PROGRAMACION

1. ARDUINO I
Sesión 1
Bach. Max Andy Diaz Neyra
mdiazn@uni.pe
Universidad Nacional de Ingeniería
Centro de Tecnología de Información y Comunicaciones
2019

2. Objetivo:
• Utilizar la plataforma de hardware libre Arduino para solucionar
problemas de adquisición y de control a través de programas que
trabajen con sensores y actuadores.
• Conoceremos las características de la plataforma.
• Aprenderemos a usar el entorno de desarrollo integrado(IDE) de
Arduino.
• Diseñar programas para el uso de las interfaces

3. Cronograma
• Semana 1: Tarjeta Arduino y programación: declaración de variables, tipo de datos y
operadores. Leds y display 7 segmentos.
• Semana 2: Programación: Estructuras de control. Funciones. Arreglos. Uso de pulsadores.
Comunicación Arduino-PC.
• Semana 3: Librerías. Interfaces y shields. Uso de la matriz de led 8x8. Uso del teclado
matricial 4x4. Pantalla LCD 16x2.
• Semana 4: Concepto de conversor analógico digital. Potenciómetro. Sensores analógicos:
ultrasónicos y de temperatura.
• Semana 5: Concepto de señales PWM. Concepto de motores de corriente continua y
tipos. Uso de un módulo puente H.
• Semana 6: Modulo bluetooth. Comunicación Android – Arduino. Proyecto: Carro a
control remoto controlado con celular.

4. Sistema de calificación
• 6 evaluaciones/ 1 al final de cada clase
• La nota final será el promedio de las 6
• La nota mínima para el certificado será 14

5. ¿Qué es un Arduino?
• Una computadora completa en un solo circuito. (Single Board
Computer).
• Arduino es una plataforma de hardware libre.
• Programadas a través de un entorno de desarrollo integrado (IDE).
• Diseñado para desarrollar proyectos de electrónica.

6. Single Board Computer (SBC)
Un SBC es una computadora completa en un solo circuito. El diseño se
centra en un solo microprocesador o microcontrolador, que cuenta con
memoria ROM, RAM e interfases de entrada y salida (E/S) en una sola
tarjeta que suele ser de tamaño reducido.

7. Ejemplos de SBC
Arduino Raspberry

8. Open hardware
• Significa que tanto su diseño como su distribución es libre, y puede
utilizarse libremente para desarrollar cualquier tipo de proyecto sin
tener que adquirir ningún tipo de licencia.

9. Modelos de Arduino: Boards

10. Robótica

11. IoT

12. Industria

13. Agricultura

14. Un mundo de posibilidades
• https://www.youtube.com/watch?v=nfm3qQoZIuo

15. Arduino UNO
• Utiliza microcontroladores de 8
bits ATmega328.
• 14 pines entradas/salidas digitales
(0 al 13).
• 6 pines de entradas analógicas (0 al
5).
• 6 pines de salida analógica
(soportan PWM).
• Los pines de Atmega328
pueden entregar o recibir hasta 40
mA (miliamperios).

16. Microcontrolador ATmega328
• Es un microcontrolador RISC
(Reduce Instruction Set
Computer)
• Memoria flash 32KB
• SRAM 2KB
• EEPROM 1KB
• 6 ADC de 10 bits .
• Velocidad de reloj de 16MHz

17. Integrated Development Environment (IDE)
https://www.arduino.cc/en/Main/Software

18. Fritzing
http://fritzing.org/download/?donation=0

19. Tinkercad

20. Estructura del Sketch
• Se denomina Sketch al programa
desarrollado para ser ejecutado
en la placa Arduino.
• Cada instrucción finaliza con un ;
• Los comentarios se indican con
//
• La extensión de los programas
de Arduino es .ino

21. Tipo de datos
• bool: Almacena el valor de 1 bit. Puede valer "0" o "1".
• byte: Almacena un valor numérico de 8 bits. Tienen un rango de 0 a 255.
• char: Almacena el código ASCII de un caracter.
• int: Almacena un valor entero de 16 bits con un rango de -32,768 a 32,767.
• long: Valor entero almacenado en 32 bits con un rango de -2,147,483,648
a 2,147,483,647.
• float: Tipo coma flotante almacenado en 32 bits con un rango de -
3.4028235E+38 a 3.4028235E+38.
• double: Número en coma flotante de doble precisión de 32 bits. La
implementación "double" en Arduino es exactamente lo mismo que la float,
sin ganar nada de precisión.
• array: Es una colección de variables que son accedidas mediante un número
de índice (el primer valor del índice es 0).

