Introducción a la programación de microcontroladores con Arduino

Seminario: Introducción a la Progamación de Microcontroladores con Tecnologias Libres (aka Arduino)

12 reuniones, 4 horas cada una = 48 horas - clases
4 reuniones,  4 horas cada uno = 16  horas - evaluaciones
Lista de la materia: @listas.unq.edu.ar

Proyectos finalizados

Estos son los proyectos que se han hecho para concluir y aprobar esta materia.

1er semestre 2012

Dado digital númerico en Arduino

Dado electrónico, al tocar pulsador muestra un número con leds

1. Video
2. Instructivo
3. Código Fuente

Paperduino + Simon Says

Clásico juego "Simon" hecho con Arduino.

1. Video
2. Instructivo + Código Fuente

Mini Editor de Texto

Un teclado y un lcd conectado a Arduino que funciona como editor de texto.

1. Video
2. Instructivo
3. Código Fuente
4. Bibliotecas necesarias

Manipulación de objetos 3d con Arduino

Moviendo cubo físico modifica movimiento de cubo grafico 3d en animación.

1. Video
2. Instructivo
3. Código Fuente

Incrementador digital con Arduino

Dos pulsadores que decrementan e incrementar display de 7 segmentos a distancia.

1. Video

1er semestre 2013

Vehículo inteligente

Vehículo con sensores que evita obstáculos del terreno y envía información del posicionamiento a la PC.

1. Instructivo+Código Fuente

Persistencia de la visión

Línea de leds que se prenden a pequeños intervalos de tiempo dibijando columnas de letras. Al moverlo se muestran letras y palabras.

1. Instructivo
2. Código Fuente

Jarduino

Regador automático de plantas a partir de variables que sensa del ambiente como húmedad en tierra, temperatura, etc.

1. Instructivo+Código Fuente

Matriz RGB Arduino

Matriz RGB conectada a una entrada de audio, que interpreta el audio mostrando diferentes graficas.

1. Instructivo+Código Fuente

Arduino Punk Console

Un secuenciador de tonas con 8 pasos programables.

1. Instructivo+Código Fuente

1er semestre 2014

Batería Electrónica

1. Instructivo+Código Fuente

Paper Robot

1. Instructivo+Código Fuente

Paper Piano

1. Instructivo
2. Código Fuente

Cubo Led 4x4x4

1. Instructivo+Código Fuente

Radar

1. Instructivo+Código Fuente

1er semestre 2015

ArduPong

1. Instructivo+Código Fuente

Robotic hand

1. Instructivo+Código Fuente]

Impresora 3d

1. Instructivo+Código Fuente]

Catapulta

1. Instructivo+Código Fuente]

Tacometro para bicicleta

1. Instructivo+Código Fuente
2. fotos/videos

1er semestre 2016

Domótica

1. Instructivo+Código Fuente

Sistema de riego

1. Instructivo+Código Fuente

Robot Seguidor de lineas

1. Instructivo
2. Código Fuente

Dispenser de agua para mascotas

1. Instructivo+Código Fuente

Arduino-bomba

Juego de ingenio, con tabla de posiciones online y multijugador.

1. [1]
2. [2]

Sistema de alarma

1. Instructivo+Código Fuente

Sensor de estacioamiento

1. Instructivo+Código Fuente

Caja fuerte

1. Instructivo+Código Fuente

Guante

1. Instructivo+Código Fuente

Disparador remoto e intervalómetro para cámara DSLR.

