Un semáforo para invidentes en Arduino

El próximo sábado se realizará el primer encuentro(*) del taller de Arduino en el Centro Cultural Tierra Violeta.

Además de ver un marco teórico acerca de qué es la robótica, la idea es hacer un semáforo con sonido, similar a los semáforos para invidentes que se instalaron ya en algunas ciudades.

[Ver video 1 en youtube] [Ver video 2 en youtube]

Ejercicio de Arduino: semáforo para invidentes

Para ello vamos a usar tres leds, uno verde, otro amarillo y uno rojo. Los tres con sus respectivas resistencias y su conexión a un pin digital en el Arduino.

Comparto aquí el código:

//Les ponemos nombre a los numeros a traves de variables
int verde = 13;
int amarillo = 8;
int rojo=12;
int buzzer=9;
// the setup routine runs once when you press reset:
void setup() {
  // initialize the digital pin as an output.
  pinMode(verde, OUTPUT);
  pinMode(amarillo, OUTPUT);
  pinMode(rojo, OUTPUT);
  pinMode(buzzer, OUTPUT); // Set buzzer – pin 9 as an output
}
// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {
  digitalWrite(verde, HIGH);   // encender verde
  digitalWrite(amarillo, LOW); // apagar amarillo
  digitalWrite(rojo, LOW); // apagar rojo
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
       tone(buzzer, 500); // encencer sonido
       delay(200);               // esperar 200 milisegundos
       noTone(buzzer); // apagar sonido
       delay(100); // esperar 100 milisegundos
  }
  digitalWrite(verde, LOW);    // apagar verde
  digitalWrite(amarillo, HIGH); // encender amarillo
  digitalWrite(rojo, LOW); // apagar rojo
  delay(500);               // esperar medio segundo
  digitalWrite(verde, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
  digitalWrite(amarillo, LOW);
  digitalWrite(rojo, HIGH);
  delay(2000);               // esperar dos segundos
  digitalWrite(verde, LOW);    // // apagar verde
  digitalWrite(amarillo, HIGH); // encender amarillo
  digitalWrite(rojo, LOW); // apagar rojo
  delay(500);               // esperar medio segundo
}

(*) El sábado pasado realizamos un primer encuentro pero como coincidió la fecha con otros eventos tuvimos pocas asistentes. Decidimos repetir el encuentro número 1, y hacer otro día el encuentro 2.

Simulador de Arduino

Gracias a mi trabajo pude conocer esta herramienta interesantísima para quienes no tienen un kit Arduino en su casa, o para quienes no quieren arriesgarse a quemar algo por conectar mal las cosas (y lo digo ahora que ya quemé tres leds esta semana…)

Para utilizar el simulador, empezamos accediendo al sitio circuits.io y haciendo clic en Open Electronics Lab Hub:

Open Electronics Lab Hub

Podemos comenzar mirando el video de presentación o directamente hacer clic en New Electronics Lab. Nos pedirá que comencemos creando una cuenta.

Una vez que creamos la cuenta y nos logueamos, podemos crear nuestro primer experimento. Veremos una protoboard vacía, lista para meter mano. Se trata de una base que se utiliza para conectar cada elemento sin realizar soldaduras, conectando y desconectando los distintos componentes una y otra vez. Claro que en un simulador no importaría realizar soldaduras, pero bueno, la idea es aprender a utilizar también la protoboard para luego aplicarlo en el kit físico.

¿Y cómo se entiende la estructura de la protoboard? Al mover el mouse por la protoboard veremos cómo se conectan los distintos orificios:

Conexiones de la protoboard

Esto significa que si pongo dos cables en orificios que están conectados, esos cables estarán conectados. Lo vamos a ver en la práctica.

Para comenzar la simulación vamos a agregar componentes, y buscaremos una placa Arduino Uno y un led:

Agregar los componentes

Accediendo a la opción “Code editor” podemos observar que se cargó automáticamente el ejemplo clásico (“Blink”) con el cual haremos titilar un led conectado en el pin 13.

Las conexiones para este primer experimento serán: un cable conectará la pata positiva (“ánodo”) del LED (la conexión se crea haciendo clic en un orificio y luego en el pin 13 de la placa arduino) y otro conectará la pata negativa (“cátodo”) a tierra (“Ground”, GND), como lo muestra la imagen. Luego hacemos clic en “Start simulation” para ver que hemos quemado el LED:

Quemando un led

¿Por qué lo quemamos? Porque esta conexión requiere de una resistencia. Vamos a agregar una de 220 ohm, y cambiaremos el circuito de esta manera:

Led y resistencia

Ahora sí, al hacer clic en “Start simulation” vamos a ver el LED titilando.

