Arduino

Placa Arduino RS232​

Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares.​​

El hardware consiste en una placa con un microcontrolador Atmel AVR y puertos de entrada/salida.​ Los microcontroladores más usados son el Atmega168, Atmega328, Atmega1280, y Atmega8 por su sencillez y bajo coste que permiten el desarrollo de múltiples diseños. Por otro lado el software consiste en un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje de programación Processing/Wiring y el cargador de arranque que es ejecutado en la placa.​ Se programa en el ordenador para que la placa controle los componentes electrónicos.

Desde octubre de 2012, Arduino se utiliza también con microcontroladoras CortexM3 de ARM de 32 bits,​ que coexistirán con las más limitadas, pero también económicas AVR de 8 bits. ARM y AVR no son plataformas compatibles a nivel binario, pero se pueden programar con el mismo IDE de Arduino y hacerse programas que compilen sin cambios en las dos plataformas. Eso sí, las microcontroladoras CortexM3 usan 3,3V, a diferencia de la mayoría de las placas con AVR, que generalmente usan 5V. Sin embargo, ya anteriormente se lanzaron placas Arduino con Atmel AVR a 3,3V como la Arduino Fio y existen compatibles de Arduino Nano y Pro como Meduino en que se puede conmutar el voltaje.

Arduino se puede utilizar para desarrollar objetos interactivos autónomos o puede ser conectado a software tal como Adobe Flash, Processing, Max/MSP, Pure Data. Las placas se pueden montar a mano o adquirirse. El entorno de desarrollo integrado libre se puede descargar gratuitamente.

Arduino puede tomar información del entorno a través de sus entradas analógicas y digitales, puede controlar luces, motores y otros actuadores. El microcontrolador en la placa Arduino se programa mediante el lenguaje de programación Arduino (basado en Wiring) y el entorno de desarrollo Arduino (basado en Processing). Los proyectos hechos con Arduino pueden ejecutarse sin necesidad de conectar a un ordenador.

También cuenta con su propio software que se puede descargar de su página oficial que ya incluye los drivers de todas las tarjetas disponibles lo que hace más fácil la carga de códigos desde el computador.

El proyecto Arduino recibió una mención honorífica en la categoría de Comunidades Digital en el Prix Ars Electrónica de 2006 ​​​.

Historia

Arduino se inició en el año 2005 como un proyecto para estudiantes en el Instituto IVREA, en Ivrea (Italia). En ese tiempo, los estudiantes usaban el microcontrolador BASIC Stamp, cuyo coste era de 100 dólares estadounidenses, lo que se consideraba demasiado costoso para ellos. Por aquella época, uno de los fundadores de Arduino, Massimo Banzi, daba clases en Ivrea.​

El nombre del proyecto viene del nombre del Bar di Re Arduino (Bar del Rey Arduino) donde Massimo Banzi pasaba algunas horas. En su creación, contribuyó el estudiante colombiano Hernando Barragán, quien desarrolló la tarjeta electrónica Wiring, el lenguaje de programación y la plataforma de desarrollo.​ Una vez concluida dicha plataforma, los investigadores trabajaron para hacerlo más ligero, más económico y disponible para la comunidad de código abierto (hardware y código abierto). El instituto finalmente cerró sus puertas, así que los investigadores, entre ellos el español David Cuartielles, promovieron la idea.​Banzi afirmaría años más tarde, que el proyecto nunca surgió como una idea de negocio, sino como una necesidad de subsistir ante el inminente cierre del Instituto de diseño Interactivo IVREA. Es decir, que al crear un producto de hardware abierto, éste no podría ser embargado.

Posteriormente, Google colaboró en el desarrollo del Kit Android ADK (Accesory Development Kit), una placa Arduino capaz de comunicarse directamente con teléfonos móviles inteligentes bajo el sistema operativo Android para que el teléfono controle luces, motores y sensores conectados de Arduino.​​

Para la producción en serie de la primera versión se tomó en cuenta que el coste no fuera mayor de 30 euros, que fuera ensamblado en una placa de color azul, debía ser Plug and Play y que trabajara con todas las plataformas informáticas tales como MacOSX, Windows y GNU/Linux. Las primeras 300 unidades se las dieron a los alumnos del Instituto IVREA, con el fin de que las probaran y empezaran a diseñar sus primeros prototipos.

