Placa Arduino Uno R3

La placa Arduino Uno es la base del gran imperio del Arduino, es la placa más popular y asequible de Arduino. Se basa en el chip ATmega – la última revisión de Aruduino Uno R3 es el ATmega328 (aunque todavía se encuentran variaciones de la placa UNO con el ATmega168 en el mercado).

Arduino Uno es la opción más adecuada para empezar a trabajar con la plataforma: tiene un tamaño conveniente (no demasiado grande como el Arduino Mega y no tan pequeño como el Nano) y se puede conseguir muy facilmente y a muy bajo coste debido a la gran cantidad de clones existentes. En este artículo veremos las principales especificaciones, características y dispositivos de la placa Arduino Uno R3, los requisitos de alimentación y la capacidad de conectar dispositivos externos.

Características de Arduino Uno

  • Microcontrolador ATmega328
  • Tensión de funcionamiento 5v
  • Tensión de alimentación (recomendada) 7-12v
  • Tensión de alimentación (límite) 6-20v
  • E/S digitales 14 (de los cuales 6 pueden utilizarse como salidas PWM)
  • Entradas analógicas 6
  • Corriente máxima de una salida 40 mA.
  • Corriente máxima 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.

Imágenes de clones Arduino Uno compatibles

Clones de Arduino Uno R3

Dónde comprar Arduino Uno

Las mejores ofertas y los Arduino UNO más baratos se pueden encontrar en Amazon y en las tiendas online chinas. Si no tienes apuro y puedes esperar a que te lo envíen desde china, puedes conseguir la placa con cable incluído desde alrededor de 4 euros con entrega gratuita.

Arduino Uno

Arduino es una plataforma abierta. De hecho, cualquiera puede descargar el esquema de la página web oficial o de cualquier pagina web especializada, y clonar la placa basada en el controlador ATmega. Los componentes electrónicos necesarios pueden ser muy baratos de comprar en muchas tiendas en línea.

Esquema y pinout de la placa Arduino Uno

Pinout de la placa Arduino UNO R3

Esquema principal:

Arduino UNO Scheme

Descripción de los elementos de la placa Arduino Uno R3

Placa Arduino Uno R3: esquema, descripción, conexión 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 única diferencia significativa además 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

Descripción de los pines de Arduino

Placa Arduino Uno R3: esquema, descripción, conexión del dispositivoLos pines de Arduino se utilizan para la conexión 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 más de 40 mA en pico. Para facilitar la operación, 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 números del 0 al 13 son digitales. Esto significa que sólo puede leer y recibir dos tipos de señales: ALTA y BAJA. PWM también le permite usar puertos digitales para controlar la potencia de los dispositivos conectados.

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Pin Arduino Código en Pinout Propósito especial PWM
Pin Digital 0 0 Rx
Pin Digital 1 1 Tx
Pin Digital 2 2 Entrada de interrupción
Pin Digital 3 3 Entrada de interrupción 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) También se conecta un LED incorporado a la salida (disponible en la mayoría de las placas Arduino)

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Pines analógicos Arduino Uno

Los pines analógicos Arduino Uno están diseñados para conectar dispositivos analógicos y son entradas para el convertidor analógico-digital (ADC) incorporado, que es un arduino uno de diez dígitos.

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Pin Arduino Código en Pinout Propósito especial
Pin Analógico A0 A0 o 23
Pin Analógico A1 A1 o 24
Pin Analógico A2 A2 o 25
Pin Analógico A3 A3 o 26
Pin Analógico A4 A4 o 27 I2C (SCA)
Pin Analógico A5 A5 o 28 I2C (SCL)

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Pines adicionales de la placa

  • AREF – proporciona una tensión de referencia para el ADC incorporado. Puede ser controlado por analogReference().
  • RESET – Una entrada de señal baja en esta entrada hará que la unidad se reinicie.

Conexión del dispositivo

Photoresistor Lighting Sensor Arduino

La conexión de cualquier dispositivo a la tarjeta se realiza conectándolo a los contactos situados en la tarjeta controladora: uno de los pines digitales o analógicos o los pines de alimentación. Un simple LED puede conectarse mediante dos contactos: tierra (GND) y señal (o contacto de potencia).

El sensor más simple requiere un mínimo de tres contactos: dos para la fuente de alimentación y uno para la señal.

Para cualquier conexión a un dispositivo externo, recuerde que la tarjeta sólo puede utilizarse como fuente de alimentación si el dispositivo no consume más del límite de corriente permitido por el controlador.

Opciones de alimentación de Arduino Uno

El voltaje de funcionamiento de la placa Arduino Uno es de 5 V. La tarjeta está equipada con un regulador de voltaje, por lo que la entrada puede ser alimentada desde diferentes fuentes. Además, la tarjeta puede ser alimentada desde dispositivos USB. La fuente de alimentación se selecciona automáticamente.

  • Alimentación desde un adaptador externo, tensión recomendada de 7 a 12 V. Una tensión máxima de 20 V, pero un valor superior a 12 V puede recalentar y dañar rápidamente la placa. Voltajes menores de 7 V pueden causar una operación inestable ya que la etapa de entrada puede perder fácilmente 1-2 V. El conector incorporado de CC de 2,1 mm se puede utilizar para conectar la fuente de alimentación, o la entrada VIN se puede utilizar directamente para conectar la fuente mediante cables.
  • Alimentación a través del puerto USB del ordenador.
  • Alimentación de 5V directamente al pin de 5V. En este caso, el estabilizador de entrada no es necesario e incluso el más mínimo exceso de voltaje puede causar que la unidad se dañe.

