Actividad #2 Identifica los componentes de la placa Arduino y los comp

IDE arduino Área de trabajo

Placa Arduino UNO FTDI

Placa Arduino UNO CH340

Siempre debes asegurarte de utilizar el pin de voltaje adecuado para los componentes que conectas, ya que algunos solo funcionan con 3.3V y podrían dañarse con 5V. Igualmente, la conexión a tierra es crucial para que la corriente fluya correctamente en tus circuitos.

Pines de Alimentación

Estos pines proporcionan diferentes voltajes de alimentación para tus circuitos externos. El pin de 5V entrega una salida regulada de 5 voltios, el pin de 3.3V entrega una salida regulada de 3.3 voltios, y los pines de GND (tierra) sirven como referencia de voltaje 0, cerrando el circuito. Son fundamentales para alimentar sensores, módulos y otros dispositivos conectados a la placa.

Sketch

Se refiere a un programa o código escrito para ser ejecutado en el Arduino. El término se para describir los proyectos o scripts que controlan el comportamiento del hardwar.Un *Sketch* incluye instrucciones en el lenguaje de programación de Arduino (basado en C/C++) que se cargan en la placa Arduino para interactuar con componentes electrónicos, sirve para desarrollar y depurar proyectos de electrónica interactiva o automatización. La pestaña "Sketch" en la imagen probablemente contiene opciones para gestionar este código, como guardarlo, compilarlo o verificar errores antes de cargarlo en la placa.

Entrada Usb

Conector jack de alimentación. Es igual que el pin Vin pero a través de un conector jack. El voltaje de alimentación que soporta es de 6V a 12V.

El ICSP utiliza el protocolo SPI (Serial Peripheral Interface), lo que permite controlar periféricos y programar el microcontrolador a través de seis pines: MISO, MOSI, SCK, RESET, VCC, y GND. Aunque en la mayoría de los proyectos convencionales no es necesario, el ICSP es una herramienta clave para desarrolladores que trabajan en la recuperación o modificación avanzada de la placa.

ICSP

El ICSP (In-Circuit Serial Programming) es un conector en la placa Arduino que permite la programación directa del microcontrolador ATmega328 m ediante un programador externo, sin depender del puerto USB ni del bootloader. Este conector es esencial cuando el bootloader se corrompe o si deseas realizar una programación avanzada directamente en el chip.

Es útil en proyectos donde la placa Arduino está funcionando de manera independiente, sin conexión al ordenador, ya que permite utilizar una fuente de alimentación más versátil.

Conector alimentación

Este es el puerto donde puedes conectar una fuente de energía externa (como un adaptador de corriente o una batería) para alimentar la placa sin necesidad de utilizar el puerto USB. Soporta entre 7 y 12 V de entrada, y la placa se encargará de regular ese voltaje a niveles seguros.

Regulador de voltaje NCP1117

Su funcion se basa en convertir voltajes de CC de manera eficiente. Tienen una eficiencia de conversión de hasta el 95 %, lo que los hace muy útiles

Botón reset

El botón reset resetea la placa y hace que empiece a ejecutar el código desde el principio.

Además de ser la conexión principal de alimentación cuando estás conectado al PC, el USB también utiliza el driver CH340 (o FTDI en otros modelos) para realizar la conversión USB a serial, permitiendo la programación.

Entrada USB

La entrada USB sirve tanto para alimentar la placa Arduino UNO como para la comunicación entre el ordenador y el microcontrolador. A través de este puerto, puedes cargar nuevos programas, monitorizar el funcionamiento mediante la consola serial y recibir datos enviados por la placa.

Este chip es responsable de ejecutar el programa que escribes y controla todos los periféricos y sensores conectados a la placa. Tiene memoria flash para almacenar el programa y RAM para procesar variables.

Microcontrolador (ATmega328)

Este es el cerebro de la placa Arduino. El microcontrolador ATmega328 gestiona todas las instrucciones que se le envían, controlando los pines de entrada/salida, las comunicaciones y el procesamiento de datos. Es donde se carga el código que programamos.

Sin el cristal oscilador, el microcontrolador no podría funcionar correctamente, ya que perdería la referencia de tiempo que necesita para ejecutar instrucciones a la velocidad adecuada.

