Entradas y Salidas Digitales Arduino UNO

 

Las entradas y salidas digitales Arduino es una señal digital es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético en que cada signo que codifica el contenido de la misma puede ser analizado en término de algunas magnitudes que representan valores discretos, en lugar de valores dentro de un cierto rango.

Por ejemplo, el interruptor de la luz sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado, o la misma lámpara: encendida o apagada.

Los sistemas de entradas y salidas  digitales arduino, como por ejemplo un microcontrolador, usan la lógica de dos estados representados por dos niveles de tensión eléctrica, uno alto, H y otro bajo, L (de High y Low, respectivamente, en inglés). Por abstracción, dichos estados se sustituyen por ceros y unos, lo que facilita la aplicación de la lógica y la aritmética binaria. Si el nivel alto se representa por 1 y el bajo por 0, se habla de lógica positiva y en caso contrario de lógica negativa.

Cabe mencionar que, además de los niveles, en una señal digital están las transiciones de alto a bajo y de bajo a alto, denominadas flanco de bajada y de subida, respectivamente. En una señal digital, se denomina flanco a la transición del nivel bajo al alto (flanco de subida) o del nivel alto al bajo (flanco de bajada).

 

2. Funciones pinMode y digitalWrite.

 

• PinMode: La función Arduino pinMode usada para las tarjetas, es indispensable para cualquier aplicación donde se requiere usar entradas o salidas digitales. Previamente, la historia de está función comienza con la forma en la que se configuran a las entradas y salidas usando el lenguaje C para un microcontrolador AVR. Esta arquitectura es la que utiliza un Arduino UNO R3. Originalmente la función de configuración esta controlada por el registro de propósito específico llamado DDRX, donde la X representa el puerto a configurar. Por ejemplo, si tomamos en cuenta a un Arduino UNo, cuyo micro es el ATMEGA328P, vemos que los pines del 0 al 13 están conectados en realidad a los puertos D, C y B. Finalmente, la Figura-1, muestra las banderas de los registros B, C y D conectadas a cada pin.

En otras palabras, para controlar la configuración de entrada/salida la función de Arduino pinMode escribe y configura a los registros DDRB, DDRC y DDRD. Por ejemplo, la bandera 0 del registro DDRB configura directamente al pin 8 para una tarjeta Arduino UNO R3. Entonces, si esta bandera vale ‘1’ el pin se configura como salida. Por el contrario si vale ‘0’ se configura como entrada.

• DigitalWrite: La función Arduino digitalWrite permite escribir valores lógicos digitales en un pin de Salida de una tarjeta Arduino. Entonces, está función requiere que el pin haya sido declarado como salida previamente. Para empezar, esté elemento del lenguaje Arduino, requiere de dos parámetros de entrada. El primero es el número de pin (0-13 para un Arduino UNO R3) y el segundo es la condición logica (HIGH ó LOW).

La función digitalWrite del lenguaje Arduino es usada para los dispositivos de salida. Por ejemplo, algunos elementos o actuadores incluyen: motores de dc, motores a pasos, leds, pantallas LCD, servomotores, buzzer, bocinas, etc. 

 

3. Resistencias de Pull – UP y Pull Down

Lo primero que hay que decir es que no son unas resistencias especiales, se tratan de resistencias normales pero que están dispuestas en un circuito de una manera determinada. Dependiendo de la configuración se determinará si la resistencia es pull up o pull down.

Pull – UP: Como funcionalidad básica, estas resistencias establecen un estado lógico en un pin o entrada de un circuito lógico cuando se encuentra en estado reposo. Como bien indica su nombre la resistencia pull up establece un estado HIGH y las resistencias pull down establecen un estado LOW cuando el pin se encuentra en reposo. Esto evita los falsos estados que se producen por el ruido generado por los circuitos electrónicos.

Pull Down: De forma similar la resistencia pull-down “jala” el voltaje hacia “abajo” o “0V”. Cuando el pulsador está en reposo, el voltaje en la entrada del Arduino será 0V. Cuando presionamos el pulsador la corriente fluye de +5V por el pulsador hacia la resistencia y termina en 0V, de esa forma tenemos +5V en la entrada del Arduino.

4. Explicación de ciclo FOR y el condicional IF

 

Condicional IF: Para comprender mejor cómo funciona el condicional if, una muy buena forma es partiendo de un ejemplo. Supongamos que queremos verificar si el resultado de una suma ingresada por el usuario es correcto o no. Para este ejemplo, el condicional if, es el encargado de verificar si el resultado ingresado corresponde o no a la respuesta correcta de la suma. El condicional if, funciona verificando la condición ingresada y de acuerdo a su valor de verdad (falso o verdadero) lleva a cabo o no una serie de instrucciones.

Espero haber sido claro, sino, no te preocupes, pues veremos ya mismo algunos ejemplos para entender todo mejor.

Ciclo FOR: Los ciclos for son lo que se conoce como estructuras de control de flujo cíclicas o simplemente estructuras cíclicas, estos ciclos, como su nombre lo sugiere, nos permiten ejecutar una o varias líneas de código de forma iterativa, conociendo un valor especifico inicial y otro valor final, además nos permiten determinar el tamaño del paso entre cada «giro» o iteración del ciclo.

En resumen, un ciclo for es una estructura de control iterativa, que nos permite ejecutar de manera repetitiva un bloque de instrucciones, conociendo previamente un valor de inicio, un tamaño de paso y un valor final para el ciclo.

 

Simulación en TinkerCad

TinkerCAD es ampliamente conocida por ser una de las mejores plataformas web gratuitas para impresión 3D. Ahora bien, ¿sabías que en la misma plataforma puedes aprender a diseñar circuitos electrónicos? Esta es la nueva herramienta ideal para aprender electrónica y diseñar circuitos sin riesgos. ¿Cómo utilizar tinkerCAD circuits? Te lo explicaremos a continuación.

Es de esperar que esta nueva opción que ofrece la plataforma TinkerCAD sea fácil de usar e intuitiva. De hecho, en este apartado no solo podrás diseñar el circuito, también podrás realizar una simulación en tiempo real. Así obtienes la oportunidad de probar tu diseño electrónico antes de llevarlos a la realidad física.

Esta plataforma además se adapta a los últimos avances tecnológicos. Es por eso que TinkerCAD permite la programación con Arduino sobre los diseños de circuito. Podrás incluir elementos programables usando Arduino directamente en el editor de bloques tanto de código visual como texto.

 

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