj e

de

error

en la

parte inferior

del

IDE

y

resaltará la línea de código que parece tener el problema.


8/47

El código que se desarrolla es C/C++, aunque las funciones que

gobiernan el program a son setupQ y loop().

Los archivos se guardan con la

extensión

.ino.

El

IDE de arduino consta de cinco menús: File, Edit, Sketch,

Tools, Help

y una

barra

de

herramientas

que

permite verificar

el

proceso de carga, creación, apertura y guardado de programas,

además de la monitorización serie (ver Figura 1.1 .

ii l

<

«

1 . • - • «

Figura 1 1: líe faz IDE rduino

1. Barra de Menús: Son cinco m enús: File, Edit, Sketch, Tools,

Help. Los menús se activan cuando

existe

una tarea que se pueda

realizar en este.

2

Sketch

Tools

Copy for Discourse : Copia el código con un

formato

para incluirlo

en

foro.

Copy

as

H T M L : Copia el código con un

formato

HT ML pa ra incrustarlo

en una

página

Web.

Verify/Compile: Comprueba errores en el

código.

Import Library: Inserta una l ibrería al

program a, incluyendo la sentencia include en

el código.

Show

Sketch Folder: M uestra

la

carpeta

en

donde

se

almacenan

los

programas

A dd

File. . .: Inserta un archivo fuente al

programa.

Auto

Format:

ordena en código.

Board:

Selecciona la versión de arduino que

se está usando.

Serial Port: En este menú se presentan los

puertos serie real o virtual.

13


9/47

Burn Bootloader: Graba un gestor de

arranque en el arduino.

2.

Barra

d e Herr am ientas: Con este menú se permite

verificar, cargar y controlar el funcionamiento del

programa.

Comprueba

los errores del código.

Compila el código y lo vuelca en la placa E/S de

Arduino.

Crea un nuev o archivo.

Muestra todos los programas que se encuentran

en

el

Sketchbook

Guarda el

programa.

Permite comprobar el funcionamiento del código

por medio del puerto de Serie.

3. Editor de código: En este espacio se escribe el código.

4.

Área

de

mensajes: Espacio

en

donde

se

indica

si la

compilación del program a fue exitosa o indica la línea en

donde puede existir un error.

5. Consola: Área en donde se presenta el lugar en el que se

guardó el programa compilado. En el caso de existir

errores en el código del programa muestra las posibles

causas de

éste ver Figura

1.2).

14

o n

ompl

C;\Uaers\Sanciago\ílppData\Locil\l«ip\bttild3i38BlíJ21441lifli?l.^

\ l n c e n d e r _ L e d . c p p h «

i n a r y

s k e t c h s i z e

1 63 2 f o f b y t e Miiací

Figura

1 2 Ventana de Compilación

1 2

Introducción a la programación

,a

estructura básica del

lenguaje

de programación de A rduino se

compone

de dos

partes. Estas

dos

funciones

son

vitales para

el

liincionamiento

del programa.

void

setupQ

sentencias;

15


10/47

Curación

void loopQ

sentencias;

En donde

setupQ

es la parte encargada de recoger la

configu..^*^*

y loopQ es la que contienen el programa que se ejecutará

cíclicamente.

Ambas funciones son necesarias para que el programa trabaje.

La función de configuración setup ) debe contener la declaración

de las variables, establecer el estado de los pins, inicializar librerías,

etc.

Es la

primera

función a

ejecutar

en el

programa,

se

ejecuta

sólo una

vez,

y se

utiliza para

la

configuración

de la

comunicación

de

entrada/salida y serie entre otras.

La función bucle loop) contiene el código que se ejecutará

continuamente lectura

de

entradas, activación

de

salidas, etc)

Esta función es el núcleo de todos los programas de Arduino y la

qu e realiza la mayor parte del trabajo.

Para realizar la programación se abre el IDE de Arduino, que

por defecto abre un archivo en blanco ver figura

1.3)

16

MI hjullUJl Arruino

r t i b Ü l Q i

Figura 1 3: I Earduino

I n ra

compilar

el

programa pulsar

en el

botón

,

sino existe

errores deberá presentar en la parte inferior un mensaje de

on Compiling

I

í la

consola indica

la dirección en la cual se

guardó

el

archivo

compi lado

con la extensión

.hex

y el tamaño del fichero. Copie

17


11/47

este archivo en una carpeta en donde se tenga el proye cto a

desarrollar; en el caso de que no se visualice esta dirección dirijase

a File >Preferences y activar la opción com pilation.

En este capítulo se describirán los elementos más básicos y

esenciales para comenzar

a

programar.

1.2.1 Comentarios

Los com entarios no son considerados com o líneas de código en

el program a, sirve para docume ntar ciertos aspectos importantes.

Existen 2 tipos de com entarios:

El comentario de bloque, abarca todas las líneas contenidas entre

los símbolos / y /, Ejemplo:

/ Hola aquí se com enta acerca del programa,

y del proceso que realiza cada línea.

Línea

de

comentario:

con los

símbolos

// se

comenta

una

línea.

Ejemplo:

// Comentario para una línea.

8

1.2 .2 H i n q u es

I a i a

agrupar

un

conjunto

líneas se utiliza los símbolos

1.2.3 Tipos

de

datos

í n

la programación de

arduino existen diferentes tipos

de

datos:

•

Hyte.

Almacena 8 bits.

•

I n t . Almacena 16 bits.

• I ,ong. Almacena 32 bits.

• Float.

Almacenado 32 bits.

•

Arrays

Alamecena varios valores de un mismo tipo, el

primer valor se encuentra en índice O

1.2.4

Constantes

Son

variables

a las que no se puede modificar el valor. Ejemplos:

true/false

HIGH/LOW

INPUT/O UTPUT

19


12/47

1.2.5 Variables

E j e m p l o s :

Es una porción de mem oria que almacena valores de acuerdo al

tipo de declaración y que es conocido en el programa por un

determinado identificador

y por lo

tanto puede variar

en el

recorrido

del

programa.

Una variable puede tomar una infinidad de valores pero en un

mom ento particular tendrá uno solo.

Ejemplo:

int p; // variable p disponible para todo el programa

void setup() {

void loop()

{

for (int i=0; i


13/47

e de ¡d

ruñe

ion

inf Int nt y {

P., ,s, r,*4r«

25»

ívivr. .ik:

retum

pt,s rsc.ctr.

