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Transporte con Arduino

Drones

Otra de las aplicaciones de Arduino es su uso en drones.

Firmware usado con Drones con MCUs iguales a las de Arduino:

Ardupilot:

Placa de control:

Los motores brushless se usan habitualmente en los drones son trifásicos con un variador para controlar de forma muy exacta la velocidad del motor. Motores DC brushless: https://en.wikipedia.org/wiki/Brushless_DC_electric_motor

Para cotrolar los motores brushless necesitaremos un ESC (Electronic Speed Control) https://en.wikipedia.org/wiki/Electronic_speed_control

Y el esquema de conexiones en un drone es:

Más información: https://learn.adafruit.com/adafruit-motor-selection-guide/brushless-dc-motor-control  

Montar un drone es sencillo usando el programa de Ardupilot y el SW que facilita es el mission planner: http://ardupilot.org/planner/index.html

Rovers

Es muy habitual ver desarrollos de coches o rovers con Arduino e incluso ya venden kits para montar tu propio coche con Arduino

Hay coches basados en Arduino comerciales como Moway: http://moway-robot.com/category/productos-mowayduino/

KITs de coches:

También hay un proyecto Rover con Arduino derivado de ardupilot:

Robot 1 – Basado en el bq printbot evolution. Se puede comprar el kit completo o imprimir las pieza y comprar BQ zum kit y montarlo o incluso comprar las piezas por separado.

Programación con IDE Arduino o bitbloq: http://bitbloq.bq.com/#/

Montaje: http://diwo.bq.com/montaje-del-printbot-evolution/

Placa ZUM: http://diwo.bq.com/placa-controladora-conexion-zum/

Componentes electronicos: http://diwo.bq.com/descubre-los-componentes-electronicos-del-kit-de-robotica/

Partes imprimibles:

Robot 2 –  basado en el kit de chasis de coche 4×4 con 4 motores DC y reductora

Kit Chasis:

Montado:

En este caso se opta por un Arduino Yun al tener un interfaz wifi integrado y la posibilidad de poner una web embebida en el SO linux y usar la API REST para comunicar con el microcontrolador.

Driver: L298N Breakout Board (Esta breakout board es muy sencilla y bien documentada):

Specification:

  • chipset: L298N
  • Driving power supply voltage Vs: +5V  to +46V
  • Peak current of driving power supply Io: 2A
  • Vss: +5V to +7V
  • Current of logic power supply: 0 – 36mA
  • PWM control signal range:
    • Low level: -0.3V < Vin < 1.5V
    • High level: 2.3V < Vin< Vss
  • Enable signal range:
    • Low level: -0.3V
    • High level: 2.3V < Vin< Vss
  • Maximum power consumption: 25W
  • Working temperature: -25C to 130C
  • Regulador de tensión para los 5V.

Para las conexiones se usa un shield de conectores grove: Base Shield V2: http://www.seeedstudio.com/depot/Base-Shield-V2-p-1378.html?cPath=98_16

Esquema del shield: https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/arduino_MotorShield_Rev3-schematic.pdf

Alimentación:

Código del proyecto: https://github.com/jecrespo/Coche_AprendiendoArduino

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Entornos de Aplicación Arduino

Arduino se ha popularizado por el creciente movimiento del DIY (https://es.wikipedia.org/wiki/H%C3%A1galo_usted_mismo, https://en.wikipedia.org/wiki/Do_it_yourself), como un elemento barato para hacer pequeños proyectos de “bricolaje”, pero arduino va más allá.

Existen multitud de entornos de aplicación de Arduino: automatización industrial, domótica, herramienta de prototipado, plataforma de entrenamiento para aprendizaje de electrónica, tecnología para artistas, eficiencia energética, monitorización, adquisición de datos, DIY, aprendizaje de habilidades tecnológicas y programación, etc…

En la educación tanto en institutos en secundaria y bachillerato como en formación profesional y la universidad, Arduino ha entrado con mucha fuerza para entrenar habilidades y como herramienta pedagógica.

