CURSO DE ARDUINO 4

1. Carga el FIRMWARE en Arduino.
2. Abre S4A
3. Sitúa las siguientes órdenes en la ventana de Programas y haz doble click para ver su efecto.
4. El resultado debe observarse en el LED "L" de Arduino, que corresponde al PIN Digital 13.
   

1. La intermitencia se iniciará al presionar la Tecla Espacio.
   
2. Se repetirá 10 veces.
   
3. El LED estará encendido durante 1/2 segundo
4. Después se apagará durante otro 1/2 segundo
5. El ciclo se repetirá 10 veces, acabando en estado "Apagado"

• Crea en S4A un nuevo programa que realice la secuencia típica de un semáforo:

1.  La secuencia se iniciará al pulsar "La bandera Verde"
2. Comienza el LED Verde encendido durante 3 segundos (luego se apaga).
   
3. A continuación parpadea 5 veces el LED amarillo (termina apagándose).
4. El LED rojo se enciende otros 3 segundos (luego se apaga)
5. Se repite indefinidamente la secuencia
   

• PREGUNTA: ¿Por qué no podemos usar los mismos PINES que utilizábamos en la práctica anterior?
  

1. Abre el software de Arduino
   
2. Carga el FIRMWARE y transmítelo a Arduino
   
3. Abre S4A y crea el programa necesario

• En esta modalidad, el servomotor no puede posicionarse en un ángulo concreto.
• A cambio, puede dar vueltas completas.
• Sus posibilidades de funcionamiento son 3:
• Parado
• Rotación en sentido Horario (el de las agujas del reloj)
  
• Rotación en sentido Antihorario (al revés que las agujas del reloj)
  

• el motor M1 debe girar en sentido Horario y
  
• M2 en modo Antihorario

• M1 debe girar en modo Antihorario y
  
• M2 en modo Horario

• M1 en modo Antihorario y
• M2 también en Antihorario

• M1 en modo Horario y
• M2 asímismo en modo Horario

• Al pulsar la flecha derecha, M1 girará en sentido Horario.
• Pulsando la flecha izquierda, M1 girará en sentido Antihorario
• Pulsando la tecla Espacio, M1 se parará
  

MOVIMIENTOS (ver guía)

• Al pulsar la flecha Arriba, M1 y M2 conseguirán que el robot AVANCE
• Pulsando la flecha Abajo, M1 y M2 conseguirán que el robot RETROCEDA
• Al pulsar la flecha Derecha, M1 y M2 conseguirán que el robot GIRE A LA DERECHA
• Al pulsar la flecha Izquierda, M1 y M2 conseguirán que el robot GIRE A LA IZQUIERDA
• Pulsando la tecla Espacio,el robot se parará
  

• Al pulsar la Tecla "d", el Motor girará en sentido Horario.
• Pulsando la Tecla "a", el Motor girará en sentido Antihorario
• Pulsando la tecla Espacio, el Motor se parará
  

• Al pulsar la Tecla "w", MotorA y MotorB conseguirán que el robot AVANCE
• Pulsando la Tecla "s", MotorA y MotorB conseguirán que el robot RETROCEDA
• Al pulsar la Tecla "d", MotorA y MotorB conseguirán que el robot GIRE A LA DERECHA
• Al pulsar la Tecla "a", MotorA y MotorB conseguirán que el robot GIRE A LA IZQUIERDA
• Pulsando la tecla Espacio,el robot se parará
  

• El valor de la pila (V) se divide entre las dos resistencias
• La cantidad de tensión que corresponde a cada resistencia es directamente proporcional al valor de cada una
• El máximo voltaje que puede tener una resistencia es el valor de la pila V
• El mínimo valor del voltaje para una resistencia sería 0V
  

• Si el interruptor está cerrado equivale a una resistencia muy pequeña, prácticamente cero:
• Si el interruptor está abierto equivale a una resistencia muy alta, teóricamente infinita. Para resolver la fórmula de forma aproximada se puede usar un valor muy alto en lugar de infinito (por ejemplo 10000 ohmios), frente a un valor mucho más pequeño como si fuera R (por ejemplo R= 10 ohmios). Cuanto más grande hagamos uno frente al otro más nos acercaremos al resultado de la fórmula.

• Configuración PULL-DOWN: Cuando en el divisor de tensión la resistencia se sitúa abajo, conectada a la toma de tierra, quedando el interruptor arriba.
• Configuración PULL-UP: En este caso, la resistencia se sitúa arriba, conectada al positivo de la pila de alimentación. Por tanto, el interruptor se conecta abajo.
  

• Recuerda los pasos necesarios para usar S4A:
• Abre el software de Arduino
  
• Carga el FIRMWARE y transmítelo a Arduino
  
• Abre S4A
• A continuación fíjate en la lectura en el sensor Analógico 5 (Analog5). ¿Cuál es su valor? Puedes fijar uno si pinchas dos veces sobre la orden correspondiente:

• Ve cambiando la resistencia de abajo (R2) por otros valores de los que dispongas y completa una tabla como la siguiente:

• Ahora cambia la resistencia de arriba (R1) y realiza una tabla similar:

• ¿Qué tendencia observas en cada tabla?

• Abre y Cierra el interruptor mientras te fijas en la lectura en el sensor Analógico 5 (Analog5). ¿Cuál es su valor?
  

