1
00:00:00,700 --> 00:00:05,879
Bien, bienvenidos a todos los asistentes al curso de investigación y método científico en el aula

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00:00:05,879 --> 00:00:11,439
y en concreto a la serie de vídeos dedicados a los sensores y actuadores habitualmente empleados en tecnología.

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00:00:12,140 --> 00:00:16,300
En concreto este vídeo estará dedicado a los sensores y actuadores avanzados

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00:00:16,300 --> 00:00:22,059
que vamos a clasificar así porque requieren de una serie de librerías específicas para su control y su programación

5
00:00:22,059 --> 00:00:26,420
y que por tanto pues incrementan la dificultad a la hora de utilizarlos.

6
00:00:26,420 --> 00:00:34,899
Afortunadamente tenemos lenguajes de programación que facilitan la utilización de estos sensores y actuadores avanzados

7
00:00:34,899 --> 00:00:45,820
como es el caso de Arduino Blocks que contiene en su listado, en su biblioteca de instrucciones y de bloques de programación

8
00:00:45,820 --> 00:00:54,179
un conjunto de bloques que permiten el control de sensores y actuadores como pantallas LCD en comunicación I2C

9
00:00:54,179 --> 00:00:59,200
sensores de humedad y de temperatura, pantallas OLED, teclados, etc.

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00:00:59,840 --> 00:01:06,939
Estos bloques están distribuidos en función de este tipo de sensores y de actuadores

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00:01:06,939 --> 00:01:11,959
y incluyen todos los instrucciones, los bloques gráficos necesarios para su control.

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00:01:13,680 --> 00:01:19,620
Para entender cómo funcionan estos dispositivos, estos sensores y actuadores avanzados

13
00:01:19,620 --> 00:01:24,140
en primer lugar hay que conocer cómo se comunica Arduino con estos dispositivos.

14
00:01:24,180 --> 00:01:29,219
La comunicación que dispone Arduino es una comunicación serie

15
00:01:29,219 --> 00:01:33,900
y dependiendo del tipo de dispositivo esta comunicación serie es de un tipo o de otro

16
00:01:33,900 --> 00:01:40,459
En primer lugar habría que diferenciar qué es la comunicación serie y qué es la comunicación en paralelo

17
00:01:40,459 --> 00:01:42,900
que son otros tipos de comunicación de datos que podemos tener

18
00:01:42,900 --> 00:01:51,420
En el primer caso una comunicación en paralelo es sencillamente la transmisión de datos de una sola vez con un solo pulso de reloj

19
00:01:51,420 --> 00:01:56,980
y por lo tanto todos estos datos viajan de una sola vez y evidentemente es una comunicación mucho más rápida.

20
00:01:57,659 --> 00:02:00,420
Sin embargo Arduino dispone de una comunicación serie.

21
00:02:02,099 --> 00:02:14,400
Esta comunicación serie tiene varios formatos y lo que fundamentalmente ocurre es que esa transmisión de datos se realiza con pulsos de reloj y con un bit detrás de otro.

22
00:02:14,879 --> 00:02:17,879
Esto evidentemente implica que la comunicación es mucho más lenta.

23
00:02:17,879 --> 00:02:30,340
Ahora bien, estos hemicocontroladores, como por ejemplo los que dispone la tarjeta de control Arduino, han evolucionado mucho y la velocidad de transmisión serie es bastante elevada.

24
00:02:30,699 --> 00:02:44,259
Por lo tanto, podemos decir que esta comunicación serie va a permitir el control de estos dispositivos avanzados utilizando este tipo de comunicación serie sin ralentizar el proceso de control del dispositivo.

25
00:02:44,259 --> 00:02:52,439
básicamente vamos a ver tres tipos de comunicación serie que dispone arduino y cuyos pines están aquí

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00:02:52,439 --> 00:02:56,960
detallados como vemos podemos utilizar una comunicación y 2c ahora detallaremos lo que

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00:02:56,960 --> 00:03:03,060
consiste una comunicación uart en estos pines que vemos aquí y una comunicación denominada spi que

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00:03:03,060 --> 00:03:10,259
utiliza estos cuatro pines y aquí tenemos pues los tres tipos de comunicación serie que dispone

29
00:03:10,259 --> 00:03:16,919
Arduino. En primer lugar tenemos la comunicación denominada UART, es una comunicación universal

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00:03:16,919 --> 00:03:22,900
asíncrona de transmisión y recepción y es una comunicación asíncrona lo que significa

31
00:03:22,900 --> 00:03:28,900
que no necesita una señal de reloj para sincronizar los datos que envía Arduino o que recibe

32
00:03:28,900 --> 00:03:35,080
del dispositivo. Como no tiene una señal de reloj que sincronice estos datos, entonces

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00:03:35,080 --> 00:03:38,860
tenemos que establecer una serie de protocolos para el envío y la recepción de las señales

34
00:03:38,860 --> 00:03:43,219
y que el dispositivo pueda comunicarse sin problemas con Arduino.

