RESUMEN BLOQUE 2

•  BLOQUE 2 -

• QUE ES LA PLACA CTC

Estas placas son pequeños ordenadores con los que puedes leer información de diferentes sensores, así como controlar luces, motores y muchas otras cosas. 

La placa tiene varios pines que están numerados y agrupados por funcionalidad. Hay un grupo de 14 pines (numerados de 0 a 13) que son los pines digitales y otro grupo de 6 pines (etiquetados de A0 a A5) que son los analógicos. Dado que la placa de control, a diferencia de la computadora que normalmente usa, no tiene una pantalla o un teclado, debe usar un software externo que se ejecute en una computadora diferente al escribir programas para su placa de control. Ese software es el IDE, significa "Entorno de desarrollo integrado".

Al igual que el IDE de procesamiento, este IDE también tiene un área de mensajes que, cuando compila y carga sus programas, le brinda información sobre cualquier error.

Los tableros de control se conectan mediante un cable USB, al igual que otros periféricos de computadora como una impresora, un teclado o incluso un controlador de juegos. La placa debe estar conectada a una computadora a través del cable USB al cargar un programa. El cable USB también suministra alimentación a la placa, pero puede hacer que la placa funcione con una fuente de alimentación externa, como una batería o una fuente de alimentación.

Para ver cuál es el puerto al que está conectada su placa, sigue este procedimiento:

1. Desconecta el tablero de control de tu computadora.
2. Marque 'Herramientas → Puerto' y vea qué hay disponible.
3. Conecte el tablero de control a su computadora.
4. Verifique 'Herramientas → Puerto' otra vez y debería ver un nuevo puerto, ese es su tablero.
5. Seleccione este nuevo puerto.

En los proyectos de este bloque, usaremos las funciones de la biblioteca Education Shield. En el mundo de la programación, una biblioteca es una colección de código que puede llamar desde su propio código.

• SEÑALES DIGITALES:

El alfabeto  español  tiene 27 símbolos en minúsculas, más el mismo en mayúsculas, así como 10 símbolos para los números. A diferencia de los humanos, las computadoras trabajan y se comunican con 2 símbolos; '1' y '0'. Esto es lo que se llama señales digitales. Usando combinaciones de esos dos símbolos, las máquinas digitales pueden representar casi todo en el universo. El tablero de control representa un '1' con el voltaje del tablero (5 V o 3.3 V dependiendo de la placa) y un '0' a 0 voltios (0 V).

Puede conectar ambas entradas y salidas digitales a su tablero de control. Una entrada digital significa que la placa está leyendo datos digitales de un sensor, por ejemplo, un botón. Al leer desde un botón, el panel de control leerá uno de dos estados, ALTO ('1') o BAJO ('0') dependiendo de si el botón se está presionando o no. Una salida digital significa que la placa está escribiendo datos digitales en un actuador, por ejemplo, un LED.

LÓGICA BINARIA 

Otra característica común a todas las computadoras es que usan lógica binaria. La lógica binaria significa que solo hay dos posibilidades. Como una computadora usa solo dos símbolos '1' y '0', también usa lógica binaria. En este caso, '1' representa verdadero mientras que '0' representa falso. Esto se debe a que la lógica binaria también se puede usar para hacer preguntas como "¿alcanzó la temperatura 20 grados?", La respuesta es verdadera o falsa y luego puede representarse con '1' o '0'.

• CONTAR EN BINARIO:

Nosotros tenemos un total de 10 símbolos para representar números: de 0 a 9. Al combinarlos, puede representar cualquier número. De la misma manera, casi cualquier cosa en el universo se puede representar con solo 1 y 0 Solo necesitas un sistema para combinarlos.

Imagina cuatro interruptores que pueden activarse o desactivarse. Cada interruptor tiene su propio valor, '8', '4', '2' y '1'. Cuando todos están apagados, eso representa '0' - 0000. Para representar el número uno, simplemente active el interruptor '1' - 0001. Para representar el número dos, apague el interruptor '1' y active el ' Interruptor 2 ′ - 0010.

• PARPADEO:

El panel de control no tiene pantalla, pero tiene un LED, una pequeña lámpara que se puede encender y apagar fácilmente mediante un programa. Se podría decir que el tablero viene con una pantalla de un píxel. Ese LED de a bordo está conectado al pin digital 13.