1. Instructivo
2. Código fuente

Plantduino

1. Instructivo+Código Fuente

1er semestre 2019

Garabato Bot

1. Instructivo+Código Fuente

PSArduino: filtro de agua

1. Web Instructivo+Código Fuente

Mini CNC dibujante

1. Web Instructivo+Código Fuente

Juego: Ruleta Rusa

1. Instructivo+Código Fuente

Sintetizador

1. Instructivo+Código Fuente

Mini Console Juegos

1. Instructivo+Código Fuente

Atrapa ratas

1. Instructivo+Código Fuente

Flauta

1. Instructivo
2. Fuente

Juego: Batalla Naval

1. Instructivo+Código Fuente

Alcoholimetro

1. Instructivo+Código Fuente

Estación metereológica

1. Instructivo+Código Fuente

Bibliografía

• [3]
• [4]
• Analogias agua/electricidad
• Sitio web oficial Arduino
• Arduino UNO
• Instalación en linux
• Arduino Language Reference
• Shield List
• Experimenter's Guide for Arduino pdf#1 pdf#2 [www.antratek.nl/pdf/ARDX-EG-SPAR-WEB.pdf]
• Tronixstuff tutorials
• Make's Arduino Web Site
• Instrutables
• create_arduino
• Freeduino
• Make Proyects
• cheatsheet
• placas similares
• txapuzas proyectos
• Arduino Cookbook, Michael Margolis, O'Reilly
• Getting Started with Arduino, Massimo Banzi, O'reilly Media/Make
• El lenguaje de programación C - Dennis Ritchie y Brian Kernighan
• 30 Arduino Projects for the Evil Genius
• Make: Arduino Bots and Gadgets: SIx Embedded Projects with open source Hardware and software
• Practical Arduino - Cool Projects for open source hardware
• EarthShine Design Arduino Starter kit manual
• Beginning Arduino Programming - Brian Evans - Apress
• Avrfreaks
• OSHWCON
• OPENMARF
• Libro-Programming your home
• Comic Arduino
• Cargar bootloader atmega328
• https://www.adafruit.com/tutorials
• http://learn.sparkfun.com/curriculum
• Imagen 1: https://gs1.wac.edgecastcdn.net/8019B6/data.tumblr.com/tumblr_lv81ruV8tE1qzcdp3o1_500.jpg
• Imagen 2: http://www.construyasuvideorockola.com/imagenes/curso/volt.jpg

Evaluación

• Proyecto a elección
• Descripción del proyecto
• Materiales utilizados (tanto componentes electrónicos, como placas, soldador, etc)
• ¿Cómo y dónde se consiguieron lo materiales?( ¿se compraron? ¿a quien? ¿datos? ¿precio? )
• Código fuente del programa del microntrolador
• Código fuente del programa es pc o móvil si es necesario
• Esquemático
• Problemas que surgieron y como se resolvieron
• Paso a paso del armado, si hay una manualidad involucrada
• Fotos del armado
• Si es necesario videos explitivo
• Software necesario para el proceso y sus versiones (ej Arduino IDE ver X.X, Processing X.X, librerias/bibliotecas externas)

Clases

1. Presentción de la materia
   1. Historia de la materia
   2. ¿Quien soy? ¿Soy experto?
   3. ¿Qué vamos a hacer durante las clases?
   4. ¿Para qué sirve? Salir de la virtualidad, interactuar con el mundo de las cosas
   5. Forma de evaluación
   6. ¿Porque usamos Software Libre?
   7. Bibliografía

1. Formamos grupos para trabajar y para trabajo final
   1. Hay que fracasar mucho para tener algo éxitos
   2. Lo normal es muchas veces lo raro repetido

1. Conocimientos mínimos de electrónica
   1. Ley de Ohm - ( I Corriente (amperes) = V Diferencia de potencia (Volts) / R Resistencias(ohms)
      1. calculos básicos y diagrama básico [5]
      2. Probamos lamparita o led en celular o con pila
      3. Componentes básicos: pag 579 capacitor, diodo, led, octocoplador, photoresistencia, potenciometro, relay, resistencia, motor paso a paso, swithc, transistor
   2. Videos Collin Lab en inglés
      1. Piezo
      2. Breadboard o Protoboard
      3. Switches
      4. Pulse with modulation PWM
      5. multimetro-tester
      6. Resistencias (limitar el valor de la corriente ó para fijar el valor de la tensión.) código de colores [6]

1. Computación Física

1. Microcontroladores
   1. ¿Qué son? Computadoras, Chips, IC, CPU etc
   2. Los más comunes: PIC (Microchip), AVR (Atmel) Pic vs AVR (hay otros picaxe, TI, etc)
   3. ¿Cómo los uso? Me tengo que construir mi circuito específico
   4. Problematicas comunes: software para cada micro, precio

1. Arduino
   1. Ver Documental http://arduinothedocumentary.org/
   2. ¿Qué es? Plataforma para desarrollo de prototipos electrónicos (IDE/LIB/HW)
   3. ¿Por qué? Redudir complejidad, Barreras de entrada
   4. ¿Para quienes? Artistas, diseñadores, investigadores, hobistas, Usuarios que quieren comenzar, y hasta usuarios más avanzados
   5. ¿Aceptación?¿Popular? Mucho código, Muchos diagramas, Es Barato
   6. Funcionamiento mínimo (grabar a la placa programa)

