Читать книгу Aprender Arduino, electrónica y programación con 100 ejercicios prácticos - Rubén Beiroa Mosquera - Страница 14

IMPORTANTE

Al ser el voltaje de operación de 5V, no podemos interactuar de forma directa con muchos de los elementos de nuestro día a día como puede ser una bombilla. Al principio puede suponer algo confuso que el voltaje de trabajo sea de 5V y que podamos alimentar nuestro Arduino a través del conector Jack con una tensión de 7 a 12V (con un límite de 6 a 20V). El hardware del Arduino dispone de una electrónica que reduce la tensión de entrada a 5V para poder alimentar su MCU. Uno de los parámetros más importantes es la limitación de intensidad (20mA), el no cumplir esta especificación junto con la limitación de tensión son las principales causas de daño.

Debemos tener en cuenta que la limitación de 20mA no significa que por un pin no puedan salir más de esos Amperios, sino que no debe de salir más. Un Arduino no produce potencia eléctrica, lo que hace es “distribuir“ esa potencia de la fuente de alimentación, por lo tanto si le demandamos 100mA por uno de sus pines, el Arduino lo que hará será “pillar“ esa intensidad y la sacará por el ese pin, el problema es que al pasar esa intensidad a través del MCU del Arduino este se dañará.

Las limitaciones de potencia eléctrica junto con el número de pines digitales, señales pwm y entradas analógicas son las características más básicas que nos pueden hacer elegir un Arduino frente a otro.

Si necesitamos leer 10 sensores analógicos, regular 10 leds, monitorizar 20 pulsadores el Arduino UNO no sería el ideal puesto que no dispone del hardware necesario. Para el desarrollo de los casos prácticos de este libro se ha utilizado el Arduino UNO y así se reflejará en los programas y esquemas, pero si se dispone de otro modelo de Arduino se pueden realizar todos los casos del mismo modo.

Si términos como intensidad o tensión resultan nuevos y por lo tanto confusos, antes de crear los primeros circuitos abordaremos este tema.

A continuación se revisarán las principales características del Arduino UNO (recogidas en la tabla de Tech Specs ).

1.Microcontroller-Atmega328P: nos indica el MCU que incorpora y, si hacemos click en esta referencia, podemos acceder a su manual.

2.Operating Voltage-5V: tensión máxima con la que puede trabajar el MCU del Arduino, por lo tanto es la tensión máxima que disponemos para interactuar con el entorno (encender luces, comprobar pulsadores).

3.Input Voltage (recommended)-7-12V: como ya se mencionó, en la mayoría de las placas de Arduino han incorporado un conector Jack para alimentar un Arduino a través de una pila, batería o cargador. Esta solución no era imprescindible pero si resulta cómoda, para implementar soluciones con Arduino. Tal y como nos indican la tensión recomendada sería entre 7 y 12 V.

4.Input Voltage (limit)- 6-20V: estos límites nos definen la tensión máxima y mínima a la que podemos alimentar un Arduino, debemos alejarnos de estos valores para evitar malos funcionamientos o calentamiento de la placa.

5.Digital I/O Pins -14 (of which 6 provide PWM output): el Arduino UNO dispone de 14 pines digitales que se pueden comportar como entradas o salidas, por ser digitales los pines pueden estar “encendidos“ o “apagados“. Esto, junto con el hecho de que puedan ser entradas o salidas, nos permitirá encender o apagar un led (en caso de estar configurado como salida) o saber si un pulsador se ha pulsado (en caso de estar configurado como entrada). Además nos indican que 6 de estos 14 pines pueden generar señales PWM, lo que por ejemplo nos permite regular un motor o una luz. Profundizaremos en esto con casos prácticos.

6.PWM Digital I/O Pins-6: hace referencia a los pines que generan señales PWM del apartado anterior.

7.Analog Input Pins-6: estos pines nos permiten tomar lecturas de señales que varian entre 0 y 5V. Como puede ser el caso de sensores que devuelven un valor de tensión en función de la cantidad de una magnitud física medida.

8.DC Current per I/O Pin-20mA: limitación de intensidad que puede entrar o salir por cada uno de los pines del Arduino.

9.DC Current for 3.3V Pin-50mA: como veremos, todos los pines de un Arduino aparecen referenciados por una etiqueta, que nos indicará su función. En la parte de potencia del hardware del Arduino UNO tenemos un pin de 3,3V que ofrece esa tensión de forma constante y a diferencia del resto de pines permite “sacar“ hasta 50mA.

10.Flash Memory-32 KB (ATmega328P) of which 0.5 KB used by bootloader: posiblemente en cuanto a las características que ofrece esta tabla las memorias son las más difíciles de evaluar o comparar con otros Arduinos. La memoria FLASH es en la que se almacena el programa que carguemos en nuestro Arduino, que en el caso del Arduino UNO tiene un límite de grabaciones de 10.000. Vemos que nos indican que la memoria tiene una capacidad de 32KB pero que 0.5KB de los 32 ya vienen ocupados por algo que llaman bootloader. Esto es un gestor de arranque que permite que los MCU que incorporan los Arduinos funcionen en la plataforma Arduino, no es más que un programa que instalan en la fabricación del Arduino y que si nosotros compramos el MCU por separado no lo tendrá grabado y deberemos ser nosotros el que se lo carguemos.

11.SRAM-2 KB (ATmega328P): esta memoria es la que utiliza el MCU para trabajar con los datos temporales, es decir, los que necesita en cada momento para realizar las operaciones que hubiésemos programado. Estos datos se pierden al apagarse el Arduino. Esta memoria no tienen límite de escrituras(tampoco es que la utilicemos directamente lo podemos considerar como un mecanismo interno para que pueda funcionar el Arduino ).

12.EEPROM-1 KB (ATmega328P): esta memoria permite almacenar datos y aunque se apague el Arduino podemos recuperarlos una vez se encienda, tiene un límite de 100.000 escrituras. Esta memoria si puede ser programada pero no lo haremos en este libro.

13.Clock Speed-16 MHz: define “la rapidez“ con la que opera un Arduino y también interviene en temporizaciones que realizamos con Arduino.

14.LED_BUILTIN-13: este hardware dispone de un led en la placa asociado al estado del pin 13.

15.Length-68.6 mm: el largo del Arduino UNO.

16.Width-53.4 mm: el ancho del Arduino UNO.

17.Weight-25g: peso del Arduino UNO.