introducción al arduino programación en pc (windows) · #libro 0011. cada vez que terminamos de...

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Autor: Hernán Arancibia Cuevas

Introducción al ARDUINO

Programación en PC (WINDOWS)

14 Ejercicios mBlock + Arduino

Crear un Video Juego

Mayo 2019

Santa Cruz - Bolivia

Autor y Editor

Hernán Arancibia Cuevas

Androbot

#Libro 0011

Cada vez que terminamos de aprender el inicio de un tema fascinante como la electrónica

pensamos que hasta ahí finalizara y cambiamos a otros temas, pero lo cierto es que solo es

un pequeño paso, una pequeño avance, una pequeña exploración al mundo de la

tecnología.

Bienvenidos queridos lectores de ANDROBOTICA es un placer continuar compartiendo

conocimientos sobre la electrónica y en esta oportunidad nos introduciremos un tema muy

particular, que se ha vuelto muy reconocido y POPULAR ,que ha marcado un gran avance

combinado la misma electrónica con la informática, abriendo más puertas para introducirse

muchas ramas tecnológica : educativas, laborales, experimentales y brindándonos más

posibilidades de avance , desarrollo y nuevos conocimientos, más que todo facilidad de

adquirirlo y hasta manipularlo.

Estamos refiriéndonos al ARDUINO, sin duda una plataforma que aún sigue dando mucho

de qué hablar desde que se mostró al público en el año 2011 en una feria Marker. Desde

aquí comenzó a viralizarse el ARDUINO y expandirse un sinfín de actividades, pero bueno

dejaremos que nuestra nueva EDICION le informe más al respecto y poder ampliar nuestros

conocimientos juntos.

Así que sin más vueltas al asunto comencemos con la aventura electrónica.


INDICE

Introducción Tarjeta Electrónica ARDUINO ARDUINO UNO Puertos Puerto Digital Puerto Analógico ARDUINO PC Windows Método 1 SCRATCH mBlock Ejercicio 1 – SCRATCH Realizar animación Conectar el Arduino UNO a la PC Cargar FIRMWARE al ARDUINO Ejercicio 2 – Encender LED Ensamblando en protoboard - Ejercicio 2 Ejercicio 3 – encender LED con el Teclado PC Ejercicio 4 – Condiciones Encender y apagar LED con un pulsador Ejercicio 5 – Variable Leer puerto Analógico Que es una variable Ejercicio 6 – LED nocturno automático Ejercicio 7 – Interruptor Digital Ejercicio 8 – Sonido Ejercicio 9 – Generar Sonido aleatorio con LDR Ejercicio 10 - Servomotor Ejercicio 11 – Control Micro servo con potenciómetro Ejercicio 12 – Ultrasónico Ejercicio 13 - detectar un objeto a una distancia Ejercicio 14 – Grabar programa en el ARDUINO Proyecto 1 – Video Juego Programación del Video Juego

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Página


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Empecemos con una definición básica de este término: “ARDUINO”, lleva este nombre al azar (una forma de mencionarlo) por los creadores , a continuación se lo mencionamos: 1ero: el nombre “ARDUINO” proviene de un REY antiguo de ITALIA, llamado “Arduino de Ivrea”, del año 1002. 2do: Algunos desarrolladores de la placa electrónica ARDUINO ,se reunían a menudo en un BAR llamado " Bar di Re Arduino", por lo cual decidieron tomar este NOMBRE para su creación. Vaya dato curioso, no lo creen. Ahora veamos una definición técnica de este producto: Un arduino es una tarjeta electrónica re-programable, también se la llama “plataforma de hardware libre”. Fue inventado en ITALIA por Massimo Banzi, un estudiante del instituto IVRAE, en el año 2005. Su primera versión era bastante simple con pocos componentes, Algo rustico pero resulto ser muy económico y accesible.

Años mas tarde ,mas personas se agrupan para mejorar el proyecto ,conformando y fundando asi, el grupo ARDUINO. * Massimo Banzi(creador del circuito) * David Mellis(mejora la interfaz de software). *David Cuartielles( mejora interfaz de hardware y l lenguaje de programación). * Tom Igoe( agrega comunicación USB). * Gianluca Martino (publicista) Fue creciendo constantemente desde el año 2011

comercialmente haciendo debut en una feria MARKET

INTRODUCCION

Primer ARDUINO


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en uno de ellos fue una impresora en 3D de MakerBot capaz de de imprimir en resina cualquier modelo en 3D. En fin así es como da lugar el inicio a una nueva era electrónica de aprendizaje, es así como comenzamos con este tema bastante amplio que nos proporciona el ARDUINO. Ahora comenzaremos a conocer esta tarjeta electrónica básicamente de que se compone y que nos proporciona esta dichosa plataforma educativa electrónica, empecemos!!!. Existen varios modelos de la PLACA ARDUINO, desde su primer diseño del año 2005 hasta la fecha existen varios diseños con distintas capacidades tanto de comunicación como de manipulación, podemos mencionar algunos de los mas conocidos para los principiantes al menos, por ejemplo son : Arduino UNO, Arduino MEGA, Arduino NANO, Arduino LEONARDO, Arduino MICRO. Y luego aparecerían nuevas generaciones como el Arduino LILY PAD, Arduino YUN, Arduino FIO etc.. por ultimo mencionar una de sus últimas novedades

el ARDUINO DE 8 pines : Attiny85

que en otra ocasión podremos dedicarnos a realizar experimentación, con este nuevo diseño.