Figura 1 4: ormato de una función

1 2 9 Estructuras de control

Son aquellas estructuras que permiten modificar el flujo de

ejecución

del

programa,

es

decir,

el

orden

en el que se

ejecutan

las sentencias.

1 2 9 1 Sentencias condicionales

entencia

if

Ejecuta un código si se cumple la condición y otro distinto si no

se cumple

if (condición)

//

código

si se

cumple

2 2

ilie

código

si no se

cumple

e n t e n c i a switch

>

|

c i

id icnd o d el valor de una variable ej ecutará un código

distinto

: ¡ \ h (var)

{

I i j

ce

uta si var es 1

break;

case

2 :

Ejecuta

si var es 2

break;

default:

si nada concuerda, default

defau l t

es opcional

23


14/47

1 2 9 2

ucle o

Estructuras

de

repetición

Una estructura de repetición indica que se va a realizar varias

veces un mismo proceso existiendo varias maneras de representar

una

estructura de repetición dependiendo mucho de 3 parámetros

principales como son:

el iniciar un

contador, tener

un

número

tope

de

repeticiones

de proceso,

parámetro modificador

de uno

de

los parámetros anteriores los mismos que deberán actuar como

elementos para comparación o condición.

Existen

3

tipos

de

bucles:

ucle for

La declaración for es usada para repetir un bloque encerrado

entre llaves.

Un

incremento

de un

contador,

es

usado

normalmente para aumentar

y

terminar

con el

bucle.

La

estructura

fo r

es muy útil para la mayoría de las operaciones repetitivas, y

habitualmente se usa para operaciones con vectores, para operar

sobre conjuntos

de

datos/pines.

El bucle for tiene tres partes o argumentos en su inicialización:

for inicialización ; condición ; incremento) {

//sentencias;

La inicialización, se

produce sólo

la

primera vez. Cada

vez que

se

va a repetir el bucle, se revisa la condición: si es cierta, el

bloque

de

funciones

(y el

incremento

del

contador)

se

ejecutan,

24

)

l i «

ondu- ión vu el ve a ser

comprobada

de

nuevo.

Si la

condición

i . l . i l ; ; : i , el bucle termina.

l ' i

i

l e m p l o :

l » i ( M I

i );i


15/47

do

{

//sentencias

} while condición);

1 2 9 3

Saliendo

de los

bucles

Se

puede salir de un ciclo usando las siguientes

instrucciones:

•break //

sale

del

bucle

•continué // salta el paso actual del bucle

•return // sale de la función

•gotolabel //salta

a la etiqueta label

for inti=0;i0)

continué;

// Se

salta

el

código

del

resto

de la

iteración

else

break;

//sale

d el bucle

2 O

Siring

o

c den s

de

c r cteres

l n n i

l a r i l i l a r e l trabajo concadenas

d e caracteres, existe

laclase

S l i

n i ) 1 , . T iene lo s siguientes métodos

F u n c i ó n

c o m p á r e l o ] )

c o n c a t ( )

r n i l s W i l h O

c i j i i a l s f )

t ' ( | i i ; i l s ] ¡ ' , i i 0 r c C a s e ( )

n i i h O Í O

l a s t l n d e x O f O

I c n g l h O

i ' c p l a c c ( )

s l a r t s W i l h O

s i i b s l r i n g O

l t i L o w c r C a s e ( )

o l l p p c r C a s e ( )

i i i n )

D e t a l l e

C o m p a r a

d o s

c a d e n a s

C o n c a t e n a

C o m p r u e b a s i t e r m i n a

p o r . . .

C o m p r u e b a s i s o n i g u a l e s

C o m p r u e b a i g u a l d a d i g n o r a n d o m a y ú s c u l a s y

m i n ú s c u l a s

D e v u e l v e l a p r im e r a p o s i c i ó n d e l c a r á c t e r q u e

s e p a s a c o m o a r g u m e n t o

D e v u e l v e l a ú l t i m a p o s i c i ó n d e l c a r á c t e r q u e l e

p a s a m o s

L o n g i t u d d e l a c a d e n a

R e e m p l a z a

C o m p r u e b a s i e m p i e z a p o r

D e v u e l v e

u n f r a g m e n t o d e l a

c a d e n a o r i g i n a l

C o n v i e r t e

a

m i n ú s c u l a s

C o n v i e r t e a m a y ú s c u l a s

E l im i n a l o s e s p a c i o s i n i c i a l e s y f i n a l e s

27


16/47

1 2 11

Entradas

y salidas

digitales

y

analógicas

Fundón

pinMode p in , m ode )

digi talRead pin)

digitalWrite pin, valué)

analogRead pin)

analogWrite pin, va lué)

Detalle

C o n f i g u r a r

un p in pa ra com por ta r s e com o

entrada

INPUT)

o

salida OU TPU T).

Esta f u n c i ó n se utiliza dentro de s e t u p ) , por

d e f e c t o

en arduino todos los pines es tán como

salidas.

E j e m p l o

pinMode p in ,

OUTPUT);

Devuelve un valor en a l to

HIGH)

o en b a j o

L O W ) ,

de un p ing

digital determinado.

E j e m p l o :

=

digita lRead Pin);

Introduce un nive l a l to HIGH) o b a j o L O W )

en el pin digital especificado.

Ejemplo:

digitalWrite pin,HIGH);

Devuelve

un

valor desde

el pin

analógic

señalado con una resolución de 10 bi ts . Es ta

f u n c i ó n

solo f u n c i o n a

en los

pines analógicos

E l valor resultante e s u n entero d e O a 1023

Los pines analógicos ,

a

diferencia

de los

digitales no necesitan declararse previamente

com o INPUT o O U T P U T .

E j e m p l o :

= digita lRead Pin);

Ésta f u n c i ó n solo puede ser usada en pines

analógico. Escribe

u n

dato pseudo-analógico

utilizando P W M ,

e l

dato está

e n e l

rango

O -

255, e l O genera O V y e l 2 5 5 genera 5 V e n l a

salida del pin especif icado.