En el año 2005, se incorporó al equipo el profesor Tom Igoe,​que había trabajado en computación física, después de que se enterara del mismo a través de Internet. Él ofreció su apoyo para desarrollar el proyecto a gran escala y hacer los contactos para distribuir las tarjetas en territorio estadounidense. En la feria Maker Fair de 2011 se presentó la primera placa Arduino 32 bit para trabajar tareas más pesadas.​

Productos

Los modelos en venta de Arduino se categorizan en 4 diferentes productos: placas, escudos, kits y accesorios.

Placas:

• Arduino Uno
• Arduino Leonardo
• Arduino Due
• Arduino Yún
• Arduino Tre (En Desarrollo)
• Arduino Zero (En venta en la tienda de EEUU)
• Arduino Micro
• Arduino Esplora
• Arduino Mega ADK
• Arduino Ethernet
• Arduino Mega 2560
• Arduino Robot
• Arduino Mini
• Arduino Nano
• LilyPad Arduino Simple
• LilyPad Arduino SimpleSnap
• LilyPad Arduino
• LilyPad Arduino USB
• Arduino Pro Mini
• Arduino Fio
• Arduino Pro

Escudos (Shields):

• Arduino GSM Shield
• Arduino Ethernet Shield
• Arduino WiFi Shield
• Arduino Wireless SD Shield
• Arduino USB Host Shield
• Arduino Motor Shield
• Arduino Wireless Proto Shield
• Arduino Proto Shield

Kits:

• The Arduino Starter Kit
• Arduino Materia 101

Accesorios:

• TFT LCD Screen
• USB/Serial Light Adapter
• Arduino ISP
• Mini USB/Serial Adapter

Aplicaciones

La plataforma Arduino ha sido usado como base en diversas aplicaciones electrónicas:

• Xoscillo: Osciloscopio de código abierto.​
• Equipo científico para investigaciones.​
• Arduinome: Un dispositivo controlador MIDI.​
• OBDuino: un económetro que usa una interfaz de diagnóstico a bordo que se halla en los automóviles modernos.
• Humane Reader: dispositivo electrónico de bajo coste con salida de señal de TV que puede manejar una biblioteca de 5000 títulos en una tarjeta microSD.​
• The Humane PC: equipo que usa un módulo Arduino para emular un computador personal, con un monitor de televisión y un teclado para computadora.​
• Ardupilot: software y hardware de aeronaves no tripuladas.
• ArduinoPhone: un teléfono móvil construido sobre un módulo Arduino.​​
• Impresoras 3D.

Esquema de conexiones

Entradas y salidas

Poniendo de ejemplo al módulo Diecimila, éste consta de 14 entradas digitales configurables como entradas y/o salidas que operan a 5 voltios. Cada contacto puede proporcionar o recibir como máximo 40 mA. Los contactos 3, 5, 6, 9, 10 y 11 pueden proporcionar una salida PWM (Pulse Width Modulation). Si se conecta cualquier cosa a los contactos 0 y 1, eso interferirá con la comunicación USB. Diecimila también tiene 6 entradas analógicas que proporcionan una resolución de 10 bits. Por defecto, aceptan de 0 hasta 5 voltios, aunque es posible cambiar el nivel más alto, utilizando el contacto Aref y algún código de bajo nivel.

Especificaciones

Las especificaciones de los distintos modelos de placas Arduino se resumen en la siguiente tabla:

Modelo	Microcontrolador	Voltaje de entrada	Voltaje del sistema	Frecuencia de Reloj	Digital I/O	Entradas Analógicas	PWM	UART	Memoria Flash	Cargador	Interfaz de Programación
Arduino Due	AT91SAM3X8E	5-12V	3,3V	84MHz	54*	12	12	4	512Kb	Due	Nativa USB
Arduino Leonardo	ATmega32U4	7-12V	5V	16MHz	20*	12	7	1	32Kb	Leonardo	Nativa USB
Arduino Uno - R3	ATmega328	7-12V	5V	16MHz	14	6	6	1	32Kb	Optiboot	USB via ATMega16U2
RedBoard	ATmega328	7-15V	5V	16MHz	14	6	6	1	32Kb	Optiboot	USB via FTDI
Arduino Uno SMD (descontinuado)	ATmega328	7-12V	5V	16MHz	14	6	6	1	32Kb	Optiboot	USB via ATMega8U2
Arduino Uno (descontinuado)	ATmega328	7-12V	5V	16MHz	14	6	6	1	32Kb	Optiboot	USB via ATMega8U2
Arduino Duemilanove (descontinuado)	ATmega328	7-12V	5V	16MHz	14	6	6	1	32Kb	AtmegaBOOT	USB via FTDI
Arduino Bluetooth (descontinuado)	ATmega328	1,2-5,5V	5V	16MHz	14	6	6	1	32Kb	AtmegaBOOT	Serial Bluetooth
Arduino Pro 3.3V/8MHz	ATmega328	3,35 -12V	3,3V	8MHz	14	6	6	1	32Kb	AtmegaBOOT	Cabecera compatible con FTDI
Arduino Pro 5V/16MHz	ATmega328	5 - 12V	5V	16MHz	14	6	6	1	32Kb	AtmegaBOOT	Cabecera compatible con FTDI
Ethernet Pro (descontinuado)	ATmega328	7-12V	5V	16MHz	14	6	6	1	32Kb	AtmegaBOOT	Cabecera compatible con FTDI
Arduino Mega 2560 R3	ATmega2560	7-12V	5V	16MHz	54	16	14	4	256Kb	STK500v2	USB via ATMega16U2
Arduino Mega 2560 (descontinuado)	ATmega2560	7-12V	5V	16MHz	54	16	14	4	256Kb	STK500v2	USB via ATMega8U2
Arduino Mega (descontinuado)	ATmega1280	7-12V	5V	16MHz	54	16	14	4	128Kb	STK500v2	USB via FTDI
Mega Pro 3.3V	ATmega2560	3,3-12V	3,3V	8MHz	54	16	14	4	256Kb	STK500v2	Cabecera compatible con FTDI
Mega Pro 5V	ATmega2560	5-12V	5V	16MHz	54	16	14	4	256Kb	STK500v2	Cabecera compatible con FTDI
Arduino Mini 04 (descontinuado)	ATmega328	7-9V	5V	16MHz	14	6	8	1	32Kb	AtmegaBOOT	Cabecera Serial
Arduino Mini 05	ATmega328	7-9V	5V	16MHz	14	6	8	1	32Kb	AtmegaBOOT	Cabecera Serial
Arduino Pro Mini 3.3V/8MHz	ATmega328	3,35-12V	3,3V	8MHz	14	6	6	1	32Kb	AtmegaBOOT	Cabecera compatible con FTDI
Arduino Pro Mini 5V/16MHz	ATmega328	5 - 12V	5V	16MHz	14	6	6	1	32Kb	AtmegaBOOT	Cabecera compatible con FTDI
Arduino Fio	ATmega328P	3,35-12V	3,3V	8MHz	14	8	6	1	32Kb	AtmegaBOOT	Cabecera compatible con FTDI o Inalámbrica via XBee1
Mega Pro Mini 3.3V	ATmega2560	3,3-12V	3,3V	8MHz	54	16	14	4	256Kb	STK500v2	Cabecera compatible con FTDI
Pro Micro 5V/16MHz	ATmega32U4	5-12V	5V	16MHz	12	4	5	1	32Kb	DiskLoader	Nativa USB
Pro Micro 3.3V/8MHz	ATmega32U4	3,35-12V	3,3V	8MHz	12	4	5	1	32Kb	DiskLoader	Nativa USB
LilyPad Arduino 328 Main Board	ATmega328	2,7-5,5V	3,3V	8MHz	14	6	6	1	32Kb	AtmegaBOOT	Cabecera compatible con FTDI
LilyPad Arduino Simple Board	ATmega328	2,7-5,5V	3,3V	8MHz	9	4	5	02	32Kb	AtmegaBOOT	Cabecera compatible con FTDI

Los modelos Arduino Diecimila, Arduino Duemilanove y Arduino Mega están basados en los microcontroladores ATmega168, ATmega328 y ATmega1280