Bien ahora nos dedicaremos a conocer, manipular y hasta programarlo, para entrarnos a

esta fascinante combinación entre la informática – electrónica, que mejor forma de

comenzar con el primer de sus creaciones, mejorada y que por ende es donde todo

comenzaría, vamos a utilizar el modelo ARDUINO UNO.

http://www.makerbot.com/


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Esta placa electrónica se llama arduino UNO, básicamente es con la que se empieza a trabajar, pues bien vamos a conocer sus partes principales al menos las necesarias y bastante importantes. Conector DC: aquí es donde conectaríamos una fuente de alimentación externa, baterías o cargadores con un máximo de 12 voltios y no menos de 6 voltios, con hasta una corriente de 3 Amperios. Utiliza un conector macho hembra tipo PLUG. Conector USB: este lugar es donde se ingresan los datos de programación, es decir donde se programa la tarjeta electrónica utilizando una computadora. Pulsador de reinicio: este pulsador al presionarlo, reinicia la placa arduino, permitiendo así que el circuito empiece su funcionamiento otra vez. Muy usado para cuando realicemos

programaciones muy largas o también al suceder fallas y verificarlas. NOTA: Al conectar el DC y/o USB, la placa ARDUINO se encenderá totalmente, recibiendo voltaje de alimentación, si ambos están conectados, no corre ningún peligro, por que internamente utilizan reguladores de voltaje que los separa entre sí.

ARDUINO UNO

Puertos Digitales (De 0 hasta el 13)

Puertos Analógicos

(De A0 hasta el A5)

Puerto GND

Puertos GND - Puerto Voltaje de entrada + DC

Puerto Positivo +5V Puerto Positivo +3,3V

Pulsador de Reinicio

Conector DC

Conector USB


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Unas de las partes más principales del arduino son los puertos que dispone, primeramente explicaremos que significa esto: Podemos decir que un PUERTO es como una puerta, curioso el ejemplo que presentamos no lo creen. bueno ,si pensamos que es una puerta sabremos que es o para que sirve. Entonces ahí tenemos una definición básica, Una puerta es donde se entra y sale.

Entonces un PUERTO es una entrada y/o salida. Muy bien ya sabemos que son y para qué sirve, ahora!! ¿Que salen o entran de esos puertos?

Puerto Positivo +5V : este es un puerto de salida, donde sale corriente eléctrica POSITIVA, exactamente proporciona 5 voltios.

Puerto Positivo +3,3V: puerto de salida de corriente eléctrica Positivo de 3,3 voltios

Puertos GND - : puerto de salida de corriente eléctrica Negativo. GND significa: Ground (tierra) lo cual se asemeja al negativo de toda la tarjeta electrónica. Puerto Voltaje de entrada +DC : este puerto proporciona un voltaje positivo ,el mismo que se recibe en el Conector DC, es decir , si conectamos en el Conector DC del arduino con 12 voltios, entonces en este puerto saldrá ese mismo voltaje +12v. Bien, ahora explicaremos los PUERTOS de control que son: puertos digitales y analógicos.

Puertos Digitales: un puerto Digital significa que tendrá solo 2 estados: un positivo + y un negativo – es decir: que solo puede entrar o salir uno a la vez. A esto se la llaman DATOS y que se lo asemeja al famoso lenguaje Binario , que solo utiliza 2 números: 1 y 0,por lo tanto lo asimilaremos de esa manera: el positivo es 1 y el negativo 0. Podremos controlar con estos datos: LED, DISPLAY, RELAY MOTORES, parlantes y también leer sensores como: finales de carrera, interruptores, pulsadores, teclados, sensor ultrasónico, sensores TV

PUERTOS

Entrada

Salida


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Puertos Analógicos: estos puertos siempre es variante, es decir siempre puede estar cambiando, ya no tendría 2 estados como el digital si no, muchos, por ejemplo:

Entonces el que más cambiaria seria el positivo y el negativo no, por lo tanto a esto nos

referimos a la señal Analógica, entrando o saliendo de los Puertos Analógicos. Los números valores o datos pueden llegar a más de 10, hasta 1024 o mucho más, a esto ya se lo denominaría los lenguajes en: Decimal, octal, hexadecimal, Word, flotantes, etc. Con ellos podremos: leer sensores o controlar el PWM, velocidad de motores, control de brillo de leds, etc. NOTA: estos puertos analógicos también pueden dar y recibir señal digital, esto porque arduino tiene la opción de convertirlos: Analógico-Digital (A/D)

Muy bien hasta aquí, conocemos físicamente la placa electrónica ARDUINO, al menos lo más principal. Ahora les mostraremos 3 métodos o formas de Programar este ARDUINO y comenzar sacarle el jugo a esta plataforma. Así que les mencionamos estos métodos: Método 1: programación en PC (Windows) en SCRATCH. Método 2: programación en PC (Windows) en CODIGO C. Método 3: Programación en Celular (ANDROID) en CODIGO C. Entonces ha llegado el momento de trabajar y Comenzaremos con el Primer Método.

Entrada Salida

Analógico Y/O Digital


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Primeramente necesitaremos los siguientes materiales para realizar todos los ejercicios:

1 Arduino UNO 1 cable USB 1 protoboard de 400 puntos 4 resistencia de 220 ohm 4 Diodos LED (Rojo,Amarillo,verde,Azul) 2 pulsador de 2 pines 1 LDR o Fotocelda 1 potenciómetro de 100k ohm 1 Parlante de 0,5 watts 8ohm 1 Servomotor SG90 10 cables jumper 1 computadora PC o laptop (sistema operativo Windows7 u otros) 1 Programa instalador mblock versión 3.4.12)

Para nuestro primer método usaremos el: El Scratch es un método de programación gráfico, desarrollado por un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), que utiliza bloques, por lo cual facilita la creación de algoritmos, es decir crearemos programas armando rompecabezas utilizando solo bloques gráficos. Existen varias plataformas de programación en SCRATH disponibles tanto ONLINE(por internet) y OFFLINE(instaladores en PC). Entre los más conocidos tenemos: SA4, Educablocks y mBlock.

