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Prctica introductoria de programacin con microcontroladores: ArduinoIE0731: Sistemas en Tiempo DiscretoI- 2015Jos David Rojas Fernndez

ResumenEl objetivo de esta prctica es familiarizarse con la programacin de la plataforma

Arduino, para que, ms adelante, podamos implementar un controlador PID digitalfuncionando en tiempo real y controlar una planta utilizando esta plataforma.

La plataforma Arduino utiliza un lenguaje basado en C, con algunas funciones creadasespecficamente para el manejo de las seales de entrada y salida y el control de la plataforma.Adems cuenta con una interfaz de usuario bsica que permite programar y quemar elprograma en la memoria del microcontrolador.

Un programa bsico de Arduino tiene dos funciones principales: setup y loop. En lafuncin setup se debe escribir todas las instrucciones de configuracin que slo se debenejecutar una vez. En la funcin loop se escriben todas las instrucciones que se ejecutarnsecuencialmente, de manera indefinida. Para una lista de las instrucciones bsicas, revise lapgina http://www.arduino.cc/en/Reference/HomePage

1. Lo primero que se debe hacer es armar el sistema que se va utilizar para realizar losejercicios. El esquemtico del circuito es el siguiente:

ArduinoUno

(Rev3)

RESET

RESET2

AREF

IOREF

A0

A1

A2

A3

A4/SDA

A5/SCL

TX/D0

RX/D1

D2

PWM D3

D4

PWM D5

PWM D6

D7

D8

PWM D9

SS/PWM D10

MOSI/PWM D11

MISO/D12

SCK/D13

3V3 5V VIN

GND

N/C

RG

B

R110k

R2330

R4330

Parte1

R3330

S1

LED1R5100k

R6100k

R7100k

Arduino, I- 2015 1 de 3

Este circuito utiliza un LED RGB, un botn y tres potencimetros. El botn se conecta alpin digital 2, mientras que el LED RGB se conecta a los pines 3,5 y 6. Los potencimetrosse deben conectar a las entradas analgicas. La fuente de 5 V del Arduino se utiliza paraalimentar todos los componentes. A su vez, el Arduino debe estar conectado al puertoUSB tanto para energizar todo el sistema como para programar el microcontrolador.Una gua de cmo conectar cada uno de los componentes se presenta en la figura siguiente:

13121110

98

765432

L

5V

A0

ANALOG IN

AREF

1

GND

TXRX

RESET

3V3

A1

A2

A3

A4

A5

VIN

GND

GND

DIGITAL (PWM

=)

ArduinoTM

IOREF

ICSP

ICSP2

ON

POWER

01TX0

RX0

RESET

1 1

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

A

A

B

B

C

C

D

D

E

E

F

F

G

G

H

H

I

I

J

J

2. Cargue el ejemplo blink en la interfaz del IDE de Arduino y luego de compilarlo, qu-melo en el microcontrolador.

3. Guarde el programa con otro nombre y con base en este, vare el tiempo que debe estarencendido el LED.

4. Hgale las modificaciones necesarias para utilice uno de los LEDs externos.

5. Vare el programa para que se repita una secuencia tal, que encienda todos los LEDs,uno a las vez, durante 1 segundo cada uno.

6. Escriba un programa que encienda uno de los LEDs cada vez que se mantenga presionadoel botn.

7. Escriba un programa que ejecute la secuencia de la pregunta 5 cada vez que se presioneel botn.


8. El Arduino como tal (al menos antes de la versin DUE) no tiene salidas analgicas co-mo tales, pero se pueden aproximar utilizando las salidas digitales como salidas PWM1.Puesto que se tienen los tres colores bsicos en el LED RGB, es posible, formar cual-quier otro color, variando la intensidad de cada uno de los colores bsicos. Escriba unprograma que lea la tensin en cada uno de las entradas analgicas conectadas, y loconvierta en un color en el LED RGB. Como las entradas analgicas estn conectadasa los potencimetros, cuando se vara cada uno de estos, se debera obtener un colordistinto en el LED RGB.

9. Vare el programa anterior para que se pueda leer, a travs del puerto serial, la proporcinde cada uno de los colores. Utilice el monitor serial del IDE de Arduino para ver laproporcin.

10. Si slo se utilizan los pines conectados al LED RGB como salidas digitales, es posibleobtener siete colores distintos (ms el negro que sera todos los LEDs apagados).Escriba un programa tal que, cada vez que se presione el botn, pase de un color alsiguiente (incluyendo el negro).

Tarea 4: Escriba un pequeo reporte (mximo 2 pginas) en el que se explique c-mo se resolvi el ejercicio 10. Debe explicar el cdigo y mostrar los resultados obtenidos.Utilice el formato de la IEEE: http://www.ieee.org/conferences_events/conferences/publishing/templates.html

1Para ms informacin, revisar estos enlaces: http://en.wikipedia.org/wiki/Pulse-width_modulation, http://www.arduino.cc/en/pmwiki.php?n=Tutorial/PWM, https://learn.sparkfun.com/tutorials/pulse-width-modulation


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