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Arduino, Raspberry e impresoras 3D: respuestas a preguntas y dudas frecuentes

Arduino

¿Qué es Arduino?

Arduino es un proyecto para desarrollar placas electrónicas programables libres (buscando aplicar las ideas de la informática libre y GNU a la electrónica). Estas placas electrónicas se usan para gestionar las entradas y salidas a dispositivos (analógicos y digitales) como sensores, luces, pantallas LCD y motores eléctricos (incluyendo robótica), aunque también son posibles proyectos más complejos como fabricar un teléfono móvil / celular ("ArduinoPhone 2"; ver también el "Seeed RePhone", que se vende como kit).

¿Qué es Genuino?

Arduino es un proyecto que busca promover la fabricación de placas programables libres. Además, Arduino también se llama la empresa italiana (Arduino Srl) creada por una de las personas del grupo o colectivo que iniciaron el proyecto (Arduino LLC) y la única cuyas placas son comercialmente llamadas Arduino (por tener registrada la marca), pero no es la única empresa que fabrica placas de este tipo (varias empresas fabrican placas tipo Arduino, similares o clones de los modelos fabricados por la empresa Arduino Srl, sin llamarlas expresamente Arduino sino detallando como características que son "Arduino compatibles"). Por cierto, debido a malos rollos con la empresa Arduino Srl, la comunidad Arduino LLC creó la marca "Genuino" para estampar en lugar de "Arduino" en sus placas y aunque la disputa duró entre mayo de 2015 y octubre de 2016 (ver  http://blog.arduino.cc/2016/10/01/two-arduinos-become-one-2  y previamente  http://fabricadigital.org/2016/01/arduino-genuino-cual-es-la-diferencia/  ) se continúan empleando y es posible comprar los mismos modelos exactos bajo ambos nombres ("Arduino" y "Genuino").

¿Por qué hay tantas placas Arduino diferentes?

Actualmente se fabrican más de una decena de modelos de placas Arduino diferentes (ver  http://www.arduino.cc/en/Main/Products  y  http://www.arduino.org/products/boards  ), más los modelos que no se fabrican pero que se siguen utilizando (como el Arduino Duemilanove y el Arduino Diecimila), más las placas compatibles fabricadas por otras empresas.

Las diferentes placas Arduino se diferencian principalmente por:

  • Microcontrolador o procesador (principalmente se usan de la marca ATmega)
  • Voltaje de funcionamiento (3.3 o 5 V, importante a la hora de conectarle cosas)  
  • Número de entradas analógicas y digitales (limita qué número de cosas pueden ser conectadas)
  • Conector USB que incorpora la placa (puede ser normal, micro o no tener necesitando usar un soldador)
  • Nota: además del enfoque típico de Arduino (placa electrónica con un microcontrolador programable, que incluye un firmware que carga el programa que creas), la empresa Arduino comienza a introducir en su catálogo modelos que son propiamente miniordenadores con procesador y sistema operativo (el Arduino Yún y el Arduino 101).

Las placas Arduino más utilizadas y más recomendables son UNO y MEGA, que son los Arduinos "normales" (a los que hacen referencias los manuales que puedas encontrar), con microcontrolador programable ATmega (ATmega328P en el UNO y ATmega2560 en el MEGA 2560), conector USB normal, 5V de voltaje, y numerosas entradas tanto analógicas (6 entradas y 0 salidas en el caso deUNO, 16 entradas y 0 salidas en el caso de Mega 2560) como digitales (14 IO y 6 PWM en el caso de Mega 2560, 54 IO y 15 PWM en el caso de Mega 2560).

¿Cuál es mejor, el UNO o el MEGA? Depende de lo que vayas a realizar. El Arduino UNO suele recomendarse como la mejor opción para aprender, es el modelo estándar o de referencia para desarrollo de software y complementos de hardware, el microcontrolador se monta sobre un zócalo (socket) y por tanto se puede reemplazar sin problemas, y tiene características sobradas para proyectos como gestión de sensores o luces. Para proyectos complejos el número de entradas analógicas y digitales del Arduino UNO pueden resultar escasas y por tanto ser mejor opción el Arduino MEGA, por ejemplo para tareas de comunicaciones que requieren agregar módulos a la placa que ocupan numerosos conectores.

Nota: Además de como placas sueltas, también se venden kits compuestos por una placa y un surtido de sensores, luces LED, extensiones y complementos, un kit es lo recomendable para comenzar a aprender Arduino porque permiten bastante juego (hay que tener en cuenta que una placa tipo Arduino solo hace algo si le conectas cosas con las que pueda interactuar).