NOTA: esta plataforma de programación tiene una fecha exclusiva de celebración llamada: se celebra el mes de MAYO de cada Año. Esto se debe que en esas fechas nace y se crea esta plataforma.

ARDUINO en PC (Windows)


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Realizaremos los siguientes pasos para el METODO 1.

1er PASO: Descargar programa mBlock.exe Versión 3.4.12 lo pueden descargar desde su página oficial y/o también pueden escribirnos a nuestras redes sociales, le compartiremos el LINK. 2do PASO: Instalar el programa mBlock.exe en la computadora PC 3er PASO: Explorar Programa mblock, tendrá una vista de esta manera y sus partes principales es el siguiente:

Bloques de programación: aquí podremos encontrar y utilizar los comandos para programar, cada color de bloque tiene una función muy específica e interesante. Área de programación: en este sitio realizaremos el armado de la programación en bloques. Idioma y Lenguaje: en este sector podremos seleccionar el idioma que nos siente más cómodo interactuar el mBlock Objeto y/o Personaje: esta figura será nuestro objeto de pruebas de programación en lo cual podremos controlar y manipularlos con bloques. Escenario: este es el lugar donde se producirá todas las acciones que realice nuestros objetos y todos los personajes que se utilice.

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Realizaremos el siguiente ejercicio para incursionarnos en esta plataforma, Empecemos!!

Ejercicio 1: Realizar una animación, cambiando disfraces por 1 segundo, un murciélago volando. Primero: debemos cambiar de personaje, en vez del PANDA

que aparece en el ESCENARIO usaremos un murciélago, para esto vamos abajo del mBlock (inferior a la izquierda) donde dice Objetos, le damos clic en nuevos objetos y en este icono .

aparecerá una gran cantidad de objetos, por lo pronto

busquemos y seleccionemos el murciélago.

Seleccionamos el objeto y le damos clic en el Botón y ya tendremos agregado un nuevo objeto al escenario. Podremos mover a los personajes con el MOUSE para acomodarlos en el escenario o también podemos eliminar el personaje PANDA del escenario, esta acción se realiza de esta manera: clic derecho en el mouse y escoger opción BORRAR.

Segundo: ahora vamos a programarlo, primero seleccionamos el objeto a controlar es decir al personaje murciélago y luego nos dirigimos al sector: Bloques de programación, y

sacaremos algunos bloques según su color:

Se encuentra en los bloques:




Ejercicio 1- SCRATCH


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Ahora debemos unir los bloques de esta manera: NOTA: La forma de unir los bloques, es solo arrastrar Y soltar bloques en la “Área de programación”.

*El bloque funciona como inicio del programa. *El bloque funciona como repetidor o bucle, todo lo que este dentro de el, se repetirá en cierto tiempo, en este caso por siempre. *El bloque permite cambiar el traje, disfraz o apariencia del personaje u objeto, esto es porque cada personaje tiene al menos 2 disfraces por esa razón podemos hacer el efecto del movimiento. * El bloque permite realizar una pausa en segundos para realizar una acción, si quisiéramos un tiempo menor debemos colocar en milisegundos, para esto solo debemos escribir en la casilla del bloque en vez de 1 seria: 0.5(500 milisegundos) o también 0.1(100 milisegundos) así permitirá hacer una espera más corta y rápida, un ejemplo : Antes (1 segundo) Ahora (100 milisegundos)

Bien ahora quedaría hacer funcionar el programa, pero antes debemos guardar este ejercicio, vamos arriba del programa, le damos clic en , clic en guardar y le ponemos un nombre al proyecto, un ejemplo: “Ej1” y clic en Guardar. Ahora para hacerlo funcionar solo busquemos estos iconos: Este icono sirve para iniciar el programa y este para detenerlo. Le damos clic en “bandera verde” y el programa funcionara, simulando que el murciélago vuele: Como el programa utiliza el bloque “por siempre” entonces funcionara indefinidamente, para detener el programa solo necesitamos dar clic en “detener” y listo.

Ahora sí, volvemos a los pasos de programar el arduino con el mBlock.

¿Cómo funciona?


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4to Paso: Conectar el Arduino UNO a la PC (computadora Personal).

Al conectar el arduino, funcionaran y se encenderán estos pequeños LEDS: L = es un LED auxiliar que se conecta directo al PIN 13. TX = es un LED de comunicación serial transmisor (se enciende cuando se envía datos) RX = es un LED de comunicación serial Receptor (se enciende cuando recibe datos) ON = es un LED que indica que el arduino está funcionando y recibe Fuente de alimentación. NOTA: la primera vez que se conecta el arduino todos los LEDS se encenderán por un momento y luego solo quedarían encendido el LED ON, el LED auxiliar se comenzara apagar y encender intermitentemente, lo que significa que el arduino tiene un programa DEMO para verificar su funcionamiento de fábrica. Bien ahora conectaremos el puerto COM del arduino a la PC, para esto realizamos lo siguiente: vamos arriba del programa mBlock (parte superior) y escogemos esta opción: Clic en conectar, luego escogemos Puerto serie, nos aparecerá Algunas opciones como: COM1, COM2, COM3 y otras. Esto significa los dispositivos disponibles que se encuentran para conectar al mBlock y siempre cambia, si frecuentemente estamos cambiando de dispositivos. Por el momento escogeremos COM35.


