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Arduino ( / ɑː r d w i n / ) es un hardware libre y el software de la comunidad de la empresa, el proyecto y el usuario que diseña y fabrica los microcontroladores de una placa y microcontroladores kits para la construcción de dispositivos digitales. Sus productos de hardware tienen una licencia CC-BY-SA , mientras que el software tiene la licencia GNU Lesser General Public License (LGPL) o la GNU General Public License (GPL), [1]permitiendo la fabricación de placas Arduino y la distribución de software por cualquier persona. Las placas Arduino están disponibles comercialmente en el sitio web oficial o mediante distribuidores autorizados.

Los diseños de placas Arduino utilizan una variedad de microprocesadores y controladores. Las placas están equipadas con conjuntos de pines de entrada / salida (E / S) digitales y analógicas que pueden interconectarse con varias placas de expansión ('escudos') o placas de prueba (para la creación de prototipos) y otros circuitos. Las placas cuentan con interfaces de comunicaciones en serie, incluido el bus serie universal (USB) en algunos modelos, que también se utilizan para cargar programas. Los microcontroladores se pueden programar usando los lenguajes de programación C y C ++ , usando una API estándar que también se conoce como el "lenguaje Arduino". Además de utilizar cadenas de herramientas de compilación tradicionales , el proyecto Arduino proporciona un entorno de desarrollo integrado (IDE) y una herramienta de línea de comandos ( arduino-cli ) desarrollada en Go .

El proyecto Arduino comenzó en 2005 como una herramienta para los estudiantes del Interaction Design Institute Ivrea en Ivrea , Italia, [2] con el objetivo de proporcionar una manera fácil y de bajo costo para que los principiantes y profesionales creen dispositivos que interactúen con su entorno utilizando sensores y actuadores . Los ejemplos comunes de tales dispositivos destinados a aficionados principiantes incluyen robots simples , termostatos y detectores de movimiento .

El nombre Arduino proviene de un bar en Ivrea , Italia, donde solían reunirse algunos de los fundadores del proyecto. El bar lleva el nombre de Arduin de Ivrea , que fue el margrave de la Marcha de Ivrea y rey de Italia de 1002 a 1014. [3]

Historia [ editar ]

El primer Arduino jamás creado

El proyecto Arduino se inició en el Interaction Design Institute Ivrea (IDII) en Ivrea , Italia. [2] En ese momento, los estudiantes usaban un microcontrolador BASIC Stamp a un costo de $ 50, un gasto considerable para muchos estudiantes. En 2003 Hernando Barragán creó la plataforma de desarrollo Wiring como proyecto de tesis de maestría en IDII, bajo la supervisión de Massimo Banzi y Casey Reas . Casey Reas es conocido por co-crear, con Ben Fry, la plataforma de desarrollo de Processing . El objetivo del proyecto era crear herramientas simples y de bajo costo para la creación de proyectos digitales por parte de personas que no son ingenieros. La plataforma de cableado constaba de una placa de circuito impreso(PCB) con un microcontrolador ATmega 168, un IDE basado en funciones de procesamiento y biblioteca para programar fácilmente el microcontrolador. [4] En 2005, Massimo Banzi, con David Mellis, otro estudiante de IDII, y David Cuartielles, ampliaron Wiring agregando soporte para el microcontrolador ATmega8 más económico. El nuevo proyecto, bifurcado de Wiring, se llamó Arduino . [4]

El equipo central inicial de Arduino estaba formado por Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino y David Mellis. [2]

Tras la finalización de la plataforma, se distribuyeron versiones más ligeras y menos costosas en la comunidad de código abierto. Se estimó a mediados de 2011 que se habían producido comercialmente más de 300.000 Arduinos oficiales, [5] y en 2013 que 700.000 placas oficiales estaban en manos de los usuarios. [6]

Disputa de marca comercial [ editar ]

A principios de 2008, los cinco cofundadores del proyecto Arduino crearon una empresa, Arduino LLC, [7] para poseer las marcas comerciales asociadas con Arduino. La fabricación y venta de los tableros debía ser realizada por empresas externas, y Arduino LLC obtendría una regalía de ellos. Los estatutos fundacionales de Arduino LLC especificaron que cada uno de los cinco fundadores transfiere la propiedad de la marca Arduino a la empresa recién formada. [ cita requerida ]