Controlar el LED a bordo es bastante simple. El primer ejemplo que programará se llama Blink. Hacer parpadear un LED significa cambiar repetidamente entre los dos estados posibles al encenderlo y apagarlo. Al igual que la forma en que los programas de procesamiento siempre necesitan tener una función setup () y una función draw () , ahora necesitamos tener una configuración () y un loop () :

• setup () : esta parte del programa se ejecuta solo una vez al principio. Aquí es donde le dices a la placa qué pines vas a usar y si los vas a usar como entradas o salidas.
• loop () : esta parte se ejecutará para siempre (o hasta que desconecte la fuente de alimentación). Los comandos en loop () se ejecutan en orden, uno tras otro. Al llegar a la última línea, volverá a comenzar desde el principio.

COMANDOS:

• Modo pin (Número de pin, INPUT | OUTPUT | INPUT_PULLUP) : Se utiliza para determinar qué hace el pin digital en la placa, ( OUTPUT ) para la salida ( INPUT | INPUT_PULLUP ) para las señales que entran en la placa.
• digitalWrite (pinNumber, HIGH / LOW) : escribe HIGH o LOW en el pin Number digital .
• retardo (tiempo) : detiene el programa durante un cierto tiempo. El tiempo se expresa en milisegundos. Si desea detener el programa durante 2 segundos, debe escribir el retraso (2000).

CÓMO FUNCIONA:

• En la configuración () , el pin 13 se configura como una salida. Este es el pin digital al que está conectado el LED incorporado.
• En loop () , el LED de a bordo se enciende al escribir ALTO en el pin 13. Esto significa que envía 5V al pin digital 13.
• El programa se detiene por 1000 milisegundos, o 1 segundo.
• El LED incorporado se apaga al escribir LOW en el pin 13. Esto significa que envía un "1" al pin digital 13.
• El programa se detiene por otros 1000 milisegundos.
• bucle () continúa en bucle.

Cuando trabaje con un LED, debe recordar que tienen polaridad. Los LEDs están  construidos para mostrar esto. La pierna larga, llamada ánodo, es positiva. Al cablearlo en un circuito, esta pata debe estar conectada a la alimentación, en este caso, a un pin digital, porque desea poder controlarlo. La pierna corta, o cátodo, es negativa y debe estar conectada a la GND.

Los LED no se romperán si los conecta de la manera opuesta, pero no funcionarán. Los LEDs no pueden llevar mucha corriente a través de ellos. Para evitar que se quemen, es necesario colocar una resistencia en serie con ellos. Para hacer los circuitos más fáciles, usarás el escudo de Educación. Cuando se monta en su tablero de control, el escudo amplía las capacidades de los tableros y aporta algunas características adicionales. Para hacer un circuito con un LED, deberá utilizar la placa de pruebas en la parte superior del escudo.

• BIP:

En esta sección probaremos a modificar el sonido. El sonido son  vibraciones.. Con el panel de control, también puede producir sonido generando vibraciones. En el siguiente experimento, lo hará con un zumbador piezoeléctrico (altavoz piezoeléctrico), haciendo que suene un pitido.

EL ZUMBADOR PIEZO

El altavoz piezoeléctrico es un componente electrónico hecho de una combinación de dos discos de diferentes materiales. Uno es metálico, mientras que el otro es generalmente cerámico y ambos tienen propiedades piezoeléctricas. Cuando se aplica un voltaje a estos materiales, se repelen y producen un clic audible. Eliminando la diferencia de voltaje, los materiales volverán a su posición original causando otro clic.

En este ejemplo, conectaremos un altavoz piezoeléctrico a la placa de control y usará el código de parpadeo de los ejemplos anteriores para hacer que el piezoeléctrico haga clic.

EJECUCIÓN:

1. Coloque el protector en la parte superior del tablero de control.
2. Conecte el piezo a través de la brecha de Breadboard.
3. Conecte una pata al pin digital 8 (no importa cuál) y la otra a GND, utilizando cables de puente.
4. Sube el código:

CÓMO FUNCIONA

• Se declara que la variable speaker Pin tiene el valor 8, el número del pin digital que está utilizando.
• En la configuración () , el pin 8 se configura como una salida .
• En loop () , escribiendo ALTO en el pin 8, el material dentro del piezo repele creando un sonido de clic.
• El programa se detiene por 1 segundo.
• Al escribir LOW en el pin 8, el material dentro del piezo vuelve a la posición normal creando otro clic.
• El programa se detiene por un segundo más.
• bucle () continúa en bucle.

TONOS:

Ahora sabes que generas sonido con tu tablero de control y un piezo al fluctuar el pin entre '0' y '1' una cierta cantidad de veces por segundo. Esa cantidad se llama frecuencia. Obtienes diferentes tonos dependiendo del valor de la frecuencia.