• Completa la tabla con tus resultados:

• Observa la lectura del sensor Analógico3 en la ventana derecha de S4A.
  

• Inclina ahora la placa-board con el interruptor TILT y observa cuándo cambia la lectura.
• Completa la tabla siguiente con los datos. ¿En qué caso crees que el TILT está cerrado?
  

• A mayor luminosidad, menor resistencia:   LUZ  R
• A menor luminosidad, mayor resistencia:   LUZ  R

• Antes de montar el circuito con Arduino, trata de completar la tabla siguiente, según tus conocimientos de cómo actúa la LDR y del funcionamiento del divisor de tensión:

• Anota las siguientes lecturas del sensor Analógico3 en S4A para distintas condiciones de iluminación. Como en este caso, la lectura resulta poco estable, es mejor utilizar la orden "valor del sensor", para obtener una magnitud que podamos leer.
  

• ¿Coinciden tus previsiones con los datos obtenidos?

• A - Uno de los extremos y
  
• B - El cursor.
  
• C - El otro extremo no se usa
  

• En el uso como potenciómetro, interesa la función de divisor de tensión, por lo que se conservan los tres terminales
• Si sólo queremos tener una resistencia variable, podemos anular el tercer terminal, de alguna de las formas siguientes:
• La patilla se deja al aire,
• Se conecta con el cursor, quedando entonces anulado el último tramo de resistencia, pues se hace un cortocircuito entre ambas patillas.

Utilizaremos un potenciómetro como único elemento, formando un divisor de tensión. De este modo, en las posiciones extremas del cursor podemos conseguir que:

• R1 sea cero y R2 el máximo (en cuyo caso V2 = 5V)
  
• R1 sea el máximo y R2 cero (en cuyo caso V2 = 0V)

• Gira el potenciómetro y observa la lectura del sensor Analógico5 en la ventana derecha de S4A.
• Completa la siguiente tabla con algunos valores:
  

• Prepara el Firmware de S4A y transfiérelo a la placa de Arduino. Después abre S4A.
  
• Realiza el circuito propuesto arriba, sustituyendo una de las resistencias por alguno de los elementos estudiados: Interruptor, LDR, o potenciómetro.
• Actúa sobre dicho elemento para ver en S4A cómo varía el valor en la entrada analógica escogida.
• Siguiendo las instrucciones a partir del minuto 3 del vídeo: Crea una variable y asígnale un valor proporcional al que llega por dicha entrada analógica.
• Añade un nuevo personaje y crea un programa que cambie su tamaño en función de la información recibida por el sensor. Varía la proporción de modo que se note la diferencia de tamaño al variar la incidencia de la luz en la LDR.
  

• Monta el circuito y conecta S4A (previa carga del Firmware, si no lo habías hecho ya)
• Comprueba en S4A que la lectura de la entrada escogida cambia de valor entre 0 y 1024.
• Usa una variable para guardar el dato de esta lectura. Debes realizar los ajustes necesarios en la variable para que su resultado sea un valor entre -180 y 180 (las coordenadas de la pantalla de Scratch)
  
• Escoge un nuevo personaje (sprite) y haz que varíe su posición vertical, en función de la variable escogida, que a su vez, depende del cambio producido en un potenciómetro.

• Mejora el programa, haciendo que otros objetos se desplacen por detrás, pareciendo de este modo que el personaje vuela. Para ayudarte a completar el reto usa este tutorial.

• Monta el circuito y conecta S4A (carga el Firmware previamente)
• Comprueba en S4A las lecturas en las entradas escogidas. Todas ellas cambiarán entre 0 y 1024 si se activa el pulsador correspondiente.
  
• Crea un programa en el que, se reproduzca un sonido si alguna de dichas entradas es activada (por ejemplo, si su valor es > 50).
• A cada tecla se le asignará un sonido distinto (nota musical o instrumento).

5.6 INVITADO: 'ROBOT SIGUE-LÍNEAS USANDO S4A' CON DAVID OTERO

• Entender cómo funciona un sensor del tipo "optoacoplador", que es el que se usa para detectar el cambio de color de la línea.
• Emplear la información del sensor para producir un cambio en el giro de un motor (ya sea un servomotor de rotación continua o un motor DC)
• Utiñizar lo anterior para conseguir que un robot siga una línea de color negro trazada sobre una superficie blanca, o más clara.

