El mundo de la electrónica puede ser divertido y emocionante, pero a menudo puede parecer bastante desalentador cuando miras un diagrama de cableado y no tienes idea de por dónde empezar. Además, comprender el código que va a un microcontrolador puede resultar confuso si eres nuevo en esto. ¡Afortunadamente, estamos aquí para brindarle la información que necesita para comenzar su viaje de aprendizaje!
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En este artículo, profundizaremos en qué es un microcontrolador analizando sus beneficios y características. Luego, le daremos un proyecto simple sobre cómo ejecutar un actuador lineal desde un microcontrolador, comenzando por extenderlo/retraerlo. Si eres nuevo en el mundo de los microcontroladores o eres un aficionado experimentado que sólo necesita un poco de repaso, este es el artículo para ti. Este artículo es uno de muchos por venir , donde analizaremos más de cerca los protectores de microcontroladores, módulos de sensores y controladores de motores. ¡Pero comencemos con lo básico!
¿Qué es un microcontrolador: beneficios y características?
Mire a su izquierda y luego mire a su derecha. Probablemente habrás visto un puñado de cosas en tu casa u oficina que tienen un circuito integrado (IC) en su interior: estos pequeños chips basados en silicio son el cerebro de tus dispositivos electrónicos. Las placas de microcontroladores tendrán uno o más de estos circuitos integrados junto con varios periféricos.
Los microcontroladores son dispositivos pequeños, versátiles y económicos que pueden ser implementados y programados con éxito no sólo por ingenieros eléctricos experimentados, sino también por aficionados, estudiantes y profesionales de otras disciplinas.
Un microcontrolador generalmente tendrá los siguientes elementos:
- Unidad Central de Procesamiento (CPU): realiza operaciones aritméticas, gestiona el flujo de datos y genera señales de control basadas en un conjunto de instrucciones (es decir, código).
- Memoria no volátil: almacena el programa del microcontrolador que le dice a la CPU exactamente qué hacer.
- Memoria volátil (es decir, RAM): se utiliza para el almacenamiento temporal de datos. Estos datos se pierden cuando el microcontrolador pierde energía.
-
Periféricos: módulos de hardware que ayudan a un microcontrolador a interactuar con el sistema externo.
- Convertidores de datos (AC-DC, DC-AC y generadores de tensión de referencia).
- Generación de reloj.
- Momento.
- Entradas y salidas.
- Comunicación serial.
Un microcontrolador es muy rentable ya que se puede producir a un coste menor que sus predecesores electromecánicos. Además, las placas de desarrollo, como la Arduino , permiten una programación rápida y son ideales para prototipos de sistemas. Debido a que la mayoría de los circuitos están hechos de circuitos integrados, el costo de energía al usar un microcontrolador es mucho menor que si se usan componentes individuales de un circuito lógico de tipo relé. Por último, dado que el microcontrolador típico es programable, significa que puedes reutilizarlo en otro proyecto si es necesario.
Cómo utilizar un microcontrolador con un actuador lineal para extender/retraer
¡Es hora de poner a prueba un actuador lineal de Progressive Automations con microcontrolador y extenderlo/retraerlo! Le guiaremos a través del cableado y cómo funciona el código para que pueda modificar el control del actuador lineal como desee.
Que necesitarás
Esto es lo que necesitará para comenzar a emparejar un microcontrolador con un actuador lineal. Todos los componentes se pueden adquirir en la web de Progressive Automations:
- Fuente de alimentación de 12 VCC
- arduino mega
- LCD con botones
- Relé de 2 canales
- Actuador (12 V CC con consumo de corriente máximo de 10 A)
- Cable USB Tipo A/B Cables de puente
Cableado y carga de código
Afortunadamente, no es necesario hacer mucho cableado debido a los escudos. Este cableado simple hace de este proyecto el mejor proyecto para principiantes para aprender a usar un microcontrolador. Una vez que tenga los componentes necesarios, siga las conexiones de cableado a continuación paso a paso. Utilice la imagen de pinout de Arduino como referencia.
- LCD apilado en Arduino Pin 26
- Relé IN1 a Arduino Pin 30
- Relé IN2 a Arduino 5V
- Relé VCC a Arduino GND
- Relé GND a Relé NO2
- 12 V CC al relé NC2
- 12 VCC al relé NC1
- Relé NC2 a Relé NO1
- Relé NO2 al positivo del actuador
- Relé COM1 al negativo del actuador
- Relé COM2
Explicación del código
Vea el código completo de este proyecto aquí .
El código que entiende la placa del microcontrolador Arduino es C. Se han escrito varias bibliotecas que contienen código para simplificar la adición de varios periféricos, en este caso, la pantalla LCD (#include <LiquidCrystal.h>).
La primera parte del código es la configuración de los pines. Estos números de pines se correlacionan con las conexiones de relé en los números de pines de Arduino. Si decide utilizar una placa de microcontrolador Arduino diferente, asegúrese de que estos números se cambien para que coincidan con el pin al que conecta los relés.
El bucle de configuración asigna los pines del relé como SALIDAS y los establece en BAJO. Además, a la pantalla LCD se le envían algunos comandos para mostrar texto y configurar las flechas del cursor. Dentro del bucle principal, el código verifica constantemente si se ha presionado alguno de los botones en la placa LCD. En este caso, los botones están conectados al pin A0 del Arduino. Cuando se presiona un botón, el valor leído por el Arduino será cercano a 100 o cercano a 255, dependiendo de qué botones se presionaron. Estos valores no siempre son exactos, especialmente si tienes circuitos adicionales conectados al Arduino que podrían interferir con la señal. Por lo tanto, se ha incluido un valor umbral que se puede ajustar si los botones son demasiado sensibles a las interferencias.
Si tiene el Arduino conectado a su computadora a través de USB, puede usar el monitor serie en el IDE de Arduino para ver la señal de salida del pin A0. Simplemente agregue la siguiente línea de código al bucle principal:
Serie.println(A0);
Se produce cierta lógica con la señal de lectura para determinar si se presionó el botón arriba o abajo. Si se presionó el botón arriba, un relé se configurará en alto y el otro en bajo. Si se presionó el botón hacia abajo, la lógica se invierte. La activación y desactivación de relés hará que el actuador se extienda/retraiga.
Ahora que sabe cómo funciona el código, puede jugar con él agregando lógica adicional, como encender un LED cuando el actuador se extiende y apagarlo cuando el actuador se retrae. Esto es bastante simple de hacer y requerirá que configure el número de pin, asigne el pin como SALIDA y luego establezca ese pin en ALTO (comando digitalWrite) dentro de la instrucción if o if.
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Conclusión
Trabajar con un microcontrolador Arduino para un actuador, entre otros, puede resultar bastante divertido y gratificante. Aprender a codificar en un microcontrolador simple para un actuador, especialmente en lenguaje C, es una excelente manera de desarrollar sus conocimientos y potencialmente convertir sus habilidades de codificación en una carrera. Comience con lo básico y avance hasta proyectos más complejos.
En los próximos artículos, exploraremos varios escudos que se pueden usar con Arduino y le mostraremos fragmentos de código un poco más complejos. Además, investigaremos el uso de sensores para controlar segmentos de su código para controlar un actuador lineal. Si tiene más consultas sobre microcontroladores o sobre la conexión de un actuador lineal a un microcontrolador, ¡no dude en contactarnos !