	ATmega168	ATmega328	ATmega1280
Voltaje operativo	5 V	5 V	5 V
Voltaje de entrada recomendado	7-12 V	7-12 V	7-12 V
Voltaje de entrada límite	6-20 V	6-20 V	6-20 V
Contactos de entrada y salida digital	14 (6 proporcionan PWM)	14 (6 proporcionan PWM)	54 (14 proporcionan PWM)
Contactos de entrada analógica	6	6	16
Intensidad de corriente	40 mA	40 mA	40 mA
Memoria Flash	16KB (2KB reservados para el bootloader)	32KB (2KB reservados para el bootloader)	128KB (4KB reservados para el bootloader)
SRAM	1 KB	2 KB	8 KB
EEPROM	512 bytes	1 KB	4 KB
Frecuencia de reloj	16 MHz	16 MHz	16 MHz

Lenguaje de programación Arduino

La plataforma Arduino se programa mediante el uso de un lenguaje propio basado en el lenguaje de programación de alto nivel Processing que es similar a C++.

Interfaz con otro software

Es posible comunicar una aplicación que corra sobre Arduino con otros dispositvos que corran otros lenguajes de programación y aplicaciones populares,​ debido a que Arduino usa la transmisión serial de datos, la cuál es soportada por la mayoría de los lenguajes que se mencionan acontinuación. Y para los que no soportan el formato serie de forma nativa, es posible utilizar software intermediario que traduzca los mensajes enviados por ambas partes para permitir una comunicación fluida. Algunos ejemplos de lenguajes son:

• 3DVIA Virtools: aplicaciones interactivas y de tiempo real.
• Adobe Director
• BlitzMax (con acceso restringido)
• C
• C++ (mediante libSerial o en Windows)
• C#
• Cocoa/Objective-C (para Mac OS X)
• Flash (mediante ActionScript)
• Gambas
• Isadora (Interactividad audiovisual en tiempo real)
• Instant Reality (X3D)
• Java
• Liberlab (software de medición y experimentación)
• Mathematica
• Matlab
• MaxMSP: Entorno gráfico de programación para aplicaciones musicales, de audio y multimedia
• Minibloq: Entorno gráfico de programación, corre también en las computadoras OLPC
• Perl
• Php
• Physical Etoys: Entorno gráfico de programación usado para proyectos de robótica educativa
• Processing
• Pure Data
• Python
• Ruby
• Scratch for Arduino (S4A): Entorno gráfico de programación, modificación del entorno para niños Scratch, del MIT
• Squeak: Implementación libre de Smalltalk
• SuperCollider: Síntesis de audio en tiempo real
• VBScript
• Visual Basic .NET
• VVVV: Síntesis de vídeo en tiempo real

Funciones básicas y operadores

Arduino está basado en C y soporta todas las funciones del estándar C y algunas de C++.​ A continuación se muestra un resumen con la estructura y sintaxis del lenguaje Arduino:

Sintaxis básica

• Delimitadores:;, {}
• Comentarios: //, /* */
• Cabeceras: #define, #include
• Operadores aritméticos: +, -, *, /, %
• Asignación: =
• Operadores de comparación: ==, !=, <, >, <=, >=
• Operadores Booleanos: &&, ||, !
• Operadores de acceso a punteros: *, &
• Operadores de bits: &, |, ^, ~, <<, >>
• Operadores compuestos:
  • Incremento y decremento de variables: ++, --
  • Asignación y operación: +=, -=, *=, /=, &=, |=

Estructuras de control

• Condicionales: if, if...else, switch case
• Bucles: for, while, do. while
• Bifurcaciones y saltos: break, continue, return, goto

Variables

En cuanto al tratamiento de las variables también comparte un gran parecido con el lenguaje C.

Constantes

• HIGH/LOW: representan los niveles alto y bajo de las señales de entrada y salida. Los niveles altos son aquellos de 3 voltios o más.
• INPUT/OUTPUT: entrada o salida.
• false (falso): Señal que representa al cero lógico. A diferencia de las señales HIGH/LOW, su nombre se escribe en letra minúscula.
• true (verdadero): Señal cuya definición es más amplia que la de false. Cualquier número entero diferente de cero es "verdadero", según el álgebra de Boole, como en el caso de -200, -1 o 1. Si es cero, es "falso".

Tipos de datos

• void, boolean, char, unsigned char, byte, int, unsigned int, word, long, unsigned long, float, double, string, array.

Conversión entre tipos

Estas funciones reciben como argumento una variable de cualquier tipo y devuelven una variable convertida en el tipo deseado.