EL OPTOACOPLADOR CNY 70
Este dispositivo está formado por dos componentes electrónicos con propiedades ópticas: EMISOR: es un diodo que, cuando está activado, emite luz infrarroja, no visible por el ojo humano. RECEPTOR: es un fototransistor. Este elemento se comporta como un transistor, permitiendo en mayor o menor grado el paso de corriente desde el colector hasta el emisor, dependiendo de la LUZ que incide en su base. Es decir, es un transistor que es activado por la LUZ, no por la corriente de BASE.
En el CNY70, el diodo tiene dos patillas denominadas Ánodo (A) y Cátodo (K). El transistor habitualmente tiene tres, pero como en este caso la Base está formada por  una superficie fotosensible, sólo tenemos acceso a las patillas denominadas Colector (C) y Emisor (E). Como se ve en la imagen, la posición del transistor está invertida.
En el caso del CNY 70, cuando se aplica una tensión positiva entre el Ánodo (A) y el cátodo (K) del diodo, éste emite luz infrarroja hacia fuera del dispositivo. Al incidir sobre una superficie blanca, o de un color suficientemente claro, la luz es reflejada, excitando a la base del fototransistor y causando que éste se active, de modo que permita el paso de corriente entre el colector (C) y el emisor (E). La cantidad de corriente que permite pasar el transistor va a depender de dos variables: El color de la superficie reflectante: Cuanto más clara sea, más luz se reflejará y, por tanto, mayor será el valor de la corriente que deja pasar el transistor, que se traduce en mayor voltaje a la entrada de Arduino. La distancia a la superficie reflectante. Según las hojas de características del CNY70, el valor de esta distancia debe situarse entre 0 y 5mm, siendo óptimo mientras sea menor de 0,5mm. En el circuito propuesto, el valor de 10K indicado para la resistencia del PULL-DOWN permite que el CNY 70 funcione sin problemas y con precisión a una distancia de la superficie de entre 5 y 7mm (0,5 cm a 0,7cm)
En definitiva, el CNY70 actúa como un interruptor que se cierra cuando detecta una superficie de color claro cerca y se abre en caso contrario. Es por este motivo por el que se ha escogido una configuración PULL-DOWN, acoplando la resistencia bajo el Emisor del transistor (en lugar de PULL-UP que sería con la resistencia por encima del Colector). Recordemos que el transistor hace la función de interruptor.
El esquema de conexiones para el CNY70, para el circuito propuesto, sería el siguiente:
EL CNY70 y la PLACA de PROTOTIPOS
El CNY70 se presenta en un encapsulado con cuatro patillas. Como se ve en la página 5 de la hoja de características, la distancia entre las mismas es la misma que hay entre cada dos agujeros de la placa de prototipos, lo cual no permite que el CNY70 se conecte a la placa de prototipos tal cual, ya que por la construcción interna de dicha placa quedarían conectados entre sí los terminales de dos en dos. Tampoco puede ponerse en el espacio de separación entre las dos zonas de agujeros, pues habría que abrir demasiado las patillas, con riesgo de romperlas.	NO CONECTAR ASÍ EL CNY70:
La manera correcta de usar el CNY70 en una placa de prototipos es situándola girada 45º. Para conseguirlo es necesario abrir ligeramente las patillas para que alcancen los agujeros de la placa.	FORMA CORRECTA DE CONECTAR EL CNY70:
Dado el diseño propuesto para el circuito, en esta disposición inclinada tenemos una forma fácil de hacer las conexiones a las patillas, ya que las patillas que necesitan una tensión de +5V están conectadas entre sí gracias a la placa board. El resto se conectan a la resistencia correspondiente, que va polarizada a masa (GND): Placa-Board:

5.6. PROYECTO: 'ROBOT SIGUE-LÍNEAS' CON S4A
Programa para LECTURA del SENSOR CNY70:	Para leer el valor que proporciona el Optoacoplador CNY70 podemos optar por dos alternativas: Hacer una lectura mediante un PIN digital: El resultado será un nivel HIGH (alto) o LOW (bajo) Leer el valor mediante una entrada analógica: Obtendremos un valor entre 0 y 1024. A continuación vamos a estudiar cómo serian los programas en cada caso:
(5.6A) LECTURA DEL CNY MEDIANTE UNA ENTRADA DIGITAL
Esquema:	Este montaje utiliza la entrada Digital3 para realizar la lectura del estado del CNY70
Montaje propuesto:
Programa:
	Mediante el anterior programa comprobaremos cómo se realiza la lectura del CNY70 mediante una entrada digital. Si el sensor CNY70 detecta un color blanco frente a él, se encenderá la salida Digital 13 (que corresponde al LED "L" de la placa Arduino) Observa en cada caso cómo varía el valor  true/false  de la entrada Digital3 en el lector de valores de la derecha.
Instrucciones:	Monta el circuito y conecta S4A (carga el Firmware previamente) Copia el programa y comprueba su funcionamiento: Acerca una tarjeta al CNY70 que tenga una zona blanca y otra negra. Comprueba la diferencia al pasar de la zona blanca a la negra Prueba con varias distancias de la tarjeta al CNY70 ¿Qué ocurre si no se pone ninguna tarjeta frente al CNY70? ¿Y si se enfoca una luz directa al CNY70?
(5.6B) LECTURA DEL CNY MEDIANTE UNA ENTRADA ANALÓGICA
Esquema:	Ahora usamos la Entrada Analógica 0 para leer la información del CNY70
Montaje propuesto:
Programa:	El programa propuesto utiliza la lectura del Sensor Analógico 0. En este caso se obtiene un valor que, teóricamente, puede variar entre 0 y 1024. Puedes observar el valor de la lectura en el cuadro de sensores de la derecha. Vamos a considerar que: Si la lectura es superior al valor 500, consideraremos que la luz recibida es suficientemente clara (color claro). Esta circunstancia la indicamos haciendo que se encienda el LED "L" (que está internamente conectado al PIN 13). Si la lectura es inferior a 500, entonces interpretaremos que la luz reflejada no es lo bastante clara (color oscuro). En este caso, lo ponemos de manifiesto apagando el LED "L" (correspondiente al estado del PIN 13) Este valor límite de 500 habrá que adaptarlo a las condiciones reales de luz, distancia a la superficie reflectora, color de las bandas que tiene que seguir el robot, características reflectoras... En definitiva, ajustarlo de forma experimental. En cualquier
Instrucciones:	Monta el circuito y conecta S4A (carga el Firmware previamente) Copia el programa y comprueba su funcionamiento: Usa una con una zona blanca y otra negra y pásala a unos 5mm del CNY70 Comprueba la diferencia al pasar de la zona blanca a la negra: ¿Qué valor se obtiene si el CNY70 está frente a la zona Negra? ¿Y qué valor se lee si es la zona Blanca la que pasa delante del CNY70? Experimenta con varias distancias de la tarjeta al CNY70: Si se quita la tarjeta ¿Qué lectura se obtiene? ¿Es más preciso el resultado con la tarjeta cerca o lejos?
Programa para control de MOTORES:	En cuanto a las salidas, podemos optar por otras dos opciones: Usar servomotores de rotación continua. o utilizar motores DC En cada caso el programa sería diferente.
	(5.6C) CONTROL DE UN SERVOMOTOR DE ROTACIÓN CONTINUA
Montaje propuesto:
Programa:	El PIN 8 (Digital) es el escogido para el control del Servo.
Instrucciones:	Monta el circuito, carga el Firmware y después abre S4A Comprueba el funcionamiento del programa.
	(5.6D) CONTROL DE UN MOTOR TIPO DC
	Como deseamos que el motor pueda girar en sentido Horario o Antihorario, escogemos una configuración Push-Pull. Se trata de controlar 2 salidas Digitales, en este caso las salidas D11 y D10, de modo que: Para el sentido Horario está activa una salida (Push) y la otra desactivada. Para el sentido Antihorario la primera salida está inactiva y la otra está activa (Pull). Se añade un tercer caso para detener el motor, lo que se consigue con ambas salidas paradas. Para el montaje podemos optar por un integrado L293D o por una placa de control de motores tipo L298N
Programa:	El programa en S4A es exactamente igual para ambos montajes, tanto si se usa el integrado L293D como si se utiliza la placa L298N:
Esquema con L293D:
Montaje con L293D:
Programa:	El programa en S4A es exactamente igual para ambos montajes, tanto si se usa el integrado L293D, como en el caso recién analizado, como si se utiliza la placa L298N, tal como aparece en el montaje siguiente:
Montaje con L298N:
Instrucciones:	Monta uno de los dos circuitos (o ambos) y conecta S4A (carga el Firmware previamente) Comprueba el funcionamiento del programa.

• Vamos a tratar de reproducir el programa del video. Para ello vamos a dividir el problema en varias fases:

5.6.E. MONTAR UN CIRCUITO CONTROLADO POR S4A CON DOS MOTORES DC.  Para ello usa el programa anterior, añadiendo el control de un nuevo motor. Usaremos en los esquemas el integrado L293D, aunque la idea es fácilmente exportable al L298N.  Necesitarás utilizar todas las salidas Digitales de S4A, es decir las números 10, 11, 12 y 13.
Esquema:
Instrucciones:	Monta el circuito indicado, carga el Firmware de S4A y ábrelo. Realiza un programa que controle, mediante el teclado, el sentido de giro de los dos motores DC. Recuerda lo que se dijo más arriba sobre los movimientos del Robot y trata de reproducirlos, de modo que el robot: Avance (Ambos motores giran haciendo avanzar al Robot) Gire a la derecha (el motor derecho cambia de sentido) Gire a la izquierda (el motor izquierdo cambia de sentido) Añade una instrucción para poder parar ambos motores mediante la tecla "Espacio".
5.6.F. AÑADIR UN CONTROL DE VELOCIDAD DE LOS MOTORES USANDO LA TOMA "ENABLE".  Aunque los motores dispongan de un reductor de velocidad mediante engranajes, puede ser necesario reducir más la velocidad si queremos que tengan mayor precisión en el seguimiento de las líneas. Para ello se usará las tomas ENABLE que serán controladas mediante las salidas PWM de Arduino, consiguiendo de esta forma modificar la cantidad de energía que llega a los motores. Para ello se puede usar dos de las Salidas "Analógicas": ~5 y ~6 por ejemplo (son salidas Digitales realmente, pero variables mediante PWM)
Esquema:
ADVERTENCIA:	Para usar las tomas Enable en el L298N es necesario quitar los Jumpers que las conectan a las tomas de 5V, por dos razones obvias: Si no se quitan no se puede conectar nada en  la patilla ENABLE (que es la más cercana al borde) Si se dejan conectadas a la toma de 5V, el motor funcionará siempre al máximo, resultando igual que si se escogiera un valor de 255 para la toma ENABLE.
Programa:	Para el programa de control, ten en cuenta que en S4A un deslizador modifica el valor de una variable entre 0 y 100, en cambio los valores PWM pueden estar entre 0 y 255, pudiendo ser sólo números enteros. Por tanto habrá que hacer la correspondiente operación para pasar de un valor a otro. En el apartado siguiente tienes explicados los pasos necesarios y se muestra una imagen con los operadores sugeridos:
Instrucciones:	Monta el circuito indicado, carga el Firmware de S4A y ábrelo. Al programa anterior, añádele una nueva función para poder controlar las tomas Enable del L293D o el L298N. Para ello te sugiero lo siguiente: Crea una variable que servirá para modificar el valor de una toma Enable (por ejemplo EnableA) Muestra la variable EnableA en la pantalla y visualízala en modo "deslizador", para poder variar su valor desde la pantalla de S4A. Ahora crea una instrucción en la que se aplique continuamente un valor dado a la "salida analógica ~5"  (realmente es digital PWM). Usa, por ejemplo, el máximo valor posible: 255 Haz que este valor, en lugar de ser una cantidad fija,  sea el resultado de operar con la variable EnableA, de modo que conviertas esta variable, cuyo rango varía de 0 a 100, en otro valor de rango 0 a 255. Como las tomas PWM sólo admiten valores enteros, añade una función que "redondee" el valor anterior. Repite los pasos anteriores para la otra toma Enable (EnableB), que será controlada por la "salida analógica ~6 " (digital PWM en realidad).
5.6.G. INCORPORAR DOS SENSORES CNY70 PARA CONTROLAR EL MOVIMIENTO DEL ROBOT.  En lugar de usar el teclado para dirigir el movimiento del robot, haremos que el robot se mueva automáticamente siguiendo una línea negra sobre fondo blanco.
Esquema:	(pulsa en la imagen para ampliar)
Seguimiento de la línea:	Antes de nada, es preciso definir cómo va a ser la línea que el robot tiene que seguir, y a partir de ahí diseñar el funcionamiento el robot. En teoría hay dos posibilidades: Que la línea sea más delgada que la distancia entre los sensores. En este caso, los sensores quedan fuera de la línea y en el estado de avance normal deben estar sobre fondo blanco. Este va a ser nuestro caso, pues el circuito se realizará con cinta aislante, cuyo grosor no llega a 2cm (~19mm), sobre un fondo blanco (aunque lo contrario, línea blanca sobre fondo negro, también es posible). Cada CNY70 mide unos 7mm de ancho, por lo que la línea del fondo lo abarcaría completo. Nuestro circuito de pruebas:     Línea fina y sensores separados: Que la línea sea más gruesa que el conjunto de los dos sensores. En la posición de avance normal, ambos sensores estarán sobre la línea negra. En este caso, la línea tendría que ser de unos 3cm de grueso, lo que obliga a situar los sensores muy juntos:     Línea Gruesa y Sensores Juntos:
	Por tanto, según cuál de los sensores se salga de línea negra (es decir, que pise la línea blanca), se producirá un efecto en el motor. Usaremos dos entradas digitales más, las tomas D2 y D3, para detectar que: El sensor está sobre fondo blanco (por tanto, el CNY recibe un reflejo de luz) El sensor está sobre fondo negro (Y en ese caso, el CNY no recibe el reflejo de luz) En cada caso, según cuál de los sensores se salga hacia el fondo blanco, se producirá un efecto en el motor correspondiente.
Instrucciones:	Monta el circuito indicado, carga el Firmware de S4A y ábrelo. Cambia el programa anterior para que, dependiendo de lo que cada sensor CNY70 detecte, se produzca un Avance, un Giro a la derecha, o un Giro a la izquierda del robot, según las indicaciones del apartado anterior. Se puede añadir que ambos motores se paren si los dos sensores están fuera de la línea (sobre fondo blanco, por tanto)
5.6.H. INCORPORAR UN INTERRUPTOR PARA QUE LOS MOTORES DEJEN DE FUNCIONAR.  En lugar de usar la tecla "Espacio" para detener el movimiento de los motores. Como no hay más entradas Digitales disponibles, usaremos una entrada Analógica, la toma A0, para detectar que el interuptor está cerrado.
Esquema:	(pulsa en la imagen para ampliar)
Instrucciones:	Monta el circuito indicado, como se observa, se ha colocado el interruptor con una resistencia en modo Pull-down, es decir, que "Tira hacia abajo" cuando el interruptor no está actuando. En otras palabras, que pone A0 a un nivel bajo si el interruptor está abierto. carga el Firmware en S4A. Abre el programa para S4A anterior y cambia la opción de que los motores se paren al pulsar la tecla "Espacio", haciendo en su lugar que se paren cuando se el interruptor esté cerrado (que será cuando se detecte un nivel alto en A0).
5.6.I. AÑADIR DOS POTENCIÓMENTROS PARA REDUCIR LA VELOCIDAD.  Aunque los motores lleven una caja reductora, que les aporta potencia y disminuye la velocidad, puede que ésta aún sea excesiva para que el robor pueda seguir la línea con precisión. Por ello se ha incorporado en el programa la posibilidad de actuar sobre  las tomas Enable y así reducir la velocidad de los motores. Sin embargo, para ello hemos utilizado dos variables controladas mediante la pulsación del ratón sobre un deslizador gráfico del S4A. Para reducir la dependencia del robot del ordenador, vamos a realizar el control desde un dispositivo electrónico situado en la placa que portará el robot. Por tanto, añadiremos dos potenciómentros al circuito que, a través de Arduino, controlarán el nivel de activación de los motores a través de las tomas Enable. La señal que producen los potenciómetros, al ser un valor variable, será leída por dos entradas analógicas: en el ejemplo siguiente, A4 y A5.
Esquema:	(pulsa en la imagen para ampliar)