A finales de 2008, la empresa de Gianluca Martino, Smart Projects, registró la marca Arduino en Italia y la mantuvo en secreto de los otros cofundadores durante unos dos años. Esto se reveló cuando la empresa Arduino intentó registrar la marca en otras áreas del mundo (originalmente se registraron solo en los EE. UU.), Y descubrió que ya estaba registrada en Italia. Las negociaciones con Martino y su empresa para poner la marca bajo el control de la empresa Arduino original fracasaron. En 2014, Smart Projects comenzó a negarse a pagar regalías. Luego nombraron a un nuevo CEO, Federico Musto, quien renombró la empresa Arduino SRL y creó el sitio web arduino.org , copiando los gráficos y el diseño del arduino.cc original .. Esto resultó en una brecha en el equipo de desarrollo de Arduino. [8] [9] [10]

En enero de 2015, Arduino LLC presentó una demanda contra Arduino SRL. [11]

En mayo de 2015, Arduino LLC creó la marca comercial mundial Genuino , que se utiliza como marca fuera de los Estados Unidos. [12]

En la World Maker Faire en Nueva York el 1 de octubre de 2016, el cofundador y director ejecutivo de Arduino LLC, Massimo Banzi, y el director ejecutivo de Arduino SRL, Federico Musto, anunciaron la fusión de las dos empresas. [13] Por esa misma época, Massimo Banzi anunció que, además de la empresa, se lanzaría una nueva Fundación Arduino como "un nuevo comienzo para Arduino", pero esta decisión se retiró más tarde. [14] [15]

En abril de 2017, Wired informó que Musto había "fabricado su expediente académico ... En el sitio web de su empresa, cuentas personales de LinkedIn e incluso en documentos comerciales italianos, Musto figuraba, hasta hace poco, como titular de un doctorado del Instituto de Massachusetts de Tecnología. En algunos casos, su biografía también reclamó un MBA de la Universidad de Nueva York ". Wired informó que ninguna de las universidades tenía ningún registro de la asistencia de Musto, y Musto luego admitió en una entrevista con Wired que nunca había obtenido esos títulos. [16] La controversia en torno a Musto continuó cuando, en julio de 2017, supuestamente sacó muchas licencias de código abierto, esquemas y código del sitio web de Arduino, lo que provocó escrutinio y protesta. [17]

En 2017, Arduino AG poseía muchas marcas comerciales de Arduino. En julio de 2017 BCMI, fundada por Massimo Banzi, David Cuartielles, David Mellis y Tom Igoe, adquirió Arduino AG y todas las marcas comerciales de Arduino. Fabio Violante es el nuevo CEO que reemplaza a Federico Musto, quien ya no trabaja para Arduino AG. [18] [19]

Post-disputa [ editar ]

En octubre de 2017, Arduino anunció su asociación con ARM Holdings (ARM). El anuncio decía, en parte, "ARM reconoció la independencia como un valor central de Arduino ... sin ningún bloqueo con la arquitectura ARM ". Arduino tiene la intención de continuar trabajando con todos los proveedores de tecnología y arquitecturas. [20]

Bajo la dirección de Violante, la empresa comenzó a crecer nuevamente y a lanzar nuevos diseños. La marca Genuino fue descartada y todos los productos fueron marcados nuevamente con el nombre Arduino. En febrero de 2020, la comunidad de Arduino incluía alrededor de 30 millones de usuarios activos según las descargas de IDE. [21]

En agosto de 2018, Arduino anunció su nueva herramienta de línea de comandos de código abierto ( arduino-cli ), que puede usarse como reemplazo del IDE para programar las placas desde un shell. [22]

En febrero de 2019, Arduino anunció su servicio IoT Cloud como una extensión del entorno Create online. [23]

Hardware [ editar ]

Placa R3 Uno compatible con Arduino fabricada en China sin el logotipo de Arduino, pero con marcas idénticas, incluido el texto " Made in Italy "

Arduino es hardware de código abierto . Los diseños de referencia de hardware se distribuyen bajo una licencia Creative Commons Attribution Share-Alike 2.5 y están disponibles en el sitio web de Arduino. También se encuentran disponibles archivos de diseño y producción para algunas versiones del hardware.