¿Por qué titila el LED? Vamos a mirar el programa. Lo que está después de las dos barras son comentarios, que en el simulador están en inglés pero acá los traduzco:

// El Pin 13 tiene un LED conectado.
// creamos una variable llamada LED, asignándole el valor 13 (el pin donde lo conectamos):
int led = 13;

// la rutina “Setup” se ejecuta sólo una vez al ejecutar el programa
void setup() {
// inicializamos el pin digital número 13 como salida (output).
pinMode(led, OUTPUT);
}

// la rutina loop se ejecuta “para siempre” (hasta apagar la placa):
void loop() {
digitalWrite(led, HIGH); // enciende el led
delay(1000); // espera un segundo
digitalWrite(led, LOW); // apaga el led
delay(1000); //espera un segundo
}

Podemos experimentar cambiando las sentencias delay, poniendo 2000 para dos segundos o 500 para medio segundo.

También podemos conectar el led en otro pin digital y cambiar el valor de la variable led de acuerdo a ese número.

Manejando el servo motor con el teclado

Hoy estrené el servo de mi kit básico de Arduino Uno.

Para utilizarlo, seguí instrucciones de varias páginas, pero el ejemplo que más me gustó fue el de www.electroensaimada.com

En él se utiliza la interacción con el puerto serial para enviarle una letra ‘a’ o una letra ‘z’ al robot, y en cada letra se aumenta o disminuye el ángulo del servo.

Programa para hacer funcionar el servo con el teclado

Aquí, el código para copiar y pegar:
#include
Servo mimotor;
int angulo=90;
void setup()

{
mimotor.attach(9);
Serial.begin(9600);
}

void loop() {
unsigned char comando=0;
if(Serial.available()){
comando=Serial.read();
if(comando=='a')angulo+=10;
else if(comando=='z')angulo-=10;
angulo=constrain(angulo,0,180);
}
mimotor.write(angulo);
Serial.print("Angulo: ");Serial.println(angulo);
delay(100);
}

microServo

Ver el video del programa funcionando:
Acceder al video del motor funcionando

Jugando con el buzzer de mi Arduino

Hoy conecté el buzzer que vino en mi kit de Arduino. No hubo que usar resistencia (en varios sitios la indicaban, pero así no me funcionaba), sólo conecté la pata más larga, positiva, al pin 11 y la más corta a tierra (GND).

Conezión del buzzer en la protoboard
La primera prueba que funcionó fue este código propuesto en el blog de Opiron.

void setup()
{
pinMode(11, OUTPUT); // El pin 11 es donde tenemos conectado el Buzzer
}

void loop()
{
ring(); // con este ejemplo hacemos que el buzzer vaya tocando
// tonos de diferentes frecuencias alternativamente
}
void ring (){
analogWrite(11,20); //emite 1 sonido
delay(500); //espera medio segundo
analogWrite(11,120); //emite otro sonido
delay(500); //espera medio segundo
}

Después, continué buscando, y encontré este post de El Cajón de Arduino donde se indica qué tono es para cada nota:

// Introducimos la variable por donde saldrá nuestra señal digital hasta el zumbador
int speakerPin = 11;
 // Definimos una variable con el número de tonos que va a reproducir
int numTones = 10;
int tones[] = {261, 277, 294, 311, 330, 349, 370, 392, 415, 440};
//                  mid C  C#   D     D#    E     F     F#    G     G#   A
// Arriba se muestran las equivalencias entre frecuencias y Notas de la escala natural, no están todas declaradas pero existen.
void setup()
{
// Generamos un bucle que recorra nuestro vector. Este será el encargado de introducir una determinada frecuencia al zumbador cada vez, conforme hayamos declarado el vector de tonos.
  for (int i = 0; i < numTones; i++)
  {
    tone(speakerPin, tones[i]);
    delay(500);
  }
  noTone(speakerPin);
}
void loop()
{
}

Después, jugué un poco con las distintas notas y los tiempos, para armar melodías.

Aquí,  una muy mejorable versión del “Feliz cumpleaños”, dedicado a Claudio Segovia que cumplió años ayer:

// Introducimos la variable por donde saldrá nuestra señal digital hasta el zumbador
int speakerPin = 11;
// Definimos una variable con el número de tonos que va a reproducir
int numTones = 10;
int tones[] = {261, 277, 294, 311, 330, 349, 370, 392, 415, 440};
// mid C C# D D# E F F# G G# A
// Arriba se muestran las equivalencias entre frecuencias y Notas de la escala natural, no están todas declaradas pero existen.
void setup()
{

}
void loop()
{
delay(1000);
tone(speakerPin, 261);
delay(180);
noTone(speakerPin);
delay(20);
tone(speakerPin, 261);
delay(100);
tone(speakerPin, 294);
delay(600);
tone(speakerPin, 261);
delay(600);
tone(speakerPin, 349);
delay(600);
tone(speakerPin, 330);
delay(1200);
tone(speakerPin, 261);
delay(180);
noTone(speakerPin);
delay(20);
tone(speakerPin, 261);
delay(100);
tone(speakerPin, 294);
delay(600);
tone(speakerPin, 261);
delay(600);
tone(speakerPin, 392);
delay(600);
tone(speakerPin, 349);
delay(1200);
}

Video del feliz cumple con el buzzer

Encender y apagar una lámpara utilizando Arduino

Para poder encender y apagar una lámpara, es necesario contar con el Arduino, y con un módulo Relay o Relé, y experiencia previa en Arduino (encender un led, utilizar algún otro elemento como un sensor de distancia)

Fernando Bordignon, un gran colega con el que me comunico gracias a las redes, me facilitó este tutorial en el que se comprende perfectamente cómo conectar la lámpara. Para eso, es verdaderamente útil tener experiencia reparando interruptores y cosas por el estilo. Vamos a estar manipulando un dispositivo que funciona con 220v, así que hay que tener mucho cuidado.