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5to Paso: Seleccionar que arduino vamos a utilizar. Nos dirigiremos a esta sección de “Placas” y Seleccionaremos el modelo a usar: mBlock tiene una gran variedad de opciones para trabajar con diferentes plataformas. Por el momento escogeremos el Arduino Uno.

6to Paso: Seleccionar que tipos de bloques queremos Utilizar. En este caso seleccionaremos los bloques para programar un arduino:

NOTA: debemos asegurarnos que solo este “tickeado” La opción “Arduino”, si hay otras opciones “tickeadas” Entonces habrán muchos bloques más, que por el Momento no las necesitaremos. 7mo Paso: Seleccionar bloques de programación arduino “ROBOTS”. Clic en esta opción:

Y nos aparecerán los bloques para programar el arduino:

Muy bien, en este sector nos fijaremos en este punto: Cuando Esta de color Rojo, significa que el arduino no está conectado al mBlock, Pero si el punto esta de color verde, entonces si hay conexión.


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8vo Paso: Cargar y actualizar Firmware al arduino. Esta opción nos permitirá trabajar en tiempo real con el mBlock y el arduino, permitiendo así, realizar programaciones más interesantes, pronto realizaremos los ejercicios para entenderlo mejor. Por lo pronto debemos cargar el firmware realizando La siguiente acción: clic en “Conectar “y escoger opción “Actualizar Firmware”. Al realizarlo, aparecerá una barra de información, Indicando la carga del firmware y su finalización. Lo que significa que nuestro arduino está listo para funcionar junto con mBlock!!!. 9no Paso: Realizar siguiente ejercicio 2:

Encender y apagar LED en el PIN 2, automáticamente por 1 segundo. El esquema electrónico será el siguiente:

Cargar FIRMWARE mBLOCK al ARDUINO

Ejercicio 2 – Encender LED


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Ensamblando el circuito en protoboard y Necesitaremos los siguientes materiales:

Conectaremos primero la resistencia R1 de 220Ω (ohm), desde la columna 7; Fila H, hasta abajo en la columna 7; Fila C, aunque pueden realizar la conexión como se sientan cómodos.

Ahora conectaremos el diodo LED, el pin Ánodo conectaría cerca de la resistencia es decir: El Ánodo(A) conecta en la columna 7; Fila A del protoboard y el Pin cátodo (K) en la línea celeste que significaría el negativo del circuito.

Después utilizaremos 2 cables jumper, uno para conectar el negativo GND del arduino a la línea celeste del protoboard y el otro para conectar el puerto PIN2 del arduino a la resistencia R1 de la columna 7; Fila J del protoboard, podemos colocar cables de cualquier color, por lo tanto como son pocos cables usare estos colores: Amarillo y Café (marrón).


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Muy bien, ya está listo nuestro circuito, ahora vamos a programarlo para que funcione!!!

10mo Paso: Realizar programa en bloques.

Ahora volvamos al software mBlock y armaremos el siguiente programa:

El bloque servirá para iniciar. El bloque nos permitirá repetir las acciones.

El bloque permite controlar los puertos del arduino de forma digital, por lo tanto solo debemos colocar en la primera casilla en el círculo blanco el número de PIN o puerto que debemos controlar, en este caso sería en numero 2. Y en la segunda casilla: podremos enviar dato digital, en este caso solo habrian 2:

Alto = a “1” (positivo) que significa que activara el puerto. Bajo = a “0” (negativo) que desactivara el puerto.

NOTA: A esto nos referimos como “SALIDA” que podremos enviar datos y controlar componentes, en este caso un LED. Y por último este bloque nos dará una pausa de espera en segundos para alguna acción, para este caso, dar un tiempo en encender y apagarse el LED. Ahora solo bastaría con dar clic en bandera verde para iniciar la simulación y comenzara funcionar el circuito, recuerden para detenerlo solo le damos clic en “stop” y listo.


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Encender LED en el PIN 2 con las teclas “A” y “B” de la computadora PC. Esta vez activaremos el LED manualmente con las teclas de la computadora, para realizarlo usaremos el mismo circuito hecho anteriormente y el programa seria de esta manera: El Bloque se encuentra en Este bloque permite iniciar cualquier programa Que se conecte en él, al presionar cualquier tecla Que seleccionemos en la casilla:

Después de armar la programación realizamos la simulación dando clic en bandera verde y listo presionamos las teclas “a” y “b” y funcionara el ejercicio.

Encender y apagar LED (PIN2) con un pulsador conectado al PIN 4. Esta vez controlaremos un LED conectado como SALIDA en el PIN 2, mediante un pulsador conectado como ENTRADA en el PIN 4 del ARDUINO. El esquema electrónico seria el siguiente:

Ejercicio 3

Ejercicio 4 – Condiciones


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Ensamblando en el protoboard, se vería de esta manera: El pulsador está conectado desde la línea roja del protoboard (positivo) hasta la columna 8, en esa misma columna: fila H, se conecta un cable (azul) hasta el PIN4, luego en la fila: F, de la misma columna la R2, hasta la línea negativa (azul), esta conexión permite enviar directamente un valor negativo hasta el PIN4 del arduino asegurando así, la espera de un positivo al presionar el P1. Esto se hace para que los puertos del arduino reciban una señal un poco más limpia, segura y entendible. Nuevamente conectamos un LED al PIN 2.