• La alta frecuencia, es decir, muchas oscilaciones por segundo, le da un tono de tono alto
• La baja frecuencia, pocas oscilaciones por segundo le da un tono de tono bajo.

Los tonos tienen nombres: Do (C), Re (D), Mi (E), Fa (F), Sol (G), La (A), Ti (B). De estos tonos, Do (C) tiene la frecuencia más baja de 262 hertz (Hz), mientras que Ti (B) tiene la frecuencia más alta de 494 Hz. Esto significa que necesitas hacer que el pin oscile 262 veces por segundo para jugar Do (C) y 494 veces por segundo para jugar Ti (B).

Si desea reproducir tonos diferentes, tiene que cambiar la cantidad de tiempo que el PIN está ALTO y BAJO para que se corresponda con la frecuencia de los tonos. Esto se hace cambiando el valor en la función de retraso (). Hay un par de problemas: el retraso () no permite controlar el tiempo con la precisión necesaria, y hace que el programa se detenga.

En su lugar, hay una función llamada tone () que toma dos o tres parámetros. El primero es el pin digital al que está conectado el piezo. El segundo es la frecuencia del tono. La función calcula el tiempo de retardo en función de la frecuencia y oscila el pin digital entre ALTO y BAJO en paralelo con otras tareas, sin retrasar el programa. El tercer parámetro opcional es la duración del tono en milisegundos.

• Entradas digitales

De la misma manera que puede escribir ALTO o BAJO en un pin digital, puede leer un estado generado por un sensor digital conectado a él. Las entradas digitales, al igual que las salidas digitales, solo pueden tener dos estados.

Un solo puente demostrará la teoría básica detrás de las entradas digitales. Escribirá un programa que encienda o apague el LED de a bordo, dependiendo de la lectura del pin digital donde está conectado el cable de puente.

EJECUCIÓN:

1. Conecte un cable de puente al pin digital 5.
2. Sube el código.

Ahora debe cambiar entre la conexión del extremo suelto del cable de puente a la alimentación y la GND. Cuando se conecta para alimentar, el LED de a bordo debe encenderse, cuando se conecta a GND, el LED debe apagarse. Tenga en cuenta que no funcionará perfectamente.

COMANDOS

• pinMode (pinNumber, INPUT) : configura el pinNumber digital para que se comporte como una entrada.
• DigitalRead (pinNumber) : lee el valor del pinNumber digital , ALTO o BAJO .

CÓMO FUNCIONA

• Se declaran dos variables, ledPin y inputPin . ledPin tiene el valor 13, y inputPin el valor 5.
• En la configuración () , el pin 13 se configura como una salida y el pin 5 se configura como una entrada.
• En loop () , el estado del pin 5 se lee, y se comprueba simultáneamente si es igual a ALTO .
• Si el cable está conectado a 5 V, la lectura es ALTA y el LED se enciende al escribir ALTO en el pin 13.
• Si el cable está conectado a GND, la lectura es BAJA , y el LED se apaga al escribir BAJA en el pin 13.
• loop () continúa en bucle, lo que significa que el estado en el pin 5 se verifica continuamente.

BOTÓN

Un solo cable de puente puede ser una buena manera de explicar la teoría detrás de las entradas digitales, pero no es una entrada confiable para sus proyectos. Es mejor utilizar el botón. Con nuestro tablero de control, podemos leer dos estados diferentes desde un botón; ALTA o BAJA .

En el siguiente ejemplo usamos un módulo de botones. Los módulos de componentes le facilitan la fabricación de circuitos porque ya son pequeños circuitos con los componentes electrónicos necesarios, como resistencias.

EJECUCIÓN:

1. Coloque el protector en la parte superior del tablero de control.
2. Conecte el módulo de botón a D6 usando el cable conector del módulo.
3. Sube el siguiente código:

Ahora debe presionar el botón. El LED debe encenderse cuando se presiona el botón y apagarse cuando se suelta el botón.

CÓMO FUNCIONA

• En este ejemplo, inputPin contiene el valor 6, el número del pin digital al que está conectado el módulo de botón pulsador.
• En la configuración () , el pin 13 se configura como una salida y el pin 6 se configura como una entrada.
• En loop () , se lee el estado del pin 6s, y se comprueba simultáneamente si es igual a  HIGH .
• Si se presiona el botón, la lectura es ALTA y el LED se enciende.
• Si se suelta el botón, la lectura es BAJA y el LED se apaga.
• loop () continúa en bucle, lo que significa que el estado en el pin 6 se verifica continuamente.