APRENDER ARDUINO, PROTOTIPADO Y PROGRAMACIÓN AVANZADA – Con 100 ejercicios prácticos

Descripción

El presente documento aborda las problemáticas de proyectos de electrónica y programación con alto nivel de complejidad guiando al lector a través de ejercicios prácticos explicados paso a paso. Mediante estos ejercicios didácticos se pretende que el lector sea capaz de dominar a cabalidad la electrónica, hardware y programación de Arduino.
Entre los temas que se abordan se encuentran: la programación y funcionamiento de los diferentes tipos de programación que utiliza Arduino, el diseño de la PCB de Arduino con un entorno intuitivo, la utilidad de un condensador, la programación de interfaz de control para Arduino con Processing, las prestaciones de un Arduino con módulos, los recursos de todo programador profesional. El libro se compone de 100 capítulos, cada capítulo es un caso práctico analizado a detalle donde se estudian desde interrupciones y filtros hasta el prototipado del hardware de Arduino Uno.

VENTAJAS

• Cada ejercicio se ilustra con imágenes que describen los pasos más importantes o los resultados que deberían obtenerse.
• Cuenta con recuadros llamados Importante, los cuales contienen información complementaria y muy relevante para los temas estudiados.
• Ofrece una plataforma de contenidos interactivos muy útil para el proceso de aprendizaje.

CONOZCA

• Las características de carga y descarga de un condensador.
• La configuración y funcionamiento de los distintos tipos de interrupciones.
• El funcionamiento de la comunicación serie, 12C y SPI (Serial Peripheral Interface).
• El proceso para diseñar y fabricar un Arduino.

APRENDA

• A programar los diferentes tipos de comunicación que pueden establecerse en Arduino.
• A programar el simulador Tinkercad y ejecutar opciones avanzadas con él.
• A aplicar el procedimiento para llevar a cabo un prototipo de Arduino.
• A crear y monitorizar un Arduino utilizando el software Processing.

DESARROLLE SUS HABILIDADES PARA

• Convertir una señal PWM a una señal analógica utilizando un filtro paso bajo.
• Almacenar datos en la memoria EEPROM.
• Identificar el proceso de desarrollo para el diseño y la fabricación de un Arduino.
• Llevar a cabo el proceso de diseño de una PCB (Printed Circuit Board o Placa de Circuito Impreso).

La electrónica no es ideal ……………………………………………….14
Introducción a los condensadores …………………………………..16
Propiedades de un condensador ……………………………………..18
Gestión de tiempo: millis() y micros() ……………………………..20
Descarga de un condensador ………………………………………….22
Debounce (I) ………………………………………………………………..24
Debounce (II) ……………………………………………………………….26
De PWM a señal analógica con filtro paso bajo ………………..28
Interrupciones ………………………………………………………………30
Interrupciones por evento ……………………………………………..32
Interrupciones por tiempo. Parpadeo de un led ………………..34
Interrupciones por tiempo. Timer2 y 3 ……………………………36
Interrupción del puerto serie ………………………………………….38
Comunicación serie Serial.flush, Serial.availableForWrite ….40
Comunicación serie Serial.end, Serial.setTimeout……………..42
Comunicación serie Serial.parseInt …………………………………44
Comunicación serie Serial.parseFloat, Serial.readBytes ………46
Comunicación serie(V) Serial.readBytesUntil, Serial.readString …..48
Comunicación serie (VI) Serial.readStringUntil, Serial.find …. 50
Comunicación I2C. Introducción …………………………………..52
Comunicación I2C. Wire.begin ………………………………………54
Comunicación I2C. Comunicación del maestro al esclavo ..56
Comunicación I2C. Controlar al esclavo con un maestro ….58
Comunicación I2C. Comunicación esclavo maestro …………60
SPI Introducción …………………………………………………………..62