Aunque los diseños de hardware y software están disponibles gratuitamente bajo licencias copyleft , los desarrolladores han solicitado que el nombre Arduino sea exclusivo del producto oficial y no se utilice para trabajos derivados sin permiso. El documento de política oficial sobre el uso del nombre Arduino enfatiza que el proyecto está abierto a incorporar el trabajo de otros en el producto oficial. [24] Varios productos compatibles con Arduino lanzados comercialmente han evitado el nombre del proyecto usando varios nombres terminados en -duino . [25]

Una placa Arduino temprana [26] con una interfaz serial RS-232 (arriba a la izquierda) y un chip microcontrolador Atmel ATmega8 (negro, abajo a la derecha); los 14 pines de E / S digitales están en la parte superior, los 6 pines de entrada analógica en la parte inferior derecha y el conector de alimentación en la parte inferior izquierda.

La mayoría de las placas Arduino constan de un microcontrolador AVR Atmel de 8 bits (ATmega8, [27] ATmega168, ATmega328 , ATmega1280 o ATmega2560) con diferentes cantidades de memoria flash, pines y características. [28] El Arduino Due de 32 bits , basado en el Atmel SAM3X8E se introdujo en 2012. [29] Las placas utilizan pines de una o dos filas o conectores hembra que facilitan las conexiones para la programación y la incorporación a otros circuitos. Estos pueden conectarse con módulos adicionales denominados blindajes . Se pueden direccionar individualmente varios blindajes y posiblemente apilados a través de un bus serie I²C . La mayoría de las placas incluyen un regulador lineal de 5 V y un oscilador de cristal o un resonador cerámico de 16 MHz . Algunos diseños, como el LilyPad, [30] funcionan a 8 MHz y prescinden del regulador de voltaje integrado debido a restricciones específicas de factor de forma.

Los microcontroladores Arduino están preprogramados con un cargador de arranque que simplifica la carga de programas a la memoria flash en el chip . El cargador de arranque predeterminado de Arduino Uno es el cargador de arranque Optiboot. [31] Las placas se cargan con código de programa a través de una conexión en serie a otra computadora. Algunas placas Arduino en serie contienen un circuito de cambio de nivel para convertir entre niveles lógicos RS-232 y señales de nivel lógico transistor-transistor (TTL). Las placas Arduino actuales se programan a través de Universal Serial Bus (USB), implementado usando chips adaptadores de USB a serie como el FTDI FT232. Algunas placas, como las placas Uno de modelos posteriores, sustituyen al FTDIchip con un chip AVR separado que contiene firmware de USB a serie, que se puede reprogramar a través de su propio encabezado ICSP . Otras variantes, como el Arduino Mini y el Boarduino no oficial, utilizan una placa o cable adaptador de USB a serie desmontable, Bluetooth u otros métodos. Cuando se usa con herramientas de microcontrolador tradicionales, en lugar del IDE de Arduino, se usa la programación estándar de programación en el sistema (ISP) de AVR .

Un Arduino Uno R2 oficial con descripciones de las ubicaciones de E / S

La placa Arduino expone la mayoría de los pines de E / S del microcontrolador para que los usen otros circuitos. La Diecimila , [a] Duemilanove , [b] y la actual Uno [c] proporcionan 14 pines de E / S digitales, seis de los cuales pueden producir señales moduladas por ancho de pulso , y seis entradas analógicas, que también se pueden utilizar como seis I digitales. / O pasadores. Estos pines están en la parte superior de la placa, a través de encabezados hembra de 0,1 pulgadas (2,54 mm). También se encuentran disponibles comercialmente varios protectores de aplicaciones enchufables. Las placas Bare Bones Board [32] y Boarduino [33] compatibles con Arduino Nano y Arduino pueden proporcionar pines de cabezal macho en la parte inferior de la placa que se pueden conectar sin soldaduraprotoboards .