Robótica

Robótica es otros de los entornos donde Arduino es muy usado, incluso ya hay un arduino robot: http://arduino.cc/en/Main/Robot o kits de robótica:

Productos comerciales

También existen muchos productos y proyectos basados en Arduino, lo que nos da una idea de la amplitud de los entornos donde podemos usar arduino. En las web de crowdfunding podemos encontrar muchos productos basados en Arduino:

El programa Arduino at heart tiene productos comerciales con el sello Arduino: https://www.arduino.cc/en/ArduinoAtHeart/Products

Arte

Un ejemplo de uso de Arduino en el mundo del arte se pudo ver en el museo wurth (http://www.museowurth.es/) en el mes de febrero de 2016 en la exposición light kinetics: http://www.museowurth.es/light_kinetics.html.

Este video es una muestra del montaje: https://vimeo.com/149774067, vemos que para las obras de arte usa un arduino mega http://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega2560 y un sensor de 9 grados de libertad con acelerometro, gisroscopio y magnetometro https://www.sparkfun.com/products/10724 que manda os datos a un ordenador y este mediante software controla los módulos DMX para encender las luces.

IoT

Una de las principales aplicaciones de Arduino está en el Internet de las cosas (IoT) o Internet de todo o dispositivos conectados o M2M. Internet de las cosas (IoT, por su siglas en inglés) es un concepto que se refiere a la interconexión digital de objetos cotidianos con Internet.

Otro aspecto que está muy de moda en este momento es el IoT en la industria, que también se le denomina “Industria Conectada” o Industria 4.0.

Arduino IoT: https://create.arduino.cc/iot/

Placa Arduino especialmente diseñado para el IoT: https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoMKR1000

Nota de prensa de Atmel:

The Internet of Things (IoT) will create a market worth $1.9 trillion by 2020, according to Gartner.

Atmel provides all the key building blocks for IoT applications—from embedded processing and connectivity to sensors, security, and software. These include: Atmel® AVR® and ARM®-based microcontrollers (MCUs), CryptoAuthentication™ devices, A complete sensing platform, Standards-based wireless technologies, including wireless modules and System on a Chip (SoC) devices.”

Impresoras 3D

Otros productos por los que conocemos Arduino son las impresoras 3D y los drones. El código o sketch que funcionan dentro de un Arduino usado en un drone o en una impresora 3D están disponibles y podemos modificarlos. En este curso no vamos a aprender a montar un drone una impresora 3D, pero entenderemos que hace el Arduino usado en estos dispositivos y cómo usa los periféricos usados (motores, display, botones, etc…).

Este enlace explica los materiales necesarios para montar una impresora 3D con Arduino y algunos conceptos relacionados: http://saber.patagoniatecnology.com/kit-electronica-impresora-3d-arduino-argentina-ptec/

Firmware para impresoras 3D del proyecto reprap:

Interesante tutorial paso a paso para montar una impresora 3D: https://www.cooking-hacks.com/documentation/tutorials/3d-printer-step-by-step-tutorial-guide-prusa-it3 que usa el firmware Marlin.

Drones

Firmware usado con Drones con MCUs iguales a las de Arduino:

Rover con Arduino:

Arduino como elemento de prototipado en la industria

Ejemplo de las zapatillas John Luck:

El arduino que va montado y se ve en la foto, que vale 9.95$: https://www.sparkfun.com/products/11113

El modulo bluetooth, que vale 34.95$: https://www.sparkfun.com/products/12580

El sensor: https://www.sparkfun.com/products/10293, que vale 1.5$, posiblemente no sea este puesto que sería necesario un sensor con mucha más sensibilidad.

El resto  de elementos posiblemente sean para adaptar la señal del sensor piezo eléctrico y cargador de batería.

Conclusiones

Como puede verse el ámbito de aplicación de Arduino es enorme, pero no es siempre la mejor solución para todo, en algunos casos podemos usar otras soluciones o estar matando moscas a cañonazos.

¿En qué ámbito tiene sentido usar un Arduino y en cuáles no?. Por ejemplo, supongamos que nos piden hacer un sistema de temporización de iluminación, para iluminar ciertas habitaciones o zonas de forma alterna. Para ello habrá que manipular el cuadro eléctrico para poner unos interruptores en los circuitos de iluminación. En este caso sería mejor poner relés temporizadores y hacer la configuracion de ellos.