• char(), byte(), int(), word(), long(), float()

Cualificadores y ámbito de las variables

• static, volatile, const

Utilidades

• sizeof()

Funciones básicas

E/S digital

• pinMode(pin, modo)
• digitalWrite(pin, valor)
• int digitalRead(pin)

E/S analógica

• analogReference(tipo)
• int analogRead(pin)
• analogWrite(pin, valor)

E/S avanzada

• shiftOut(dataPin, clockPin, bitOrder, valor)
• unsigned long pulseIn(pin, valor)

Tiempo

• unsigned long millis()
• unsigned long micros()
• delay(ms)
• delayMicroseconds(microsegundos)

Matemáticas

• min(x, y), max(x, y), abs(x), constrain(x, a, b), map(valor, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh), pow(base, exponente), sqrt(x)

Trigonometría

• sin(rad), cos(rad), tan(rad)

Números aleatorios

• randomSeed(semilla), long random(máx), long random(mín, máx)

Bits y Bytes

• lowByte(), highByte(), bitRead(), bitWrite(), bitSet(), bitClear(), bit()

Interrupciones externas

• attachInterrupt(interrupción, función, modo)
• detachInterrupt(interrupción)

Interrupciones

• interrupts(), noInterrupts()

Comunicación por puerto serie

Las funciones de manejo del puerto serie deben ir precedidas de la palabra "Serial" aunque no necesitan ninguna declaración en la cabecera del programa. Por esto se consideran funciones base del lenguaje.​ Estas son las funciones para transmisión serial:

• begin(), available(), read(), flush(), print(), println(), write()

Manipulación de puertos

Los registros de puertos permiten la manipulación a más bajo nivel y de forma más rápida de los contactos de entrada/salida del microcontrolador de las placas Arduino.​ Los contactos eléctricos de las placas Arduino están repartidos entre los registros B(0-7), C (analógicos) y D(8-13). Mediante estas variables ser observado y modificado su estado:

• DDR[B/C/D]: Data Direction Register (o dirección del registro de datos) del puerto B, C ó D. Es una variable de Lectura/Escritura que sirve para especificar cuales contactos serán usados como entrada y salida.
• PORT[B/C/D]: Data Register (o registro de datos) del puerto B, C ó D. Es una variable de Lectura/Escritura.
• PIN[B/C/D]: Input Pins Register (o registro de pines de entrada) del puerto B, C ó D. Variable de sólo lectura.

Por ejemplo, para especificar los contactos 9 a 13 como salidas y el 8 como entrada (puesto que el puerto D usa los pines de la placa Arduino 8 al 13 digitales) bastaría utilizar la siguiente asignación:

DDRD = B11111110;

Como se ha podido comprobar, el conocimiento del lenguaje C, permite la programación en Arduino debido a la similitud entre éste y el lenguaje nativo del proyecto, lo que implica el aprendizaje de algunas funciones específicas de que dispone el lenguaje del proyecto para manejar los diferentes parámetros. Se pueden construir aplicaciones de cierta complejidad sin necesidad de muchos conceptos previos.

AVR Libc

Los programas compilados con Arduino (salvo en las placas con CorteX M3) se enlazan contra AVR Libc​ por lo que tienen acceso a algunas de sus funciones. AVR Libc es un proyecto de software libre con el objetivo de proporcionar una biblioteca C de alta calidad para utilizarse con el compilador GCC sobre microcontroladores Atmel AVR. Se compone de 3 partes:

• avr-binutils
• avr-gcc
• avr-libc

La mayoría del lenguaje de programación Arduino está escrita con constantes y funciones de AVR y ciertas funcionalidades sólo se pueden obtener haciendo uso de AVR.​

Interrupciones

Las señales de interrupción son las siguientes:

• cli(): desactiva las interrupciones globales
• sei(): activa las interrupciones

Esto afectará al temporizador y a la comunicación serial. La función delayMicroseconds() desactiva las interrupciones cuando se ejecuta.

Temporizadores

La función delayMicroseconds() crea el menor retardo posible del lenguaje Arduino que ronda los 2μs. Para retardos más pequeños se debe utilizar la llamada de ensamblador 'nop' (no operación). Cada sentencia 'nop' se ejecutará en un ciclo de máquina (16 MHz) de aproximadamente 62,5ns.