Ejemplo:

analogWrite pin, v );

m l l l l i O

F u n c i o n e s

d e t i e m p o y

m a t e m á t i c a s

n i » )

? / £ > ' • . • i i > v ' j -

0

i . y ) , max x , y)

Permite

real iza

u na pausa en e l programa,

especif icando en t iempo en

mi l i segundo.

Existe u n error en esta función, y a que cuando

se

ejecuta es ta instancia produce

que e l

programa se detenga excepto la s

interrupciones)

con lo

cua l

no lee

sensores,

n i

real iza cá lcu los

en e l t iempo especif icado.

Para t iempos mayores a decenas d e

mil isegundos

no s e

recomienda es ta función.

Retorna

u n

va lo r

e n

m il isegundos

qu e

Arduino

se

encuentra ejecutando el programa.

Retorna

el

m í n i m o

y el máximo entre su s

parámetros .

Funciones

de

generación

aleator ia

nl jirrd)

u »

) ,

i : i i i d o m ( m i n ,

m a x )

Determina un valor de inicio como e l punto de

part ida para l a f u n c i ó n

r an d o m Q .

Entrega u n

valor aleatorio e n t r e

e l

rango

indicado.

P u e r t o

s e r i e

n l . b i H ¡ n ( r a te )

i i l . p r i n t l n ( d a t a )

u l . r e a d Q

i i l . a v a i l a b l e O

P e r m i t e

e l u s o d e l

p u e r t o s e r i e

y

d e t e r m i n a

l a

v e l o c i d a d d e t r a n s m i s i ó n .

P e r m i te e n v i a r d a t o s a l p u e r t o s e r ie

L e e l o s d a t o s d e l p u e r t o

s e r i e .

D e v u e l v e

e l

n ú m e r o

d e

c a r a c t e r e s p r e s e n t e s

e n

el p u e r t o

s e r i e .

28

l i

Librerías

I

1 1 1 1 1 1

h r c r í a n o e s m á s q u e u n c o n j u n t o d e códigos empaquetados

v 1

lo s

c | i i e podemos llamar desde nuestro programa,

f a c i l i ta n d o

t i

d e s a r r o l l o

d e l programa, puesto q u e aprovecha u n código y a

ixiltente.


17/47

Para usar se tiene que im portar a nue stro código con la palabra

reservada

include

Si se requiere instalar una librería hay q ue descargarla y copiarla

en

la carpeta libraries del directorio, don de se guarda n nuestros

sketches de arduino.

ibrerías básicas

L i b r e r í a s

E E P R O M

E t h e r n e t

F i r m a t a

L i q u i d C r y s t a l

S D

S e r v o

S P I

S o f t w a r e S e r i a l

S t e p p e r

W i r e

D e t a l l e s

P e r m i t e

l e e r

y

e s c r i b i r

e n a l m a c e n a m i e n t o

p e r m a n e n t e

P e r m i t e c o n e c t a r a i n t e r n e t .

C o m u n i c a c i o n e s u s a n d o

u n

p r o t o c o l o

c o n c r e t o .

P e r m i te e l m a n e jo d e L C D .

L e c t u r a y e s c r it u ra e n t a r j e t a s S D .

C o n t r o l d e S e r v o s .

C o m u n i c a c i o n e s c o n d i s p o s it iv o s u s a n d o S P I.

P e r m i t e c o m u n i c ac io n e s ser i e p o r o t r o s p i n e s .

C o n t r o l d e m o t o r es p a so a p a s o .

c o m u n i c a c i o n e s I 2 C

O l í a s

ibrer ías

M

r r

n i i i i i i c i i l i o n

( n c t w o r k i n g

a n d p r o t o c o l s ):

e n g c r

S o f l S c r i i l

I V I r e

v c y b o i i r d

i l c

l y i c s s i i g c S y s t e m

l lI J M o b l lc

i l i i l i m

K i i n l r o l

P r o c e s a m e n s a j e s d e t e x t o p r o v e n i e n t e s d e l

P C .

V e r si ó n m e j o r a d a

d e

S o f t w a r e S e r i a l .

P e r m i t e la c o m u n i c a c i ó n c o n

d i s p o s i t i v o s

d e

D a l la s (f a b r i c a n t e d e d is p o s i t iv o s e l e c t ró n i c o s )

q u e u sa n e s t e p r o t o c o l o .

L e e c a r a c te r e s d e s d e u n t e c l a d o P S 2 .

E n v i a r m e n s a j e s e n t re a r d u in o y e l P C .

E n v í a m e n s a j e s d e t e x t o y

e m a i l

d e s d e e l

m ó v i l ( v ía c o m a n d o s A T ) .

S e r v i d o r

w e b

p a r a u s a r

c o n

a r d ui n o E t h e r n e t .

E n v í a s e ñ a l e s

d e l

p r o to c o l o X I

0

u s a n d o

lo s

c a b l e s e lé c t r ic o s d o m é s t ic o s .

C o m u n i c a c i o n e s X B e e s

e n

m o d o A P I.

C o n t r o l r e m o t o d e o t r o s A r d u i n o s p o r m e d i o

d e c o m u n i c ac io n e s ser i e

S r i m l n g :

( i i | i u c i l i v c S e n s i n g

D v b o u n c c

P e r m i t e u s a r d o s e n t r a d a s c o m o s e n s o r s

c a p a c i t i v o s .

P e r m i t e u s a r a n t i - r e b o t e

e n

e n t r a d a s

l ' u i i l u l l í i s \s

I m p n r n - t l L C D

l i b r a r y

( L C D

M e j o r a la

l ib rer ía

L C D

l i b r a r y

P e r m i t e m a n e j a r L C D s g r á f i c a s b a s a d a s

c h i p

K S 0 1 0 8 o

e q u i v a l e n t e .

en e l


18/47

L e d C o n t r o l

L e d D i s p l a y

M a n e j a

m a t r i c e s d e

l e d s

c o n c h ip s M A X 7 2 2 1

o M A X 7 2 1 9 .

C o n t ro l a p a n t a ll a s b a s a d a s e n H C M S - 2 9 x x

c o n s c r o l l.

M o to re s y P W M :

T L C 5 9 4 0

P e r m i t e

e l u s o d e l

c h i p T L C 5 9 4 0 1 6 c a n a l e s

c o n P W M d e 1 2 b it PW M .

