domingo, 27 de febrero de 2022

Los diodos LED (IDE Arduino)

El shield multifunción cuenta con cuatro diodos LED, D1, D2, D3 y D4, que están conectados a los pines 13, 12, 11 y 10 de Arduino. Para controlarlos es necesario programar dichos pines como salidas con la instrucción pinMode y, posteriormente, encenderlos o apagarlos con la instrucción digitalWrite, suministrando un voltaje bajo (LOW del orden de 0 voltios) o alto (HIGH unos 5v).

Nuestro primer programa sirve para encender el LED D1. En él vamos a utilizar las instrucciones comentadas anteriormente.

/* 
 * encendidoLedD1
 * Este programa enciende el Led D1, conectado al pin13.
 * Por la manera en la que están conectados en el shield, los
 * diodos Led se encienden con un nivel de voltaje bajo LOW
 * y se apagan con un voltaje alto HIGH.
 */

void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT);      //programamos pin 13 como salida
  digitalWrite(13, LOW);    //ponemos un voltaje bajo en pin 13
}

void loop() {                          

}

Ahora vamos a hacer que el LED D1 parpadee a intervalos de 1 segundo. Usaremos la instrucción delay para detener el programa durante el tiempo que deseemos, expresado en milisegundos (1 seg = 1000 mseg).

/* 
 * parpadeoD1
 * Este programa hace parpadear el Led D1, pin 13,
 * a intervalos de 1 segundo.
 * El tiempo hay que expresarlo en milisegundos
 * 1 seg = 1000 mseg.
 */

void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT);      //programamos pin 13 como salida
}

void loop() {                          
  digitalWrite(13, LOW);    //encendemos Led D1
  delay(1000);              //esperamos 1 segundo
  digitalWrite(13, HIGH);   //apagamos Led D1
  delay(1000);              //esperamos 1 segundo
}


En el siguiente programa vamos a ir encendiendo los LED de uno en uno a intervalos de 1 segundo. Después se apagan todos durante 2 segundos y vuelve a iniciarse el ciclo.

/*
 * encendidoProgresivoLED
 * Los LED se van encendiendo de uno en uno a intervalos
 * de un segundo. Después se apagan durante dos segundos
 * y vuelve a iniciarse el ciclo.
 */

void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT);     //todos los pines salidas
  pinMode(12, OUTPUT);
  pinMode(11, OUTPUT);
  pinMode(10, OUTPUT);
  digitalWrite(13, HIGH);  //apagamos todos los LED
  digitalWrite(12, HIGH);
  digitalWrite(11, HIGH);
  digitalWrite(10, HIGH);  
}

void loop() {
  digitalWrite(13, LOW);   //encendemos D1
  delay(1000);
  digitalWrite(12, LOW);   //encendemos D2
  delay(1000);
  digitalWrite(11, LOW);   //encendemos D3
  delay(1000);
  digitalWrite(10, LOW);   //encendemos D4
  delay(1000);
  digitalWrite(13, HIGH);  //apagamos todos los LED
  digitalWrite(12, HIGH);
  digitalWrite(11, HIGH);
  digitalWrite(10, HIGH);  
  delay(2000);
}
Ejercicios propuestos:

1.- Hacer un programa que provoque el parpadeo alternativo de los LEDs 1-2 y los LEDs 3-4. Es decir, se encienden los LEDs 1 y 2 mientras que los LEDs 3 y 4 permanecen apagados durante medio segundo, posteriormente, se apagan los LEDs 1 y 2 y se encienden los LEDs 3 y 4 durante medio segundo. El ciclo se repite permanentemente.

2.- Ahora tenemos que conseguir un movimiento rápido de sube-baja con un único LED encendido.

3.- Programar un semáforo para coches. El LED D1 sería el rojo, el D2 el ambar y el D3 el verde. Posteriormente, se podría ampliar el programa usando el LED D4 para los peatones, encendido no se puede pasar y apagado si, incluso se puede hacer parpadear para avisar que el tiempo de paso se agota antes de ponerse en rojo.

miércoles, 23 de febrero de 2022

Arduino + Shield multifunción (IDE Arduino)

Arduino es una pequeña tarjeta programable capaz de hacer unas cosas u otras dependiendo de los programas que nosotros carguemos en su memoria. Se conecta al puerto USB del ordenador y mediante un lenguaje propio se escriben los programas y se suben a la placa. Una vez programada no necesita seguir unida al ordenador, se puede desconectar de él y funcionar de manera autónoma (siempre que la alimentemos con una fuente o batería adecuada).