Manipulación de puertos

La manipulación de puertos con código AVR es más rápida que utilizar la función digitalWrite() de Arduino.

Establecer Bits en variables

cbi y sbi son mecanismos estándar (AVR) para establecer o limpiar bits en PORT y otras variables.

Diferencias con Processing

La sintaxis del lenguaje de programación Arduino es una versión simplificada de C/C++ y tiene algunas diferencias respecto de Processing.​​ Debido a que Arduino está basado en C/C++ mientras que Processing se basa en Java, existen varias diferencias en cuanto a la sintaxis de ambos lenguajes y el modo en que se programa:

Arreglos

Arduino	Processing
int bar[8]; bar[0] = 1;	int[] bar = new int[8]; bar[0] = 1;
int foo[] = { 0, 1, 2 };	int foo[] = { 0, 1, 2 }; o bien int[] foo = { 0, 1, 2 };

Impresión de cadenas

Arduino	Processing
Serial.println("hello world");	println("hello world");
int i = 5; Serial.println(i);	int i = 5; println(i);
int i = 5; Serial.print("i = "); Serial.print(i); Serial.println();	int i="5;" println("i =" + i);

Ejemplo sencillo de programación en Arduino

El primer paso antes de comprobar que la instalación es correcta y empezar a trabajar con Arduino, es usar ejemplos prácticos que vienen disponibles con el dispositivo. Se recomienda abrir el ejemplo “led_blink” el cual crea una intermitencia por segundo en un led conectado en el pin 13.

El código necesario es el siguiente:

# define LED_PIN 13
void setup () {
 // Activado del contacto 13 para salida digital
 pinMode (LED_PIN, OUTPUT);
}
// Bucle infinito
void loop () {
 // Encendido del diodo LED enviando una señal alta
 digitalWrite (LED_PIN, HIGH);
 // Tiempo de espera de 1 segundo (1000 ms)
 delay (1000);
 // Apagado del diodo LED enviando una señal baja.
 digitalWrite (LED_PIN, LOW);
 // Tiempo de espera de 1 segundo
 delay (1000);
}

Bibliotecas en Arduino

Las bibliotecas estándar que ofrece Arduino son las siguientes:​

Serial

Lectura y escritura por el puerto serie.

EEPROM

Lectura y escritura en el almacenamiento permanente.​

• read(), write()

Ethernet

Conexión a Internet mediante “Arduino Ethernet Shield“. Puede funcionar como servidor que acepta peticiones remotas o como cliente. Se permiten hasta cuatro conexiones simultáneas.​ Los comandos usados son los siguientes:

• Servidor: Server(), begin(), available(), write(), print(), println()
• Cliente: Client(), connected(), connect(), write(), print(), println(), available(), read(), flush(), stop()

Firmata

Es una biblioteca de comunicación con aplicaciones informáticas utilizando el protocolo estándar del puerto serie.​

LiquidCrystal

Control de LCDs con chipset Hitachi HD44780 o compatibles.​ La biblioteca soporta los modos de 4 y 8 bits.

Servo

Biblioteca para el control de servo motores.​ A partir de la versión 0017 de Arduino la biblioteca soporta hasta 12 motores en la mayoría de las placas Arduino y 48 en la Arduino Mega. Estos son los comandos usados:

• attach(), write(), writeMicroseconds(), read(), attached(), detach()

SoftwareSerial

Comunicación serie en contactos digitales.​ Por defecto Arduino incluye comunicación sólo en los contactos 0 y 1 pero gracias a esta biblioteca puede realizarse esta comunicación con los restantes.

Stepper

Control de motores paso a paso unipolares o bipolares.​

• Stepper(steps, pin1, pin2), Stepper(steps, pin1, pin2, pin3, pin4), setSpeed(rpm), step(steps)

Wire

Envío y recepción de datos sobre una red de dispositivos o sensores mediante Two Wire Interface (TWI/I2C).​

Las bibliotecas Matrix y Sprite de Wiring son totalmente compatibles con Arduino y sirven para manejo de matrices de diodos LED. También se ofrece información sobre diversas bibliotecas desarrolladas por diversos colaboradores que permiten realizar muchas tareas.

Creación de bibliotecas

Los usuarios de Arduino tienen la posibilidad de escribir sus propias bibliotecas.​ Ello permite disponer de código que puede reutilizarse en otros proyectos, mantener el código fuente principal separado de las bibliotecas y la organización de los programas construidos es más clara.