M a n e j o d e l t ie m p o :

D a t e T i m e

M e t o

M s T i m e r l

A y u d a

c o n e l

t r a b a j a r

c o n

f e c h a s

y

h o r a s .

A y u d a a m e d i r in t e rv a l o s t e m p o r a l e s f i jo s

P e r m i te e j e c u ta r t a re a s c a d a N m i li se g u n d o s

( u s a 2 t e m p o r i z a d o r e s ) .

L i b r e r í a S e r v o

P e r m i t e c o n t r o l a r h a s t a 1 2 s e r v o s e n u n a r d u i n o U N O y 4 8 e n u n a r d u i n o M e g a

a t t a c h ( p i n )

w r i t e ( a n g u l o )

r e a d O

a t t a c h e d O

d e t a c h O

C o n e c t a e l o b j e t o s e r v o c o n e l p i n d a d o .

E s t a b l e c e

la p o s ic ió n d e l

s e r v o .

D e v u e l v e

la p o s i ci ó n d e l

s e r v o .

C o m p r u e b a s i

e s t á c o n e c t a d o .

D e s c o n e c t a e l p i n d e l s e r v o .

C P I T U L O

II

P R O T E O S

I

I n t r o d u c c i ó n

32

l i o i r u s

es un software para el diseño de circuitos eléctricos y

• I r r i m i l icos

con los

cuales

se

pue de realizar proyectos com pletos

un

sle

ám bito.

Proteus

es

desarrollado

po r

Labcen ter Electronics

i | i n -

ronsta

de los dos

program as principales: Ares

e

Isis

• \

I

S

Advanced

Routing

and

Editing

S oftware)

es la

herram ienta

d i

r u m i ad o , ub icación

y

edición

d e

componentes,

se

utiliza para

l n I , i l n

icación

de placas de circuito im preso.

I . I

i

( 1 1 1 1 c 1 1

i

gent S chematic Input S ystem) perm ite diseñar el plano

l <

• 1 1 i ro de l circuito que se desea realizar con componentes m uy

v i i i , i d o s .

I

u . i de

las

prestaciones

de

Proteus, integrada

con

I S I S ,

es V SM

i

V n

1 1 u i l

S ystem

M odeling), con la cual se puede sim ular en tiem po

i r a l l óe l a s las características de varias f a m i l i a s de

m u u n on iroladores, así com o la simulación d e arduino.

/

n I o n i o Gráfico

S S

I u

i

, 1 . 1 he r r a m ie n ta se

p ue d e n

crear

diseños

de

circuitos

•

l i

i

i i o i i i i os y se puede probar su funcionam iento gracias a la

• • m m l i u

i o n .


19/47

En

este libro

se

explicará

de

manera rápida sobre

la

utilización

de esta herramienta así como la colocación de componentes en

la hoja de

trabajo.

Para

comenzar

se

debe abrir

el

programa Proteus desde

el

icono

ISIS presentándose una ventana con un entorno de trabajo como

el

que se

indica

en figura

2.1 conformado

por

varias barras

de

herramientas.

I - V K I N T A N A

DE

VISTA PREVIA vista previa d el circuito o

• l i los

e l emen tos

del diseño.

SULKCTOR DE OBJETOS en esta ventana aparecerán

> : ;

com ponen tes

y

otros elementos disponibles dependiendo

l e |

m o d o

seleccionado

y

desde allí podremos elegirlos para

co loca r lo s en el

diseño.

lt > K I E DE

HOJA la línea de color azul determina e l límite

de

la hoja de trabajo; debemos colocar el circuito dentro de

VENTANADE EDICIÓN es la ventana donde dibujaremos

l o : c i r c u i t o s electrónicos colocando lo s componentes

i in conectándolos

y

agregando también otros instrumentos

v

herramientas.

J 1 1 A K RA DE

ESTADO

aquí aparece información útil

de lo

i | i i c tengamos

seleccionado

o del

elemento sobre

el

cual

se

encuentre el

cursor

de l

mouse

en ese

momento.

i

I t AKRA D E

COORDENADAS en esta barra podemos ver

l . i s coordenadas donde

se

encuentra

e l

cursor

en

todo

i

noinento mientras lo desplazamos por la ventana de edición.

/ S IMULAC IÓN : aquí podemos encontrar lo s controles de

simulación

Figura 2 1: I E E PROTEUS

5


20/47

2 3 M anejo Arduino en Proteus

Para la simulación abrimos el ISIS de Proteus, el cual muestra

una pantalla como la que se

indica

en la figura 2.2

1 J : i.

i

UJUJU.1..1

Figura

2 2:

Interfaz

de

ISIS

Proteus

En la

paleta

de

dispositivos, agregar

el microprocesador a

utilizar,

en este caso es el ardu ino MEGA 2560, com o indica en l figur

2.3

6

p [»

t _

l í i r t f t t

„

- f e »

i^^Mt

s « i » f e u « «« ¿i,;?

Figura 2 3: Interfaz Ardu ino MEGA 2560

> I .

misma

forma como

se

añadió

el

arduino,

se

tiene

que

Idlcionar los diferentes dispositivos a utilizar en el circuito, como

II

i n d i c a

la figura 2.

4.

Figura

2 4:

Conexión de

d ispositivos

c on

Arduino MEGA2560


21/47

Cargue e l programa en el micro haciendo doble click sobre el

micro

de

arduino

y

seleccionar

el

archivo.

Figura 2 5:

Cargar

Código

a l

Arduino

Para

comprobar

el funcionamiento del

programa pulsar play

>¡? í

QX QI

• • • • • • • i .;«»


22/47

una pausa en este estado se utiliza la función delay

la

cual espera la cantidad de milisegundos indicado.

delay 5000);

El

programa completo

deberá

quedar como

se indica en la

Figura 3.1

í C £ i

,L«i

t feíih- a 1

S

» • *«4i«

Wi

Í

„ ,= {33603;

i

t

1

I

Figura 3 1:

Programa enciende

un Led

1 i l i i e i m i de conexión del circuito en ISIS Proteus se muestra

n ur

3.2 y la

conexión

física se

nuestra

en la figura 3.3

• «•« 3 2: Esquema de

conexión ISIS

roteus

encender

un Led

Figura

3 3

squema conexión

física

para encender

el led


23/47

3 1 2 Encendido Progresivo y pagado de Led

El

programa va encendiendo progresivamente un

led

y luego lo

va apagando poco a poco.

