Categoría: Curso Arduino I

Hemos realizado varios proyectos a lo largo del curso y, hasta ahora, siempre hemos tenido conectada nuestra placa Arduino a nuestro ordenador con un cable USB, con dos funciones diferentes:

1. Comunicarlo con el ordenador para subir el sketch
2. Mantener la placa alimentada con los 5 V que proporciona un cable USB

Ahora vamos a separar Arduino del ordenador y retirar su cordón umbilical, cable USB, para demostrarte que el programa que tiene en su memoria se mantiene y sigue gobernando la placa Arduino mientras eta se mantenga alimentada, y no son pocas las formas que tienes de proporcionar el voltaje necesario a Arduino UNO, que te recuerdo que va en el rango 7-12 V de corriente continua.

Podemos alimentar a nuestro Arduino UNO en tres conectores diferentes:

1) Conector USB con cable de impresora (5 V exactos):

• Alimentador para cargar el móvil con salida USB
• Conector USB de un ordenador PC / portátil
• Batería externa de las que se usan para cargar móviles

2) Clavija jack redonda con polo positivo dentro y negativo fuera(entre 5 y 12 V):

• Pila de 9 V
• Alimentador de corriente de 12 V

3) Pines de entrada Vin y GND (entre 6 y 12 V):

• Soporte para 4, 5 o 6 pilas de 1,5 V
• Soporte para 5 o 6 pilas recargables de 1,2 V
• Baterías recargables LIPO
• Miniplaca solar
• Conector para cables aéreos que luego puedes conectar a una protoboard alimentada o a un generador de tensión
• Extraer la tensión de otra placa Arduino

… y más opciones que no se me han ocurrido

Ejercicio

Esta lección es sencilla, te propongo para completarla que cargue el programa “Blink.ino”, el mas simple que tenemos a mano, y lo cargues en tu laca Arduino UNO. Una vez hecho esto, desconecta la placa del ordenador y alimenta la placa Arduino de al menos tres formas diferentes, una de cada grupo, de las que te he propuesto y comprueba que el led 13 sigue parpadeando.

Encender un led desde el móvil

La lección de hoy se sale un poco de la tónica empleada en las lecciones anteriores. Vamos a utilizar una APP gratuita para enviar una señal a nuestro Arduino y que este encienda o apague un led conectado a él.

Material necesario

• Placa Arduino UNO y Protoboard
• 4 cables M-M
• Un led conectado al Pin 13 (no necesario)
• Módulo bluetooth HC-06
• Móvil Android

También puedes conectar directamente el módulo HC-06 directamente a Arduino UNO sin protoboard, pero tendrás que utilizar 4 cables M-H.

Antes de continuar, conecta el módulo BC-06 a Arduino como en la lección anterior, emplearemos los pines 0 y 1 para la conexión serie.

Instrucciones paso a paso para completar el ejercicio

1. Cargar el programa BT.ino desde este enlace, ten en cuenta que este archivo está comprimido, así que descomprímelo, no lo instales aún
2. Desconecta el módulo BT de Arduino (o dará errores de subida), basta con que desconectes provisionalmente uno de los dos cables conectados a los pines 0 o 1
3. Compila y sube el sketch BT.ino a Arduino UNO
4. Recuerda las conexiones necesarias:
   • RX ➙ Pin1
   • TX ➙ Pin0
   • GND ➙ GND
   • +5V ➙ 5V
5. Descarga aplicación “ArduDroid” en Play Store o descarga e instala la APK directamente o descarga “ArduBT” o “Arduino Control House”. Todas estas opciones te servirán para tener una APP en tu móvil que le envíe órdenes por Bluetooth a tu módulo HC-06 conectado a tu Arduino
6. Activar BT en el móvil desde las opciones de configuración del móvil, como si se tratara de un altavoz externo o cualquier otro dispositivo bluetooth (y si te lo solicita, emparéjalo con la contraseña 1234 ó 0000 que son las más empleadas en la industria del bluetooth)
7. Abrir la aplicación ArduDroid y conectar el móvil al dispositivo llamado HC-06 (la luz pasará de intermitente a continua en el módulo HC-06)
8. Pulsa el botón “13” de la App para ver si se enciende el led 13 de Arduino, si lo consigues habrás terminado la lección

Intenta no saltarte ningún paso y no pases al siguiente hasta no haber completado el anterior, si no, es posible que no consigas llegar a finalizar el ejercicio

Ejercicio extra

La sensación de encender un simple led desde el móvil es muy fuerte, te hace pensar todas las acciones domóticas adicionales que puedes realizar, pues tienes 12 (0 y 1 ya están ocupados) posibles pines de control de dispositivos que puedes controlar a distancia: lámparas, timbres, persianas, tostadoras, motores, calefactor, ventilador, etc; no olvides que puedes conectar cada pin de salida a un relé.

