SISTEMAS INTEGRADOS CON ARDUINO
¿ En qué consiste esta formación?
En este curso se intentan plasmar todas las facetas que integra el ecosistema Arduino, desde la presentación del hardware en el que se basa la tarjeta hasta las herramientas de generación del código integradas en el entorno de desarrollo. Conjuntamente con la presentación de los contenidos de cada sección, el curso muestra multitud de ejemplos de diseño que exponen de forma clara toda la potencia y alcance de esta tecnología.
Se presenta toda la información necesaria para desarrollar aplicaciones complejas a partir de los bloques de diseño básicos. El lector puede descargar el entorno de desarrollo desde la página web del equipo Arduino () para compilar los ejemplos expuestos en el texto. Con todo ello el lector podrá construir sus propios sistemas basados en Arduino y convertir sus ideas en dispositivos funcionales, ya sea con un objetivo profesional, educacional o de entretenimiento.
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Duración
Destinatarios
– Profesionales de ingeniería mecánica e industrial
Objetivos
- Obtener conocimientos para saber construir tus propios sistemas basados en Arduino y convertir tus ideas en dispositivos funcionales.
Requisitos
Temario
1. Introducción ……………………………………………………………………………………. 1
1.1 Ecosistema de Arduino …………………………………………………………………. 2
1.2 Software y hardware abierto …………………………………………………………. 4
1.3 Sistemas integrados ……………………………………………………………………… 6
1.4 Componentes básicos en electrónica ……………………………………………… 7
1.5 Bibliografía ………………………………………………………………………………….. 9
2. Hardware ……………………………………………………………………………………… 11
2.1 Esquemático de Arduino UNO ……………………………………………………… 11
2.2 Alimentación ……………………………………………………………………………… 12
2.3 Microcontrolador ……………………………………………………………………….. 14
2.4 Periféricos internos …………………………………………………………………….. 17
2.4.1 Sistema de reloj …………………………………………………………………… 18
2.4.2 Temporizadores ………………………………………………………………….. 19
2.4.3 PWM …………………………………………………………………………………. 19
2.4.4 I2C ……………………………………………………………………………………… 20
2.4.5 SPI …………………………………………………………………………………….. 21
2.4.6 USART ……………………………………………………………………………….. 22
2.5 CSP …………………………………………………………………………………………… 23
2.6 USB …………………………………………………………………………………………… 24
2.7 Conector de pines ………………………………………………………………………. 25
2.8 Tipos de placas …………………………………………………………………………… 27
2.9 Tipos de shields ………………………………………………………………………….. 30
2.10 Bibliografía ………………………………………………………………………………. 31
3. Programación ………………………………………………………………………………… 33
3.1 IDE ……………………………………………………………………………………………….. 33
3.1.1 Instalación ……………………………………………………………………………… 33
3.1.2 Descripción del entorno ……………………………………………………………. 36
3.1.3 Otros entornos de desarrollo …………………………………………………….. 40
3.2 Comenzando a programar con Arduino ……………………………………………. 41
3.3 Programación ………………………………………………………………………………… 43
3.3.1 Directivas del precompilador …………………………………………………….. 44
3.3.2 Comentarios ……………………………………………………………………………. 47
3.3.3 Tipos de datos …………………………………………………………………………. 48
3.3.4 Operadores …………………………………………………………………………….. 56
3.3.5 Estructuras de decisión …………………………………………………………….. 61
3.3.6 Estructuras de repetición ………………………………………………………….. 65
3.3.7 Funciones ……………………………………………………………………………….. 69
3.4 Estudio del programa Blink ……………………………………………………………… 74
3.5 Depuración …………………………………………………………………………………… 79
3.6 Bibliografía ……………………………………………………………………………………. 83
4. Acceso al hardware ………………………………………………………………………… 85
4.1 Entradas y salidas digitales ……………………………………………………………… 85
4.1.1 Entrada ………………………………………………………………………………….. 85
4.1.2 Salida …………………………………………………………………………………….. 89
4.1.3 Puertos …………………………………………………………………………………… 90
4.1.4 Ejemplo: Push-button y LED ………………………………………………………. 91
4.1.5 Ejemplo: secuencia de luces del coche fantástico …………………………. 94
4.2 Conversión analógico-digital …………………………………………………………… 96
4.2.1 Ejemplo: sensor de temperatura ……………………………………………….. 99
4.3 Salida analógica …………………………………………………………………………… 102
4.3.1 Ejemplo: control de iluminación de un LED………………………………… 105
4.4 Bibliografía ………………………………………………………………………………….. 109
5. Comunicaciones …………………………………………………………………………… 111
5.1 USART ………………………………………………………………………………………… 111
5.1.1 Comunicación serie usando librería software …………………………….. 114
5.1.2 Manejo de strings ………………………………………………………………….. 115
