ARDUINO – Trucos y secretos

Descripción

En el presente manual el autor va guiando paso a paso al lector en el aprendizaje del manejo de Arduino. Se hace una exposición detallada de cada una de las herramientas de Arduino para llevar a cabo cualquier prototipo y objeto interactivo como pueden ser desde un termostato o una impresora 3D hasta drones o robots. Para ello se estudian, entre otros muchos temas, cómo construir circuitos, conectar sensores y actuadores y escribir software.
A través de 120 trucos y secretos, este libro tiene el propósito de que sus lectores puedan manipular de manera óptima Arduino; independientemente de que el lector sea un usuario principiante o avanzado, esta guía le permitirá aprender de forma sencilla nuevas técnicas para resolver los problemas más comunes con los que se enfrentan los diseñadores al momento de trabajar con Arduino.

VENTAJAS

• Muestra detalle a detalle cada uno de los procedimientos mediante múltiples ilustraciones.
• Cada uno de los temas puede ser estudiado de manera independiente.
• Cuenta con un índice analítico, útil en la localización puntual de determinado tema o concepto de interés.

CONOZCA

• Las diferentes opciones para escribir proyectos y cargarlos en la placa de Arduino.
• Las soluciones a los problemas más comunes que surgen al programar Arduino.
• Las características y el funcionamiento de los sensores y los actuadores.
• Las múltiples opciones de intercambio de datos y comunicación que ofrece Arduino.

APRENDA

• A trabajar con listas, matrices, bucles, funciones y objetos.
• A utilizar varios sistemas para modificar el entorno e interac¬tuar con los usuarios de sus prototipos.
• A trabajar con actuadores y sensores en Arduino.
• A intercambiar datos y comunicarse mediante Arduino.

DESARROLLE SUS HABILIDADES PARA

• Instalar y configurar de manera adecuada Arduino.
• Generar números aleatorios y desarrollar operaciones lógicas.
• Aplicar los trucos básicos para conectar los dispositivos electrónicos más sencillos: LED y botones.
• Integrar los sensores más comunes a Arduino.

1. PARA EMPEZAR ………………………………………………………………………………….. 9
1. Instalar Arduino ………………………………………………………………………………………………………10
2. Cargar un sketch en Arduino………………………………………………………………………………….13
3. Programar Arduino con Arduino Web Editor………………………………………………………..15
4. Cargar un sketch con Arduino Web Editor……………………………………………………………17
5. Simular Arduino con TinkerCAD Circuits…………………………………………………………….. 19
6. Programar Arduino por bloques con Bitbloq………………………………………………………..23
2. PROGRAMAR ARDUINO…………………………………………………………………..29
7. Crear un sketch vacío……………………………………………………………………………………………. 30
8. Utilizar una variable ………………………………………………………………………………………………..31
9. Definir una constante …………………………………………………………………………………………….37
10. Manipular cadenas de caracteres ……………………………………………………………………….39
11. Utilizar las cadenas………………………………………………………………………………………………..42
12. Convertir una variable de un tipo a otro………………………………………………………………45
13. Repetir una operación ………………………………………………………………………………………… 49
14. Utilizar un array ……………………………………………………………………………………………………55
15. Obtener la longitud de un array……………………………………………………………………………56
16. Copiar o ampliar un array ……………………………………………………………………………………58
17. Utilizar arrays bidimensionales (matrices) ………………………………………………………….61
18. Definir un test simple …………………………………………………………………………………………….63
19. Definir una prueba con más de una alternativa ………………………………………………… 68
20. Definir una función ………………………………………………………………………………………………70
21. Crear clases y objetos…………………………………………………………………………………………..75
22. Generar números aleatorios……………………………………………………………………………….. 81
23. Encontrar el número más alto en un array………………………………………………………….82
24. Ordenar una matriz de números …………………………………………………………………………85
25. Rellenar un array de números aleatorios…………………………………………………………… 88
26. Transformar una cadena en una matriz (tokenizar) ………………………………………… 90
27. Gestionar índices múltiples y periódicos…………………………………………………………….92
28. Trabajar con bits …………………………………………………………………………………………………. 94
29. Crear un módulo ………………………………………………………………………………………………..102

30. Utilizar librerías externas …………………………………………………………………………………..104
31. Crear librerías propias…………………………………………………………………………………………105
3. LOS BÁSICOS: LED Y BOTONES………………………………………………………109
32. Encender un LED …………………………………………………………………………………………………110
33. Controlar la luminosidad de un LED…………………………………………………………………..113
34. Utilizar un LED RGB…………………………………………………………………………………………….117
35. Crear un PWM en todos los pines (PWM software)………………………………………..118
36. Generar una secuencia aleatoria de números
para encender varios LED ………………………………………………………………………………………..120
37. Conectar botones ……………………………………………………………………………………………….123
38. Debouncing ………………………………………………………………………………………………………….127
39. Mantener el estado de un botón……………………………………………………………………….130
40. Identificar la pulsación y la liberación de un botón (bordes ascendentes y
descendentes)……………………………………………………………………………………………………135
41. Medir el tiempo de pulsación de un botón………………………………………………………..138
42. Obtener clics múltiples sobre un botón…………………………………………………………….141
43. Utilizar una entrada analógica…………………………………………………………………………..144
44. Botón en línea analógica……………………………………………………………………………………146
45. Utilizar un trimmer para configurar parámetros………………………………………………148
46. Insertar pausas «largas»……………………………………………………………………………………150
47. Ganar seis pines digitales ………………………………………………………………………………….152
48. Utilizar la consola para enviar y recibir comandos ………………………………………….153
49. Encender cuatro LED en secuencia con un botón…………………………………………….156
50. Convertir un valor de un intervalo al otro …………………………………………………………159
51. Adivina el LED (programa por estados)…………………………………………………………….162
53. Controlar el llenado de una bañera (máquina con estados)……………………………169
54. Encender una caldera…………………………………………………………………………………………175
55. Simon……………………………………………………………………………………………………………………181
56. Marcar un número pulsando varios botones ……………………………………………………190
4. LOS SENSORES………………………………………………………………………………….195
57. Alimentar a Arduino ………………………………………………………………………………………….196
58. Medir una tensión………………………………………………………………………………………………199
59. Medir una corriente…………………………………………………………………………………………..202
60. Conectar un sensor de temperatura (termistor)…………………………………………….206
61. Conectar un sensor de temperatura LM35 ……………………………………………………….210
62. Conectar un sensor de luz ……………………………………………………………………………….. 212
63. Conectar un sensor para la humedad………………………………………………………………. 215
64. Utilizar un sensor digital para humedad y temperatura …………………………………. 217
65. Detectar un gas ………………………………………………………………………………………………….219
66. Detectar campos magnéticos………………………………………………………………………….. 225
67. Detectar la inclinación con un sensor tilt………………………………………………………… 229
68. Detectar el movimiento con un PIR………………………………………………………………….230
69. Crear un botón táctil o touch sensor……………………………………………………………….. 232