Existen muchas placas compatibles con Arduino y derivadas de Arduino. Algunos son funcionalmente equivalentes a un Arduino y se pueden usar indistintamente. Muchos mejoran el Arduino básico agregando controladores de salida, a menudo para su uso en la educación a nivel escolar, [34] para simplificar la fabricación de buggies y pequeños robots. Otros son eléctricamente equivalentes, pero cambian el factor de forma, a veces conservando la compatibilidad con los protectores, a veces no. Algunas variantes utilizan procesadores diferentes, de compatibilidad variable.

Tableros oficiales [ editar ]

El hardware Arduino original fue fabricado por la empresa italiana Smart Projects. [35] Algunas placas de la marca Arduino han sido diseñadas por las empresas estadounidenses SparkFun Electronics y Adafruit Industries . [36] A partir de 2016 , se han producido comercialmente 17 versiones del hardware Arduino.

  • Arduino RS232 [37]
    (pines macho)

  • Arduino Diecimila [38]

  • Arduino Duemilanove [39]
    (rev. 2009b)

  • Arduino Uno R2 [40] [41]

  • Arduino Uno SMD R3 [42]

  • Arduino Leonardo [43]

  • Arduino micro (AtMega 32U4)

  • Arduino pro micro (AtMega32U4)

  • Arduino Pro [44]
    (sin USB)

  • Arduino Mega [45]

  • Arduino Nano [46]
    (huella DIP-30)

  • Arduino LilyPad 00 [47]
    (rev. 2007) (sin USB)

  • Robot Arduino [48]

  • Arduino Esplora [49]

  • Ethernet Arduino [50]
    (AVR + W5100)

  • Arduino Yún [51]
    (AVR + AR9331)

  • Arduino Due [52]
    ( núcleo ARM Cortex-M3 )

Escudos [ editar ]

Las placas Arduino y compatibles con Arduino utilizan placas de expansión de circuito impreso llamadas shields , que se conectan a los conectores de clavija Arduino normalmente suministrados. [53] Shields puede proporcionar controles de motor para impresión 3D y otras aplicaciones, GNSS (navegación por satélite), Ethernet, pantalla de cristal líquido (LCD) o protoboard ( creación de prototipos ). También se pueden hacer varios escudos hágalo usted mismo (bricolaje). [54] [55] [56]

  • Algunos escudos ofrecen encabezados de apilamiento que permiten apilar varios escudos en la parte superior de una placa Arduino. Aquí, un escudo de creación de prototipos se apila en dos protectores de motor Adafruit V2.

  • Escudo de protección de terminales de tornillo en un formato de ala, lo que permite que los cables de extremo desnudo se conecten a la placa sin requerir clavijas especializadas.

  • Adafruit Datalogging Shield con una ranura para tarjeta Secure Digital (SD) y un chip de reloj en tiempo real (RTC) junto con algo de espacio para agregar componentes y módulos para la personalización.

  • Blindaje de motor Adafruit con terminales de tornillo para conexión a motores. Este escudo, oficialmente descontinuado, aún puede estar disponible a través de canales no oficiales.

  • El protector de motor Adafruit V2 usa I²C , requiriendo mucho menos pines de E / S digitales que conectar cada motor directamente.

  • Un escudo de host USB que permite que una placa Arduino se comunique con un dispositivo USB como un teclado o un mouse.

Software [ editar ]

Un programa para hardware Arduino puede escribirse en cualquier lenguaje de programación con compiladores que producen código de máquina binario para el procesador de destino. Atmel proporciona un entorno de desarrollo para sus 8 bits AVR y 32 bits ARM Cortex-M microcontroladores basados en: AVR Studio (mayores) y Atmel Studio (más reciente). [58] [59] [60]

IDE [ editar ]

El entorno de desarrollo integrado (IDE) de Arduino es una aplicación multiplataforma (para Windows , macOS y Linux ) que está escrita en el lenguaje de programación Java . Se originó a partir del IDE para los lenguajes Processing y Wiring . Incluye un editor de código con funciones como cortar y pegar texto, buscar y reemplazar texto, sangría automática, coincidencia de llaves y resaltado de sintaxis , y proporciona un simple clicmecanismos para compilar y cargar programas en una placa Arduino. También contiene un área de mensajes, una consola de texto, una barra de herramientas con botones para funciones comunes y una jerarquía de menús de operación. El código fuente del IDE se publica bajo la Licencia Pública General GNU , versión 2. [61]