22. Variable
• Es un posición en la memora donde se almacena el valor de un dato.
• Dependiendo del tipo de dato, la variable ocupara un determinado
espacio
• Ejemplo: int inputVariable ;
• La variable es global es aquella que puede ser usado en cualquier
función
• Una variable local si es definida dentro de una función.

23. Funciones
• Una función es un bloque de código identificado por un nombre y que
es ejecutado cuando la función es llamada. Tiene la misma estructura
que las funciones en C.
• Setup() y Loop() son ejemplos de función.

24. Entradas/salidas digitales
• pinMode(pin, mode)
• digitalRead(pin)
• digitalWrite(pin,value)

25. Funcione de tiempo
• delay(ms)
• delayMicroseconds(us)

26. LED(Light Emitting Diode)
• El LED, como su nombre indica,
es un diodo emisor de luz
• Este tiene dos pines llamados
ánodo y cátodo.
• Se puede verificar cual es el
ánodo y cátodo con ayuda de un
multímetro.

27. Ejemplo
• Programa el Arduino UNO para hacer parpadear el led conectado al
pin 13 cada 1 segundo.

28. Solución
• void setup() {
pinMode(13, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(13, 1); // Encendemos el led
delay(1000); // Esperamos 1 segundo
digitalWrite(13, 0); // Apagamos el led
delay(1000); // Esperamos 1 segundo
}

29. Protoboard

30. Ejemplo
• Lograr el parpadeo de 1 segundo de un LED usando el pin 10

31. Solución
• void setup() {
pinMode(10, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(10, 1); // Encendemos el led
delay(1000); // Esperamos 1 segundo
digitalWrite(10, 0); // Apagamos el led
delay(1000); // Esperamos 1 segundo
}

32. Ejercicio
• Elabora un programa que controla 3 leds, encendiendo uno a la vez
durante medio segundo.

33. Ejemplo
• Encender el led del Arduino cuando el switch cambia de posición.

34. Solución
bool var;
void setup(){
pinMode(10, OUTPUT);
pinMode(5,INPUT);
}
void loop(){
var=digitalRead(5);
digitalWrite(10, var);
}

35. Display 7 segmentos

36. Display 7 segmentos

37. Código BDC

38. Decodificador de BDC a 7 segmentos

39. Funcionamiento

40. Conexión

41. Implementar

42. Ejemplo
Que el display muestre los numero 2 y 5 cada 1 segundo.

43. Solución
void setup() {
pinMode(13,OUTPUT);
pinMode(12,OUTPUT);
pinMode(11,OUTPUT);
pinMode(10,OUTPUT);
}
void loop() {
//El número DOS se expresa en binario como 0010
digitalWrite(13,0); // Leemos el bit0
digitalWrite(12,1); // Leemos el bit1
digitalWrite(11,0); // Leemos el bit2
digitalWrite(10,0); // Leemos el bit3
delay(1000);
//El número CINCO se expresa en binario como 0101
digitalWrite(13,1); // Leemos el bit0
digitalWrite(12,0); // Leemos el bit1
digitalWrite(11,1); // Leemos el bit2
digitalWrite(10,0); // Leemos el bit3
delay(1000);
}

44. Ejercicio
• Que el display muestre los números 8 y 3

45. Implementar

46. Ejercicio
• Programa (sketch) que muestra en el display el dígito decimal
ingresado por el slideswitch.

47. Solución
void setup() {
pinMode(13,OUTPUT);
pinMode(12,OUTPUT);
pinMode(11,OUTPUT);
pinMode(10,OUTPUT);
}
void loop() {
bool bit1,bit2,bit3,bit4;
bit1=digitalRead(4);
bit2=digitalRead(5);
bit3=digitalRead(6);
bit4=digitalRead(7);
digitalWrite(13,bit1);
digitalWrite(12,bit2);
digitalWrite(11,bit3);
digitalWrite(10,bit4);
delay(1000);}

48. Operadores
• Operadores aritméticos
• Operadores de comparación
• Operadores booleanos
• Operadores a nivel de bits

49. Operador aritmético
• +
• -
• *
• /
• =
• %
• ++
• --

50. Ejemplo
Realizar un programa con el cual se hace parpadear un led cada 4
segundos, cuando se active el switch el tiempo de parpadeo debe ser
de 8 segundos.