Ahora bien, si lo que queremos es que podamos cambiar esa temporización remotamente desde cualquier parte del mundo sin tener que ir al cuadro o apagar y encender las luces manualmente desde una web, entonces la solución puede ser un arduino más unos relés y unos drivers de relés para poder manejarlo desde el Arduino.

 

¿Que aplicación profesional o personal piensas que podrías usar Arduino?

Ejemplo: Obtener datos de mi coche a través del conector ODB:

Ejemplo: Hacer un coche RC https://www.youtube.com/watch?v=ejZg2qm53Qc

Qué Puedes Hacer con un Arduino

La respuesta es que puedes hacer/construir casi de todo. Arduino es una plataforma para programar un microcontrolador y por lo tanto puede hacer todo lo que puede hacer una MCU, todo depende de nuestra imaginación. Un arduino puede ser un sistema autónomo programado que realice una o varias tareas específicas.

Un ejemplo de lo que puede hacer Arduino es ver los proyectos publicados en Internet como Arduino. Proyectos con Arduino: http://www.instructables.com/tag/type-id/category-technology/channel-arduino/

Principalmente podemos usar Arduino como una herramienta de prototipado, para hacer un despliegue rápido de una idea o medir de una manera objetiva los resultados. Con Arduino podemos hacer “smart” las cosas, es decir, que se conecten a internet. Qué cosas podemos hacer: twitterar, mandar correos, publicar en otras redes sociales, poner datos en tiempo real en internet o en un servidor privado, compartir su estado, etc…

Proyectos curiosos con Arduino:

Arduino se ha popularizado por el creciente movimiento del DIY (https://es.wikipedia.org/wiki/H%C3%A1galo_usted_mismo, https://en.wikipedia.org/wiki/Do_it_yourself), como un elemento barato para hacer pequeños proyectos de “bricolaje”, pero Arduino va mucho más allá.

Existen multitud de entornos de aplicación de Arduino: automatización industrial, domótica, herramienta de prototipado, plataforma de entrenamiento para aprendizaje de electrónica, tecnología para artistas, eficiencia energética, monitorización, adquisición de datos, DIY, aprendizaje de habilidades tecnológicas y programación, etc…

Robótica es otros de los entornos donde Arduino tiene mucha aplicación, incluso ya hay un arduino robot: http://arduino.cc/en/Main/Robot o kits de robótica: http://www.dx.com/p/arduino-compatible-bluetooth-controlled-robot-car-kits-146418#.Vvlc3uKLTcshttp://www.amazon.com/Makeblock-Starter-Robot-V2-0-Electronics/dp/B00H3D8L9O

Y por supuesto en institutos, formación profesional y universidad ha entrado con mucha fuerza como herramienta pedagógica.

También existen muchos productos y proyectos comerciales basados en Arduino, lo que nos da una idea de la amplitud de los entornos donde podemos usar arduino:

Un ejemplo de uso de Arduino en arte se pudo ver en el museo wurth (http://www.museowurth.es/) en el mes de febrero de 2016 en la exposición light kinetics: http://www.museowurth.es/light_kinetics.html.

Este video es una muestra del montaje: https://vimeo.com/149774067, vemos que para las obras de arte usa un arduino mega http://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega2560 y para una de las obras usa un sensor de 9 grados de libertad con acelerometro, gisroscopio y magnetometro https://www.sparkfun.com/products/10724 que manda os datos a un ordenador y este mediante software controla los módulos DMX que se conectarán al ordenador con un adaptador USB a DMX.

El programa Arduino at heart tiene productos comerciales con el sello Arduino: https://www.arduino.cc/en/ArduinoAtHeart/Products

Pero el principal aspecto de aplicación de Arduino está en el Internet de las cosas (IoT) o Internet de todo o dispositivos conectados o M2M. Internet de las cosas (IoT, por su siglas en inglés) es un concepto que se refiere a la interconexión digital de objetos cotidianos con Internet. Otro aspecto que está ahora de actualidad es el IoT en la industria, que también se le denomina “Industria Conectada” o Industria 4.0, se trata de ampliar el concepto de IoT a la industria.