35
00:03:44,319 --> 00:03:48,360
Para empezar, la velocidad de transmisión y de recepción tiene que estar en los dos,

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00:03:48,500 --> 00:03:51,340
la misma velocidad de transmisión y de recepción de datos.

37
00:03:51,840 --> 00:03:59,919
Y los pines que utiliza Arduino para esta emisión y recepción de datos son los pines 0 y 1 digitales

38
00:03:59,919 --> 00:04:08,580
y nos permite, mediante el pin TX de transmisión de datos, enviar datos hacia el dispositivo

39
00:04:08,580 --> 00:04:15,879
y mediante el pin RX, recepción de datos, podemos recibir los datos enviados por el dispositivo, por el periférico que queremos controlar.

40
00:04:16,560 --> 00:04:24,740
Por supuesto, ambos dispositivos tienen que tener referenciado las señales al mismo nivel de GND

41
00:04:24,740 --> 00:04:28,240
y por lo tanto esta señal de GND tiene que ser común en ambos dispositivos.

42
00:04:28,740 --> 00:04:31,720
La velocidad máxima de transmisión es de unos 20 kW por segundo

43
00:04:31,720 --> 00:04:35,939
y bueno, pues por ejemplo podemos encontrarnos en las comunicaciones Bluetooth, por ejemplo,

44
00:04:35,939 --> 00:04:47,139
y podemos incorporar a Arduino una comunicación Bluetooth para poder comunicarnos con este sistema de transmisión de datos.

45
00:04:47,959 --> 00:04:54,600
La mayoría de los periféricos, no obstante, utilizan el sistema de comunicación serie denominado I2C,

46
00:04:55,060 --> 00:04:59,939
algo así como circuito interintegrado, y es una comunicación de tipo síncrona.

47
00:05:00,100 --> 00:05:00,699
¿Esto qué significa?

48
00:05:00,699 --> 00:05:11,000
Significa que todos los dispositivos que vamos a controlar tienen una señal de reloj que sincroniza los datos enviados y recibidos desde el dispositivo Arduino.

49
00:05:11,899 --> 00:05:23,579
Por lo tanto necesitamos dos líneas fundamentalmente de conexiones, la línea denominada SCL o señal de reloj y la denominada SDA que es la transmisión y recepción de datos.

50
00:05:23,579 --> 00:05:31,740
Para poder identificar en una sola línea a qué dispositivo se le envía o recibe los datos,

51
00:05:31,740 --> 00:05:36,779
cada uno de estos dispositivos tiene lo que se llama un direccionamiento, que es un valor en

52
00:05:36,779 --> 00:05:41,259
hexadecimal que nos va a permitir identificar hacia dónde va la información o de dónde la

53
00:05:41,259 --> 00:05:49,319
recibimos. Los pines que utilizan esta tecnología I2D, comunicación serie I2D, son los pines A4 y

54
00:05:49,319 --> 00:05:57,639
a 5, que son los pines elanógicos situados en la parte izquierda en la figura que hemos

55
00:05:57,639 --> 00:06:02,879
visto anteriormente. La velocidad de transmisión máxima que puede alcanzar es alrededor de

56
00:06:02,879 --> 00:06:08,720
1 MW por segundo y es la más utilizada en la mayoría de los periféricos que podemos

57
00:06:08,720 --> 00:06:13,579
controlar con Arduino. No obstante, existe otro tipo de transmisión de la que dispone

58
00:06:13,579 --> 00:06:40,439
Arduino que es una transmisión denominada SPI por las siglas que vemos aquí y es una transmisión que requiere un conjunto de líneas de datos mayores o un conjunto de conexiones mayores y esto es así porque en primer lugar es una comunicación sincrona, es decir, que necesitamos una señal de reloj, todos los dispositivos por lo tanto tienen que tener la señal de reloj conectada y utilizamos para la comunicación y recibimiento de datos, utilizamos cuatro conexiones.

59
00:06:40,439 --> 00:07:00,120
La conexión MOSI, denominada así porque es la que envía los datos, algo así como Master Output, Slate Input, nos permite que el dispositivo Arduino envíe los datos hacia el receptor.