51. Solución
void setup(){
pinMode(13, OUTPUT);
pinMode(3, INPUT);
}
void loop(){
bool var;
var=digitalRead(3);
digitalWrite(13,HIGH);
delay(4000+var*4000);
digitalWrite(13,LOW);
delay(4000+var*4000);
}

52. Ejercicio
• Elaborar un programa en el cual un slideswitch encienda un led
cuando esta en una posición y encender otro cuando este en la otra
posición

53. Implementar

54. Ejemplo
• Programa que muestra en el display el dígito decimal ingresado por
el slideswitch solo si este es par.

55. Solución
bool bit0,bit1,bit2,bit3;
byte numero;
bool m;
void setup(){
pinMode(13, OUTPUT);
pinMode(12, OUTPUT);
pinMode(11, OUTPUT);
pinMode(10, OUTPUT);
pinMode(7, INPUT);
pinMode(6, INPUT);
pinMode(5, INPUT);
pinMode(4, INPUT);
}
void loop(){
bit0=digitalRead(4);
bit1=digitalRead(5);
bit2=digitalRead(6);
bit3=digitalRead(7);
numero=bit3*8+bit2*4+bit1*2+bit0;
m=numero%2==0;
digitalWrite(13,(numero%2)*m);
numero=numero/2;
digitalWrite(12,(numero%2)*m);
numero=numero/2;
digitalWrite(11,(numero%2)*m);
numero=numero/2;
digitalWrite(10,(numero%2)*m);
}

56. Implementar(pregunta de examen)

57. Reto
Programa (Sketch) que convierte un numero binario en decimal. Utilizar
la implementación anterior

58. Operador comparador
• ==
• !=
• <
• >
• <=
• >=

59. Ejemplo
• Encender el led cuando la señales de entrada se encuentren en el
mismo estado

60. Solución
byte var1,var2,var;
void setup(){
pinMode(13, OUTPUT);
}
void loop(){
var1=digitalRead(6);
var2=digitalRead(5);
var=var1==var2;
digitalWrite(13, var);
}

61. Ejercicio
Elaborar un sketch el cual encenderá el led solo cuando el primero slide
tenga valor alto.

62. Operador booleano
• &&(and)
• ||(or)
• !(not)

63. &&(and)

64. ||(or)

65. !(not)

66. Implementar

67. Ejemplo
Programa (sketch) que indica encendiendo un LED, si las tres señales
de entrada son ingresadas son iguales a nivel alto.

68. Solución
byte var1,var2,var3,var;
void setup()
{
pinMode(13, OUTPUT);
}
void loop()
{
var1=digitalRead(6);
var2=digitalRead(5);
var3=digitalRead(4);
var=(var1==true&&var2==true&&var3==1);
digitalWrite(13, var);
}

69. Ejercicio
Programa (sketch) que indica encendiendo un LED, si las 3 señales
digitales ingresadas son iguales.

70. Operador a nivel de bit
• &(and)
• |(or)
• ^(xor)
• ~(not)
• <<(bitshift left)
• >>(bitshift right)

71. Ejemplo
Programa (sketch) que lee un número BCD y muestra en una "barra de
leds" la misma cantidad, en leds encendidos. Ejemplo:
número = 2, entonces se encienden 2 leds.
número = 1, entonces se encienden 1 leds.

72. Solución
byte dato,leds;
bool bit0,bit1,bit2,bit3;
void setup() {
pinMode(9,OUTPUT);
pinMode(8,OUTPUT);
pinMode(7,OUTPUT);
pinMode(6,OUTPUT);
pinMode(5,INPUT);
pinMode(4,INPUT);
pinMode(3,INPUT);
}
void loop() {
bit0 = digitalRead(5);
bit1 = digitalRead(4);
bit2 = digitalRead(3);
dato = bit2*4 + bit1*2 + bit0;
leds = 0B00001111 >>(4-dato);
digitalWrite(6,leds%2);
leds = leds/2;
digitalWrite(7,leds%2);
leds = leds/2;
digitalWrite(8,leds%2);
leds = leds/2;
digitalWrite(9,leds%2);
}