Tema 1 – Plataforma Hardware Arduino (3)

Diferentes modelos de placas Arduino y Shields

Arduino dispone de una amplia variedad de placas y shields para usar dependiendo de nuestras necesidades.

Un shield es una placa compatible que se puede colocar en la parte superior de los arduinos y permite extender las capacidades del arduino.

Arduino Uno: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno

Es la placa estándar y posiblemente la más conocida y documentada. Salió a la luz en septiembre de 2010 sustituyendo su predecesor Duemilanove con varias mejoras de hardware que consisten básicamente en el uso de un USB HID própio en lugar de utilizar un conversor FTDI para la conexión USB. Es 100% compatible con los modelos Duemilanove y Diecimila. Viene con un Atmega328 con 32Kbytes de ROM para el programa.

Esquematico: http://arduino.cc/en/uploads/Main/Arduino_Uno_Rev3-schematic.pdf

Microcontrolador: http://www.atmel.com/Images/doc8161.pdf

Arduino Mega: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega2560

Es con mucha diferencia el más potente y el que más pines i/o tiene, apto para trabajos ya algo más complejos aunque tengamos que sacrificar un poco el espacio, cuenta con el microcontroladorAtmega2560 con más memoria para el programa, más RAM y más pines que el resto de los modelos.

Arduino Ethernet: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardEthernet

Incorpora un puerto ethernet, está basado en el Arduino Uno y nos permite conectarnos a una red o a Internet mediante su puerto de red.

Arduino Due: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardDue

Arduino con la mayor capacidad de procesamiento, basado en un microcontrolador de 32 bit y arquitectura ARM: Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3 CPU. Este arduino está alimentado a 3.3V y dado que gran parte de los shields, sensore, actuadores para Arduino y compatible son a 5V lo limita, pero cada vez se ven más elementos donde se puede elegir el voltaje entre 3.3 y 5V.

Importante: 12-bit ADC

Arduino Leonardo: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardLeonardo

La diferencia de este arduino con el resto es que trae un único MCU ATmega32u4 que tiene integrado la comunicación USB, lo que elimina la necesidad de un segundo procesador. Esto tiene otras implicaciones en el compartimento del arduino al conectarlo al ordenador, lo que no lo hace apto para iniciarse con él.

Arduino Micro: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMicro

También basado en el ATmega32u4 pero mucho más compacto.

Arduino Mini: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMini

Versión miniaturizada de la placa Arduino. Mide tan sólo 30x18mm y permite ahorrar espacio en los proyectos que lo requieran. Las funcionalidades son las misma que Arduino UNO. Necesita un programador para conectarlo al ordenador: http://arduino.cc/en/Main/USBSerial

Arduino Lilypad: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardLilyPad

Diseñado para dispositivos “wearables” y e-textiles. Para coser con hilo conductor e instalarlo sobre prendas.

Ethernet Shield: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShield

La placa Arduino se comunica con el módulo W5100 y la micro-SD utilizando el bus SPI (mediante el conector ICSP). Esto se encuentra en los pines digitales 11, 12 y 13 en el modelo Duemilanove y en los pines 50, 51 y 52 del modelo MEGA. En ambas placas, el pin 10 es utilizado para seleccionar el W5100 y el pin 4 para la micro-SD. Estos pines no pueden ser utilizados para otros fines mientras la Ethernet Shield esté conectada. El en MEGA, el pin SS (53) no es utilizado pero debe dejarse como salida para que el bus SPI funcione correctamente.

Arduino Wifi Shield: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoWiFiShield

Permite conectar un Arduino a una red Wifi

Arduino GSM Shield: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoGSMShield

Conecta Arduino a Internet mediante GPRS, usando una tarjeta SIM. También permite enviar y recibir mensajes y llamadas de voz.

Arduino Motor Shield: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoMotorShieldR3

Permite manejar dos motores DC, controlando su dirección y velocidad.

Y muchas más en: http://arduino.cc/en/Main/Products

Una tabla resumen: http://es.wikipedia.org/wiki/Arduino#Especificaciones

Otros “Arduinos” y clones

Además de los productos oficiales de Arduino que hemos visto, existen otros productos compatibles con Arduino, ya sean placas para programar con el mismo entorno de programación o Shields.

El mercado del open hardware: fabricantes están trabajando por entrar en el negocio que inició Arduino con Atmel. Los fabricantes de los microcontroladores Intel y MicroChip han sacado sus propias placas con el mismo concepto que arduino.

Chipkit de Microchip:

Microchip ha decidido mover las piezas del tablero y avanzar sobre el mercado de Arduino. Con una plataforma de código abierto que es compatible con el hardware y el software de Arduino, Microchip ingresa al mercado con placas basadas en microcontroladores de 32bits, con las MCUs PIC32 y son totalmente compatibles en hardware y entorno de desarrollo con Arduino.