El IDE de Arduino admite los lenguajes C y C ++ utilizando reglas especiales de estructuración de código. El IDE de Arduino proporciona una biblioteca de software del proyecto Wiring , que proporciona muchos procedimientos de entrada y salida comunes. El código escrito por el usuario solo requiere dos funciones básicas, para iniciar el boceto y el bucle del programa principal, que se compilan y vinculan con un stub de programa main () en un programa ejecutivo cíclico ejecutable con la cadena de herramientas GNU , también incluida con la distribución IDE. El IDE de Arduino emplea el programa avrdude para convertir el código ejecutable en un archivo de texto en codificación hexadecimal que se carga en la placa Arduino mediante un programa cargador en el firmware de la placa.

Pro IDE [ editar ]

El 18 de octubre de 2019, se lanzó Arduino Pro IDE (vista previa alfa). El sistema todavía usa Arduino CLI (Command Line Interface), pero las mejoras incluyen un entorno de desarrollo más profesional, soporte de autocompletado e integración de Git. [62] La interfaz de la aplicación se basa en el IDE de código abierto Eclipse Theia. Las principales características disponibles en la versión alfa son: [63]

  • Entorno de desarrollo moderno y con todas las funciones
  • Modo dual, modo clásico (idéntico al IDE clásico de Arduino) y modo Pro (vista del sistema de archivos)
  • Nuevo Director de la Junta
  • Nuevo administrador de biblioteca
  • Lista del tablero
  • Finalización automática básica (solo objetivos de armado)
  • Integración de Git
  • Monitor en serie
  • Modo oscuro

Bosquejo [ editar ]

Un boceto es un programa escrito con Arduino IDE. [64] Los bocetos se guardan en la computadora de desarrollo como archivos de texto con la extensión de archivo .ino . El software Arduino (IDE) pre-1.0 guardó los bocetos con la extensión .pde .

Un programa mínimo de Arduino C / C ++ consta de solo dos funciones: [65]

  • setup(): Esta función se llama una vez cuando se inicia un boceto después del encendido o reinicio. Se utiliza para inicializar variables, modos de pin de entrada y salida y otras bibliotecas necesarias en el boceto. Es análogo a la función main(). [66]
  • loop(): Después de que la setup()función sale (finaliza), la loop()función se ejecuta repetidamente en el programa principal. Controla la placa hasta que se apaga o se reinicia. Es análogo a la función while(1). [67]
Ejemplo de parpadeo
LED de encendido (rojo) y LED de usuario (verde) conectados al pin 13 en una placa compatible con Arduino

La mayoría de las placas Arduino contienen un diodo emisor de luz (LED) y una resistencia limitadora de corriente conectada entre el pin 13 y tierra, que es una característica conveniente para muchas pruebas y funciones de programa. [68] Un programa típico utilizado por principiantes, similar a Hello, World! , es "parpadeo", que hace parpadear repetidamente el LED integrado en la placa Arduino. Este programa utiliza las funciones pinMode(), digitalWrite()y delay(), que son proporcionadas por las bibliotecas internas incluidas en el entorno IDE. [69] [70] [71] Este programa normalmente lo carga el fabricante en una nueva placa Arduino.

# define LED_PIN 13 // Número de pin adjunto al LED. configuración vacía ()  {  pinMode ( LED_PIN ,  SALIDA );  // Configure el pin 13 para que sea una salida digital. } bucle vacío ()  {  digitalWrite ( LED_PIN ,  HIGH );  // Enciende el LED.  retraso ( 1000 );  // Espere 1 segundo (1000 milisegundos).  digitalWrite ( LED_PIN ,  BAJO );  // Apaga el LED.  retraso ( 1000 );  // Espere 1 segundo. }

Bibliotecas [ editar ]

La naturaleza de código abierto del proyecto Arduino ha facilitado la publicación de muchas bibliotecas de software libre que otros desarrolladores utilizan para ampliar sus proyectos.