Instrucciones:	Monta el circuito de arriba,carga el Firmware de S4A y ábrelo. Modifica el programa de S4A anterior, de la forma siguiente: Elimina las variables EnableA y EnableB. Modifica la instrucción en la que se aplicaba un valor dado a las "salidas analógicas ~5 y ~6"  quitando todo lo referido a EnableA y EnableB. Las entradas analógicas A4 y A5, a las que se conectan los potenciómetros, pueden variar entre 0 y 1023, en cambio el rango de las "salidas analógicas ~5 y ~6" varía de 0 a 255 (al ser PWM). Por tanto,  habrá que ajustar esta divergencia mediante una operación que convierta cada entrada analógica (rango 0-1023) en una señal "analógica PWM" (rango 0-255 en números enteros). En la imagen tienes una orientación de las operaciones necesarias con la entrada analógica A5 y la salida ~5. Repite la operación con la entrada analógica A4 y la salida ~6. Orientación del uso de un potenciómetro para controlar la "salida analógica ~5"
5.6.J. HACER QUE LOS MOTORES SE RALENTICEN CUANDO EL ROBOT GIRE.  Vamos a cambiar la idea que hemos aplicado hasta ahora. En lugar de hacer que el robot gire invirtiendo el giro de uno de los dos motores, vamos a hacer que cuando uno de los sensores esté fuera de la zona deseada el motor correspondiente ralentice su marcha. De esta forma tenemos varias ventajas: Conseguimos que el robot disminuya su velocidad de giro, con lo que se gana precisión. Evitamos que la ralentización dependa de unos potenciómetros, que no podemos modificar sobre la marcha. Simplificamos el circuito, ya que como los motores no van a invertir su sentido, ya no hace falta que tengan configuración Push-Pull. (Esto sirve particularmente para el circuito con L293D aunque, como ya veremos, en el L298N puede mantenerse las conexiones Push-Pull pues resulta más fácil el conexionado). Como se ve en el circuito siguiente, los cambios son: Hemos aplicado las salidas de los CNY70 a las entradas Analógicas A4 y A5, en las que antes iban los potenciómetros.  Además, se ha usado sólo las salidas Digitales D11 y D12 de Arduino para controlar los motores, ya que éstos se conectan en configuración  "Directa".
Esquema:	(pulsa en la imagen para ampliar)
Instrucciones:	Monta el circuito de arriba,carga el Firmware de S4A y ábrelo. La lógica del programa es muy similar al caso anterior, pero recuerda tener en cuenta: Los motores se activarán desde el principio, permaneciendo así salvo que se cierre el interruptor. Si se cierra el interruptor, los motores se pararán. Las entradas analógicas A4 y A5, a las que se conectan los CNY70, pueden variar entre 0 y 1023, en cambio las "salidas analógicas ~5 y ~6" varían de 0 a 255 (al ser PWM). De nuevo debes incluir una operación que convierta cada entrada analógica (rango 0-1023) en una señal "analógica PWM" (rango 0-255 en números enteros).
5.6.K. APLICAR EL PROGRAMA QUE RALENTIZA LOS GIROS AL L298N A MOTORES EN MODO DIRECTO.  Se trata de aplicar la idea anterior al L298N. Para realizarlo podemos optar por dos configuraciones: Conectar los motores en modo "Directo". o mantener la configuración "Push-Pull". En este ejercicio vamos a usar la configuración "Directa". La cual tiene las siguientes particularidades: Aunque en teoría parecería que nos ahorramos cables, tenemos que conectar las 4 tomas de los motores (IN1, IN2, IN3 e IN4), ya sea a una salida de Arduino o a masa. Por tanto necesitamos disponer de hasta 4 tomas de tierra, contando tres del L298N y la del circuito de las CNY70. Recordemos que Arduino tiene sólo tres tomas de tierra. Debes quitar los Jumpers de las tomas Enable para que se pueda realizar el control de la velocidad mediante ellas.
Montaje con L298N y motores conectados en modo Directo:	Vamos a usar el siguiente circuito, en el que se observan las siguientes particularidades: El circuito es similar el anterior para el L293D pero aplicado al L298N. Como se observa, dos de las tomas para motor se conectan a GND. Fíjate que las entradas Analógicas usadas no son las mismas que antes: Se conecta los CNY70 a las entradas analógicas A3 y A4. El interruptor está conectado con una resistenca Pull-Down a la entrada analógica A5, de modo que: cuando el interruptor está abierto, la señal aplicada en A5 es de nivel bajo (0). Si el interruptor está cerrado, la señal que detecta la entrada A5 tiene el nivel más alto (1023). (pulsa en la imagen para ampliar)
Instrucciones:	Monta el circuito propuesto,carga el Firmware de S4A y ábrelo. Modifica el programa de S4A diseñado en el ejercicio 5.6.J anterior en función de las entradas y salidas utilizadas y comprueba su funcionamiento. Añade una opción al programa para que ambos motores se detengan cuando el interruptor esté desactivado: Si la entrada analógica A5 detecta un valor bajo (< 500 por ejemplo), se desactivará los motores aplicando un "0" en las tomas Enable. Recuerda que las tomas Enable están controladas por las "salidas analógicas ~5 y ~6".
5.6.L. HACER QUE EL ROBOT SE RALENTICE AL GIRAR, CON EL L298N, DEJANDO LA CONFIGURACIÓN PUSH-PULL.  La idea anterior puede aplicarse al L298N usando el montaje tipo Push-Pull, que es el que se utilizó en el Ejercicio 5.4.B. Hay que hacer las siguientes rectificaciones al programa al programa: Los motores estarán activados permanentemente, configurando su giro de forma que el robot avance continuamente. Si se cierra el interruptor, los motores se pararán. Las entradas analógicas A3 y A4, a las que se conectan los CNY70, controlarán la activación de los motores, mediante las tomas EnableA y EnableB. Esta activación será proporcional a la señal proporcionada por los CNY70, como en los dos casos anteriores. Las tomas Enable se pondrán a 0 cuando el interruptor esté abierto.
Montaje con L298N y motores conectados en modo Push-Pull:	(pulsa en la imagen para ampliar) Se conserva el modo Push-Pull del Ejercicio 5.4.B. pero ahora se usan las tomas Enable para controlar la velocidad de los motores.
Instrucciones:	Monta el circuito indicado,carga el Firmware de S4A y abre este programa. Modifica el programa del ejercicio anterior para conseguir lo siguiente: Los motores, aunque estén conectados en Push-Pull, no van a cambiar su sentido. Por tanto, configura las salidas Digitales correspondientes (10, 11, 12 y 13) para que el robot avance siempre. Los sensores CNY70, a través de las entradas Analógicas A3 y A4 son las que van a influir en la velocidad de los motores en el momento en que el robot se salga de la línea. Antes de nada debes tener claro, según el grosor de la línea, la posición de los CNY70. Recuerda las instrucciones de seguimiento de la línea. Cuando tengas claro la situación de los CNY70 que vas a usar, debes modificar el programa para que: Cuando uno de los sensores detecte que el robot se sale del camino trazado, el motor correspondiente debe disminuir su velocidad para que el robot gire en el sentido correcto y se sitúe de nuevo en la posición correcta. Cada sensor produce una señal analógica que Arduino lee en la entrada correspondiente (A3 o A4), con un valor de 0 a 1023. Las salidas "salidas analógicas PWM" ~5 y ~6  que  se van a aplicar a las tomas Enable varían entre 0 y 255. Por tanto, debes hacer una operación matemática para trasladar la lectura de cada toma Analógica A3/A4 a la salida ~5 / ~6 correspondiente. Añade una opción en el programa para que los motores se detengan al desactivar el interruptor: Cuando la entrada analógica A5 detecte un valor bajo, se desactivará ambos motores mediante las tomas Enable. Recuerda que las "salidas analógicas ~5 y ~6" controlan a las tomas Enable.