Una vez leído el tutorial anterior, encontré este videotutorial donde se explica de otra manera cómo hacer las conexiones (mi módulo de relé tiene cuatro pines, como en este ejemplo, pero los hay de tres, como en el video tutorial que está debajo):


En este video explican perfectamente cómo funciona un Relé

Utilizar el sensor ultrasónico de Arduino

Después de algunos pequeños experimentos con un Led, hoy decidí empezar a utilizar el sensor de distancia. El modelo que vino en mi kit Arduino es el HC-SR04, lo cual se puede ver en el sensor:

Sensor ultrasónico

Busqué en la web algún tutorial y encontré este que es impecable, explica absolutamente todo lo que se necesita para poder ver en la pantalla la distancia de un objeto al sensor ultrasónico:

Primeros pasos con Arduino Uno

Otra vez me compré un kit de arduino, pero esta vez es diferente, ya que tiene una Protoboard (la vez anterior compré un kit que tenía las conexiones más resueltas).

kit Arduino Uno para principiantes

Primer programa: encender y apagar el led en el pin 13

Para comenzar, descargué el software para linux, desde la página de Arduino. Descomprimí, ejecuté el archivo con extensión .sh (install.sh)

Me costó un poquito que funcionara porque no me dejaba elegir el puerto serial. Reinicié y funcionó.

Después, utilizando un tutorial en Youtube, logré ejecutar el programa de ejemplo con el que se hace titilar un led en el pin 13.

Led en el pin 13

¿Por qué este es el más simple de usar? El Arduino tiene un led interno conectado al pin 13, con lo cual si no conectamos nada, veremos parpadear una luz en la placa. Y si queremos ver parpadear un led externo, podemos conectarlo al pin 13 (el ánodo, la pata larga del led) y el cátodo al que tiene al lado llamado GND (“ground”, tierra). Esto sólo puede hacerse con el pin 13, porque el Arduino tiene una resistencia interna con este fin (ver tutorial)

Segunda experiencia: encender y apagar un led en otro pin (se agrega la resistencia) 

Led y resistencia en la protoboard

 

Como segunda experiencia me resultó muy útil, para comprender qué son todos esos agujeritos de la protoboard y para empezar a utilizar una resistencia, este video donde una chica (¡Séeeee!) explica cómo hacer titilar un led conectado a la protoboard.

 Ver video explicativo

Physical Etoys y Arduino

Physical Etoys es un desarrollo del Grupo de Investigación en Robótica Autónoma del CAETI (GIRA).
En su página nos anuncian:

Estamos muy pero muy contentos de anunciarles que Physical Etoys llegó a su versión 2.0 y vendrá en TODAS las computadoras de Argentina asociadas al plan Conectar Igualdad! Se siente muy bien saber que desde acá podemos aportar nuestro granito de arena en pos de la educación del país. Ya está disponible para bajar de la página de Physical Etoys.

¿En qué consiste?

Physical Etoys es una ‘extensión’ de Etoys; una adaptación del lenguaje de programación para programar fácilmente objetos físicos como robots.

¿Cómo se usa?

Ejecutar el programa Physical Etoys

Y aquí vemos la primera pantalla:

Physical Etoys

  • Al hacer clic podemos crear un nuevo proyecto. Quienes hayan utilizado Etoys verán una pantalla prácticamente igual a la de ese programa.

Nuevo proyecto

  • Una vez creado el proyecto, al mover el mouse a la parte inferior de la pantalla, veremos aparecer un conjunto de provisiones específicas de Physical Etoys. Para empezar, debemos arrastrar al mundo la plaqueta de Arduino.

Arrastrar Arduino al mundo

  • Hacer clic con el botón derecho sobre la placa Arduino para visualizar los halos. Elegir el ojo para abrir un visor.

Abrir un visor

  • Una vez abierto el visor, buscamos el comando Placa arduino / Conectar hacemos clic en Ejecutar este comando una vez. Si todo sale bien, a partir de ahora vemos Verdadero en Placa Arduino’s está conectado. Si esto no ocurre, habrá que comprobar un poco más abajo el modelo de arduino (tipo de placa) y el puerto de conexión (nombre del puerto).
Conectar placa
  • Para hacer nuestro primer guión conectamos (en el arduino físico) un led al puerto 12 y realizamos la misma acción en el arduino virtual, haciendo clic en el número 12 y eligiendo Led.

Conectar un led

  • Abrimos un visor para el led, y ya podemos empezar a trabajar con sus propiedades:

Encender el led

Led encendido