5.1.3 Ejemplo: GPS …………………………………………………………………………. 117
5.2 I2C/SPI ………………………………………………………………………………………… 126
5.2.1 Ejemplo: RTC …………………………………………………………………………. 130
5.3 Stream ………………………………………………………………………………………… 137
5.4 Bibliografía ………………………………………………………………………………….. 138
6. Periféricos del microcontrolador …………………………………………………….. 139
6.1 Temporización …………………………………………………………………………….. 139
6.1.1 Ejemplo: cambiar la frecuencia de trabajo de la salida PWM ………. 142
6.2 Interrupciones …………………………………………………………………………….. 147
6.2.1 Externas ……………………………………………………………………………….. 149
6.2.2 Internas ………………………………………………………………………………… 151
6.2.3 Watchdog …………………………………………………………………………….. 159
6.3 Sleep …………………………………………………………………………………………… 161
6.3.1 Ejemplo: Sleep y despertar con evento externo ………………………….. 163
6.4 Memorias ……………………………………………………………………………………. 165
6.4.1 RAM …………………………………………………………………………………….. 165
6.4.2 Flash …………………………………………………………………………………….. 166
6.4.3 EEPROM ……………………………………………………………………………….. 168
6.5 Bibliografía ………………………………………………………………………………….. 173
7. Librerías ……………………………………………………………………………………… 175
7.1 SD Card ………………………………………………………………………………………. 177
7.1.1 Ejemplo: datalog ……………………………………………………………………. 179
7.2 Ethernet ……………………………………………………………………………………… 182
7.2.1 Ejemplo: servidor web…………………………………………………………….. 187
7.3 Comunicaciones inalámbricas ……………………………………………………….. 196
7.3.1 RFID ……………………………………………………………………………………… 197
7.3.2 Wifi ………………………………………………………………………………………. 201
7.3.3 ZigBee ………………………………………………………………………………….. 209
7.4 Pantalla TFT ………………………………………………………………………………… 224
7.4.1 Ejemplo: graficar señal analógica ……………………………………………. 226
7.5 Motores ……………………………………………………………………………………… 233
7.5.1 Motores paso a paso ……………………………………………………………… 233
7.5.2 Servomotores ………………………………………………………………………… 238
7.6 Bibliografía ………………………………………………………………………………….. 246
8. Comunicación con otras plataformas ……………………………………………….. 249
8.1 Graficar valores con MakerPlot ……………………………………………………… 249
8.2 Firmata ……………………………………………………………………………………….. 251
8.2.1 Ejemplo: programa en Arduino ………………………………………………… 254
8.2.2 Ejemplo: aplicación en PC con .NET ………………………………………….. 256
8.3 Intérprete de comandos ……………………………………………………………….. 257
8.4 LabVIEW ……………………………………………………………………………………… 261
8.5 MATLAB ……………………………………………………………………………………… 263
8.6 Android ………………………………………………………………………………………. 264
8.6.1 Ejemplo: programa en Arduino ………………………………………………… 267
8.6.2 Ejemplo: programa en Android ………………………………………………… 267
8.7 Servicios web ………………………………………………………………………………. 273
8.8 Internet of things …………………………………………………………………………. 276
8.9 Bibliografía ………………………………………………………………………………….. 282
9. Núcleo de Arduino ……………………………………………………………………….. 285
9.1 Toolchain ……………………………………………………………………………………. 285
9.1.1 Preprocesador ……………………………………………………………………….. 286
9.1.2 Compilador …………………………………………………………………………… 287
9.1.3 Linker …………………………………………………………………………………… 288
9.1.4 Bootloader y programadores …………………………………………………… 289
9.2 Core ……………………………………………………………………………………………. 290
9.3 Crear nuevas librerías ……………………………………………………………………. 293
9.3.1 Ejemplo: conmutación de pin ………………………………………………….. 297
9.4 Crear nuevas placas ……………………………………………………………………… 299
9.5 Bibliografía ………………………………………………………………………………….. 302
10. Apéndices ………………………………………………………………………………….. 303
Diploma
Esta titulación incluirá el nombre del curso, la duración del mismo, el nombre y DNI del alumno, el nivel de aprovechamiento que acredita que el alumno superó las pruebas propuestas, las firmas del profesor y Director del centro.
Material didáctico
Metodología
Entre el material entregado en este curso se adjunta un documento llamado Guía del Alumno dónde aparece un horario de tutorías y una dirección de e-mail donde podrá enviar sus consultas, dudas y ejercicios.
Los materiales son de tipo monográfico, de sencilla lectura y de carácter eminentemente práctico.
La metodología a seguir se basa en leer el manual teórico, a la vez que se responden las distintas cuestiones que se adjuntan al final de cada bloque temático.
Para su evaluación, el alumno/a deberá hacernos llegar, el "Cuaderno de Ejercicios" que se adjunta.
La titulación será remitida al alumno/a por correo, una vez se haya comprobado el nivel de satisfacción previsto (75% del total de las respuestas).
Salidas profesionales
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