5.7 FINALIZACIÓN: 'MONTAJE LIBRE'

• Escoge alguno de los ejercicios del módulo anterior (Curso de Arduino del 1 al 3)
  
• Realiza el montaje.
• En lugar de realizar el programa con el IDE de Arduino, carga el firmware de S4A y transfiérelo a la placa Arduino.
• Crea el programa necesario con S4A.
• Comprueba que el funcionamiento es el deseado. En caso contrario, realiza los cambios o ajustes necesarios.

MÁS SOFTWARE PARA ARDUINO

• mBLOCK (http://www.mblock.cc/) este programa, inicialmente concebido para controlar el robot de makeblock, es muy útil para controlar la placa Arduino, en la que se basa makeblock.  Su gran ventaja es que utiliza la misma base de Scratch, siendo compatible con el mismo (ya sea la versión 2 o la 3), con lo cual resulta familiar a quien conozca este programa  pero, al contrario de lo que ocurre con Scratch for Arduino (S4A), permite transferir el programa a la placa, pudiendo así hacerla funcionar desconectada del ordenador.  Gratuito.

• VISUALINO (http://www.visualino.net/) es una aplicación que permite programar por bloques, generándose automáticamente el código correspondiente para subirlo a la placa de Arduino. Su gran aportación es el aprendizaje de los fundamentos de la programación, ya que los bloques se amoldan exactamente a la forma en que se usa el código del IDE de Arduino. El paralelismo entre los bloques y el código es total. Además de esto, también tiene predefinidos ciertos bloques (para el uso de LEDs, servomotores, sensores de ultrasonidos, LDR...) que pueden usarse para facilitar la programación. Gratuito.

• ARDUINOBLOCKS (http://www.arduinoblocks.com/web/) : Un programa creado por Juan José López Almendros. Una opción fantástica si nuestro ordenador tiene aceso a internet y soporta los plugins necesarios. El programa cuenta con multitud de tipos de sensores y actuadores, con una representación visual similar a Visualino pero con iconos que ayudan a identificar fácilmente el componente. Al ser online, frecuentemente ofrece nuevos recursos y mejoras, lo que puede ser un inconveniente en un sistema operativo antiguo (como Windows XP), ya que al no estar actualizado, puede ser incapaz de hacerlo funcionar. El trabajo es fundamentalmente por bloques, pero también permite visualizar el código resultante. De este modo, aunque los plugins para conectar la placa no funcionan en Windows XP puede usarse el programa copiando el código resultante en el IDE de Arduino. Además, en los sistemas operativos que funciona correctamente, puede formarse grupos de clase, enviar trabajos y buscar proyectos de otros usuarios, debiendo estar registrado para poder realizar estas funciones. Hay que descargar el programa ArduinoBlocks_connector_4 (que funciona desde Windows XP) para poder conectar nuestra placa. La versión proporcionada es para Windows, pero existe versión para MacOS, Ubuntu y RaspberryPi. Gratuito. Muy recomendable. Además hay mucho material en la web sobre ArduinoBlocks:

• La propia web de ArduinoBlocks proporciona recursos variados en forma de libros (PDF) genéricos sobre la programación de Arduino con ArduinoBlocks:
• 00- Libro sobre ArduinoBlocks (2ª edición - 2019), escrito por Juan José López Almendros, que también es accesible en versión online.
• 01- Libro de Prácticas sencillas con ArduinoBlocks: Estupendo material para iniciarse en Arduino usando este recurso, redactado también por Juanjo López.
• 02- Libro de 40 Proyectos resueltos con ArduinoBlocks: Puede usarse de continuación del anterior, con programas algo más complejos para desafíos concretos. Escrito asímismo por Juan José López Almendros.

• La tienda de INNOVADIDACTIC ofrece otros libros en PDF sobre placas o robots que ellos venden que pueden resultar interesantes:
  
• Manual de actividades con la placa ESP32.
• Manual de actividades con Arduino y el Robot Imagina-3dBot.
  

• Un recurso importante es la web de DIDACTRÓNICA, que incluye cursillos online con explicaciones y vídeos:
• Arduino desde cero con ArduinoBlocks.
• Arduino para técnicos (un material algo más avanzado).
• Blog de ArduinoBlocks donde se publican proyectos variados.

• La web STEAM Cantabria ha elaborado, junto al Centro de Profesorado de Santander una serie de PDF, donde se utiliza ArduinoBlocks pero asociado a placas basadas en Arduino pero más fáciles de conectar como son Keyestudio-UNO y, la más fácil aún, Keyestudio-Easy-Plug. Ambas placas son distribuidas por INNOVADIDACTIC y son una buenísima introducción a Arduino, utilizando además ArduinoBlocks. Este fantástico material se ha reunido en un PDF: Teoría, prácticas y proyectos con Keyestudio y ArduinoBlocks.
  

• ARDUINO CREATE ( https://create.arduino.cc/editor ) es una versión del Arduino IDE pero pensado para ser usado on-line. Para utilizarlo debe descargarse un driver que permite controlar la placa conectada al ordenador. Gratuito.

• BITBLOQ ( http://bitbloq.bq.com/ ) es un programa creado por la empresa española BQ que permite manejar placas del tipo Arduino. Se puede programar de forma gráfica con bloques similares a los de scratch. Se necesita tener instalado un driver llamado Web2Board para controlar la placa, lo cual se indica en el momento de querer transferir el programa a dicha placa. Puede usarse on-line o descargarse para ser usado off-line. Muy bueno. Gratuito.

• TINKERCAD ( https://www.tinkercad.com/ ) en principio se trata de un programa de diseño 3D on-line pero que tiene una opción denominada "Circuits" que nos lleva al apartado de diseño de circuitos eléctricos y electrónicos que pueden ser simulados en el mismo programa. Incorpora entre sus componentes placas board de diverso tamaño y una placa de Arduino que se puede programar y simular mediante código o usando bloques de instrucciones como en Scratch o S4A. En este caso no sólo es un simulador sino que puede incluso cargarse el programa en la placa de Arduino si la conectamos. Permite una visualización realista de los componentes y de las conexiones en la placa board de  forma similar a la que presenta Fritzing. Requiere hacerse una cuenta de usuario. Hay que iniciar sesión para acceder al diseño tanto de objetos 3D como de circuitos. Muy bueno. Gratuito. NOTA: Tinkercad tiene problemas con equipos antiguos con Windows XP a causa de que navegadores o tarjetas de video anbtiguas no tienen activada la opción de WebGL. En algunos casos es posible solucionarlo. En este enlace tienes algunas posibles soluciones.

• AUTODESK CIRCUITS ( https://circuits.io/ ) es la versión antigua de Tinkercad, tomando sólo la parte de diseño de circuitos.

• VIRTUALBREADBOARD ( http://www.virtualbreadboard.com/ ) es un programa off-line (hay que descargarlo) que ocupa poco espacio y permite simular placas de Arduino de forma gráfica fácilmente. El inconveniente es que no es gratuito: De pago.

• SIMULIDE ( http://simulide.blogspot.com.es/ ) este software off-line que permite simular circuitos electrónicos incluido Arduino. Está aún en desarrollo, de modo que actualmente no cuenta con una consola para escribir el programa y hay que cargarlo aparte desde el IDE de Arduino. Igualmente, necesita un driver para detectar la placa. Con el tiempo se supone que mejorarán sus características. Gratuito.

• UNOARDUSIM ( https://www.sites.google.com/site/unoardusim/ ) este  programa off-line puede simular la placa Arduino UNO. Su interfaz no es muy amigable ya que no se ve el circuito montado sino que tenemos una variedad muy limitada de componentes que asignamos numéricamente a las entradas/salidas de Arduino. Está aún en desarrollo. Gratuito.