¿Cómo Iniciarse en Arduino?: Introducción para Principiantes

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Cómo Iniciarse en Arduino Guía para principiantes
Cómo Iniciarse en Arduino Guía para principiantes

En este artículo he decidido elaborar una guía completa paso a paso para principiantes de Arduino. Desglosaremos qué es Arduino, qué necesitas para empezar a aprender, dónde descargar y cómo instalar y configurar el entorno de programación, cómo está configurado el lenguaje de programación, dónde conseguir kits de Arduino Education, y mucho más que es necesario para construir dispositivos complejos completos basados en la familia de estos microcontroladores.

Aquí intentaré dar un mínimo conciso para que entiendas los principios del trabajo con Arduino. Para una inmersión más completa en el mundo de los microcontroladores programables, consulta otras secciones recomendadas aquí. Dejaré enlaces a otros materiales de este sitio para profundizar en algunos aspectos.

¿Qué es Arduino y Para qué Sirve?

Concepto de Microcontrolador Arduino UNO
Concepto de Microcontrolador Arduino UNO

Arduino es un constructor electrónico que permite a cualquiera construir una gran variedad de dispositivos electromecánicos. Arduino consta de software y hardware. La parte de software incluye un entorno de desarrollo (un programa para escribir y depurar firmware), muchas bibliotecas listas para usar y un lenguaje de programación simplificado. El hardware incluye una amplia gama de microcontroladores y módulos preparados para ellos. Por todo ello, trabajar con Arduino es muy fácil.

Con Arduino puedes aprender programación, electrotecnia y mecánica. Pero es más que un simple kit de aprendizaje. Con él puedes construir dispositivos realmente útiles.

Desde simples intermitentes, estaciones meteorológicas, sistemas de automatización, hasta sistemas domésticos inteligentes, máquinas CNC y drones. Las posibilidades ni siquiera están limitadas por tu imaginación, porque hay un gran número de instrucciones e ideas para ponerlas en práctica.

Kit de Iniciación a Arduino

Para empezar con Arduino necesitas una placa microcontroladora y algunas piezas adicionales. Lo mejor es comprar un kit de inicio de Arduino, pero también puedes encontrar todo lo que necesitas por tu cuenta. Sugiero elegir un kit porque es más fácil y a menudo más barato. Aquí tienes algunos de los mejores kits y piezas individuales que seguro te serán útiles para aprender:

  • ARDUINO ® STUDENT KIT
  • ARDUINO ® STUDENT KIT PACK AULA
  • ARDUINO ® SENSOR KIT – BUNDLE
  • ARDUINO ® UNO REV3
  • ARDUINO ® STARTER KIT INDIVIDUAL
  • CAJA DE LEDS ROJOS
  • RESISTENCIAS DE 220 OHM
  • MAKE YOUR UNO-ARDUINO
  • CABLES DE PUENTE MACHO-MACHO
  • JUMPER WIRE MALE TO FEMALE 30 CM

Entorno de Desarrollo Arduino IDE

Para empezar con Arduino, necesitarás un software especial. Se trata del entorno de desarrollo de firmware Arduino IDE. Este software hace que sea fácil y cómodo escribir sketches y cargarlos en tu microcontrolador Arduino. El IDE ya viene precargado con un montón de ejemplos y librerías adicionales.

Entonces, para escribir, depurar y cargar firmware necesitas descargar e instalar el IDE Arduino. Obtén la última versión en la página de descargas. Puedes elegir entre el instalador (.exe) y los paquetes Zip. También está disponible para Linux (a través de .Applmage y .zip) y macOS (también disponible para Apple Silicon)

Instalación de Arduino IDE
Instalación de Arduino IDE

Te sugerimos que utilices la extensión original de tu sistema operativo, que instala directamente todo lo que necesitas para utilizar el software Arduino (IDE), incluidos los controladores. Con el paquete Zip necesitas instalar los drivers manualmente. El archivo Zip también es útil cuando quieres crear una instalación portátil.