1. Arduino Hardware: Placas
   1. Hardware Libre
   2. Multiples hardware según necesidad Placas Ej: lilypad
   3. Más usado y último modelo: ArduinoUNO
      1. Ver especificaciones y hablar de ellas, además de verlos directamente en la placa [7]
      2. Alimentación
   4. Entradas [8]
   5. Concepto de Shields/Escudos [9]
   6. ¿Dondé lo compro? [SparkFun http://www.sparkfun.com/], Adafruit, Openhacks

1. Arduino Software
   1. Software Libre
   2. IDE (necesita java) Automatiza todo el proceso
   3. Bibliotecas/Librerias
   4. Instalación de IDE Download/Bajar
   5. Concepto de Sketch (fuente en C/C++)
   6. Compilación con gcc-avr usando avr-libc (.hex, .c , .bin) ¿Donde están los archivos? /tmp
   7. Upload con avr-dude vía Puerto serial sobre USB
   8. Otras opciones: gnoduino, vim arduino plugin, arscons, arduino-builder [10]
   9. Primer ejemplo blinks [11]

1. Otros programas
   1. Fritzing: Documentar prototipos, compartir diagramas, enseñar, crear PCB
      1. Bajar e instalar
   2. simavr, pysimavrgui,
   3. [12]
   4. [13]
   5. DUINOS Sistema operativo
   6. minibloq
   7. ardugate
   8. codebender
   9. [14]
   10. S4A
   11. noduino
   12. https://github.com/rwaldron/johnny-five
   13. http://breakoutjs.com/
   14. http://inotool.org/
   15. http://123d.circuits.io/
       1. Bajar, instalar y probar

1. Debug
   1. Herramientas Avr-*
      1. ¿Me quede sin memoria? ¿Cual memoria? ¿SRAM, Flash,EEPROM?
   2. Imprimir vía Serial o a LCD

1. Controlando Placa desde computadora en vivo
   1. Vía Comunicación Serial
      1. Series en Gnu/Linux
      2. Baudios
   2. Vía Protocolo FIRMATA
   3. Vía WEB Seriality php-serial makibot
   4. Con Python, OF, Processing circle graph physicalpixel colormixer

1. http://pinguino.cc/

1. Programación
   1. Probar firmata, python, cyclon
   2. http://cylonjs.com/
   3. http://nodered.org/
   4. http://fritzing.org/
   5. http://123d.circuits.io/
   6. https://github.com/sbstjn/noduino noduino
   7. https://github.com/rwaldron/johnny-five
   8. https://github.com/MartinMelo/DomiticTIP

