Arduino

El Arduino es una plataforma de hardware libre. Consiste de un microcontrolador y un ambiente de programación que permite la creación de sistemas que interactúan con el mundo físico a través de sensores y otros componentes electrónicos. A este tipo de tecnología, que también incluye a la Raspberry Pi, se le conoce usualmente como computación física.

El proyecto Arduino comenzó en el año 2005. Su objetivo era proveer de dispositivos económicos y fáciles de usar a los estudiantes del Instituto Ivrea de Diseño Interactivo (IDII), en Ivrea, Italia. Massimo Banzi, uno de los principales fundadores del proyecto, daba clases en IDII.

Massimo Banzi

Se puede utilizar al Arduino para elaborar una infinidad de cosas, por ejemplo: redes de sensores, alarmas, sistemas de comunicaciones, robots sencillos, proyectos de arte digital, etc. En general se puede usar un Arduino para construir casi cualquier tipo de objeto interactivo, limitado solo por nuestra imaginación.

El hardware del Arduino consiste de una tarjeta de circuito impreso o PCB (printed circuit board) en la que reside el microcontrolador junto con otros conectores y elementos electrónicos que permiten al usuario acoplar componentes de entrada y salida.

El Arduino Uno

Un microcontrolador es una pequeña computadora contenida en solo circuito integrado. Está conformado por un procesador, memoria y periféricos programables de entrada y salida.

Existen varios modelos del Arduino. El más conocido es el Arduino Uno, que cuenta con un microcontrolador ATmega328 de Atmel. Dicho microcontrolador tiene las siguientes características:

• Procesador RISC de 8 bits AVR.
• Una velocidad de reloj de 16 MHz.
• 32 registros de propósito general.
• 2 Kbytes de memoria RAM para almacenar datos volátiles.
• 1 Kbyte de memoria EEPROM para almacenar datos no volátiles. 
• 32 Kbytes de memoria flash (memoria no volátil) para almacenar el código del programa.

Microcontrolador ATmega328 de Atmel.

El número de bits, la velocidad y la memoria disponible de este microcontrolador parecen ser los de una configuración de alguna micro-computadora de inicios de los años ochenta. Sin embargo, no hay que perder de vista que los microcontroladores se utilizan principalmente en sistemas embebidos, por ejemplo dentro de electrodomésticos, automóviles, aparatos médicos y juguetes. Típicamente, estos sistemas no necesitan la velocidad ni la cantidad de memoria de una computadora convencional contemporánea.

El AVR es un procesador con arquitectura Harvard. Esto quiere decir que los dispositivos de almacenamiento para instrucciones y datos están físicamente separados. Esto contrasta con la arquitectura de von Neumann, en donde se utiliza el mismo hardware de memoria principal para almacenar datos e instrucciones. El término “arquitectura Harvard” proviene de la computadora Harvard Mark I, que almacenaba las instrucciones en cintas perforadas y los datos en interruptores.

El Arduino Uno tiene un costo aproximado de treinta dólares. Cuenta con 16 pines de entrada/salida digital y 6 pines de entrada analógica. De los pines digitales, 6 se pueden usar también como salidas de modulación por ancho de pulsos (PWM por sus siglas en inglés), que de forma práctica son como si fueran salidas analógicas.

El puerto USB del Arduino sirve como fuente de alimentación y también permite establecer comunicación serial con una computadora anfitriona. Es precisamente por este medio que podemos programar al Arduino; éste será el tema central de una entrada futura del blog de EduPython.

Para concluir, recomiendo a las personas interesadas ver el video Arduino the Documentary (2011) (incluye subtítulos en español). Este documental presenta en media hora un contexto más amplio de qué es y de dónde viene el Arduino, así como la manera en que surge el movimiento de hardware de open-source y las implicaciones que tiene todo esto en la educación. En palabras de Juan Carlos de Mena, maestro de educación media superior en Madrid, España:

Los alumnos aprenden que hay otro lado aparte del lado del consumidor, que hay formas de conocer los cacharros por dentro y tener el control sobre ellos. El Arduino es muy divertido y sirve para enseñar electrónica. Sirve para enseñar a pensar. Sirve para enseñar a tener proyectos a medio plazo y trabajar en equipo, para participar en una comunidad y documentarse. 

 

Más información

• El sitio oficial de Arduino: http://www.arduino.cc/es/
• ¿Dónde puedo adquirir un Arduino? Eso depende del lugar donde te encuentres. En México se puede adquirir a través de distribuidores autorizados tales como ElectronicaEstudio.com, o en algunos comercios de electrónica de la calle de República del Salvador en el Centro de la Ciudad de México, solo por mencionar algunos lugares. Adafruit.com y Amazon.com atienden pedidos internacionales, pero siempre hay que considerar los costos de envío, impuestos y restricciones aduanales de cada país. Otra opción para países de América Latina son los sitios de venta entre particulares, por ejemplo MercadoLibre.com.