    Introducción a la Programación Arduino: Iniciar un Programa

    Cuando tengas el microcontrolador en tus manos y el entorno de desarrollo esté instalado en tu computadora, puedes comenzar a escribir tus primeros bocetos (firmware). Para hacer esto, necesitas conocer el lenguaje de programación.

    La programación de Arduino utiliza una versión simplificada de C++ con funciones predefinidas. Como en otros lenguajes de programación tipo C, hay una serie de reglas para escribir código. Aquí están las más básicas:

    • Después de cada instrucción, se debe colocar un punto y coma (;)
    • Antes de declarar una función, debes especificar el tipo de datos devueltos por la función o anular si la función no devuelve un valor.
    • También debes especificar el tipo de datos antes de declarar una variable.
    • Se indican los comentarios de la siguiente manera: // En linea y /* En bloque */

    Puedes obtener más información sobre tipos de datos, funciones, variables, operadores y construcciones de lenguaje en la página de referencia de Arduino. No es necesario memorizar toda esta información. Siempre puedes ir al directorio y ver la sintaxis de una función. También puedes aprender programación jugando.

    Todo firmware para Arduino debe contener al menos 2 funciones. Estas son setup() y loop().

    Funciones de programación en Arduino
    Funciones de programación en Arduino

    Función setup

    La función setup() se realiza al principio y solo una vez después de encender o reiniciar el dispositivo. Normalmente, esta función declara los modos de pin, abre los protocolos de comunicación necesarios, establece conexiones con módulos adicionales y configura las bibliotecas conectadas. Si tu firmware no necesita hacer nada como esto, entonces la función aún debe ser anunciada. Aquí hay un ejemplo estándar de la función setup():

    void setup() {
    	Serial.begin(9600);		// Conexión serial iniciada
    	pinMode(9, INPUT);		// Asignar entrada de 9 pines
    	pinMode(13, OUTPUT);  // Asignar salida de 13 pines
    }

    En este ejemplo, un puerto serial se abre simplemente para la comunicación con el ordenador y los pines 9 y 13 se asignan por entrada y salida. No es tan complicado.

    Función loop

    La función loop() se ejecuta siempre después de la función setup(). Loop traducido del inglés significa «bucle». Esto sugiere que la función está en ciclo, es decir, se realizará una y otra vez. Por ejemplo, el microcontrolador ATmega328, que está instalado en la mayoría de las placas Arduino, realizará la función de bucle unas 10.000 veces por segundo (a menos que se utilicen retrasos y cálculos complejos). Debido a esto, tenemos grandes oportunidades.

    Qué Proyectos puedo Crear con Arduino

    Proyectos a crear con Arduino
    Proyectos a crear con Arduino

    Abundan los proyectos Arduino. Se pueden dividir en categorías:

    • Dispositivos domésticos inteligentes
    • Máquinas CNC
    • Electrodomésticos
    • Sistemas de seguridad
    • Juguetes
    • Dispositivos informativos
    • Diseños ornamentales
    • Gadgets y dispositivos wearables

    Existe una gran cantidad de manuales y bocetos ya hechos para Arduino. Puedes reproducir fácilmente el diseño, reelaborarlo o adaptarlo a tus propias necesidades. Todo lo que necesitas es de dominio público. Con Arduino puedes crear tus propios análogos y ahorrar dinero. Los sistemas domésticos inteligentes cuestan mucho dinero, pero con Arduino puedes hacer fácilmente el mismo sistema muchas veces más barato.

    Palabras Finales

    Aquí hemos cubierto una introducción al trabajo con Arduino. Ahora puedes hacer los proyectos más sencillos. Para seguir aprendiendo y dominar los entresijos, te aconsejo que leas los libros de Arduino, visitar artículos y productos sobre robótica educativa -como la web Tibot– y hagas un curso tutorial gratuito. Después podrás hacer los proyectos más complejos que se te ocurran.

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