Los microcontroladores combinan la electrónica con la programación, permitiendo que, mediante líneas de código, se puedan configurar dispositivos electrónicos para realizar diversas tareas. Entre los más populares, encontramos diferentes familias según los fabricantes. Por ejemplo, Microchip produce los microcontroladores PIC, Atmel ofrece los conocidos ATtiny y ATmega, siendo el último utilizado por la empresa Arduino para fabricar sus placas de desarrollo. Además, nuevas empresas como BBC Microbit también han desarrollado sus propias placas, como la Microbit.
Arduino es una plataforma de hardware libre basada en microcontroladores que simplifica el proceso de diseño y desarrollo de sistemas electrónicos. Consiste en una serie de placas de circuito impresas (PCBs) con microcontroladores integrados, junto con un entorno de desarrollo integrado (IDE) que permite programar los microcontroladores fácilmente. Arduino se destaca por su accesibilidad y facilidad de uso, lo que lo convierte en una opción popular tanto para principiantes como para expertos. La comunidad de Arduino también ofrece una gran cantidad de bibliotecas de software y recursos, facilitando la implementación de proyectos complejos.
Las placas de Arduino están equipadas con un microcontrolador que se puede programar para realizar tareas específicas. El proceso de programación se realiza mediante el entorno de desarrollo integrado (IDE) de Arduino, que permite escribir y cargar código al microcontrolador a través de una conexión USB. Una vez programada, la placa ejecuta el código y controla los componentes conectados, como sensores, actuadores y módulos externos. La facilidad para conectar y controlar diferentes dispositivos, junto con la disponibilidad de módulos y shields, permite a los usuarios crear una amplia gama de aplicaciones, desde proyectos sencillos hasta sistemas complejos.
Una de las principales ventajas de Arduino es la capacidad de expandir sus funcionalidades mediante módulos y shields. Los shields son placas adicionales que se conectan directamente a la placa de Arduino, proporcionando funcionalidades adicionales como conectividad Ethernet, control de motores o pantallas LCD. Los módulos, por otro lado, son componentes independientes que se comunican con la placa de Arduino a través de pines o interfaces específicas, como I2C o SPI. Esta modularidad permite a los usuarios adaptar y personalizar sus proyectos de manera flexible, incorporando fácilmente nuevas características y capacidades. A continuación se presentan unas de estas funcionalidades:
El sensor de ultrasonido emite una onda ultrasónica que viaja hasta el objetivo y regresa al sensor. La distancia al objeto se calcula basándose en el tiempo que tarda la onda en ir y volver. La frecuencia utilizada es el ultrasonido, y al dividir el tiempo de viaje de la señal por la velocidad del sonido en el aire, se obtiene la distancia precisa. A continuación, podemos ver el sensor:
Este tipo de sensores, como los próximos, requieren más elementos para generar y recibir la señal. En el caso del sensor ultrasonido, se necesita un componente que emita los pulsos que se traducen en las ondas enviadas, así como un procesamiento posterior para realizar la operación correspondiente. En muchos casos, este procesamiento lo realiza un microcontrolador, del cual se verá más adelante. Otros elementos también pueden producir esas señales.