Arduino cuenta con una serie de pines en los que podemos conectar y controlar elementos externos; luces, motores, sensores, etc:

14 pines digitales (numerados de 0 a 13) que se programan individualmente como entrada o salida y  suministran o leen un voltaje alto (próximo a 5v, HIGH) o bajo (próximo a 0v, LOW). Además, en los pines 3, 5, 6, 9, 10 y 11 se puede obtener una señal analógica (PWM) con una precisión de 8 bit.

6 entradas analógicas (numeradas de 0 a 5) que permiten leer un voltaje comprendido entre 0 y 5v con una resolución de 10 bit (suministran un número entre 0 y 1023). Si se desea, también podemos programarlos como entradas/salidas digitales, en ese caso, se nombran como pines 15,...19.


En lugar de usar una protoboard para cablear y añadir  elementos externos, vamos a utilizar un Shield multifunción (k5864195); se trata de una placa que se pincha directamente sobre Arduino y pone a nuestra disposición cuatro diodos LEDs, tres pulsadores, un potenciómetro, un zumbador y un display de 7 segmentos de cuatro dígitos, además, quedan libres varios pines en los que podemos conectar directamente otros dispositivos, por ejemplo: un sensor de temperatura, micro servos, sensores de ultrasonidos, de infrarrojos (sigue línea) e incluso un circuito bluetooth.


Un aliciente adicional para usarlas es su bajo coste, actualmente, se pueden encontrar por un precio inferior a 10 euros (las dos) en ElectroHobby.

En estas entradas vamos a utilizar como lenguaje de programación el entorno de desarrollo propio de Arduino; en este caso, no se trabaja con bloques, sino que hay que ir escribiendo las instrucciones. Además, en principio, vamos a procurar no usar librerías externas, pretendemos hacerlo todo nosotros sin ayudas.

Descargamos el IDE Arduino del siguiente enlace con la página oficial:


Lo instalamos siguiendo las instrucciones y lo ejecutamos, nos aparecerá una ventana similar:


Ya podemos escribir nuestro primer programa. Se trata de hacer encender el LED D1 de la placa multifunción, que está conectado al pin 13 de Arduino:


Ahora enchufamos Arduino al ordenador con el cable USB y comprobamos que ha quedado conectado a uno de los puertos COM. Por último, pinchamos en el icono Subir para cargar el programa en la memoria. Si todo es correcto el LED D1 permanecerá encendido.


En las siguientes entradas iremos utilizando los distintos elementos del shield multifunción y las instrucciones necesarias para su programación.

viernes, 3 de diciembre de 2021

Puerta corredera

Se trata de una puerta corredera con un sistema piñón cremallera, un servo de rotación continua y dos sensores de infrarrojos (tipo sigue línea). En el vídeo se muestra una posible forma de funcionamiento, al accionar un pulsador la puerta se abre, permanece 10 segundos abierta y se posteriormente se cierra:


El servo va conectado al pin 5 del shield multifunción, el sensor que detecta que la puerta está cerrada al pin 6 y el que  detecta que la puerta está abierta al pin9.


Para su construcción se ha utilizado una impresora 3D, aquí tenéis disponible el archivo stl:


El programa que hemos utilizado en el vídeo anterior es el siguiente:


Ejercicios propuestos:


1.- Ahora queremos que la puerta se abra al accionar el pulsador 1 y se cierre al presionar el pulsador 2.


2.- Algunos detalles pueden complicar los programas más de lo que uno piensa inicialmente; por ejemplo,  hacer que cuando la puerta se esté cerrando podamos accionar el pulsador de apertura para que se abra. 











domingo, 19 de septiembre de 2021

Ascensor de 3 pisos

En esta entrada abordamos la construcción de un ascensor de tres pisos.



Hemos usado los tres pulsadores de la tarjeta multifunción, un micro servo de rotación continua y tres sensores de infrarrojos (sigue línea) para detectar la presencia de la cabina en cada uno de los pisos. En la figura adjunta vemos la conexión de estos elementos:

El armazón se ha realizado con una impresora 3D. En el siguiente enlace se puede descargar el archivo stl correspondiente (incluye la cabina, el contrapeso y una polea que se puede acoplar al micro servo). Para evitar problemas con la altura se ha dividido en tres partes que se pueden acoplar y fijar con un poco de pegamento.

Si no se dispone de impresora, existen páginas web que la realizan y la envían en unos días, por ejemplo: imprimakers

Archivo para impresora 3D: ascensor3pisos.stl


En siguientes imágenes se ve el montaje definitivo. Para evitar errores de los sensores hemos pegado dos trozos de cinta aislante, negra y blanca, en el lateral de la cabina (segunda imagen.