Entonces el programa se vería de esta manera: Este bloque es una condicional, Es Decir pregunta “algo”. si la respuesta es correcta, se entrara en la primera casilla y realizara la acción que se encuentre ahí, pero si es incorrecta(FALSO), entonces se ira en la 2da casilla (si no).

Este bloque nos permite leer y detectar, que datos entran en un puerto, en su casilla podremos colocar el número de puerto que queramos verificar, en este caso los datos serian en binario: 1 = positivo y 0 = negativo.

Este bloque es un comparador y lo que haces es verificar si en la primera casilla es igual a la otra, por ejemplo, haremos comparar lo siguiente: si en la entrada PIN4 es igual a 1(positivo), lo que significa que si el pulsador está presionado, si es cierto la condición, entonces activamos el LED del PIN2, pero si no está presionado, entonces que apague el LED.


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Leer puerto Analógico A0, guardar y mostrarlo en una variable. El esquema electrónico seria el siguiente: Ensamblando en protoboard:

Ejercicio 5 - Variable VVariaVariable


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El circuito es similar al anterior ejercicio, solo hemos cambiado la posición del cable(azul) desde la columna:8,Fila:H , hasta conectar al PIN analógico A0 y la fotocelda LDR desde la columna:8 , Fila:i , hasta la línea positivo (Rojo).

Es como una caja que guarda información y datos, temporal o indefinidamente. Primero debemos crear una variable global, significa que se podrá utilizar en todo el programa y para esto realizamos lo siguiente:

Clic en este lugar: luego escogemos la opcion : Entonces nos saldría esta ventana en donde, definimos El nombre de la “variable” y si se usara en todo el programa Por lo tanto pondremos el nombre de “dato” y que se use en “todos los objetos”. Damos clic en “ok” y nos aparecerá la siguiente Ventana:

Este bloque nos permite ver que se guarda o almacena en “dato” y como esta “tickeado” se podrá observa en tiempo real, la variable, en el mismo escenario en la parte superior(arriba de los personajes). Inicialmente se mostrara el número “0” , pero al iniciar el programa, comenzara a cambiar, así que realizaremos la siguiente programación:

Este bloque permite colocar con que dato quiere comenzar o también que Información quisiera guardarse en la variable, por esa razón esta como segundo bloque , para que cuando inicia el programa, comience en “0”.

Este bloque nos permite leer los puertos analógicos y al combinar con esto: Podremos leer el puerto analógico en este caso “A0” Y se mostrara en el escenario. Por lo tanto cada vez que la fotocelda LDR reciba luz u obscuridad el valor cambiara todo el tiempo.

¿Qué es una variable?


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Cuando la fotocelda LDR recibe oscuridad, En este caso alguna sombra, entonces Baja la resistencia del mismo y por lo Tanto el valor de la variable bajara, Mostrando números pequeños hasta el cero. Pero si la LDR recibe Luz , su valor de resistencia subirá y también el valor de la variable. Hasta números mayores de 1000. LED nocturno Automático: encender LED (PIN2) cuando la Fotocelda LDR recibe poca luz (<20), pero si recibe mucha luz, se apaga el LED. El esquema electrónico será el mismo del anterior ejercicio 5. La programación será la siguiente:

Ejercicio 6

¿Cómo funciona?


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Interruptor Digital: Encender y apagar LED , solo cuando se presione el Pulsador P1. En esta ocasión realizaremos el mismo circuito Del ejercicio 4. La funcion es muy simple, solo debemos, apagar Y encender el LED conectado al PIN2, Cada vez que presionamos el Pulsador por cada Segundo. Es decir que el led solo se enciende al presionar La primera vez el P1 , la segunda vez que Presionemos el Pulsaodr, se debe apagar El LED y asi sucesivamente.

Generar tonos y/o notas musicales. Para poder reproducir sonido con el arduino, se debe generar una frecuencia y cada nota genera una en particular, por ejemplo:

Frecuencia Notas Musicales

Ejercicio 7

Ejercicio 8 – SONIDO


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Entonces necesitaremos el siguiente bloque para generar estos sonidos:

Realizaremos el siguiente circuito: Gráficamente seria así:

Y en la programación Realizaremos las siguientes secuencias de tonos:

En esta casilla debemos colocar La nota musical que deseamos generar.

En la primera casilla debemos asignar que puerto saldrá el sonido (salida).

Aquí podremos asignar dar un tiempo De reproducción para cada nota musical.

Las conexiones serán directas sin usar Protoboard. El positivo del parlante ira directamente conectado al puerto PIN4 del arduino Y el negativo al puerto GND.


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Generando sonidos aleatorios con LDR Este ejercicio reproduce sonidos Según la cantidad de luz que recibe el sensor LDR, si se detecta mucha luz se generara tonos muy altos en el parlante, pero si recibe poca luz e incluso si lo tapamos con la mano, reproducirá sonidos muy bajos o graves, un ejercicio muy divertido de hacer sin duda.

Vamos a combinar estos bloques:

Para poder reproducir sonidos Aleatorios.

Ejercicio 9


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Los servomotores son componentes ELECTROMECANICOS, básicamente son motores encapsulados (en caja) con engranajes y con tarjeta de control que mejora su precisión. Son muy utilizados en la área de robótica, para crear: bípedos, humanoides, hexápodos y brazos robóticos, en fin un componente de bajo consumo que definitivamente nos entusiasmara usarlo. Realizaremos el siguiente circuito:

Tiene 3 cables de conexión de 3 colores diferentes y con una función específica:

+5v = cable Rojo (positivo). GND = Cable Café (negativo). Pulso = Cable naranja (recibir señal PWM)

Ejercicio 10 - SERVOMOTOR

Las conexiones serán nuevamente directas sin usar Protoboard. El positivo del servomotor es de color Rojo e ira conectado al puerto +5v del arduino. El negativo del servo es de color café (marrón) y conecta al GND. Y por último el cable de color naranja, es la entrada de señal del servo y se conecta al puerto PIN9 como SALIDA del arduino.