El

código

del

programa queda

de

esta manera:

intledPin=9;

void setup () {

pinMode(ledPin,OUTPUT);

}

voidloopQI

for(inti=0;i0;i—){

analogWrite ledPin,i ;

delay lOO ;

Tcjíf^J.;-: r̂ ? »-

l£O I _

• • »:-«

,L»J.«•*»»(

Figura 3 4: Esquema de conexión ISIS Proteus encender un Led

Figura

3 5:

Esquema conexión física para encender el led


24/47

3 1 3 Secuencia

de Leds con un

pulsador

El

programa enciende

los

leds

de

manera

secuencial,

como

si

se

tratara de las luces del auto fantástico, siempre que se

presione el pulsador.

El

código para

su

funcionamiento

es el

siguiente:

int leds[]={5,6,7,8}; // Vector de puertos de salida

intpulsador=9;

inttiempo-20;

int

n=0;

void

setupQ

{//comienza la configuración

for n=0;n


25/47

Figura 3 6:

Esquema

de

conexión

de la

Secuencia

de

leds

con un pulsador ~ 3 7: Esquema d e conexión física Secuencia de leds

con u n pulsador

6

I

Hice

d e

Semáforos

l p i o i . r a i n a

controla

lo s semáforos

para

el cruce e n u n a

iel

sección.

Figura

3 8: Cruce

en una

intersección

I

I

i ó c l i g o

para

su

funcionamiento

es el

siguiente:

U x

={2,3,4,5,6,7};

m i irmpo=3000;

m i

l n . i n p o l = 5 0 0 ;

\ t i i d

setup(){

l » > r ( i n t n = 0 ; n < 6 ; n + + )

I

pinMode(x[n],OUTPUT);


26/47

void

loop )

{

digitalWrite x[0],HIGH);

digitalWrite x[3] HIGH);

delay tiempo);

digitalWrite x[3],LOW);


delay tiempol);





delay tiempo);

di

g

italWrite x[2],LOW );

digitalWrite x[l],HIGH);

delay tiempol);

digitalWrite x[l],LOW);


48

i i « I p i o i c u s insertamos las librerías de arduino mega2560 y el

M i l u - h j J U s .

I

luura 3 9: Esquema de conexión en ISIS Proteus Cruce de Sem áfores

Figura 3 10: Esquema conexión física Cruce Semáforos


27/47

3 1 5 Contador

de O a 99 con dos displ y de 7 segmentos

El programa cuenta del O al 99 utilizado dos displays de 7

segmentos.

El código para su funcionamiento es el siguiente:

>

in t disp[] = {2, 3 , 4 ,

5,

6 ,7 ,8};

in t displ[]

= {22,23,24,25,26,27,28};

bytedigi ts[10][8]=

{

/ / a b c d e f g .

{ 1, 1, 1, 1, 1, 1, O, 0}, // O

{ O, 1, 1, O, O, O, O, 0}, // 1

{ 1, 1,0, 1,

1,0, l , 0} ,/ /2

{ 1, 1, 1,

1,0,0,

1,

0 } , / / 3

{ O, 1, 1,

0,0,

1, 1,

O } , / /

4

{ 1, O, 1, 1, O, 1, 1, O } , / / 5

{ 1,0, 1, 1, 1, 1, 1, 0 } , / / 6

{1,1, 1, O , O, O, O,

0},

// 7

{ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0 } , / / 8

{ 1, 1, 1, 1,0, 1, 1, 0} II

I i

u n í

x l 0 ; x l


28/47

Figura 3 11: Esquema de conexión Contador del O al 99

Figura 3 12 Esquema

de

conexión

física

Contador

O al 99

5

»

Proyecto con recuencias

\ l \r

I

p i o j ' . i í i m a

consiste

en

generar

un

tono, como

una

señal

de

I N O .

n i ; ; U programa se utiliza la función tone ( ), en la cual se

i

i l ilr cc el pin de salida, la frecuencia

y

la duración de esta.

i j ' . o para su funcionamiento es el siguiente:

lil

( " K m i ();i < > , (.60,

100);

I .

\ ,\ \

/ . S ) ;

53


29/47

Figura

3 13: Esquem a

en

ISIS Proteos Zumbador

Figura 3 14:

Esquema F ísico Zumbador

5

. . ¿ ariación de recuencias

I u

. 1 u n B u c l e d e Re p r o d uc c i ó n d e so n i d o s , en el que la

l u í i i i - n c i a sea cada v ez menor y aumente la longitud, es decir:

1 1 .

( I i

n,

I recuencia_baj

a,longitud_aumenta)

|| ü i

> < l i ; ; o para

su

funcionamiento

es el

siguiente:

n i l

1 m S o n i d o

=11;

i i i d :,ckip )

{

I

n i iMode(PinSonido,OUTPUT);

\ | loopQ {

m i

l i ccuenci a

= 4978;

m i

lon gi tu d

= 3 0 ;

\ \ l n l e (frecuencia > 3 1 )

lone(PinSonido, frecu encia, longitud);

dclay(longitud);

l iccuencia =

frecuencia

- 95;

lon gi tu d

=

longitud

+10;

hoTonc(PinSonido);

d i l u y ( 2 0 0 0 ) ;

55

t onidos


30/47

R Í

Figura 3 15:

Esquema

en

ISIS Proteus Variación de Frecuencias

Figura 3 16: Esquema Físico Variación de Frecuencias

56

i

n

. u i o n d e s o n i d o s

c o n nota musicales p o r

m e d i o d e

la

l i b r e r í a

l l

Ill K.ll

i

n l i j o p a r a s u

funcionamiento

e s e l

siguiente:

h u í

l u i k pitches.h

n i i . : ; i n th e melody:

m i m . - l t ) d y [ ] = {

N O T E _ D O , N O T E

R E ,

N O T E _ M I , NOTE_FA,

N <

> I

l

SOL, NÓTENLA,

N O T l i

S I } ;

n o l c

durat ions: 4

=

qua r t c r

n o l c ,

8 =

eighth

note, etc.

l u í

no lcDura t ions [ ]

= {4,8 } ;

M i u l

setupQ

mi

pausa_ent re_notas

1 0 0 0 / 8 )

