¿Cómo funciona una placa Arduino? ¿Cómo elegir la placa adecuada? Introducción La placa Arduino es una pequeña placa electrónica programable con suficiente capacidad de cómputo para controlar tus componentes y obtener valores de un sensor. Está destinada a principiantes o aficionados que quieran realizar proyectos electrónicos de manera sencilla. La marca Arduino está compuesta por diferentes placas: Uno, Mega, Nano…La placa Arduino tiene código abierto, lo que significa que puedes construir la tuya propia o venderla por tu cuenta.Finalmente, la placa Arduino se programa utilizando el software Arduino IDE. En este software usarás el lenguaje Arduino, un derivado del lenguaje C. ¿Qué es Arduino? Para saber más sobre la historia de la marca Arduino y cómo comenzar correctamente en la electrónica con Arduino, puedes leer nuestro curso sobre el tema. Funcionamiento de la placa La placa Arduino es una pequeña placa electrónica equipada con un procesador. Este se utilizará para leer los valores de entrada, como los de un sensor, y controlar componentes como un servomotor. Aquí hay un ejemplo de lo que puedes hacer con esta placa. El proyecto que realizamos es un fotorresistor que determinará la intensidad del LED según la luminosidad exterior: Para realizar este proyecto, necesitarás programar la placa Arduino:Leer el valor del fotorresistorConvertir el valor del fotorresistor para adaptarlo a la potencia del LEDEncender el LED con la potencia adaptadaEl programa debe subirse a la placa Arduino. Para ello, necesitarás el software Arduino IDE, que traducirá tu programa a lenguaje ensamblador y lo cargará en la placa Arduino. ¿Cómo interactúa la placa Arduino con los demás componentes? Es una pregunta importante: ¿Cómo puede la placa Arduino leer los valores de un sensor o saber que se ha presionado un pulsador?Como cualquier computadora, una placa Arduino trabaja con 0 y 1.Para la placa Arduino:0 => Estado bajo: 0V1 => Estado alto: 5V o 3.3VPara nuestro proyecto, usaremos un fotorresistor. Muchos sensores obtienen el valor medido en forma de tensión. Esta tensión es un valor de 0V a 5V, llamado valor analógico. Para que la placa Arduino lo entienda, este valor debe convertirse en un valor digital. Conexión USB:Alimenta la placa Arduino con 5VPermite subir el programa a la placa ArduinoJack:Alimenta la placa Arduino con una batería, lo que permite tener una placa autónoma, a diferencia del cable USB que debe estar conectado a la computadoraPin analógico:Se puede usar para conectar sensores y obtener el valor en tensiónPin digital:Para controlar componentes como servomotores, motores paso a paso, etc.LED pin 13:LED vinculado al pin 13 de la placa Arduino UNO. Este LED se enciende cuando el pin 13 está en estado altoBotón RESET:Reinicia el programa dentro de la placaPines TX/RX:Los pines RX y TX permiten a la placa Arduino comunicarse con otros dispositivos, como componentes o una computadora. Estos pines no tienen la misma función que los pines digitales y, por tanto, no se usan para controlar un componenteLos pines TX y RX se usan durante la conexión USB con la computadoraLED RX/TX:LED que parpadea cuando se usa la comunicación TX/RX. Se activa al subir un programaLED de alimentación:Se enciende cuando la placa Arduino está encendida, indicando que la placa está funcionandoPin AREF:Este pin está conectado al convertidor analógico-digital y se usa para seguir una señal de 0V a 1.5VPin IOREF:Envía un voltaje de referencia a la placa. Para Arduino es 5VPin VIN:Se usa para alimentar la placa Arduino en lugar de usar la conexión USBPin ISCP:Se usa para cargar el bootloader si al iniciar la placa falta o está dañadoMicroprocesador:Almacena y ejecuta el programa Comparando las diferentes placas Existen diferentes placas Arduino, pero algunas son similares. Por lo tanto, la descripción de los pines realizada anteriormente puede adaptarse a cada placa Arduino.Sin embargo, a lo largo de los años se han creado nuevas placas Arduino para cubrir diferentes necesidades. Presentaremos las distintas placas Arduino con sus especificaciones.a) Arduino UnoEl Arduino Uno es la placa Arduino más conocida. Fue creada justo después de la placa Arduino Wiring. La placa Arduino Wiring ya no se comercializa, por lo que el Arduino Uno es la placa más antigua de Arduino que aún se puede comprar.Esta es la tabla de sus características: Arduino Uno SizeWeightPowerAnalogue PinDigital PinMicroprocessorWhere to buy?74 x 53 x 15 mm25 gramsUSB connector 5V Jack 7-12V6 inputs14 inputsATMega328 clocked: 16 Mhzamazon Como puedes ver, la placa Arduino Uno tiene muchas ventajas. Es ligera, de tamaño pequeño, puede usarse en un sistema embebido y tiene un precio razonable. La ventaja más importante de esta placa es que es la más utilizada de las placas Arduino, por lo que tendrás muchos recursos para ayudarte. Te recomendamos esta placa si quieres comenzar en electrónica.Sin embargo, si deseas realizar proyectos más complejos, probablemente necesitarás más pines analógicos para leer los valores de tus sensores. En este caso, necesitarás la placa Arduino Mega.b) Arduino MegaLa placa Arduino Mega tiene 10 pines analógicos más que la placa Arduino Uno, lo que puede ser muy útil si quieres leer el valor de muchos sensores. Arduino Mega Size Weight Power Analogue Pin Digital Pin Microprocessor Where to buy? 101.52 x 53.3 mm 37 grams USB connector 5V Jack 7-12V 16 inputs 15 inputs ATMega2560 clocked at 16 Mhz amazon Una de las desventajas de esta placa es su peso y tamaño. De hecho, es la placa Arduino más grande y pesada, por lo que no es adecuada para sistemas embebidos, como un dron, por ejemplo. Para este tipo de proyecto necesitarás una placa Arduino más ligera y de menor tamaño, como la Arduino Nano.c) Arduino NanoLa Arduino Nano fue creada en 2008. Es la placa Arduino más pequeña y ligera. Permite realizar proyectos que no serían posibles con un Arduino Uno o Arduino Mega debido a su tamaño y peso. La Arduino Nano es útil para todos los proyectos electrónicos que puedan caber en una mano o que requieran ligereza, como una radio, un reloj despertador, un power bank o un dron. Arduino Nano Size Weight Power Analogue pins Digital pins Microprocessor Where to buy? 18 x 45 mm 7 grams mini USB connector from 7 to 12V 8 inputs 14 inputs ATmega328 : clocked at 16 Mhz amazon Una de las desventajas de la placa Arduino Nano es que no tiene conector jack. Esto puede dificultar la realización de un proyecto autónomo, ya que será más complicado conectar una batería.d) Arduino Uno WiFiEl Arduino Uno WiFi fue creado porque muchos proyectos necesitan conexión WiFi. Puede ser útil si deseas comunicarte con tu teléfono, tu placa Arduino, tu computadora, etc.También puedes usar la placa Arduino Uno junto con el módulo WiFi ESP32. Pero la desventaja de esta solución es que ocupa los pines digitales. Por ello, el Arduino Uno WiFi ha solucionado esta limitación. Arduino Uno Wifi Size Weight Power Analogue pins Digital pins Microprocessor Where to buy? 68.6 x 53.4 mm 25 grams mini USB connector and Jack from 7 to 12V 6 inputs 14 inputs ATmega4809 clocked at16 Mhz amazon Una de las desventajas del Arduino Uno WiFi es que tiene un microprocesador diferente al del Arduino Uno. Por lo tanto, no puedes usar toda la información disponible en la web dedicada al Arduino Uno. Además, encontrarás menos información sobre el Arduino Uno WiFi que sobre el Arduino Uno y el módulo ESP32. ¡Por eso no recomendamos esta placa si estás empezando en electrónica! Competidores de Arduino El entorno Arduino se ha creado como código abierto, lo que significa que cualquiera puede crear su propia placa. Gracias a esto, los competidores de Arduino han creado sus propias placas para solucionar problemas que Arduino pueda tener o para ofrecer una placa más económica.La desventaja de estas placas competidoras es que tendrás dificultades para encontrar documentación o información, especialmente para principiantes.a) NodeMCULa placa NodeMCU es una placa programable y fácil de usar. Se parece a una placa Arduino Nano, pero incluye un módulo WiFi adicional. Esta placa es compatible con Arduino IDE, lo que facilita su uso. La placa NodeMCU funciona con un cable micro USB para subir el programa a la placa y alimentarla.La placa se vende a 6,99 dólares, siendo más económica que una placa Arduino Nano oficial. La NodeMCU tiene 12 pines digitales, lo que es casi igual que la placa Arduino Nano. Sin embargo, la placa NodeMCU no tiene pines analógicos, lo que puede ser un problema si quieres leer un valor de un sensor, por ejemplo.Recomendamos esta placa si deseas una placa ligera con módulo WiFi. No obstante, esta placa no tiene tanta documentación en internet en comparación con el Arduino Uno.b) Teensy 4.0La Teensy es una placa programable similar a la Arduino Nano porque, al igual que la NodeMCU, se puede usar con Arduino IDE. La placa Teensy tiene un módulo RTC que permite mantener la hora incluso si la placa se apaga. Es necesario añadir una pila redonda para mantener la hora. Esta placa puede ser muy útil para hacer un reloj despertador, por ejemplo, y mantener las horas y minutos correctos después de apagar el dispositivo. La Teensy 4.0 tiene un microprocesador de 600 MHz, lo que es muy rápido en comparación con las placas Arduino.Además, la frecuencia se adapta a la tarea que necesitamos; por lo tanto, para tareas pequeñas no consumirá mucha energía. Finalmente, la Teensy 4.0 tiene 9 pines analógicos y 9 pines digitales, lo que es suficiente para controlar tus componentes y leer los valores de un sensor.c) Conclusión sobre los competidores de ArduinoComo hemos visto, usar un competidor de Arduino puede ser muy útil si quieres hacer un proyecto específico, como un proyecto con módulo WiFi o para mantener la hora. Estas placas pueden ser muy útiles en estos casos porque son más económicas y ligeras que una placa Arduino junto con un módulo externo.Sin embargo, la desventaja de estas placas es que no hay mucha información disponible sobre ellas, por lo que tendrás que aprender a usarlas por tu cuenta.