Cristal Oscilador

El cristal oscilador es un componente que genera la señal de reloj para el microcontrolador, asegurando que las operaciones se ejecuten a una frecuencia constante y precisa (en este caso, normalmente a 16 MHz). Esto es esencial para el correcto funcionamiento de las instrucciones y el tiempo de procesamiento en el microcontrolador.

Aunque están diseñados principalmente para entradas analógicas, estos pines también se pueden utilizar como pines digitales si es necesario. Además, la resolución analógica puede ser ajustada a través de funciones de software para obtener lecturas más precisas o adecuadas al proyecto.

Pines Analógicos

Los pines analógicos permiten leer señales analógicas que varían dentro de un rango de voltajes (generalmente de 0 a 5V). El valor de estas señales se convierte en un número digital entre 0 y 1023 (resolución de 10 bits). Esto es útil para leer la salida de sensores como potenciómetros, sensores de temperatura, y sensores de luz, que entregan valores variables en lugar de simplemente encendido/apagado.

Microchip ATmega 16mu

Es un microcontrolador CMOS de 8 bits y bajo consumo basado en la arquitectura RISC mejorada AVR. Es capaz de ejecutar instrucciones de gran alcance en un solo ciclo de reloj, permitiendo que el dispositivo logre rendimientos cercanos a 1 MIPS por MHz, lo que permite al diseñador del sistema, equilibrar y optimizar el consumo de energía en función de la velocidad de procesamiento

Circuito oscilador electrónico de 16Mhz

Proporcionan el ritmo del reloj para los procesadores, la temporización de los bits para los enlaces de datos, el tiempo de muestreo para las conversiones de datos y la frecuencia maestra en sintonizadores y sintetizadores.

Los pines D0 (RX) y D1 (TX) están dedicados a la comunicación serial, por lo que es recomendable no usarlos para otros fines si estás utilizando la comunicación USB. Además, algunos pines (como D3, D5, D6, D9, D10 y D11) soportan PWM (modulación por ancho de pulso), lo que les permite simular salidas analógicas, útil para controlar cosas como la velocidad de un motor o la intensidad de un LED.

Pines Digitales

Los pines digitales en la placa Arduino se utilizan para controlar o leer señales digitales, que pueden ser 0 (bajo) o 1 (alto), es decir, encendido o apagado. Estos pines pueden configurarse como entradas o salidas a través de la programación. Son ideales para controlar componentes como LEDs, motores, relés y leer sensores digitales.

Es crucial para la durabilidad y funcionamiento de la placa, ya que sin esta regulación de voltaje, el microcontrolador y otros componentes se podrían quemar o comportar de forma errática.

Regulador de Voltaje

El regulador de voltaje transforma la corriente de una fuente de alimentación externa (que puede ser entre 7 y 12 V) en un voltaje estable de 5 V (o 3.3 V) que la placa puede utilizar sin dañarse. Esto asegura que la placa reciba la cantidad adecuada de energía independientemente de la variación en la fuente externa.

Puerto VIN

El pin Vin nos da otra alternativa a la hora de alimentar Arduino con un voltaje de entre 6V y 12V.

Puerto USB

Se llama puerto USB pero realmente estamos trabajando a través del puerto serie. Dentro de la propia placa hay un conversor de USB a serie, también conocido como TTL o FTDI. Este nos facilita la tarea de cargar los programas a través del puerto USB desde cualquier ordenador, ademas de que nos sirve para alimentar la placa con 5V. Se alimenta así sobre todo cuando lo estás programando.

Pines de alimentación

Este zócalo de pines nos sirve para alimentar los componentes, sensores y actuadores. Hay que destacar 4 de todos los que hay:1.- 3,3V: suministra ese voltaje por ese pin.2.- 5V: suministra ese voltaje por ese pin.3.- GND: hay dos pines con esta función además del que está en el zócalo de los pines digitales. Es la toma de tierra y por donde debemos cerrar el circuito.

Led de comunicación

El LED de encendido nos informa si la placa está alimentada.