*

1.30;

| ) i nMode 1 0 , O U T Í M I I ) ;

p i n M o d e l l, O U T I H I I ) ;

l i g i t a l W r i t e 1 0 , H I i l l ) ;

l b r i n t i = l ; i < 4 ;

ü

)

i

l u ii e l l ,N O T E J v V S ) ;

i l c lay pausa_ent rc n o i i i s ) ;

l o n e l l, N O T E _ l) 0 , X ) ,

i . . . . . ( I

I . N ( ) l l ;

I ( A , S ) ;


31/47

delay pausa_entre_notas);

tone ll,NOTE_FA,8);


tone ll,NOTE_SOL,8);


tone ll,NOTE_LA,8);


tone ll,NOTE_LA,8);

delay p

ausa_entr

e_notas);



tone ll,NOTE_SI,8);


tone ll,NOTE_LA,8);




tone ll,NOTE_FA,8);

delay pausa_entr e_notas);

tone ll,NOTE_FA,8);


i l . l , i i | i . n i . . , i m i r e

notas) ;

í

i

I I . N O T I Í M I , 8);

I

l . r ,

( p . n i s i i

cnlrcjiotas);

i . . . . . i I I .N ( ) T l í _ R E , 8 ) ;

I . l . i \ ( | ) ; u i s a cntre_notas);

l l l o l

I I .N O T E _ D O , 8 ) ;

d > lny(pausa_ent re_notas) ;

I . . M . ( I I , N ( ) T E _ S O L , 8 ) ;

i k l , n (

pausa_entre_notas);

. . . . . . - ( I I , N O T E _ S O L , 8 ) ;

i l «

i is lpausa_entre__notas) ;

l M i i f ( l l , N O T E _ D O , 8 ) ;

i | c lnv(pausa_entre_notas) ;

| M I I , (

I 1, N O T E _ D O ,8 ) ;

1 1 r I a v (

pausa_entre_notas)

;

i i . n . - ( l l , N O T E _ R E , 8 ) ;

i d luy(pausa_entre_notas);

I r

l n y ( pausa_entre_notas);

i n i i l - ( l l , N O T E _ F A , 8 ) ;

59


32/47


tone ll,NOTE_FA,8);


}

noTone ll);

digitalWrite 10,LOW);

}

void loop() {

// Loop s i gn i f i c a el buc l e a repetir, siempre

Üt

Figura

3 17: squema en

ISIS roteos

Sonidos

co n

librería

pitches h

60

Figura 3 18: Esquema Físico Sonidos co n librería pitches h

\

\s

Entradas

y

Salidas

V \ I ontrol de Temperatura

I

u

o) -. r am a

consiste

en

tomar

la

temperatura

del

sensor LM35

\

I M

s e n t a r este

dato en un LCD.

I

I I

M

í 5

e s un

sensor

d e

temperatura con una precisión calibrada

i ' I < ' . Su rango de medición abarca desde -55°C hasta 150°C.

I

, i

' . a l id a e s lineal y cada grado centígrado equivale a l Om V, por

l i I , m í o :

I M ) " C = I S O O m V

40°C = -400mV

61

\r analógico de

tensión.


33/47

TO 22

Plástic Pacfcage

O

M

56

S

U U U

%y<

N

Figura 3 19: Esquema LM 5

Arduino proporciona varias patillas con capacidad para leer valores

analógicos. Cuando

se lee un

valor

se

tiene

una

resolución

de

10

bits, lo que quiere decir que podremos obtener valores entre O y

1023.

Para leer estos valores se utiliza la función:

analogRead(pin);

Para calibrar

el

valor leído

del

sensor

se

utiliza

el

siguienti

algoritmo:

sensorValue = ( 5.0 *

analogRead(sensorPin)

* 100.0) / 1024.0;

En

donde:

6

\ i , i I d ) , icad = lectura analógica de tensión.

I u n

1

1 Resolución d e

lectura

e n

microsegundos.

I

•

l

o

2 10 ,

valor binario

de 10

dígitos binarios.

I n* módulos LCD se encuentran en

diferentes

presentaciones,

I ..... n

i n p l o

2x16 (2 líneas de 16 caracteres), 2x20, 4x20, 4x40,

a

continuación describe en detalle los pines de l módulo

D

l ' I N

B BHfc

J

-

»

1

1

/

1

' *

t

l i

4

»

1 ')

SÍMBOLO

vss

V D D

v o

R S f f

R W »

E

D L

D i

D2

D3

D 4

D5

D6

D7

L E D +

I E D ~

Nombre

y

función

b : ; £ (

ríe

ira ? v )

Al imer.t ac i

n

- r T - V

Ar.:.-'te

del : _ r - i

t - i -

G i - l e -

: i > - n

DATO

^ I I T F

L

I- ~ ' la o e o c i i * ~ r- i

-i L ' D

r. -,' i l- tací r.

D rit ner.

c .

' i ' . f i r s r i v

D «

D 2

D 3

D 4

D5

D 6

D 7

bit más sigificativo

Ánodo de LED backlight

Cátodo de LED backlight

Ñ u t a ; # significa negado.


34/47

El código para el funcionamiento del programa quedaría de la

siguiente manera:

include

LiquidCrystal lcd 12, 11, 5, 4, 3, 2);

int sensorPin = A O ;

int sensorValue = 0;

void

setup ) {

lcd.begin 16,2);

}

void loop )

{

sensorValue = 5.0 * analogR ead sensorPin) * 100.0) /

1024.0;

lcd.println sensorValue);

delay 3000);

i\inia 3 20: Esquema cone xión ISIS Proteus S ensor Te mperatura

Figura 3 21: Esquema conex ión física Sensor Tem peratura

I

iste sensor está configurado para

funcionar

cuando

no

exista

la


35/47

3 3 2 Control de luz con AC

El programa consiste en utilizar un sensor LDR para controlar

un foco de H O v .

El LDR es un componente electrónico cuya resistencia disminuye

con el aumento de intensidad de luz incidente

Al

utilizar

el LDR

como resistencia inferior

del

divisor

de

tensión,

se obtiene la tensión máxima cuando se tenga el LDR en plena

oscuridad, ya que opondrá el máximo de su resistencia al paso

de la corriente derivándose esta por

Vout.