Siguiendo con la lista de cosas que puedes hacer, hay una que a lo mejor no se te ha ocurrido, dejo a tu imaginación que pienses y, si te atreves, implementes una solución para no sólo encender un simple led, sino enviar un valor intermedio entre 0 y 255 para que un led se encienda con una intensidad intermedia y así controlar su brillo a voluntad, te propongo que lo conectes a un pin PWM.

Si lo has conseguido, puedes ahora jugar con tu nuevo invento de control de un led a distancia y averiguar cuál es la distancia máxima que te permite su control mediante bluetooth. ¿Cuál es en tu caso?

Módulo bluetooth HC-06

Hoy veremos este maravilloso módulo que nos permite añadir a nuestra placa Arduino UNO conectividad bluetooth, lo que significa que podremos comunicarnos con Arduino de forma inalámbrica, por ejemplo, desde nuestro móvil.

La comunicación inalámbrica bluetooth utiliza el rango de las microondas cercanas a 2,4 GHz parecidas a las de nuestro horno microondas, pero de menor potencia, de hecho un microondas encendido puede interferir en las comunicaciones bluetooth. El módulo utiliza comunicación serie, por eso tenemos que conectarlo por defecto a los pines 0 (Rx) y 1 (Tx) de Arduino, aunque pronto veremos que podemos utilizar otros pines digitales gracias a la librería SoftwareSerial.h.

A la hora de implementar la comunicación en nuestro sketch tendremos en cuenta que vamos a necesitar una serie de funciones especiales relacionadas con la comunicación serie que ya conoces:

Serial.begin();
Serial.available();
Serial.read();
Serial.print();
Serial.println();

Diferencias entre los modelos HC-06 y HC-05

Ambos modelos de comunicación bluetooth son muy similares, la principal diferencia entre elles es que el HC-05 tiene capacidades de comportarse como módulo máster (master) capaz de controlar otros módulos bluetooth, mientras que el HC-06 se comporta exclusivamente como módulo esclavo (slave) y sólo tiene capacidad de recibir órdenes.

Conexión del módulo HC-06 con Arduino

Además el módulo HC-05 tiene dos pines de conexión adicionales a los 4 pines que tiene el HC-06, que tienen estas funcionalidades:

• GND: pin masa 0 V –> pin GND de Arduino
• Vcc: pin de alimentación 5 V –> pin 5 V de Arduino
• Tx: pin de transmisión serie –> pin 0 Rx de Arduino
• Rx: pin de recepción serie –> pin 1 Tx de Arduino

Para la conexión física del módulo HC-06 a la placa Arduino tienes dos opciones, puedes utilizar 4 cables M-H y directamente conectarlo como puedes ver en la diapositiva de arriba o también puedes utilizar una protoboard en la que puedes pinchar verticalmente el módulo, en este caso deberás utilizar 4 cables M-M.

Ejercicio: Identificación del módulo HC-06

Para poder interactuar con el módulo HC-06 debes saber identificarlo primero. El fabricante del módulo lo suele identificar con el nombre HC-06 o algo similar, por lo que si lo alimentas correctamente a Arduino con los pines GND y VCC, aunque no conectes los pines RX y TX tu móvil debería identificarlo, este es el ejercicio de comprobación que tu módulo funciona correctamente y tu móvil es capaz de identificarlo:

1. Alimenta el módulo con los pines VCC y GND conectados directamente a tu placa Arduino UNO
2. Comprueba que el led que incorpora el módulo se ilumina intermitentemente, que significa que se está anunciando para poder ser identificado
3. Enciende la conectividad bluetooth de tu móvil
4. Pide a tu móvil que busque dispositivos bluetooth
5. Encentra el módulo con el identificador HC-06
6. Detente aquí, lo vincularemos en la próxima lección con la contraseña por defecto del fabricante, 1234