1. 1. Ejemplos con integración web
   2. Ejemplos con MQTT

1. Tiempo para comentar o buscar proyectos por internet
2. A probar - Prácticas
   1. Esquematicos, Diagramas
   2. Protoboard, cables, soldaduras
   3. Enchufar y Hacer parpadear un led [15] [16] [17] MORSE
   4. Varios leds, semaforo, persecusión, POV (Persistencia de la visión) 6 leds en fila y mover, hacer aparecer palabra [18] [19]
   5. Serial a paralelo (registro shift) [20]
   6. Usando un elemnto Piezo [21]
   7. Usando Pushbutton [22] (pull-up resistencias)
   8. Usando Potenciometros [23]
   9. Usando fotos resitencias [24]
   10. Sensor de temperatura [25]
   11. Motor [26]
   12. Servos [27]
   13. LEDs RGB [28]
   14. LCDs [29] [30]
   15. Construir un SIMON [31] [32]
   16. Construir un MIDI INTERFAZ CON GUANTE [33]
   17. http://www.instructables.com/id/Turn-your-Arduino-into-a-4-voice-wavetable-synth-w/#step1
   18. http://www.instructables.com/id/Turn-a-pencil-drawing-into-a-capacitive-sensor-for/#step1
   19. http://hackaday.com/2012/08/06/yet-another-arduino-blinkenlight-thing-actually-pretty-cool/
   20. http://www.instructables.com/id/Arduino-Vocal-Effects-Box/?ALLSTEPS
   21. http://www.spikenzielabs.com/Catalog/index.php?main_page=product_info&cPath=17&products_id=281
   22. http://conectarlab.com.ar/ramon-2/
   23. http://www.instructables.com/id/Arduino-Optical-Theremin/
   24. http://www.instructables.com/id/Make-a-giant-LED-sign/
   25. http://www.instructables.com/id/Twitter-Enabled-Text-to-Speech/
   26. http://www.automatismos-mdq.com.ar/blog/2012/11/nanino-un-simple-arduino-diy.html
   27. http://dalpix.com/mariamole
   28. http://xdevelopers.net/2012/10/garageuino/
   29. http://hackaday.com/2013/02/04/space-invaders-played-on-a-16x2-character-display/
   30. SiriArduino: http://hackaday.com/2013/02/01/siri-controlled-arduino-using-ruby/
   31. http://bleeplabs.com/store/the-bleep-drum/
   32. trackuino
   33. Impresoras 3d (makerbot)
   34. Led painting (grafiti research lab)
   35. Reactable TUIO
   36. http://www.zolmeister.com/2012/10/back-light-music-leds.html
   37. http://hackaday.com/2013/03/19/diy-arduino-pro-mini-quadcopter/
   38. http://hackaday.com/2013/02/26/simple-to-build-programmable-foot-switches/
   39. http://hackaday.com/2013/02/25/using-a-flashing-lcd-monitor-to-transfer-data/
   40. http://hackaday.com/2013/03/04/a-longboard-speed-and-distance-computer/
   41. http://diyhacking.com/diy-android-home-automation/
   42. http://diyhacking.com/make-android-controlled-robot/
   43. http://diyhacking.com/diy-head-mounted-display/
   44. http://diyhacking.com/getting-started-with-internet-of-things-raspberry-pi/
   45. https://github.com/vheun/ArduinoPlaysTimberman http://hackaday.com/2014/07/26/pwning-timberman-with-electronically-simulated-touchscreen-presses/
   46. http://anuragmishracse.github.io/
   47. http://hackaday.com/2015/01/31/a-single-pixel-digital-camera-with-arduino/
   48. http://www.instructables.com/id/DIY-bike-tachometer/
   49. http://fritzing.org/projects/fichina
   50. OBD2 - datos de autos
   51. Packet radio
   52. https://www.youtube.com/watch?v=S-0MsbzVEl8&feature=iv&src_vid=PyMK_UGlGIw&annotation_id=annotation_1933785237

1. Otros
   1. http://arduserver.com/
   2. http://atmega32-avr.com/projects/
   3. http://tecnodacta.com.ar/gira/projects/physical-etoys/arduino/
   4. http://emulare.sourceforge.net
   5. http://www.buildinginternetofthings.com/2012/03/25/arduino-simulators/
   6. http://docs.spacebrew.cc/
   7. http://tavendo.com/blog/post/arduino-yun-with-autobahn/
   8. https://github.com/konsumer/arduinoscope
   9. https://github.com/jjg/RESTduino
   10. http://belogic.com/uzebox/index.asp
   11. http://inventorartist.com/rolly-bot/
   12. http://www.instructables.com/id/Motion-Sensing-LEDs/
   13. http://www.inventable.it/PAGES/LedResCalculator/LedResCalculator.html
   14. http://viper.thingsoninternet.biz/
   15. http://snap.berkeley.edu/ http://s4a.cat/snap/ https://github.com/MrYsLab/s2a_fm
   16. http://www.openhab.org/
   17. http://dataviz.com.au/robot_guitar.html
   18. https://github.com/jpmens/mqttwarn#twitter
   19. https://f-droid.org/repository/browse/?fdfilter=bluetooth&fdid=ru.sash0k.bluetooth_terminal
   20. http://lanus.elarteylatecnologia.com.ar:8081/pardo.bsso/taller_arduino_misiones/tree/master
   21. http://makezine.com/2016/02/27/arduino-leds-transform-your-fan-video-game-display/
   22. [34]
   23. http://involt.github.io/
   24. platformio
   25. s4a, snap4arduino
   26. https://xod.io/
   27. https://www.indiegogo.com/projects/malduino-badusb-arduino-usb#/
   28. http://ventilagon.protocultura.net/
   29. http://www.instructables.com/id/Arduino-VGA-Game-Console/
   30. https://blog.arduino.cc/2017/06/21/arduino-uno-driven-plotter-uses-rulers-for-arms/
   31. https://blog.arduino.cc/2017/06/22/a-fidget-spinning-robot/
   32. https://iot.mozilla.org/things/
   33. https://gitlab.camba.coop/memes-sonoros/pianuino
   34. https://github.com/jpmens/tempmonitor
   35. https://github.com/fabaff/mqtt-panel
   36. https://github.com/krolow/ArduinoParticles
   37. https://github.com/selfup/arduino_control
   38. https://github.com/IainIsCreative/react-johnny-five-traffic-lights