70. Utilizar un sensor de infrarrojos para descodificar un mando a distancia ……. 235
71. Encender la TV con Arduino …………………………………………………………………………….. 239
72. Detectar un obstáculo con un sensor infrarrojo……………………………………………… 242
73. Medir la distancia con un sensor de ultrasonidos ………………………………………….. 245
74. Utilizar la fecha y la hora actuales …………………………………………………………………… 249
75. Utilizar un teclado numérico ……………………………………………………………………………. 252
76. Detectar la orientación o el movimiento con acelerómetros y giroscopios….. 256
78. Encontrar el norte en una brújula……………………………………………………………………..260
79. Conocer la posición geográfica con un GPS…………………………………………………….264
80. Conectar un micrófono y realizar un «clap control»……………………………………….270
81. Conectar una fuente de audio ………………………………………………………………………….. 273
82. Leer etiquetas RFID ………………………………………………………………………………………….. 276
83. Aislar una entrada……………………………………………………………………………………………..280
5. LOS ACTUADORES Y LA VISUALIZACIÓN DE INFORMACIÓN… 283
84. Encender una bombilla de 12 V con un transistor……………………………………………284
85. Controlar un relé con un transistor…………………………………………………………………..286
86. Encender una bombilla de 12 V con un MOSFET…………………………………………….289
87. Controlar la velocidad de un motor …………………………………………………………………. 292
88. Controlar la dirección de rotación de un motor c.c………………………………………… 295
89. Utilizar un servomotor………………………………………………………………………………………298
90. Encender una bombilla a 220 V……………………………………………………………………….302
91. Interruptor crepuscular para una bombilla de 220 V ………………………………………304
92. Utilizar un motor paso a paso (stepper)………………………………………………………….305
93. Aislar las salidas………………………………………………………………………………………………..309
94. Aumentar las salidas con un registro de desplazamiento ……………………………………. 312
95. Utilizar una pantalla de siete segmentos………………………………………………………….318
96. Utilizar una pantalla LCD …………………………………………………………………………………. 322
97. Controlar una pantalla con solo dos cables (I2C)……………………………………………. 327
98. Diseñar caracteres personalizados en una pantalla LCD ………………………………. 329
99. Crear un terminal de pantalla LCD …………………………………………………………………..330
100. Crear un menú multinivel con una pantalla LCD ………………………………………….. 334
101. Conectar una pantalla gráfica TFT …………………………………………………………………. 336
102. Generar sonidos………………………………………………………………………………………………. 339
103. LED NeoPixel ……………………………………………………………………………………………………342
104. Generar una señal analógica…………………………………………………………………………..345
105. Conectar un amplificador………………………………………………………………………………..348
106. Controlar un potenciómetro digital………………………………………………………………..350
107. Reproducir un archivo de audio mp3 o wav…………………………………………………… 355
6. COMUNICAR E INTERCAMBIAR DATOS………………………………………. 361
108. Añadir un nuevo puerto serie (SoftwareSerial)…………………………………………….. 362
109. Conectarse a un puerto RS232……………………………………………………………………….364
110. Conectarse con un puerto RS485…………………………………………………………………… 367
111. Comunicar dos arduinos con el protocolo I2C…………………………………………………..372

112. Comunicar dos arduinos con el protocolo SPI …………………………………………………375
113. Controlar Arduino con Firmata ………………………………………………………………………..380
114. Utilizar Arduino como consola para Processing…………………………………………….. 385
115. Controlar un LED por Bluetooth con un smartphone…………………………………….. 387
116. Encender un LED con Python ………………………………………………………………………….. 392
117. Transmitir datos de Arduino a Python…………………………………………………………….. 395
118. Conectarse a Internet y ver una página web…………………………………………………..396
119. Arduino como servidor web …………………………………………………………………………….402
120. Publicar una página web dinámica …………………………………………………………………407
121. Encender un LED con el navegador…………………………………………………………………..413
122. Enviar un e-mail con Arduino pulsando un botón…………………………………………..417
123. Enviar SMS con Arduino ………………………………………………………………………………….423
124. Recibir SMS ……………………………………………………………………………………………………..426
125. Leer y escribir un archivo desde una tarjeta SD……………………………………………..428
126. Generar una señal de TV………………………………………………………………………………….431
127. Emular un ratón USB ………………………………………………………………………………………..432
128. Emular un teclado USB…………………………………………………………………………………….435
7. ÍNDICE ANALÍTICO………………………………………………………………………… 437