Introducción a la domótica

Esta es la primera lección en la que vas a dar un paso adelante para iniciarte en el mundo de la domótica. Con lo que vas a implementar en esta lección, que es un proyecto muy simple, podrás manejar dese tu Arduino cualquier dispositivo de baja tensión que tengas en tu casa:

• encender/apagar luces
• conectar/desconectar timbres
• activar/desactivar un electrodoméstico
• encender/apagar un motor, etc

Proyecto encender una bombilla

Para el proyecto de hoy puedes utilizar el proyecto anterior “On-off-sin-rebote.ino” en el que encendías y apagabas un led conectado a un pin de Arduino, en este caso lo vas a sustituir por un relé que puede ser un shiend multirelé o el modelo HLS8L visto en la lección anterior.

En el caso de decidirte por usar un shield de Arduino, es imprescindible que averigües qué conectores corresponden a qué pines de Arduino, pues no tienes libertad de usar los que quieras, cada fabricante lo monta como quiere; en el caso de la diapositiva, el shield de 2 relés que he usado están conectados a los pines 4, 5, 6 y 7 de Arduino. Tal y como he realizado el montaje que puedes ver en la imagen, habría que activar y desactivar el pin 4 para encender el relé utilizado..

Material necesario:

• Relé HLS8L
• Bombilla de 220 V
• Casquillo aéreo para la bombilla
• Enchufe 220 V
• Cables para 220 V

Seguridad

Una vez montado el circuito y antes de continuar, ¡ojito a la seguridad! Vamos a trabajar con 220 V y esto puede ser muy peligroso, por lo tanto esta lección es la primera que vas a tener que hacer en presencia de un adulto si tú no lo eres, en serio, puede ser muy peligroso.

Si no tienes al lado un adulto que te ayude, NO HAGAS ESTA LECCIÓN.

El relé

Un relé es un dispositivo electrónico que permite conmutar corriente de baja tensión, como la de las casas, con una simple señal de baja tensión, como las señales de salida de Arduino.

En resumen, si conectamos un relé a una salida digital de Arduino, al relé le podrá llegar un valor alto (5v ) o bajo (0v); y dependiendo de la señal recibida por el relé , este activará o no el circuito al que esté conectado.

Un relé tiene estas conexiones a Arduino:

• SIG / IN: Este pin se conectaría a uno de los pines de Arduino D0..D13
• NC: No conectado
• GND: Tierra o masa
• VCC: Pin 5V de Arduino

Shields de relés

Los relés necesitan de algo de circuitería básica tal y como puedes ver en la diapositiva (está marcados una resistencia, un diodo y un transistor en amarillo) para conectarse y protegerse, por eso existen en el mercado una serie de shieds y placas con relés que simplifican mucho su uso, y que suelen presentarse en diferentes cantidades: 1, 2, 4, 8… relés.

Relé HLS8L

Para nuestros experimentos utilizaremos un relé fácil de encontrar comercialmente, el HLS8L, que consta de un solo relé y 5 o 6 conectores, tres para Arduino (IN, GND y VCC) como ya hemos visto antes y dos o tres para el dispositivo de media tensión que queramos conectar, como una lámpara, un timbre, un electrodoméstico, etc.

A veces el relé viene con tres y no dos conectores para la media tensión, sólo se conectan dos, dependiendo de si queremos que se encienda cuando recibe una señal alta (5 v) o cuando sea una señal baja (0 v). Los relés también suelen incluir algún led para indicar si están o no conectados.

Ejercicio básico con un relé

Si tienes en las manos un relé, averigua cuáles son los pines de conexión a Arduino y conéctalo al Pin 13, no olvides conectar también el otro pin del relé a un pin GND de Arduino. Una vez conectado vamos a comprobar que el relé funciona sin conectarlo a ningún electrodoméstico, simplemente carga el sketch “Blink.ino” y comprueba que el relé hace un ruidito intermitente, lo que te servirá para verificar su buen funcionamiento.

El relé hace un “clic” cada vez que se conecta y desconecta porque internamente tiene un electroimán que mueve piezas de metal. Te he dejado una imagen del interior de un relé para que lo entiendas. La bobina de la izquierda es activada o desactivada por una corriente proveniente de los 5 V que ofrece Arduino desde un pin digital, en ese momento la bobina se convierte en un electroimán que fuerza por atracción magnética el movimiento de una varilla de hierro, que pivota y junta o separa unas láminas de metal flexible que están conectadas al electrodoméstico que queremos controlar.