Si se utiliza como

resistencia superior, el resultado será el inverso, la tensión será

máxima cuando esté completamente i luminado,

ya que se

comportará prácticamente como un cortocircuito, con una

resistencia de

50Q

o 100

Q

in rior

out

Figura 3 22: Esquema conexión LDR

presencia de

luz,

el

cual envía

una

señal

al

micro

y

este prende

una lámpara de HOv.

l

;

l

sensor está conectado

a la

entrada analógica

Al de

arduino.

I

; i salida

se

produce

en el

ping 13, salida digital,

con la

ayuda

de

u n transistor para amplificar la señal y disparar un relay que

funciona a 5v, el cual activa el paso de la corriente ac para

encender la

lámpara.

n sensorPin

= Al;

n t

sensorValue = 0;

n t

Foco=13;

void setup() {

pinMode(Foco,OUTPUT);

void

loopQ

{

sensorValue

= ( 5.0 * analogRead (sensorPin) *

100.0)

/1024.0;

/* Valores leídos Max= 499 en ausencia de luz

Min=166

iluminado com pletamente

*/

(sensorValué

>=

495)

i

gitalWrite(Foco,HIG H );

dse

il¡gitalWrite(Foco,LOW);

67

3 3 3

ontrol

de

Motores

DC


36/47

igura 3 23: Esquema ISIS

Proteos ensor de

Luz

13 24:

Esquema

físico

Sensor

de luz

8

í

este proyecto se controlará el giro de un motor de comente

direc ta DC).

Para

realizar

el

control

de

giro

se

utiliza

el

circuito integrado

1 293D el cual posee un Puente para cumplir con su cometido.

f

vea

igura

3 25: Diagrama

de

conexión

CIL 93D


37/47

intDerecha-2;

intlzquierda=3;

voi setup Í

voidloopOl

l

UalWnte Derecha,LOW ,l

Figura

3 26: Esquema

¡ Proteus Sensor de uz

70

Figura

3 27:

squema

físico

Sensor de luz

71

4

eclado


38/47

En este proyecto se utilizará un teclado 3 X 4, de 12 teclas (0-

9,*, ) para

el

control

de

acceso

por

clave.

El

esquema

del

teclado

se

indica a continuación:

Figura

3 28 :

squema Teclado

Para

realizar este prog ram a se utilizará la librería ,

la cual permite leer los datos de un teclado matricial. Esta librería

hay que descargar desde el sitio http://playground.arduino.cc y

guardarla

en la carpeta libraries del IDE de arduino.

Reiniciar el IDE del arduino y la barra de menú insertar esta

librería al program a, como se indica en la figura 3.29.

Archivo tdter

Ssíícn

Hciramientas

Ayuda

• er i f icar

Compilar

Ctri R

M ostrar la

C a r p e t a

de Sk etch Ctri K

Aoriíid? A , c h ; v o , , ,

impor tarL íbr toa . . .

Figura 3 29: Insertar Librería

Keypad h

El código para el funcionamiento de la aplicación es el siguiente:

include

include

73

72

// initialize the library with me num bers of the interface pins


39/47

LiquidCrystal lcd(12, 11, 25, 24, 23, 22);

const

byte

numFilas = 4;

const byte

numColumnas = 3;

//Matriz que

contiene

los

números

de l

teclado

const char teclas [numFilas] [numColumnas] = {

{' ', '2',

'3' } ,

{'4', '5',

'6' } ,

{'7',

'8',

'9' },

{ '*', 'O ' , '#' }

//Fines

de

entrada para

la

Filas

y

columnas

byte filaPins [numFilas] = { 2, 3, 4, 5 };

byte columnaPins [numColumnas] ={6,7,8};

//Crear el teclado

Keypad keypad

=

Keypad(makeK eymap ( teclas) , f i laPins,

columnaPins, numFilas, numColumnas);

Stringingreso= ;

void

setupQ

Serial.begin(9600);

// Establece e l número de filas y columnas en el LCD:

lcd.begin(16,2);

for (int fila = 0; fila < num Filas; fila++ )

{

pinMode(filaPins[fila],INPUT);

;

digitalWrite(fílaPins[fila],HIGH);

}

for (int column = 0; column < numColumnas; column++ )

{

pinMode(columnaPins[column],OUTPUT);

digitalWrite(columnaPins[column],HIGH);

} . : .

lcd.setCursor(0,0); 1 ' ^

lcd.println( Ingrese

la

Clave ); :

lcd.setCursor(0,

1);

;

lcd.príntln( +* );

} .

v

• • .

void

loop(){

75


40/47

char key

=

keypad.getKeyQ;

icd.clear();

Serial.println(key);

lcd.println(key);

ingreso

+=

key;

if key

'*'){

if(ingreso== 1234* ){

Icd.clearQ;

lcd.println( Puerta

Abierta );

ingreso= ;

}

else{

Icd.clearQ;

lcd.println( Clave Incorrecta );

ingreso= ;

í íSí|

9

Figura 3 30: Esquema ISIS

Proteus

Contro p

r

Teclado

Figura

3.31: Esquema de conexión física Contro

Teclado

77


41/47

C O M 2

3 4 2 Protoco lo de Comu nicación I2C


42/47

¡o

serie

puerco

serie

jswsrt» serie

pBeziSQ aerie

poertx

13O

írto serie

ot i»

Rwtsstea ptierto

ís ri

stelwsl&a

puerto

a«.rie

PxKudba

pu»r tx>

«trie

x t d k poerto sfeZ-le

ppKaseilB*

s««rto

s«ri 137

gjAutoswe É̂lŜ SfeS..̂ ̂ :

9

?

OÍ>

Figuro

3 34: So/ido

del uerto

comZ

Figura

3 35:

Esquema

físico

de conexión Puerto serie

El protocolo d e comunicación I2 C consta de l as s igu ien tes

características:

B u s de comu nicaciones en serie.

Velocidad d e lOOKbits por segundo en el mod o estándar.

Dos

líneas

d e

comunicación b id ireccionales

SDA(SignalData)

SCL (Signal Clock)

Comunicación

Master—

Slave.

l ibrería W ire permite comu nicar con d isposit ivos I2C y

Arduino.