Aplicaciones [ editar ]

  • Arduboy , una consola de juegos portátil basada en Arduino
  • Arduinome , un dispositivo controlador MIDI que imita al Monome
  • Ardupilot , software y hardware de drones
  • ArduSat , un cubesat basado en Arduino.
  • C-STEM Studio , una plataforma para el aprendizaje integrado práctico de informática, ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (C-STEM) con robótica.
  • Registradores de datos para investigación científica. [72] [73] [74] [75]
  • OBDuino , una computadora de viaje que utiliza la interfaz de diagnóstico a bordo que se encuentra en la mayoría de los automóviles modernos
  • OpenEVSE, un cargador de vehículo eléctrico de código abierto
  • XOD , un lenguaje de programación visual para Arduino

Reconocimientos [ editar ]

El proyecto Arduino recibió una mención honorífica en la categoría de Comunidades Digitales en el Prix ​​Ars Electronica 2006 . [76]

El kit de ingeniería Arduino ganó el premio Bett por "Servicios digitales de educación superior o educación superior" en 2020. [77]

Ver también [ editar ]

  • Lista de placas Arduino y sistemas compatibles
  • Lista de proyectos de hardware de código abierto

Notas [ editar ]

  1. ^ Diecimila significa "diez mil" en italiano
  2. ^ Duemilanove significa "dos mil nueve" en italiano
  3. ^ Uno significa "uno" en italiano

Referencias [ editar ]

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Lectura adicional [ editar ]

  • Exploración de Arduino: herramientas y técnicas para la ingeniería mágica ; 2nd Ed; Jeremy Blum; Wiley; 512 páginas; 2019; ISBN 978-1119405375 . 
  • Arduino para principiantes ; 2nd Ed; John Nussey; John Wiley & Sons; 400 páginas; 2018; ISBN 978-1119489542 . 
  • Programar los siguientes pasos de Arduino: ir más allá con los bocetos ; 2nd Ed; Simon Monk; Educación McGraw-Hill; 320 páginas; 2018; ISBN 978-1260143249 . 
  • Programación de Arduino: Introducción a los bocetos ; 2nd Ed; Simon Monk; Educación McGraw-Hill; 192 páginas; 2016; ISBN 978-1259641633 . 
  • Beginning C para Arduino: Aprenda a programar en C para Arduino ; 2nd Ed; Jack Purdum; Presione; 388 páginas; 2015; ISBN 978-1484209417 . 
  • Arduino: una guía de inicio rápido ; 2nd Ed; Maik Schmidt; Estantería pragmática; Estantería pragmática; 323 páginas; 2015; ISBN 978-1941222249 . 
  • Hacer: Introducción a Arduino ; 3ª Ed; Massimo Banzi, Michael Shiloh; Hacer comunidad; 262 páginas; 2014; ISBN 978-1449363338 . 
  • Hacer: Sensores ; 1ª Ed; Tero Karvinen, Kimmo Karvinen, Ville Valtokari; Hacer comunidad; 400 páginas; 2014; ISBN 978-1449368104 . 
  • Taller de Arduino: Introducción práctica con 65 proyectos ; 1ª Ed; John Boxall; Sin prensa de almidón; 392 páginas; 2013; ISBN 978-1593274481 . 

Enlaces externos [ editar ]

  • Página web oficial
  • Cómo Arduino es imaginación de código abierto , una charla TED del creador Massimo Banzi
  • Árbol de evolución para Arduino
  • Hoja de trucos de Arduino
  • Dimensiones de Arduino y patrones de orificios
  • Plantilla de escudo Arduino
  • Diagramas de pines de la placa Arduino: Due , Esplora , Leonardo , Mega , Micro , Mini , Pro Micro , Pro Mini , Uno , Yun
Software
  • El servicio de pago Arduino Codebender IDE funciona con todas las placas y está basado en la nube.
Histórico
  • Arduino - El documental (2010): IMDb , Vimeo
  • Entrevistas de Massimo Banzi: Triangulación 110 , FLOSS 61
  • Historia no contada de Arduino - Hernando Barragán
  • Documentos de demanda de Arduino LLC vs.Arduino SRL et al - Archivo de Tribunales de Estados Unidos