El chipKIT Uno32 ™ es una placa de desarrollo que es un clon de la placa Arduino Uno, y cuenta con 128 KB de memoria de programa Flash y 16 KB de RAM, con dos buses I2C, SPI y UART.

http://www.digilentinc.com/Products/Detail.cfm?NavPath=2,892,893&Prod=CHIPKIT-UNO32

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/chipKIT-Uno32-RevC_rm.pdf

Una copia de la placa Arduino Mega, el chipKIT Max32 ™ (parte # TDGL003) es una placa de desarrollo que cuenta con 512 KB de memoria de programa Flash y RAM de 128 KB, con USB, CAN y Ethernet, así como 5 buses I2C, 4 SPI , y 6 periféricos UART.

http://www.digilentinc.com/Products/Detail.cfm?NavPath=2,892,894&Prod=CHIPKIT-MAX32

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/chipKIT%20Max32_rm.pdf

Comparación Entre chipKIT 32 y Arduino Estándar

chipKIT Uno32 chipKIT Max32 Arduino Uno Arduino Mega
Hardware Open Source
Software Open Source
Velocidad de Reloj 80MHz 80MHz 20MHz 16MHz
Memoria Interna 128k 512k 32k 256k
RAM 16k 128k 2k 8k
Programable con IDE alternativa
E/S Digitales 28 (5 PWM) 58 (5 PWM) 14 (6 PWM) 54 (14 PWM)
E/S Análogas 12 16 6 16
E/S de Comunicaciones 4 8 2 10
RTCC Interno N/A N/A
Ethernet Interno N/A N/A N/A
USB 2 Interno N/A USB 2.0 OTG Controller N/A N/A
Controladores Can N/A 2 N/A N/A
Temporizadores Internos 16/32-bit 16/32-bit 8/16-bit 8/16-bit
Comparadores 2 2 1 1
I2C 2x 5x 1x 1x
SPI 2x 2x 1x 1x
UART 2x con IrDA 6x con IrDA 1x 4x

IDE y el resto de los productos de Chipkit: http://www.digilentinc.com/Products/Catalog.cfm?NavPath=2,892&Cat=18

Intel Galileo: http://arduino.cc/en/ArduinoCertified/IntelGalileo

Galileo es un placa basada en el microcontrolador de Intel Quark SoC X1000 un núcleo, un hilo, compatible con la arquitectura de conjunto de instrucciones (ISA) del procesador Intel® Pentium®, que funciona a velocidades de hasta 400 MHz, compatible con el sistema de pines de Arduino. También es compatible con el IDE de Arduino.

Compatible con una amplia gama de interfaces de E/S estándar de la industria, como la ranura de tamaño completo mini-PCI Express, el puerto Ethernet de 100 Mb, la ranura de microSD, el puerto host USB y el puerto cliente USB.

DDR3 de 256 MB, SRAM integrada de 512 kb, memoria NOR Flash de 8 MB y EEPROM de 8 kb de serie en placa; además, admite una tarjeta microSD de hasta 32 GB.

MCU Intel Galileo datasheet: https://communities.intel.com/docs/DOC-21835

Pero no sólo los fabricantes de procesadores quieren entrar en el mercado, las empresas de software también quieren que los usuarios programen con sus lenguajes de programación las MCUs.

Por último cabe destacar el Arduino Yun, que va más allá de un microcontrolador, añadiendo un sistema Linux embebido. http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardYun

Se trata de otro concepto pero también muy interesante.

Arduino Yun está basado en ATmega32u4 y Atheros AR9331. El procesador Atheros soporta una distribución Linux basada en OpenWrt llamada OpenWrt-Yun. Ofrece la ventaja que el microcontrolador se puede comunicar con la distribución linux.

Esto mismo lo haremos con un Arduino Uno y un ordenador comunicando por puerto serie u otro protocolo, pero está todo en una sola plataforma.

Otras alternativas a Arduino:

  • netduino. Microcontrolador programable con .NET. Netduino es una placa de desarrollo open source, que utiliza el .net Micro Framework como runtime por lo que puede ser programado mediante el IDE Visual C# (C-Sharp) Express Edition. En cuanto a hardware cuenta con un microcontrolador ATMEL ARM de 32 bits corriendo a 120 MHz y es compatible con la mayoría de los Shields de Arduino.
    http://netduino.com/
  • seeedunio: http://www.seeedstudio.com/depot/Seeeduino-V30-Atmega-328P-p-669.html
    Un clon de los fabricantes.
  • Waspmote de Libellium. es un dispositivo diseñado para crear redes inalámbricas de sensores con unos requerimientos bastantes específicos y destinados a ser desplegados en un escenario real. Este se trata de una versión profesional.  Waspmote y Arduino utilizan el mismo entorno de desarrollo y el código que podamos desarrollar para un Arduino lo podremos usar en este dispositivo, simplemente ajustando pequeñas cosas.
    http://www.libelium.com/products/waspmote/

Hay una amplia variedad y podemos elegir el HW y SW en función de las necesidades de nuestro proyecto. Este curso pretende no sólo a capacitar al alumno en el uso de Arduino, sino en otras plataforma cambiado unas pocas cosas.

Shields para arduino

Tenemos infinidad de shields que seguro que se adaptan a nuestro proyecto. En cada web de los fabricantes tenemos variedad donde elegir.

Un listado de shields: http://shieldlist.org/

Hace muy poco, Telefónica presentó la nueva versión del proyecto Arduino GSM/GPRS Shield, un dispositivo que incorpora conexión GPRS/GSM a una placa base de hardware libre, dando como resultado un dispositivo de bajo coste conectado gracias a la tecnología machine to machine (M2M) de Telefónica. ¿El fin? Abrir nuevas posibilidades para que el llamado internet de las cosas pueda prosperar de forma sencilla y económica con la colaboración de Arduino.

Y para el que quiera más… http://playground.arduino.cc/Main/SimilarBoards

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