SPI en Arduino ……………………………………………………………..64
Comunicación SPI. Comunicación maestro esclavo ………….66
Comunicación SPI. Comunicación esclavo maestro ………….68
Memoria EEPROM. EEPROM.read …………………………………..70
Memoria EEPROM (I). EEPROM.write ……………………………..72
Memoria EEPROM (II). EEPROM.put, EEPROM.get …………..74
Memoria EEPROM. Almacenar datos correctamente …………76
Memoria EEPROM. Alargar la vida útil …………………………….78
Sensor de temperatura interno ……………………………………….80
Arduino modo Sleep. Librería LowPower …………………………82
Arduino modo Sleep. IdleWakePeriodic …………………………..84
Arduino modo Sleep. PowerDownExternalInterrupt …………86
Watchdog …………………………………………………………………….88
Simulador Tinkercad. Crear cuenta, interfaz …………………….90
Simulador Tinkercad. Montar el primer circuito ……………….92
Simulador Tinkercad. Programación ……………………………….94
Simulador Tinkercad. Opciones avanzadas ………………………96
Debugger. FiILE, LINE, FUNTION, DATE, TIME ………………..98
Debugger. Funciones de depuración ………………………………100
Crear librerías. Archivo .h …………………………………………….102
Crear librerías. Archivo .cpp …………………………………………104
Arduino Web Editor …………………………………………………….106
Diseño y fabricación de un Arduino ………………………………108
Hardware Arduino……………………………………………………….110
Hardware de alimentación. Análisis ………………………………112

Hardware de alimentación. Diodo y regulador de tensión ….. 114
Hardware de alimentación. Montaje en protoboard ………..116
Hardware de alimentación. USB y alimentación externa ….118
ATmega328. Señal de reloj ……………………………………………120
ATmega328. Reset ……………………………………………………….122
ATmega16U2 ………………………………………………………………124
Grabar gestor de arranque ……………………………………………126
Arduino protoboard. Programador ………………………………..128
De la protoboard al PCB. Un poco de teoría …………………..130
De la protoboard al PCB. Herramientas ………………………….132
Conceptos generales de una PCB …………………………………..134
Encapsulados ………………………………………………………………136
PCB. Huella, pads, pistas ………………………………………………138
Consideraciones de diseño Fritzing, barra de menú ………..140
Diseño PCB. Fritzing, primeros pasos …………………………….142
Diseño PCB. Montar los primeros componentes …………….144
Diseño PCB. Hardware de alimentación …………………………146
Diseño PCB. Alimentación, reset, reloj ……….148
Diseño final PCB …………………………………………………………150
Fabricación PCB Opciones ……………………………………………152
Fabricación PCB y ensamblado ……………………………………..154
Fabricar mi propia shield para Arduino ………………………….156
Diseñar y fabricar un dispositivo basado en Arduino ………158
Multiplexores, Demultiplexores ……………………………………160
CD74HC4067 como multiplexor …………………………………..162

CD74HC4067 como demultiplexor ……………………………….164
Registro de desplazamiento. Teoría ……………………………….166
Registro de desplazamiento. 74HC164 …………………………..168
PCF8574. Teoría ………………………………………………………….170
PCF8574. Ampliar salidas digitales ………………………………..172
PCF8574. Ampliar entradas digitales ……………………………..174
Ampliar entradas analógicas con ADS1115 …………………….176
Salida analógica con MCP4725 ……………………………………..178
Amplia la memoria EEPROM con AT24C256……………. 180
Processing …………………………………………………………………..182
Conectar Processing con Arduino …………………………………184
Parpadeo de led con Processing …………………………………….186
Ratón Processing …………………………………………………………188
Teclado Processing ………………………………………………………190
Monitorización de datos por consola …………………………….192
Interfaz gráfica de usuario(GUI) con Processing ………………194
Processing Text Field ……………………………………………………196
Processing button………………………………………………………..198
Processing checkbox ……………………………………………………200
Processing slider ………………………………………………………….202
Processing knob ………………………………………………………….204
Processing toggle …………………………………………………………206
Processing GUI(I) ………………………………………………………..208
Processing GUI(II) ……………………………………………………….210
Processing GUI(III) ………………………………………………………212