Por último, aquí tenemos el programa:





Ejercicios propuestos:

1.- Al accionar el pulsador 1 el ascensor debe subir al piso 3, esperar allí 30 segundos, bajar al piso 2, esperar otros 30 segundos y regresar definitivamente al piso 1.





sábado, 2 de enero de 2021

multiBot: control bluetooth

Ahora controlaremos el movimiento de nuestro robot con un teléfono móvil a través del bluetooth. Necesitaremos una app que envíe determinados números al pulsar sobre unos botones de la pantalla; cuando los reciba el módulo bluetooth del robot, el programa que tenga cargado Arduino los interpretará y realizará las acciones correspondientes.

En la figura se muestra la conexión entre el módulo bluetooth (AT-09 o HM-10) y el robot.


Hay que tener en cuenta que cuando vayamos a subir programas a Arduino el módulo bluetooth debe estar desconectado, al menos los cables RXD y TXD. 

En el siguiente enlace podéis descargar la aplicación e instalarla en vuestro móvil:

multiBot.apk

La pantalla de la app se muestra en la imagen. Para establecer la conexión pulsamos en el botón "Conectar", aparecerá nuestro módulo y volvemos a pinchar sobre él. 


El resto de botones sirven para controlar el movimiento: adelante, atrás, izquierda, derecha y stop. Al activar el botón "Volante" podemos realizar los movimientos del robot girando el móvil respecto de la vertical (entre -90º y 90º). Los números que se envían por el bluetooth son los siguientes:

Adelante   91

Derecha    92

Atrás        93

Izquierda  94

STOP        95

Volante     96

inclinación del móvil hacia la izquierda  de 0 (0º) a 90 (90º)

Inclinación del móvil hacia la derecha   de 166 (-90º) a 255 (-1º)


Este es el programa que tenemos que cargar en nuestro Arduino:



Ejercicios propuestos:

1.- Hacer un programa que permita encender y apagar desde el móvil el LED 1 del shield multifunción. Utilizaremos el botón "Adelante" para encenderlo y "STOP" para apagarlo.

2.- Ahora queremos encender y apagar de manera independiente los cuatro LEDs del shield. Sólo podemos usar un único botón para cada LED; es decir, si está apagado se enciende al pulsar y si está encendido se apaga.

3.- Realizar un programa que vaya encendiendo progresivamente los LED en función del ángulo girado por el móvil.



multiBot sigue líneas ⇦                                            Ascensor de 3 pisos




 



miércoles, 2 de diciembre de 2020

multiBot sigue líneas

Ahora vamos a programar nuestro robot para que sea capaz de seguir una línea negra sobre fondo blanco. Para ello es necesario utilizar dos sensores de infrarrojos.

En la imagen podemos ver las dos caras de uno de los sensores y las conexiones que hay que realizar con el shield multifunción


El funcionamiento de estos sensores es similar al de  ultrasonidos; tienen un emisor y un receptor, si la luz infrarroja emitida se refleja sobre una zona negra el receptor no la recibirá, por el contrario, si la luz se refleja sobre una zona blanca el receptor si la recibirá.  Disponen de dos pequeños diodos LED, uno de ellos se encenderá cuando detecte el color blanco y se apagará con el negro, el otro permanece encendido siempre que el sensor esté alimentado. Con un pequeño destornillador podemos ajustar la sensibilidad para que el color detectado sea el correcto.

En el vídeo se muestra su funcionamiento una vez que hemos cargado el programa adjunto:





Ejercicios propuestos:

1.- Realizar un programa que, además de seguir una línea negra, detecte la presencia de un obstáculo y se detenga hasta que sea retirado.


multiBot evita obstáculos ⇦                   ⇨ multiBot: control bluetooth


martes, 3 de noviembre de 2020

multiBot evita obstáculos

La inclusión de un sensor de ultrasonidos en nuestro robot móvil (disparo en el pin A5, pin 19, y eco en el pin 9) nos permite realizar programas en los que responda de diferentes maneras ante la presencia de obstáculos.

En el primer programa que presentamos, al detectar un objeto, gira a la derecha, se para y continúa avanzando:





En éste otro, girará al azar hacia la izquierda o la derecha:





Ejercicios propuestos:

1.- Ahora multiBot debe detenerse al detectar un obstáculo (se encenderá uno de los diodos LEDs) y no reanudar su marcha (apagando el LED) hasta que quitemos el objeto.


Robot móvil: multiBot                                   ⇨multiBot sigue líneas