Ejemplo de biblioteca

El siguiente ejemplo permite el envío de caracteres mediante el código Morse:

Se crea el archivo Morse.h que incluye la definición de la clase Morse que tiene 3 funciones: un constructor (Morse()), una función para enviar 1 punto (dot()) y una función para enviar una raya (dash()). La variable _pin permite indicar el contacto a usar.

/*
  Morse.h - Biblioteca para el envío de Código Morse.
  Creado por David A. Mellis, el 2 de noviembre de 2007.
  Liberado al dominio público.
*/

# ifndef Morse_h
# define Morse_h

# include "WProgram.h"

class Morse
{
  public:
    Morse(int pin);
    void dot();
    void dash();
  private:
    int _pin;
};

# endif

Debe ser creado el archivo Morse.cpp con el código, es decir con la implementación de los métodos declarados:

/*
  Morse.cpp - Biblioteca para el envío de Código Morse.
  Creado por David A. Mellis, el 2 de noviembre de 2007.
  Liberado al dominio público.
*/

# include "WProgram.h"
# include "Morse.h"

Morse::Morse(int pin)
{
  pinMode(pin, OUTPUT);
  _pin = pin;
}

void Morse::dot()
{
  digitalWrite(_pin, HIGH);
  delay(250);
  digitalWrite(_pin, LOW);
  delay(250);
}

void Morse::dash()
{
  digitalWrite(_pin, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(_pin, LOW);
  delay(250);
}

La biblioteca creada así puede ser usada mediante el comando #include. Si se desea enviar una petición de auxilio SOS por el contacto 13 bastaría con llamar a Morse(13) y ejecutar la siguiente secuencia:

 morse.dot(); morse.dot(); morse.dot();
 morse.dash(); morse.dash(); morse.dash();
 morse.dot(); morse.dot(); morse.dot();

Ejemplos de Código

La página de Arduino cuenta con una serie de ejemplos para comenzar a entender su funcionamiento, con componentes base tales como Pantallas, LED’s, Potenciometros, etc.

Ejemplo de parpadeo de LED

/*
  Blink
  Turns on an LED on for one second, then off for one second, repeatedly.
 
  This example code is in the public domain.
 */
 
// Pin 13 has an LED connected on most Arduino boards.
// give it a name:
int led = 13;

// the setup routine runs once when you press reset:
void setup() { 
  // initialize the digital pin as an output.
  pinMode(led, OUTPUT);     
}

// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {
  digitalWrite(led, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
  delay(1000);               // wait for a second
  digitalWrite(led, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
  delay(1000);               // wait for a second
}

Ejemplo de lectura de Potenciometro

/*
  ReadAnalogVoltage
  Reads an analog input on pin 0, converts it to voltage, and prints the result to the serial monitor.
  Attach the center pin of a potentiometer to pin A0, and the outside pins to +5V and ground.
 
 This example code is in the public domain.
 */

// the setup routine runs once when you press reset:
void setup() {
  // initialize serial communication at 9600 bits per second:
  Serial.begin(9600);
}

// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {
  // read the input on analog pin 0:
  int sensorValue = analogRead(A0);
  // Convert the analog reading (which goes from 0 - 1023) to a voltage (0 - 5V):
  float voltage = sensorValue * (5.0 / 1023.0);
  // print out the value you read:
  Serial.println(voltage);
}

Instalación en diferentes entornos

Windows

Los pasos a seguir son los siguientes:

Interfaz del entorno de desarrollo Arduino en el Sistema Operativo Windows.

• Descargar las versiones más reciente de Java Runtime Enviroment (J2RE) y del IDE Arduino.
• Instalar los controladores FTDI USB, con la placa Arduino conectada.
• Ejecutar el IDE Arduino para abrir la interfaz y configurar el puerto USB donde está conectada la placa.

GNU/Linux

Interfaz del entorno de desarrollo Arduino S.O. GNU/Linux.

Para instalar Arduino en un sistema GNU/Linux necesitamos los siguientes programas para resolver las dependencias:

• Sun java runtime, jre.
• avr-gcc, compilador para la familia de microcontroladores avr de atmel.
• avr-libc, libc del compilador avr-gcc.