Utilizaremos el Micro Servo SG90 Este servomotor tiene una fuerza de hasta 1Kg, que se lo denomina Torque. Puede funcionar desde 5v hasta 9v. Ideal para construir pequeños brazos robóticos, robots, etc…


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Los servomotores funcionan con una señal llamada PWM (Modulación ancho de pulso). Básicamente la señal PWM es el tiempo que se da a cada POLO: positivo y negativo, con esta señal podremos controlar la posición del SERVO, por ejemplo: El servomotor puede girar hasta 180 grados según la señal PWM que enviemos. Es decir Puede girar hasta una media vuelta, aunque ya hay servos que pueden girar 360 grados para aplicaciones especiales, pero en este caso usaremos uno de 180 grados. Muy bien ahora, utilizaremos un bloque en mblock, para controlar el servo: Realizar siguiente programación:

¿Cómo funciona?

En la primera casilla debemos asignar que puerto saldrá la señal PWM y se conecta el SERVO (salida).

Aquí podemos definir en qué posición Queremos colocar en el servo


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Control de Micro Servo con potenciómetro En este ejercicio de forma básica Controlaremos la posición del micro servo Utilizando un potenciómetro de 100 kilo ohmio, que se conecta al Puerto analógico A0, el potenciómetro PT1 registra señal analógica, hasta Valores numéricos de 1024, pero el Micro servo solo se puede controlar, Con datos numéricos hasta 180. Por lo tanto, utilizaremos unas operaciones matemáticas para convertirlos datos del potenciómetro. Así entonces podremos controlar El servo, cada vez que movamos o Giremos el PT1, el servo también se Moverá ligeramente, tanto de extremo A extremo, sin duda un experimento Con un funcionamiento curioso, Interesante y divertido, verlo funcionar.

Ejercicio 11


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El sensor ultrasónico es un componente que funciona a base de sonido, generando y produciendo frecuencias ultrasónicas, lo que significa , generar sonidos muy altos y agudos. Utilizaremos el modelo HC-04. Este sensor lleva consigo un transmisor y receptor de sonido , muy usado para medir distancias, detectar de objetos e incluso detectar otras señales de alta frecuencia sónica. Su funcionamiento es muy similar a los radares que usan los militares en los submarinos y también en comparación en algunos animales como el MURCIELAGO. Vamos a realizar el siguiente circuito:

Ejercicio 12 – Sensor Ultrasonico


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Lo conectaremos directamente con cables tipo: Macho-Hembra y se conecta en los puertos siguientes: VCC = significa Voltaje de Corriente Continua y conecta al PIN 5V del arduino. TRIG = significa “Trigger”, que envía la señal ultrasónica y conecta al PIN 7 como SALIDA. ECHO = significa “eco”, recibe la señal ultrasónica y conecta al PIN 6 como ENTRADA. GND= significa GROUND (Tierra) y se conecta al negativo del Arduino. En mBlock usaremos el siguiente bloque: Ahora realizaremos la siguiente programación: Utilizando una variable Podremos guardar la información que recibe el sensor ultrasónico, en este caso estará midiendo la distancia en centímetros entre el sensor y los objetos que estén a su alrededor.

¿Cómo funciona?


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Al detectar un objeto de una distancia de 5 cm o menos del sensor ultrasónico, activar LED (PIN2) y reproducir sonido (PIN4) por 1 segundo.

Gráficamente se vería así el circuito:

Ejercicio 13


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Cuando inicia el programa, la variable “dato” estará en cero, luego dentro del bucle “por siempre”, se lee el sensor ultrasónico en los PIN 7 y PIN8, donde automáticamente calcula una distancia enviando y recibiendo señales ultrasónicas. Luego se guarda en la misma variable . entonces, después preguntamos con una condición y comparador juntos, si la distancia es menor igual a 5 cm. . Los bloques lo encontramos en: : escogemos y escribimos en la segunda casilla del bloque la distancia Bien!! ,si la pregunta es correcta, en este caso acercamos un objeto al sensor a 5 centímetros o menos Entonces encenderá el LED y reproducirá un sonido en el parlante como aviso de detección. Pero si la pregunta es incorrecta, entonces significa que no hay objetos cercanos alrededor y el LED se quedara apagado.

¿Cómo funciona?


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Muy bien hasta aquí, hemos realizado varios ejercicios en Base a simulaciones en tiempo real, pero estos ejercicios jamás estuvieron grabados o cargados en la memoria del ARDUINO, por lo tanto siempre debía estar conectado a la computadora para que funcionara. Entonces en este ejercicio aprenderemos a grabar y cargar un programa en su memoria permanentemente y asi poder desconectarlo de la computadora y hacerlo funcionar con una batería de 9 voltios.

Para esto, necesitaremos realizar estas acciones: 1ro: nos dirigiremos a esta sección de mBlock: Clic en la opción “editar” y escoger la opción: “Modo Arduino”.

Entonces la ventana de mBlock cambiara, tanto como el escenario y el personaje(objetos) desaparecerán y solo estarán disponibles algunos bloques como :

En la parte derecha aparecerán dos pequeñas ventanas:

Esta ventana permite ver en formato “Código” todo el programa Que armamos con los bloques que posteriormente se graba en el arduino.

