Arduino es una
plataforma de hardware libre, basada en una placa con un
microcontrolador y un entorno de desarrollo (software) para poder programar en el ordenador los componentes electrónicos que se conecten a ella, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares.
En 4º E.S.O. hemos realizado y programado varios circuitos electrónicos con Arduino, entre ellos los siguientes:
-Encendido y apagado de 8 diodos leds
, que colocamos bajo el árbol de Navidad el último día lectivo antes de las vacaciones navideñas:
-Avisador luminoso y acústico para, por ejemplo, colocar en la carcasa de algún producto tecnológico, y que nos avise de cuánto de cerca está un objeto del sensor ultrasónico. Está programado para que a 30 cm, se encienda el led verde; a 20 cm, el amarillo; y, a 10 cm, el rojo y que se active el zumbador.
Algunas posibles carcasas para este producto:
La programación sería:
// Pines utilizados
#define LEDVERDE 2
#define LEDAMARILLO 3
#define LEDROJO 4
#define TRIGGER 5
#define ECHO 6
#define BUZZER 9
// Constantes
const float sonido = 34300.0; // Velocidad del sonido en cm/s
const float umbral1 = 30.0;
const float umbral2 = 20.0;
const float umbral3 = 10.0;
void setup() {
// Iniciamos el monitor serie
Serial.begin(9600);
// Modo entrada/salida de los pines
pinMode(LEDVERDE, OUTPUT);
pinMode(LEDAMARILLO, OUTPUT);
pinMode(LEDROJO, OUTPUT);
pinMode(ECHO, INPUT);
pinMode(TRIGGER, OUTPUT);
pinMode(BUZZER, OUTPUT);
// Apagamos todos los LEDs
apagarLEDs();
}
void loop() {
// Preparamos el sensor de ultrasonidos
iniciarTrigger();
// Obtenemos la distancia
float distancia = calcularDistancia();
// Apagamos todos los LEDs
apagarLEDs();
// Lanzamos alerta si estamos dentro del rango de peligro
if (distancia < umbral1)
{
// Lanzamos alertas
alertas(distancia);
}
}
// Apaga todos los LEDs
void apagarLEDs()
{
// Apagamos todos los LEDs
digitalWrite(LEDVERDE, LOW);
digitalWrite(LEDAMARILLO, LOW);
digitalWrite(LEDROJO, LOW);
}
// Función que comprueba si hay que lanzar alguna alerta visual o sonora
void alertas(float distancia)
{
if (distancia < umbral1 && distancia >= umbral2)
{
// Encendemos el LED verde
digitalWrite(LEDVERDE, HIGH);
tone(BUZZER, 2000, 200);
}
else if (distancia < umbral2 && distancia > umbral3)
{
// Encendemos el LED amarillo
digitalWrite(LEDAMARILLO, HIGH);
tone(BUZZER, 2500, 200);
}
else if (distancia <= umbral3)
{
// Encendemos el LED rojo
digitalWrite(LEDROJO, HIGH);
tone(BUZZER, 3000, 200);
}
}
// Método que calcula la distancia a la que se encuentra un objeto.
// Devuelve una variable tipo float que contiene la distancia
float calcularDistancia()
{
// La función pulseIn obtiene el tiempo que tarda en cambiar entre estados, en este caso a HIGH
unsigned long tiempo = pulseIn(ECHO, HIGH);
// Obtenemos la distancia en cm, hay que convertir el tiempo en segudos ya que está en microsegundos
// por eso se multiplica por 0.000001
float distancia = tiempo * 0.000001 * sonido / 2.0;
Serial.print(distancia);
Serial.print("cm");
Serial.println();
delay(500);
return distancia;
}
// Método que inicia la secuencia del Trigger para comenzar a medir
void iniciarTrigger()
{
// Ponemos el Triiger en estado bajo y esperamos 2 ms
digitalWrite(TRIGGER, LOW);
delayMicroseconds(2);
// Ponemos el pin Trigger a estado alto y esperamos 10 ms
digitalWrite(TRIGGER, HIGH);
delayMicroseconds(10);
// Comenzamos poniendo el pin Trigger en estado bajo
digitalWrite(TRIGGER, LOW);
}
Para ver la explicación de este código por partes, clica en este ENLACE.
-Tres microinterruptores, pulsando cada uno, el zumbador emitiría notas componiendo tres melodías navideñas diferentes, una para cada microinterruptor que se pulse:
- cuatro robots programados con Arduino y con un módulo bluetooth soldado para que se pueda dirigir desde un dispositivo móvil. Este proyecto se comenta en otra entrada de este blog.
Elena, Carmen, Sameira y Noreia en el vídeo están programando con el móvil uno de los dos robots que construyeron ellas soldando los componentes electrónicos (e incluso un módulo bluetooth para dirigir el robot no sólo con los microinterruptores soldados en la placa de circuito impreso, sino también con el móvil), tomando medidas con el polímetro, atornillando, subiendo el código de programación a la tarjeta controladora Arduino nano, ...Un buen proyecto STEM!!
STEM ( Ciencia + tecnología + ingeniería + matemáticas) y en este vídeo, STEM en femenino😉
-En el taller tenemos diez kits de Arduino como este para realizar prácticas en grupos de dos.
- Ahora, Un grupo está construyendo una caja con un sensor ultrasónico, de manera que al acercar la mano, la detecte y active un servomotor que abrirá la tapa. Imagenes de su construcción:
En este
En el vídeo se muestra el funcionamiento de la caja robot ya hecha, falta perfeccionarla: comprobamos que la manivela del servo gira los grados adecuados, con lo que apenas tendremos que variar el código de programación en el software de Arduino (la tarjeta Arduino nano a la que soldaron los componentes está bien programada). Pero, vemos que la leva de madera que le añadimos hay que pulirla y colocarla a la distancia adecuada del borde de la caja para que complete bien el movimiento.
También, podemos comprobar que el sensor ultrasónico debemos girarlo hacia abajo porque detecta el lateral de la caja y abre sin tener que aproximar la mano a él, en el código de programación modificaremos los centímetros a los que debe activarse el servo cuando aproximemos la mano a la papelera.
Otro grupo está construyendo una abeja robot propulsada por dos motores que sortea obstáculos al chocar porque en sus antenas lleva unos finales de carrera que activan o no el motor de su lado variando la dirección de avance:
Y, otro grupo construye un quad con tracción en todas las ruedas gracias al moto reductor que le incorporan y a la transmisión mediante una correa.
Operaciones necesarias y llevadas a cabo con éxito por los alumnas y alumnos:
Dibujar, sujetar, perforar, cortar, serrar, limar, soldar, encolar, atornillar y, en el caso de la caja, programar.
Último día de clase de este curso 2018-2019. Grupo de 4º, pero falta
Marcos, con algunos de los proyectos que llevaron a cabo con muy buen
saber y estar.
NAVIDAD 2019. Hemos puesto en el espectacular Belén, que coloca el departamento de religión en nuestro cole, una estrella con 8 diodos leds cuyo encendido y apagado se ha programado con Arduino. Esta es una práctica de electrónica y programación de 4º E.S.O.