Pines analógicos

Es el zócalo donde pone ANALOG IN y van numerados del A0 al A5, 6 pines, con estos pines podemos medir diferentes voltajes de entre 0V y 5V, sin embargo el microcontrolador no entiende de números decimales, sólo entiende datos digitales 1’s y 0’s, y ara resolver esto, la MCU incorpora un ADC (Analog Digital Converter) este se encargará de convertir esos valores en datos digitales.El ADC tiene una resolución de 10-bit, esto significa que solo podemos medir 1024 valores posibles, que van del 0 al 1023

Microcontrolador o MCU

Es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes que están almacenadas en su memoria.Su nombre completo es ATMEGA328P-PU y es un microcontrolador de 8-bit. Esto quiere decir que solo puede hacer operaciones con números de 8-bit (números entre 0 y 255).

En algunas versiones de Arduino (especialmente las no oficiales), este driver sustituye al FTDI original. A veces requiere la instalación manual de controladores en tu PC, pero es una solución eficaz para la programación y comunicación serial.

Driver Ch340

El driver CH340 es un chip de conversión USB a serial que permite que la computadora se comunique con el microcontrolador a través del puerto USB. Convierte las señales seriales del microcontrolador a un formato que el ordenador puede entender.

Es un componente fundamental para probar y ajustar los proyectos sin necesidad de desconectar la alimentación, facilitando el proceso de desarrollo.

Botón Reset

El botón de reset permite reiniciar el microcontrolador ATmega328, lo que significa que puedes hacer que el programa cargado en la placa comience desde el principio sin desconectar ni apagar la placa. Esto es útil cuando quieres depurar un programa, reiniciarlo rápidamente o cuando la placa se ha colgado debido a errores en el código o algún mal funcionamiento.

3.- Excepción (PWM): algunos pines del microcontrolador pueden funcionar en modo salida suministrando un valor entre el rango 0V y 5V. Esto ya no sería un pin digital. Estos pines van marcados con el símbolo ~ y hay 6 dentro de la placa de Arduino (3, 5, 6, 9, 10, 11).Por último los pines 0 y 1 son Rx (recibir) y Tx (transmitir). Se utilizan para la comunicación serie entre el ordenador y Arduino y están conectados a los LEDs de la placa donde pone RX y TX. Se recomienda no utilizar estos pines. El pin 13 está conectado a un LED integrado dentro de la placa.

Pines Digitales

Es el zócalo más grande. Tiene 14 pines numerados del 0 al 13.En los pines digitales solo podemos tener dos estados HIGH o LOW de entre 5V y 0V. Todo lo que esté entre 3V y 5V se considera nivel alto (HIGH) y todo lo que esté entre 0V y 1,5V es nivel bajo (LOW). El resto, entre 1,5V y 3V es una indeterminación osea que el microcontrolador no sabra si es HIGH o LOW.Los pines digitales funcionan de 3 modos diferentes:1.- Modo entrada (INPUT): puede leer voltajes. Ej.¿está pulsado un botón? si (HIGH) o no (LOW).2.- Modo salida (OUTPUT): puede suministrar un voltaje. Ej. encender/apagar un led on (HIGH) o off (LOW).

Carpeta

Este ícono, que aparece en la interfaz de Arduino, generalmente sirve para abrir o explorar archivos y proyectos guardados.En el contexto de Arduino IDE, al hacer clic en este ícono de carpeta, te permite abrir un proyecto o Sketch ya existente. Es útil cuando quieres trabajar en un proyecto que has guardado previamente o cuando necesitas acceder a ejemplos y plantillas de código que ofrece el software.

Disquete

Disquete, que tradicionalmente se utiliza como el símbolo para guardar archivos. En el contexto del Arduino IDE, este ícono sirve para guardar el Sketch o proyecto en el que estás trabajando.Al hacer clic en este botón, el código que hayas escrito o modificado se guardará en la ubicación que elijas o se actualizará si ya ha sido guardado previamente.

Buscador

Buscar en el código: Si tienes un sketch grande, puedes usar la función de búsqueda para encontrar palabras clave o partes específicas del código

Consola de salida

Es la parte inferior del IDE donde aparecen mensajes de compilación, errores, y confirmaciones de subida de código. También es donde se reciben datos cuando utilizas el Monitor Serie.