La segunda ventana nos permite ver la comunicación visual de datos que se transmite desde el programa hacia el ARDUINO. Técnicamente es una ventana de comunicación serial. Bastante útil para saber qué datos se envía y recibe en tiempo real.

Una opción bastante útil y avanzada que proporciona el mBlock.

Realizaremos el anterior ejercicio numero 2 Para realizar la prueba de grabación. Y realizamos la siguiente programación: El primer bloque nos permite fijar un inicio para programar el arduino

Ejercicio 14 – Grabar Programa en el Arduino


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Ya que no haremos simulación si no cargar y grabar este programa permanentemente. Si ahora nos fijamos al lado derecho , en la primera ventana, nos daremos cuenta que se aumenta el código lo cual nos indica el programa en CODIGO real que se grabara en el arduino. Bueno, para iniciar el grabado y descarga del programa al arduino, le damos clic en esta opción, arriba de la ventana de código : Entonces aparecerá una ventana mostrando el avance de descarga y listo ¡!! Ahora desconectaremos el arduino de la PC(computadora) ¡con mucho cuidado!!, ahora le colocamos una batería de 9 voltios con su conector adaptado al conector DC del arduino. Y listo!!!! Observaremos que el circuito funciona!!!


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Muy bien , hasta aquí hemos podido aprender a manipular y conocer los bloques de programación tanto para programar el ARDUINO y el mBlock, aunque solo básico ,para despegar y ampliar nuestro conocimiento en la creación de algoritmos. Ahora realizaremos un siguiente proyecto que de seguro les encantara aprender y diseñarlo. Vamos crear nuestro primer VIDEO JUEGO

Para crear un VIDEO JUEGO necesitaremos 2 cosas básicas e importantes: Primero: Software: programa donde se ejecutara y funcionara mostrándose en una pantalla, en nuestro caso usaremos la computadora y el programa será mBlock. Segundo: Hardware: una tarjeta electrónica que controle el video juego, por ejemplo el mando o joystick, entonces utilizaremos el arduino UNO para controlarlo. : Un video juego se compone de 3 partes básicas, al menos lo esencial para iniciar:

Personajes: son los objetos que participaran en nuestro video juego y estos pueden ser: HEROE, VILLANO y entre otros más que deseamos añadir. Escenario: es el lugar donde sucederán todos los acontecimientos, hechos y aventuras de nuestros personajes. Historia: aquí debemos redactar de que se trata el video juego, es decir una descripción corta , un Inicio y fin del video juego.

Muy bien ahora comenzaremos a diseñarlo: Lo primero que debemos hacer es crear un proyecto en mBlock, guardarlo y llamarlo con un nombre, por ejemplo: “Video_juego1”

Proyecto#1 - VIDEO JUEGO

¿Qué necesitamos?

Partes de un video juego


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Entonces estamos listos para iniciar, comenzaremos con la HISTORIA.

El juego se tratara de 2 personajes : Héroe y un villano, que se encuentran en un desierto, el personaje principal será un PANDA , el villano una caja cuadrada de color rojo, el objetivo del juego será esquivar al villano , porque este mismo será automático y quiere atrapar al personaje principal, entonces para que el HEROE no se deje atrapar por el villano debe saltar y esquivar , cada vez que el HEROE esquive al villano se encenderá un LED conectado al PIN 4 del Arduino emitirá un sonido en el parlante por un tiempo. Pero si el HEROE es atrapado o tocado por el villano, perderá y desaparecerá del juego anunciando el fin de la programación y del mismo juego. Para controlar al personaje HEROE utilizaremos un pulsador conectado en el PIN 2 del ARDUINO. Así que cada vez que presionemos el pulsador el HEROE simulara de diera un “salto” o” brinco” en el escenario.

Personajes Ahora escogeremos nuestros personajes mencionados: Para nuestro HEROE utilizaremos el PANDA:

Cambiar Nombre del personaje: Debemos cambiar el nombre de nuestro personaje, para facilitar la programación así que la llamaremos: “Héroe”. Entonces realizamos las siguientes acciones: Nos dirigimos en la parte de debajo de objetos, clic en el personaje a cambiar, clic derecho del mouse, escogemos la opción “información”, aparecerá un cuadro donde podremos cambiar el nombre. Luego de cambiar el nombre, solo Debemos dar clic aquí. Y ya estará cambiado el nombre.

Software


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Ahora añadiremos el segundo personaje que será el villano, en nuestro vamos a diseñarlo, entonces realizamos las siguientes acciones: vamos hacia abajo nuevamente y escogemos la opción “pintar nuevo Sprite”. Al realizar clic, nos aparecerá una ventana a la derecha aquí Podremos dibujar y crear objetos o personajes, muy parecido A la aplicación llamado “PAINT”, por lo tanto lo dibujamos y deberá quedar Algo así: También debemos cambiar su nombre y llamarlo “Villano”.

NOTA: para mejorar el diseño de un personaje

diseñado como el villano, debemos centrar su imagen. Nos dirigimos arriba Y escogemos la opción disfraces Y solo buscamos este icono: que sirve para colocar una imagen e su perfecto centro.

Escenario Ahora debemos escoger un lugar donde nuestros personajes podrán pasar todas las aventuras que nosotros podremos diseñar, al menos para comenzar. Para escoger un escenario debemos ir en la parte de abajo y daremos clic en “Escoger fondo de la galería”. Ahora escogeremos una de ellas, en este caso llamado”desert”. Listo ya tendremos todas las partes importantes y ahora solo debemos programar!!!!