60
00:07:00,120 --> 00:07:08,660
La siguiente línea, la línea MISO, vendría de las siglas Master Input y Slave Output

61
00:07:08,660 --> 00:07:14,240
y por lo tanto es el dispositivo, el receptor, el periférico el que envía los datos hacia Arduino

62
00:07:14,240 --> 00:07:19,279
Pero para saber en qué momento, qué dispositivo es el que estamos recibiendo los datos

63
00:07:19,279 --> 00:07:23,259
añadimos una siguiente línea, la línea denominada CS o Chip Select

64
00:07:23,259 --> 00:07:29,100
en el que lo que hacemos es activar o comunicarnos con ese dispositivo

65
00:07:29,100 --> 00:07:38,160
mediante una línea auxiliar adicional que es la que activamos para que el dispositivo permita la transmisión o la recepción de los datos.

66
00:07:38,759 --> 00:07:45,040
La velocidad, por supuesto, todos los dispositivos, como igual que los anteriores, referenciado siempre a negativo,

67
00:07:45,180 --> 00:07:48,699
por lo tanto, GND tiene que ser común en todos los dispositivos con respecto a Arduino.

68
00:07:48,699 --> 00:07:56,860
La velocidad máxima de transmisión es de unos 25 MB por segundo y, por ejemplo, podemos encontrarnos la comunicación SPI

69
00:07:56,860 --> 00:08:04,500
en los lectores de tarjetas RFDI que veremos en una de las aplicaciones que contaremos en su momento en un vídeo posterior.

70
00:08:06,439 --> 00:08:13,100
Vamos entonces a ver uno de los primeros actuadores que requieren una librería especial

71
00:08:13,100 --> 00:08:18,819
que es en concreto la pantalla LCD o la pantalla de cristal líquido

72
00:08:18,819 --> 00:08:25,980
y en concreto aquella que tiene en su conexión un controlador específico denominado HD44780

73
00:08:25,980 --> 00:08:33,659
que es un controlador de tipo I2C, que nos va a permitir comunicarnos con Arduino solamente con dos líneas de datos,

74
00:08:33,759 --> 00:08:42,740
las correspondientes a la comunicación serie por I2C, a la margen evidentemente de la alimentación propia del actuador,

75
00:08:43,139 --> 00:08:47,779
que requerirá evidentemente una alimentación con positivo y con negativo.

76
00:08:47,779 --> 00:09:00,120
Bueno, por los dos cables de SDA y SCL nos va a permitir comunicarnos fácilmente con este actuador y poder mostrar caracteres alfanuméricos.

77
00:09:00,620 --> 00:09:13,059
Comercialmente se presentan en dos formatos, como un display, como una pantalla LCD de dos líneas de 16 caracteres cada línea y también nos encontramos aquellos que tienen 4 líneas y 20 caracteres.

78
00:09:13,059 --> 00:09:29,559
Este controlador, como digo, que vemos aquí detallado, se puede presentar de manera externa a la pantalla LCD o se puede ya adquirir de forma física unida a la pantalla LCD con la conexión ya realizada.

79
00:09:29,559 --> 00:09:35,820
desde el punto de vista externo que podemos ver en este controlador

80
00:09:35,820 --> 00:09:40,500
nos encontramos que dispone de un jumper para poder activar o desactivar la retroalimentación

81
00:09:40,500 --> 00:09:44,399
perdón, la retroiluminación que dispone el dispositivo

82
00:09:44,399 --> 00:09:48,240
también tenemos un potenciómetro para poder ajustar el contraste

83
00:09:48,240 --> 00:09:51,220
modificar el contraste en los cuales vamos a ver los caracteres

84
00:09:51,220 --> 00:09:54,460
un LED indicador de que el dispositivo está alimentado

85
00:09:54,460 --> 00:09:57,820
y los correspondientes pines que son los que están bien conectados a los pines anteriores

86
00:09:57,820 --> 00:10:17,919
Es decir que anteriormente a la aparición de este controlador, las conexiones que requería esta pantalla LCD eran bastante numerosas, había que conectar cuatro líneas de datos para Arduino al margen de las correspondientes a la alimentación del dispositivo, al contraste con potenciómetro, etc.

87
00:10:17,919 --> 00:10:27,320
Es decir, que requería muchas conexiones y sin embargo ahora con este controlador podemos conectarlo solamente con cuatro líneas.

88
00:10:27,740 --> 00:10:39,700
Luego cada uno de estos controladores viene de fábrica con una serie de direccionamientos como corresponde a la comunicación I2C y normalmente suelen ser 0x27 o 0x3F.

89
00:10:39,700 --> 00:10:56,340
En cualquier caso podemos modificar ese direccionamiento soldando los diferentes conectores que vemos aquí, estos tres conectores A0, A1 y A2, dependiendo de cuáles tengamos conectados podemos modificar ese direccionamiento, pero por defecto como digo nos encontramos con uno de estos.