Pines de alimentación

  • 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 alimentación de tensión externa.
  • IREF – pin para informar a los dispositivos externos sobre la tensión 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, está escrito aquí. 2kB de esta reserva de memoria se asigna al bootloader, un programa que inicializa el sistema, arranca a través de USB y ejecuta el sketch.
  • Memoria SRAM rápida de 2 kB. Las variables y objetos creados durante la operación del programa se almacenan aquí por defecto. Esta memoria depende de la energía y, por supuesto, todos los datos se borrarán cuando se desconecte la alimentación.
  • Memoria no volátil (EEPROM) 1 kB. Aquí puede almacenar datos que no se borrarán cuando el controlador esté apagado. Sin embargo, el procedimiento de escritura y lectura de la EEPROM requiere el uso de una librería adicional, que está disponible en el IDE de Arduino por defecto. También es importante tener en cuenta la limitación de los ciclos de sobreescritura inherentes a la tecnología EEPROM.

Algunas modificaciones de la tarjeta arduino Uno pueden admitir memoria con valores más altos que la estándar. Pero debe entender que necesitará bibliotecas adicionales para trabajar con ellas también.

Programación de la placa Uno

Para escribir programas (sketches) para el controlador Arduino, necesitas instalar un entorno de programación. La opción más fácil es instalar un IDE de Arduino gratuito, que se puede descargar desde la página web oficial.

Después de instalar el IDE, debe asegurarse de que se ha seleccionado la placa correcta. Para ello, selecciona la placa (Arduino/Genuino Uno) en el menú «Herramientas» y en el submenú «Placa» del IDE de Arduino. Después de seleccionar la placa, los parámetros de montaje del proyecto se modificarán automáticamente y el modelo final se compilará en un formato que soporte la placa. Conectando el controlador al ordenador a través del puerto USB, puede instalar el programa con un solo click utilizando el comando «Descargar».

El programa en sí mismo suele ser un ciclo sin fin en el que los pines con los sensores conectados se interrogan regularmente y la acción 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 librerías ya hechas, tanto las que vienen incluídas en el IDE, como las que tenemos disponibles en numerosos sitios y foros.

El programa escrito y compilado se descarga a través de una conexión USB (UART-Serial). En el lado del controlador, el bootloader es responsable de este proceso.

Diferencia con otras placas

Hoy en día hay muchas opciones en el mercado para las placas arduino. Los competidores más 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 versión R3 tienen, por regla general, un microcontrolador común: el ATmega328. La diferencia clave es el tamaño 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 están soldados a la placa. Naturalmente, el mayor tamaño de arduino UNO en comparación con arduino Nano en algunos casos es una ventaja y, en otros, una desventaja. Con un tablero grande es mucho más cómodo hacer la instalación, pero es un inconveniente en proyectos reales, ya que aumenta enormemente el tamaño del dispositivo final.

Las placas Arduino Uno utilizan tradicionalmente un conector TYPE-B (también muy utilizado para conectar impresoras y MFPs). En algunos casos, es posible que encuentre una opción con un conector Micro USB. En las placas Arduino Nano el estándar es Mini o Micro USB.

Naturalmente, también hay diferencias en el conector de alimentación. La tarjeta arduino Uno tiene una toma de corriente continua incorporada, y simplemente no hay espacio para ella en el Nano.

Además del hardware, hay algunas diferencias menores en el proceso de cargar el boceto en el tablero. Antes de la descarga, asegúrese de que ha elegido la placa correcta en el menú «Placa de herramientas».

Diferencias con Arduino Mega

La placa arduino Mega, como su nombre lo indica, es la más grande en tamaño y número de pines de la familia Arduino. En comparación con él, Arduino Uno tiene muchos menos pines y memoria. He aquí 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, así como en arduino Uno.
La tarjeta Mega tiene más pines digitales, 54 en lugar de los 14 que tiene tarjeta Uno. Y analógicos 16 contra 6.
La tarjeta Mega tiene más contactos que soportan interrupciones de hardware: 6 vs. 2. y tiene más puertos Seriales – 4 vs. 1.
En t̩rminos de capacidad de memoria, Arduino Uno tambi̩n es significativamente inferior a Mega. Memoria flash 32/256, SRAM Р2/8, EEPROM Р4/1.
A partir de todo esto podemos concluir que para proyectos complejos con programas grandes y uso activo de varios puertos de comunicación es mejor elegir Arduino Mega. Pero estas placas son más caras que la Uno y ocupan más espacio, así que para proyectos pequeños que no utilizan todas las funciones adicionales de Mega, arduino Uno es la ideal.

Breves conclusiones

Arduino Uno es una gran opción para crear tus primeros dispositivos inteligentes. 14 pines digitales y 6 pines analógicos te permitirán conectar una gran variedad de sensores, LEDs, motores y otros dispositivos externos. El conector USB te ayudará a conectarte al ordenador para instalar el programa sin necesidad de dispositivos externos adicionales. El estabilizador incorporado te permite usar una variedad de baterías con un amplio rango de voltaje, de 6-7 a 12-14 V. En el Arduino Uno se implementó muy convenientemente el trabajo con protocolos populares: UART, SPI, I2C.

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