Todo aquel que disfruta del software a "experimentado" con el hardware en algún momento. Por desgracia, desmantelar dispositivos como ordenadores, laptops y/o electrodomésticos no es tarea fácil para un principiante. Además, conlleva sus propios riesgos, ya que existe la posibilidad de dañar artículos costosos sin posibilidad de reparación. Por suerte, en las últimas décadas, los sueños de aquellos interesados en proyectos de hardware empezaron a tomar forma. Equipos creativos presentaron múltiples microcontroladores diminutos que ofrecían a principiantes una forma barata y fácil de experimentar.
Uno de los proyectos más exitosos fue Arduino, creado en 2005 para estudiantes italianos. El principal objetivo de sus creadores era simplificar el trabajo con la electrónica. No es necesario tener conocimientos de ingeniería ni ser un programador experto para utilizar Arduino. Su uso sencillo permite a miles de personas crear sus propios proyectos Arduino. Además, programar el microcontrolador en el lenguaje Arduino no lleva nada de tiempo. Entonces, ¡Qué es Arduino y cómo funciona!
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¿Qué es Arduino y cómo funciona?
Antes de hablar sobre el lenguaje de programación Arduino, deberíamos estar familiarizados con el propio sistema. De lo contrario, tendremos conocimientos sin utilidad práctica, y ese no es nuestro objetivo. En esencia, Arduino es una pieza pequeña y asequible del llamado hardware abierto, una placa de circuitos que puedes utilizar para simples proyectos electrónicos. Sin embargo, puedes unirlas para crear estructuras más complejas.
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Existen muchos tipos de placas Arduino, así como toda una variedad de productos similares compatibles con Arduino, como GSTduino, Freaduino o CraftDuino. Aún así, su estructura es bastante similar. Cualquier placa que elijas siempre tendrá un conector de alimentación, conector serie, chip primario y algunas partes más pequeñas con las que no se trabaja directamente. Sin embargo, en los modelos más nuevos, se puede utilizar un puerto USB para las conexiones de serie y alimentación.
Todos los tipos de placas Arduino tienen un conjunto de pines. Puedes utilizarlos para conectar componentes externos, como escudos o sensores. Un escudo es una especie de placa complementaria que puede proporcionar controles motorizados, pantallas LCD y características similares. Utilizando varios tipos de sensores, tu placa Arduino puede detectar prácticamente cualquier cosa (movimiento, sonido, presión, luz, etc.) y actuar en consecuencia (por ejemplo, evitar obstáculos cuando se mueve). Tanto los escudos como los sensores se venden por separado, pero los precios son bastante asequibles, puedes conseguir un simple sensor de temperatura o de agua por poco más de tres dólares.
Desde la creación de Arduino en 2005, la combinación de hardware personalizable y software abstracto lo convirtió en un éxito entre estudiantes y aficionados. La tecnología es de código abierto y la documentación es extensa, por lo que los primeros pasos no intimidan a quienes no tienen conocimientos de programación o ingeniería.
¿Qué es Arduino? - Programando tus placas Arduino: IDE y lenguaje Arduino
Para programar tus proyectos Arduino y cargarlos en tus placas, necesitarás utilizar el software Arduino (Entorno de Desarrollo Integrado, o IDE). La opción más sencilla es utilizar la versión online, también conocida como Arduino Web Editor. Te permite utilizar la nube para almacenar tus creaciones. De esta manera, puedes acceder a ellas desde cualquier lugar, siempre que tengas una conexión estable a Internet. Usar la versión online también significa que no tienes que preocuparte por las actualizaciones. Si prefieres utilizar la versión offline, puedes descargarla en la página oficial.
Ahora bien, ¿Qué lenguaje utiliza Arduino? ¿Utiliza C++, o existe un lenguaje de programación Arduino? Estas preguntas son las más frecuentes entre principiantes. Obviamente, como la mayoría de ellos no tienen mucha experiencia en programación, la simplicidad es clave para facilitar la experimentación.
La sintaxis y comandos del lenguaje Arduino son anteriores al hardware. Hernando Barragán lo creó en 2003, mientras desarrollaba un sistema llamado Wiring para su tesis de maestría. Durante la investigación, probó los conceptos del lenguaje con estudiantes de varios programas, el lenguaje tenía que ser lo suficientemente abstracto y sencillo para artistas y diseñadores, además de ingenieros.
Hay que tener en cuenta que los desarrolladores tienden a despreciar el lenguaje de programación Arduino. Honestamente, algunos insisten en que ni siquiera es un lenguaje. Debido a su similitud con C++, algunos lo llaman biblioteca. Sin embargo, en este tutorial, utilizaremos la terminología disponible en la página oficial de Arduino y lo llamaremos lenguaje de programación Arduino.
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¿Qué es Arduino? - Introducción al lenguaje Arduino
Entonces, ¿Qué es Arduino? Debido a su simplicidad, los programas que se escriben con Arduino IDE, se denominan "bocetos". En esencia, son archivos de texto escritos en lenguaje Arduino. Para guardarlos y subirlos a tus placas Arduino, tendrás que utilizar la extensión .ino.
Hay tres partes principales que componen el lenguaje de programación Arduino. En primer lugar, tienes las funciones que te permiten controlar tu placa. Mediante las funciones, puedes analizar caracteres, realizar operaciones matemáticas y llevar a cabo otras tareas diversas, por ejemplo, digitalRead() y digitalWrite() te permiten leer o escribir un valor en un determinado pin.
Hay dos funciones que todo boceto escrito en lenguaje Arduino contiene. Estas son, setUp() y loop(). Un sketch siempre comienza con setUp(), el mismo se ejecuta por única vez al encender o reiniciar la placa. Después de crearlo, se usa loop() para hacer un bucle del programa hasta que se apague o reinicie la placa.
A continuación, tenemos los valores que representan constantes y variables. La mayoría (array, bool, char, float, etc.) son similares a C++. Incluso puedes realizar la conversión de tipos. La última parte del lenguaje Arduino se llama estructura. Contiene pequeños elementos de código, como los operadores.
¿Qué es Arduino? - Requisitos de sintaxis
En cuanto a la sintaxis, no se diferencia de C++. La primera similitud que puedes notar es el uso de llaves para envolver tus bloques de código. Si se omite la llave de cierre después de usar la de apertura, el sistema detectara un error. Afortunadamente, el lenguaje de programación Arduino nos mostrará la llave faltante si se hace clic en la de apertura, por lo que es un error bastante simple de solucionar. Al igual que C++, Arduino requiere que las declaraciones terminen con punto y coma. La omisión de uno de ellos hace que se produzca un error.
Otra clara similitud es la forma de introducir los comentarios. Hay dos formas de hacerlo en el lenguaje Arduino, en función de si necesitas un comentario de una sola línea o de un bloque. Si sólo necesitas comentar una línea, empieza con dos barras inclinadas:
// un comentario aquí
#define LED_PIN 5
void setup() {
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
Si una línea no es suficiente para tus notas, podrás insertar un comentario de varias líneas comenzando con una barra inclinada y un asterisco, y terminando con un asterisco y una barra inclinada:
/* un comentario aquí
un comentario allí
hay comentarios por todas partes */
#define LED_PIN 5
void setup() {
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
Cuando añadas comentarios a tus proyectos Arduino, recuerda que el compilador los ignorará por completo. Esto significa que no los exportará al procesador ni utilizará memoria del microcontrolador.
¿Qué es Arduino? - Ampliación del lenguaje de programación Arduino
Como la mayoría de lenguajes de programación, Arduino permite importar bibliotecas externas. En pocas palabras, una biblioteca es un conjunto de código prescrito que te proporciona funciones adicionales. Si las bibliotecas incorporadas no son suficientes para ti, puedes descargarlas en línea o incluso escribir las tuyas.
Puede utilizar tanto las bibliotecas C como las específicas de Arduino. Después de elegir una, tendrás que instalarla utilizando el Gestor de Bibliotecas. Para incluir una biblioteca específica en tu boceto, utiliza la sentencia #include y nombra la biblioteca que necesitas utilizar. Recuerda NO añadir un punto y coma, esta declaración NO necesita ser terminada.
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Antes de irte
Como ya te habrás imaginado, las placas Arduino son una forma increíble de jugar con el hardware sin tener que preocuparse por gastos importantes o por ser un experto en programación. Por otro lado, es una forma popular de enganchar a los niños en la ingeniería.
Sabiendo qué es Arduino y cómo funciona y conociendo los diferentes tipos de placas Arduino, ¿Te convertirás en el próximo gran inventor? ¿Emprenderás un nuevo proyecto familiar? Recuerda, ¡Toda aventura comienza con un solo paso!
Referencias Científicas
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