Para

la

lectura

d e

datos desde

el

sensor

al

ardu ino

se

presenta

el sigui ente programa:

inc lude

int dirección = 0; //dirección: la localización en donde escribir,

desde O

a

511 (int)

int pinlectu ra=l

3;

int d ireccion_sensor=77;

int temperatura=0;

byte envio=0;

81

void setupQ

{

W

jj.¿SSÜÍÍÍ Í


43/47

W ire.beg in );//Inicializa la librería W ire

void loopQ

{

//sensor de

temperatura

Wire.beginTransmission direccion_sensor);/*Comienzala

transmisión al dispositivo I2C esclavo con la

dirección */

envio=0;

W ire.write env io);/*Escribe datos desde un dispositivo esclavo

en

respuesta

a una

solicitud

de un

Maestro*/

W ire.endTransmission );//Finaliza una transmisión a un esclavo

W ire.reque stFrom direccion_sensor,l);/*Solicitabytes

de

otro

dispositivo, se p one 1 para

pedir

al

sensor

de

tem peratura

qu e

envíe

los

datos*/

while Wire.available )==0);

//Devuelve el

número

de

bytes

disponibles para recupe rar

temperatura=Wire.read ); //Lee lo s byte que fueron

transmitidos

Q¡;|;.;̂ ĵ l¡||.̂

fl:t:F-í+

ASK

ípe

Figura 3 36: Esquema conexión del sensor con arduino

Figura 3 37: Esquem a de conexión física de l s nsor y arduino

Dfriuras.» .

3 4 3 Transm isión serie

del

valor

de

temperatura

En las

líne s

de com unicación se conectan resistencias con una

configuración pull-up de 10KÚ , con lo que provoca que en el


44/47

utilizando

el

Protocolo

de

Comunicación

I2C y

Almacenam iento en la

memoria EEPRO M

En

el proyec to se utiliza un sensor de temp eratura que permite la

comunicación con Arduino por medio del protocolo I2C. Para el

almacenamiento

de los

datos adquiridos

se

utiliza

la

memoria

EEPR OM de Arduino y además se realiza la transmisión de los

datos

por medio del puerto serial.

El sensor de temperatura I2C utilizado es el TC74A5 que tiene

una

dirección por

defecto

de 77 en decimal, ésta dirección permite

conectarse por m edio del protocolo I2C que posee Arduino m ega

(Ver figura 3.38)

TO 22

Figura 3 38: Esquema conexión

IC

TC74

84

mo men tos que no exista com unicación con los dispositivos de la

red se

mantenga

la

línea

de

com unicación

con una

tensión

de 5

voltios.

En proteus se hizo la simulación del puerto serial com 3 por

medio del programa

Configure

V irtual Serial

Port

Driver, el cual

permite

la

simulación

de un

puerto

serie en el

caso

que la

computadora

no disponga de éste.

Para control del almac enam iento de los datos se usa un switch el

cual cuando está desactivado guarda los datos en la memoria

EEPRO M, m ostrando la temperatura en el LCD y enviando los

datos

al

puerto serial com3.

Cuando está activado lee los datos de la memoria EEPRO M de

arduino, mo strando en el LCD y enviando los datos al puerto

serial com3 .

El código para el funcionamiento de la aplicación es el

siguiente:

include

include

include

// la dirección actual en la EEPROM // (p.e. cual es el

siguiente byte

a

escribir)

in t

dirección

= 0;

//dirección:

la

localización

en

donde

escribir, desd e O a 511 (int)

int pinlectura=

13;

int direccion_sensor=77;

85

int temperatura=0;

Wire.requestFrom(direccion_sensor,l);/*Solicita bytes de

otro dispositivo, se pone 1 para pedir al sensor de


45/47

byte envio=0;

LiquidCrystal

lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void

setupQ

{

lcd.begin(16,

2);

Serial.begin(9600);//Establece la

velocidad

de

transmisión

Wire.begin();//Inicializa la librería Wire

Serial.println("Inicio

del

programa");

loop {

//sensor

de

temperatura

Wire.beginTransmission(direccion_sensor);

/* Comienza la transmisión al dispositivo I2C esclavo con

la

d irección*/

envio=0;

Wire.

write(envio);

/^Escribe datos desde un dispositivo esclavo en respuesta

a una solicitud de un maestro*/

Wire.

endTransmissionQ;

//Finaliza

una transmisión a un esclavo

86

temperatura que envíe los datos*/

while(Wire . available()=0) ;

/*Devuelve

el

numero

de

bytes disponibles para

recuperar*/

temperatura=Wire.read();

//Lee

los

byte

qu e

fueron transmitidos

S erial.print(temperatura)

;

Serial.println("C");

delay SOO);

dirección = dirección + 1

;

if

(dirección

==

512) dirección

= 0;

delay lO O );

EEPROM.write(direccion, temperatura);

//Guarda los

datos leídos

if(digitalRead(pinlectura) =

HIGH

)

{

//Comprueba

el

estado

del

switch

Icd.clearQ;

lcd.println(temperatura,DEC) ;

lcd.print("C");

87

else{


46/47

Icd.clearQ;

lcd.println( Lectura de Datos );

delay SOO);

lcd.clear();

int valor

= EEPROM.read(direccion);

lcd.print(direccion);

lcd.print( \t );

lcd.print valor, DEC);

Icd.printlnQ;

dirección

=

dirección

+ 1;

//incrementa la

dirección

de

memoria

if

dirección 512)

dirección

= 0;

delay SOO);

}

Icd.displayQ;

delay SOO);

88

Figura 3 39: Esquem a conexión en ISIS Prote>

u

Esquema de conexión

física

de Arduino y TC74A05

ibliogr fí


47/47

>

http://arduino.cc/es/Guide

http://fritzing.org

> G a r c í a

Breijo

E d u a r d o .

2008).

C O M P I L A D O R C C C S Y

S I M U L A D O R

PROTEUS

PARA

M I C R O C O N T R O L A D O R E S PIC.

MÉXICO.

A L F A O M E G A .

> Grupo

Sabika. 2010). EJERCICIOS

D E

A R D U I N O RESUELTOS

[en línea].

Libro- Ing. Santiago Manzano Diseño y Proyectos Básicos Arduino

Documents

Transcript of Libro- Ing. Santiago Manzano Diseño y Proyectos Básicos Arduino