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Programando al Heroe

Como habíamos mencionado al principio, en mBlock podemos programar uno por uno, es decir cada objeto e

incluso el escenario, pero bueno vamos a empezar por uno de los personajes comenzamos con el Héroe.

Clic en Héroe y luego arriba en la opción: Ahora si, esta listo para ser programado el personaje, realizaremos lo siguiente: Inicia el programa Este bloque permite mostrar el personaje O aparecer el personaje. Coordenadas, posición donde se colocara el personaje en el escenario. Aquí compararemos y preguntaremos Si el pulsador conectado al PIN2 (entrada) del Arduino está presionado, si es cierto entonces Realizara las siguientes acciones: Este bloque permite mover al Personaje hacia arriba o abajo, porque la “Y” significaría “sentido vertical” y la “X” derecha o izquierda, “Sentido horizontal”. Luego encenderíamos el LED conectado al PIN 3 , reproduciendo después un TONO en el Pin 4, durante un tiempo estimado de espera : 500 milisegundos. Después volveremos a colocar en su posición inicial con el mismo bloque: despues apagamos el LED Luego añadimos esta otra condicion que permite detectar si el heroe toca al villando el bloque lo encontramos en : escogeremos en su casilla que detectara. Y nuevamente usamos el bloque de apariencia .

Programación del VIDEO JUEGO


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Y como utilizamos el bloque por siempre, el programa se repetira indefinidamente.

Programando al villano Ahora nos tocaria programar al segundo ,personaje que por cierto nadie lo controlaria, sera automatico. Escogemos el personaje nuevamente y lo programaremos de la siguiente manera: Inicia el programa posiciona al villano en el escenario. Este bloque permite fijar al personaje que gire Sin alterar su aspecto, este bloque trabaja Junto con : Que permite cambiar de direccion al chocar Con las esquinas del escenario. Permite mover al personaje , en el escenario, la cantidad de pasos define su velocidad de moverse, es como realizar saltos mientras mas peuqeños mas lento avanza y viceversa. Este bloque se encuentra en “sensores” y nos ayuda a detectar otros objetos. en su casilla podemos seleccionar que queremos detectar. Combinando con la condicion: Podremos preguntar y realizar acciones. Cuando el villano “toque” al heroe, Mostrara un mensaje durante 2 segundos, Este bloque se encuentra en”Apariencias”. Luego reproducira unos tonos musicales en el parlante del arduino: Y despues para finalizar el juego usaremos el bloque: Este bloque, hace que finalice todo el programa , incluyendo de los otros personajes y el escenario. Y por ultimo usaremos el bloque “por siempre” para repetir el programa indefinidamente.


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Realizamos el siguiente circuito para controlar el juego: Utilizando un pulsador de 2 pines, lo conectaremos en el protoboard desde la linea positiva, hasta la columna 8 ; Fila i, luego una resistencia de 220 ohm desde la columna 8; Fila f, hasta la linea Negativa del protoboard, un cable de color azul ,conectara desde la columna 8; Fila h, hasta el puerto PIN2 del arduino como ENTRADA de señal. Para el LED ,el PIN catodo se conecta desde la linea negativa y el Anodo a la columna 21; Fila A, junto con la resistencia de 220 ohm desde la Fila e; Columna 21, hasta la misma columna en la fila G, posteriormente se conecta un cable amarillo desde la misma columna;Fila J que conecta al PIN3 y por ultimo el parlante, su cable negativo va directamente a la linea negativa del protoboard y el positivo en la columna 30; Fila c, donde se coloca un cable de color verde desde la misma columna;Fila E; hasta el PIN 4 del arduino.

Hardware


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Muy bien!!! Nuestro video juego esta listo, ahora solo restaria hacerlo funcionar,realizamos la simulacion. Primero, ampliaremos el escenario en pantalla completa, nos dirijiremos arriba del escenario Y clic en este icono: Listo!! Ahora iniciaremos el video juego. clic en el icono bandera verde y comenzara a funcionar. Cuando funcione el juego, el villano sera el primero en moverse de izquierda y derecha, Entonces si presionamos el pulsador P1 notaremos que el Heroe realizara el efecto del “salto”. Encendiendo el LED y reproduciendo sonido, anunciando que si logramos esquivar al villano. Pero si no presionamos a tiempo y es tocado por el villano, entonces desaparecera del escenario y el villano mostrara un mensaje “Has perdido” y el juego se detendra anunciado que el juego se termino. NOTA: si queremos que el villano se mueva mas rapido, solo debemos cambiar el valor del bloque Por numeros mas grandes con 10 o hasta 100, esto como para aumentar la dificultad del juego.

Hemos finalizado nuestra introduccion al arduino, Esperamos que hayan podido entretenerse y aprender con

el metodo SCRATCH, Aunque parece un metodo algo infantil y simple ,pero es una

buena forma de iniciarse en un tema bastante amplio como la informatica y manipulacion de datos

Y lo mejor de todo poder combinarlo con el fascinante tema de la electronica. Estaremos realizando mas proyectos con mBlock y arduino,

publicando en nuestras redes sociales, siganos y esten atentos. En nuestro siguiente edicion podremos seguir aprendiendo

un poco mas sobre la programacion Del arduino utilizando otros metodos, incluso hasta

programarlo y hacerlo funcionar con un celular movil!!!

Muchas gracias por acompañarnos y volveremos en una siguinete edicion!! Por que la aventura electronica apenas comienza!!

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