Otros productos por los que conocemos Arduino son las impresoras 3D y los drones. El código o sketchs que funcionan dentro de un Arduino usado en un drone o en una impresora 3D están disponibles y podemos ver como son y modificarlos.

Firmware para impresoras 3D del proyecto reprap:

Interesante tutorial paso a paso para montar una impresora 3D: https://www.cooking-hacks.com/documentation/tutorials/3d-printer-step-by-step-tutorial-guide-prusa-it3 que usa el firmware Marlin.

Firmware usado con Drones con MCUs iguales a las de Arduino:

Rover con Arduino:

Entornos de aplicación de Arduino

Existen multitud de entornos de aplicación de Arduino: automatización industrial, domótica, herramienta de prototipado, plataforma de entrenamiento para aprendizaje de electrónica, tecnología para artistas, eficiencia energética, monitorización, adquisición de datos, robótica, DIY etc…

Y también existen muchos productos y proyectos basados en Arduino, lo que nos da una idea de la amplitud de los entornos donde podemos usar arduino:

Robótica es otros de los entornos donde Arduino tiene mucha aplicación, incluso ya hay un arduino robot: http://arduino.cc/en/Main/Robot

Uno de los principales aspectos de aplicación de Arduino está en el Internet de las cosas (IoT) o Internet de todo o dispositivos conectados o M2M. Internet de las cosas (IoT, por su siglas en inglés) es un concepto que se refiere a la interconexión digital de objetos cotidianos con Internet.

Otro aspecto que está muy de moda en este momento es el IoT en la industria, que también se le denomina “Industria Conectada”.

Nota de prensa de Atmel: “The Internet of Things (IoT) will create a market worth $1.9 trillion by 2020, according to Gartner. Atmel provides all the key building blocks for IoT applications—from embedded processing and connectivity to sensors, security, and software. These include: Atmel® AVR® and ARM®-based microcontrollers (MCUs), CryptoAuthentication™ devices, A complete sensing platform, Standards-based wireless technologies, including wireless modules and System on a Chip (SoC) devices.”

También Arduino ha tomado notoriedad por su uso en impresoras 3D y en drones, en este curso no vamos a aprender a montar un drone una impresora 3D, pero entenderemos que hace el Arduino dentro de estos dispositivos.

En este enlace explica los materiales necesarios para montar una impresora 3D con Arduino y algunos conceptos relacionados: http://saber.patagoniatecnology.com/kit-electronica-impresora-3d-arduino-argentina-ptec/

Firmware para impresora 3D:

Interesante paso a paso para montar una impresora 3D: http://www.cooking-hacks.com/documentation/tutorials/3d-printer-step-by-step-tutorial-guide-prusa-it3

Y más sobre impresoras 3D: https://ultimaker.com/en/support

Drones con Arduino:

Como puede verse, el ámbito de aplicación de Arduino es enorme, pero no es la mejor solución para todo, en algunos casos podemos no usar la mejor solución o estar matando moscas a cañonazos.

En qué ámbito tiene sentido usar un Arduino y en cuáles no. Por ejemplo supongamos que nos piden hacer un sistema de iluminación con temporizador, para iluminar ciertas habitaciones de forma alternativa. Para ello habrá que manipular el cuadro eléctrico para poner unos interruptores en las fases de las iluminaciones. En este caso sería mejor poner relés temporizadores y hacer la configuración de ellos.

Ahora bien, si lo que queremos es que podamos cambiar esas temporización remotamente desde cualquier parte del mundo sin tener que ir al cuadro o apagar y encender las luces a nuestro antojo desde una web, entonces necesitaremos un arduino más unos relés adecuados y unos drivers de relés para manejar los relés desde el Arduino.

Ejercicio: ¿Que aplicación profesional o personal piensas que podrías usar Arduino?

Ejemplo: Obtener datos de mi coche a través del conector ODB: