Placa Arduino Uno R3

Placa Arduino Uno R3

La placa Arduino Uno es la base del gran imperio del Arduino, es la placa m谩s popular y asequible de Arduino. Se basa en el chip ATmega – la 煤ltima revisi贸n de Aruduino Uno R3 es el ATmega328 (aunque todav铆a se encuentran variaciones de la placa UNO con el ATmega168 en el mercado).

Arduino Uno es la opci贸n m谩s adecuada para empezar a trabajar con la plataforma: tiene un tama帽o conveniente (no demasiado grande como el Arduino Mega y no tan peque帽o como el Nano) y se puede conseguir muy facilmente y a muy bajo coste debido a la gran cantidad de clones existentes. En este art铆culo veremos las principales especificaciones, caracter铆sticas y dispositivos de la placa Arduino Uno R3, los requisitos de alimentaci贸n y la capacidad de conectar dispositivos externos.

Caracter铆sticas de Arduino Uno

  • Microcontrolador ATmega328
  • Tensi贸n de funcionamiento 5v
  • Tensi贸n de alimentaci贸n (recomendada) 7-12v
  • Tensi贸n de alimentaci贸n (l铆mite) 6-20v
  • E/S digitales 14 (de los cuales 6 pueden utilizarse como salidas PWM)
  • Entradas anal贸gicas 6
  • Corriente m谩xima de una salida 40 mA.
  • Corriente m谩xima de salida 3.3V 50 mA
  • Memoria flash 32KB (ATmega328) de los cuales 0,5KB son utilizados por el cargador
  • SRAM 2KB (ATmega328)
  • EEPROM 1 KB (ATmega328)
  • Frecuencia de reloj 16 MHz.

Im谩genes de clones Arduino Uno compatibles

Clones de Arduino Uno R3

D贸nde comprar Arduino Uno

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Arduino Uno

Arduino es una plataforma abierta. De hecho, cualquiera puede descargar el esquema de la p谩gina web oficial o de cualquier pagina web especializada, y clonar la placa basada en el controlador ATmega. Los componentes electr贸nicos necesarios pueden ser muy baratos de comprar en muchas tiendas en l铆nea.

Esquema y pinout de la placa Arduino Uno

Pinout de la placa Arduino UNO R3

Esquema principal:

Arduino UNO Scheme

Descripci贸n de los elementos de la placa Arduino Uno R3

Placa Arduino Uno R3: esquema, descripci贸n, conexi贸n del dispositivo

Microcontrolador Atmega328 SMD vs DIP

El microcontrolador Atmega328 del Arduino Uno puede venir montado en la placa de dos formas: soldado a la placa (SMD) y desmontable (DIP). Ambas versiones son muy similares, la 煤nica diferencia significativa adem谩s del aspecto es que el modelo desmontable se puede reemplazar y el que viene soldado no.

ATmega328 SMD vs. DIP

Pinout del Microcontrolador ATmega328 en sus dos versiones

Pinout atmega 328 DIP Pinout atmega 328 SMD

Descripci贸n de los pines de Arduino

Placa Arduino Uno R3: esquema, descripci贸n, conexi贸n del dispositivoLos pines de Arduino se utilizan para la conexi贸n de dispositivos externos y pueden funcionar tanto en los modos de entrada como de salida (OUTPUT). Una resistencia incorporada de 20-50 kOhm puede conectarse a cada entrada ejecutando el comando pinMode () en el modo INPUT_PULLUP. La corriente admisible en cada una de las salidas es de 20 mA, no m谩s de 40 mA en pico. Para facilitar la operaci贸n, algunos pines combinan varias funciones:

  • Los pines 0 y 1 son contactos UART (RX y TX respectivamente).
  • Pines 10 a 13 – Contactos SPI (SS, MOSI, MISO y SCK, respectivamente)
  • Los pines A4 y A5 son los contactos I2C (SDA y SCL, respectivamente).

Pines digitales de la placa Uno

Los pines con n煤meros del 0 al 13 son digitales. Esto significa que s贸lo puede leer y recibir dos tipos de se帽ales: ALTA y BAJA. PWM tambi茅n le permite usar puertos digitales para controlar la potencia de los dispositivos conectados.

Pin Arduino C贸digo en Pinout Prop贸sito especial PWM
Pin Digital 0 0 Rx
Pin Digital 1 1 Tx
Pin Digital 2 2 Entrada de interrupci贸n
Pin Digital 3 3 Entrada de interrupci贸n PWM
Pin Digital 4 4
Pin Digital 5 5 PWM
Pin Digital 6 6 PWM
Pin Digital 7 7
Pin Digital 8 8
Pin Digital 9 9 PWM
Pin Digital 10 10 SPI (SS) PWM
Pin Digital 11 11 SPI (MOSI) PWM
Pin Digital 12 12 SPI (MISO)
Pin Digital 13 13 SPI (SCK) Tambi茅n se conecta un LED incorporado a la salida (disponible en la mayor铆a de las placas Arduino)

Pines anal贸gicos Arduino Uno

Los pines anal贸gicos Arduino Uno est谩n dise帽ados para conectar dispositivos anal贸gicos y son entradas para el convertidor anal贸gico-digital (ADC) incorporado, que es un arduino uno de diez d铆gitos.

Pin Arduino C贸digo en Pinout Prop贸sito especial
Pin Anal贸gico A0 A0 o 23
Pin Anal贸gico A1 A1 o 24
Pin Anal贸gico A2 A2 o 25
Pin Anal贸gico A3 A3 o 26
Pin Anal贸gico A4 A4 o 27 I2C (SCA)
Pin Anal贸gico A5 A5 o 28 I2C (SCL)

Pines adicionales de la placa

  • AREF – proporciona una tensi贸n de referencia para el ADC incorporado. Puede ser controlado por analogReference().
  • RESET – Una entrada de se帽al baja en esta entrada har谩 que la unidad se reinicie.

Conexi贸n del dispositivo

Photoresistor Lighting Sensor Arduino

La conexi贸n de cualquier dispositivo a la tarjeta se realiza conect谩ndolo a los contactos situados en la tarjeta controladora: uno de los pines digitales o anal贸gicos o los pines de alimentaci贸n. Un simple LED puede conectarse mediante dos contactos: tierra (GND) y se帽al (o contacto de potencia).

El sensor m谩s simple requiere un m铆nimo de tres contactos: dos para la fuente de alimentaci贸n y uno para la se帽al.

Para cualquier conexi贸n a un dispositivo externo, recuerde que la tarjeta s贸lo puede utilizarse como fuente de alimentaci贸n si el dispositivo no consume m谩s del l铆mite de corriente permitido por el controlador.

Opciones de alimentaci贸n de Arduino Uno

El voltaje de funcionamiento de la placa Arduino Uno es de 5 V. La tarjeta est谩 equipada con un regulador de voltaje, por lo que la entrada puede ser alimentada desde diferentes fuentes. Adem谩s, la tarjeta puede ser alimentada desde dispositivos USB. La fuente de alimentaci贸n se selecciona autom谩ticamente.

  • Alimentaci贸n desde un adaptador externo, tensi贸n recomendada de 7 a 12 V. Una tensi贸n m谩xima de 20 V, pero un valor superior a 12 V puede recalentar y da帽ar r谩pidamente la placa. Voltajes menores de 7 V pueden causar una operaci贸n inestable ya que la etapa de entrada puede perder f谩cilmente 1-2 V. El conector incorporado de CC de 2,1 mm se puede utilizar para conectar la fuente de alimentaci贸n, o la entrada VIN se puede utilizar directamente para conectar la fuente mediante cables.
  • Alimentaci贸n a trav茅s del puerto USB del ordenador.
  • Alimentaci贸n de 5V directamente al pin de 5V. En este caso, el estabilizador de entrada no es necesario e incluso el m谩s m铆nimo exceso de voltaje puede causar que la unidad se da帽e.

Pines de alimentaci贸n

  • 5V – este pin se suministra con 5V de arduino y se puede utilizar para alimentar dispositivos externos.
  • 3.3V – este pin es suministrado con voltaje de 3.3V desde el estabilizador interno
  • GND es Tierra.
  • VIN – pin para la alimentaci贸n de tensi贸n externa.
  • IREF – pin para informar a los dispositivos externos sobre la tensi贸n de funcionamiento de la tarjeta.

Memoria Arduino Uno R3

De forma predeterminada, la tarjeta Uno admite tres tipos de memoria:

  • Flash – 32 kB de memoria. Este es el principal almacenamiento de comandos. Cuando limpias el controlador con tu boceto, est谩 escrito aqu铆. 2kB de esta reserva de memoria se asigna al bootloader, un programa que inicializa el sistema, arranca a trav茅s de USB y ejecuta el sketch.
  • Memoria SRAM r谩pida de 2 kB. Las variables y objetos creados durante la operaci贸n del programa se almacenan aqu铆 por defecto. Esta memoria depende de la energ铆a y, por supuesto, todos los datos se borrar谩n cuando se desconecte la alimentaci贸n.
  • Memoria no vol谩til (EEPROM) 1 kB. Aqu铆 puede almacenar datos que no se borrar谩n cuando el controlador est茅 apagado. Sin embargo, el procedimiento de escritura y lectura de la EEPROM requiere el uso de una librer铆a adicional, que est谩 disponible en el IDE de Arduino por defecto. Tambi茅n es importante tener en cuenta la limitaci贸n de los ciclos de sobreescritura inherentes a la tecnolog铆a EEPROM.

Algunas modificaciones de la tarjeta arduino Uno pueden admitir memoria con valores m谩s altos que la est谩ndar. Pero debe entender que necesitar谩 bibliotecas adicionales para trabajar con ellas tambi茅n.

Programaci贸n de la placa Uno

Para escribir programas (sketches) para el controlador Arduino, necesitas instalar un entorno de programaci贸n. La opci贸n m谩s f谩cil es instalar un IDE de Arduino gratuito, que se puede descargar desde la p谩gina web oficial.

Despu茅s de instalar el IDE, debe asegurarse de que se ha seleccionado la placa correcta. Para ello, selecciona la placa (Arduino/Genuino Uno) en el men煤 “Herramientas” y en el submen煤 “Placa” del IDE de Arduino. Despu茅s de seleccionar la placa, los par谩metros de montaje del proyecto se modificar谩n autom谩ticamente y el modelo final se compilar谩 en un formato que soporte la placa. Conectando el controlador al ordenador a trav茅s del puerto USB, puede instalar el programa con un solo click utilizando el comando “Descargar”.

El programa en s铆 mismo suele ser un ciclo sin fin en el que los pines con los sensores conectados se interrogan regularmente y la acci贸n de control sobre los dispositivos externos (se encienden o se apagan) se realiza mediante comandos especiales. El compilador de Arduino tiene la capacidad de utilizar librer铆as ya hechas, tanto las que vienen inclu铆das en el IDE, como las que tenemos disponibles en numerosos sitios y foros.

El programa escrito y compilado se descarga a trav茅s de una conexi贸n USB (UART-Serial). En el lado del controlador, el bootloader es responsable de este proceso.

Diferencia con otras placas

Hoy en d铆a hay muchas opciones en el mercado para las placas arduino. Los competidores m谩s populares de arduino Uno son las placas Nano y Mega. La primera se recomienda para los proyectos en los que el espacio es reducido. La segunda, para proyectos en los que el sistema es bastante complejo y requiere mayores prestaciones.

Diferencias entre Arduino Uno y Arduino Nano

Las placas modernas Arduino Uno y Arduino Nano versi贸n R3 tienen, por regla general, un microcontrolador com煤n: el ATmega328. La diferencia clave es el tama帽o de la placa y el tipo de conectores.
Dimensiones de Arduino Uno: 6.8 cm x 5.3 cm.
Dimensiones del Arduino Nano: 4.2 cm x 1.85 cm.
El Arduino UNO utiliza conectores del tipo “madre”, en el Nano – “peine” de las patas, y en algunos modelos los conectores no est谩n soldados a la placa. Naturalmente, el mayor tama帽o de arduino UNO en comparaci贸n con arduino Nano en algunos casos es una ventaja y, en otros, una desventaja. Con un tablero grande es mucho m谩s c贸modo hacer la instalaci贸n, pero es un inconveniente en proyectos reales, ya que aumenta enormemente el tama帽o del dispositivo final.

Las placas Arduino Uno utilizan tradicionalmente un conector TYPE-B (tambi茅n muy utilizado para conectar impresoras y MFPs). En algunos casos, es posible que encuentre una opci贸n con un conector Micro USB. En las placas Arduino Nano el est谩ndar es Mini o Micro USB.

Naturalmente, tambi茅n hay diferencias en el conector de alimentaci贸n. La tarjeta arduino Uno tiene una toma de corriente continua incorporada, y simplemente no hay espacio para ella en el Nano.

Adem谩s del hardware, hay algunas diferencias menores en el proceso de cargar el boceto en el tablero. Antes de la descarga, aseg煤rese de que ha elegido la placa correcta en el men煤 “Placa de herramientas”.

Diferencias con Arduino Mega

La placa arduino Mega, como su nombre lo indica, es la m谩s grande en tama帽o y n煤mero de pines de la familia Arduino. En comparaci贸n con 茅l, Arduino Uno tiene muchos menos pines y memoria. He aqu铆 una lista de las principales diferencias:

La placa Mega utiliza un microcontrolador diferente: el ATMega 2560. Pero su frecuencia de reloj es igual a 16MHz, as铆 como en arduino Uno.
La tarjeta Mega tiene m谩s pines digitales, 54 en lugar de los 14 que tiene tarjeta Uno. Y anal贸gicos 16 contra 6.
La tarjeta Mega tiene m谩s contactos que soportan interrupciones de hardware: 6 vs. 2. y tiene m谩s puertos Seriales – 4 vs. 1.
En t茅rminos de capacidad de memoria, Arduino Uno tambi茅n es significativamente inferior a Mega. Memoria flash 32/256, SRAM – 2/8, EEPROM – 4/1.
A partir de todo esto podemos concluir que para proyectos complejos con programas grandes y uso activo de varios puertos de comunicaci贸n es mejor elegir Arduino Mega. Pero estas placas son m谩s caras que la Uno y ocupan m谩s espacio, as铆 que para proyectos peque帽os que no utilizan todas las funciones adicionales de Mega, arduino Uno es la ideal.

Breves conclusiones

Arduino Uno es una gran opci贸n para crear tus primeros dispositivos inteligentes. 14 pines digitales y 6 pines anal贸gicos te permitir谩n conectar una gran variedad de sensores, LEDs, motores y otros dispositivos externos. El conector USB te ayudar谩 a conectarte al ordenador para instalar el programa sin necesidad de dispositivos externos adicionales. El estabilizador incorporado te permite usar una variedad de bater铆as con un amplio rango de voltaje, de 6-7 a 12-14 V. En el Arduino Uno se implement贸 muy convenientemente el trabajo con protocolos populares: UART, SPI, I2C.

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