En algunas distribuciones conviene desinstalar, si no es necesario, el programa "brltty" que permite el acceso al terminal a personas invidentes. Para concluir, se descarga el framework de Arduino, se descomprime y ejecuta.

Equipo de desarrollo

El núcleo del equipo de desarrollo de Arduino está formado por Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino, David Mellis y Nicholas Zambetti.

Pduino

Patch Pduino.

Pduino nace de la fusión de los proyectos Pure Data y Arduino. Ambos proyectos de fuente abierta permiten trabajar con interfaz gráfica. Cargando el firmware de Pure Data (PD) a la placa Arduino se puede acceder a ella mediante el lenguaje de programación gráfico.

Minibloq

Pantalla de Minibloq.

Combinación de una computadora de bajo costo OLPC, el software Minibloq y una placa Arduino.

Minibloq es un entorno gráfico de programación que puede generar código nativo de Arduino y escribirlo directamente en la memoria flash de la placa. Tiene un modo que permite visualizar el código generado, el cual también puede ser copiado y pegado en el Arduino-IDE, para los usuarios que intentan hacer el pasaje de una herramienta gráfica a la programación en sintaxis C/C++. Minibloq es de uso libre y sus fuentes también están disponibles gratuitamente. Una característica importante, es que puede correr también en la computadora portátil OLPC, mediante el software Wine.

Physical Etoys

Proyecto de un semáforo realizado con Arduino y Physical Etoys.

Physical Etoys es una extensión libre y gratuita que permite que diversos dispositivos electrónicos como Lego NXT, las placas Arduino, Sphero, Kinect, Joystick Wiimote, entre otros, puedan ser programados fácilmente y que interactúen entre sí gracias a su sistema de bloques.

En el caso de Arduino, Physical Etoys ofrece dos modos de programación:

1. El modo "directo", en el cual los programas se ejecutan en la computadora del usuario y las órdenes se transmiten inmediatamente a través del puerto serie.
2. El modo "compilado", en el cual los programas se traducen a C++ y se bajan a la placa, para luego ejecutarse de manera independiente de la computadora.

El modo "directo" permite modificar los programas y ver los cambios producidos de manera inmediata en el comportamiento del robot, lo cual facilita la programación, sobre todo al usuario inexperto. Asimismo, permite ver constantemente los valores de los sensores y utilizar el robot, por ejemplo, como para adquirir datos.

El modo "compilado", por su parte, elimina el retardo que introduce la comunicación con la computadora, lo cual lo hace preferible para el desarrollo de tareas autónomas, en las cuales la velocidad de respuesta del robot debe ser óptima.

Véase también

• BASIC Stamp
• Impresión 3D
• Gumstix
• Minibloq
• MiniPC
• OOPIC
• PICAXE
• Raspberry Pi
• Physical Etoys
• Robot
• X10

Bibliografía

• Oxer, Jonathan; Blemings, Hugh (28 de diciembre de 2009). Practical Arduino: Cool Projects for Open Source Hardware (1ª edición). Apress. p. 500. ISBN 1430224770. 
• Noble, Joshua (15 de julio de 2009). Programming Interactivity: A Designer's Guide to Processing, Arduino, and openFramework (1ª edición). O'Reilly Media. p. 768. ISBN 0596154143. 
• Banzi, Massimo (24 de marzo de 2009). Getting Started with Arduino (1ª edición). Make Books. p. 128. ISBN 0596155514. 

Enlaces de externos

• Proyecto Arduino (Sitio oficial de la empresa radicada en Italia)
• Proyecto Arduino (Sitio oficial con foros y referencia de programación)
• Arduino Stack Exchange sitio de preguntas y respuestas
• Comparativa de los distintos modelos disponibles
• Algunos proyectos con arduino paso a paso (ejemplos con videotutoriales)
• DuinOS: Sistema operativo multitarea para Arduino desarrollado por RobotGroup
• Biicode: Aplicación para gestionar librerías y proyectos de Arduino
• Entorno gráfico de programación para Arduino
• Winkhel: cómo un proyecto Arduino puede convertirse en un producto real (en español)
• Scada para Arduino
• S-Remote Control: Aplicación Android para controlar Arduino por UDP o TCP
• Ejemplo de uso de Arduino y Gambas: Gráfica de datos de sensores

Gráfica de datos de sensores conectados a Arduino, programado en Gambas