¿Cómo se programa en Arduino?

El lenguaje de programación de Arduino está basado en "C++", aunque el trabajo de programarlo está facilitado por el entorno de programación (IDE) con interfaz gráfica (instalable en cualquier sistema operativo libre basado en Debian simplemente instalando el paquete "arduino" que aparece en Synaptic). El entorno de programación (IDE) se encarga de convertir el programa que escribes en código ejecutable por tu Arduino (en el menú desplegable de la interfaz gráfica eliges qué modelo de Arduino tienes, pues las diferentes placas tienen distinto microcontrolador o procesador).

Los libros y demás documentación se puede descargar de http://playground.arduino.cc/Es/Guias

Algunos enlaces interesantes:

¿Cuánto cuesta una placa tipo Arduino?

Arduino UNO / Genuino UNO se vende en tiendas españolas por unos 18 € ( http://www.ondaradio.es/producto/a000066-rohs-arduino-uno-a000066-eval-atmega328p-8bit-uno-rv3-37604.aspx ) y el Arduino MEGA2560 / Genuino MEGA2560 por 36 € ( http://www.ondaradio.es/producto/a000067-rohs-arduino-a000067-atmega2560-mega2560-rev3-board-41126.aspx ). Las placas clónicas son un poco más baratas, como ejemplo DCcduino UNO por 16 € ( http://tienda.comohacer.eu/es/32-arduino-uno-rev3 ) y el Freaduino MEGA2560 por 34 € ( http://domotica-arduino.es/comprar-online/es/home/167-freaduino-mega2560-v20.html ). En sitios web de compra-venta internacional pueden encontrarse precios más bajos, p. ej. en Amazon (precios que consigue a costa de prácticas antiéticas como una severa explotación laboral de sus trabajadores y abuso de su posición de monopolio transnacional, ver 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) o en AliExpress (donde es posible comprar muchas marcas chinas y productos sin marca, frecuentemente fabricados con escasos controles de calidad, en condiciones de explotación laboral y generando una fuerte contaminación, lo que además del obvio cuestionamiento ético tiene la implicación práctica directa para quien compra de poder ser problemático en cuanto a reclamaciones de calidades, defectos de fabricación y garantías).

El kit oficial UNO en español (que incluye Arduino UNO y manual en español) se vende en tiendas españolas por 86 € ( http://www.ondaradio.es/producto/k030007-rohs-arduino-starter-kit-k030007-espanol-45933.aspx ), aunque hay kits más baratos que incluyen un Arduino UNO por 50 € ( http://www.miki.tienda/kit-arduino-uno-rev.3.html ) o 55 € ( http://www.ondaradio.es/producto/a000010-rohs-arduino-kit-de-nivel-basico-45903.aspx ) o un Arduino MEGA por 67 € ( http://www.miki.tienda/kit-arduino-mega-rev.3.html ).


Impresoras 3D

¿Qué es una impresora 3D?

Las impresoras 3D habituales son máquinas que fabrican piezas de plástico a partir de modelos creados en ordenador / computadora (usando un software de diseño 3D como Blender o FreeCAD). Sus principales usos son prototipado rápido (en diseño industrial, arquitectura,...), fabricación de carcasas para placas electrónicas, modelado y creación de prótesis médicas.

¿De qué plástico fabrica las piezas?

Actualmente el más usado y más recomendado es el ácido poli-láctico (PLA), otra opción puede ser el poliestireno de alto impacto (HIPS) (ver http://impresoras3d.com/blogs/noticias/108879559-la-guia-definitiva-sobre-los-distintos-filamentos-para-impresoras-3d  y  http://www.lafactoria3d.es/servicios/impresion/materiales  además de  http://impresoras3d.com/blogs/noticias/105539335-filamento-para-impresora-3d-como-diferenciar-el-bueno-del-malo ). Es muy importante tener en cuenta la toxicidad del material usado y sus añadidos como pigmentos, y usar la impresora 3D en espacios bien ventilados (ver http://www.lanacion.com.ar/1605556-manejar-una-impresora-3d-podria-ser-toxico  y  http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1352231013005086  ).

¿Cuánto cuesta una impresora 3D?

Por su buena calidad y bajo precio las impresoras 3D más usadas actualmente son la Prusa y sus derivados como la Hephestos, con un precio entre 300 y 550 €. Son también éstas las impresoras 3D usadas como base en el proyecto de máquinas replicantes "RepRap" ( http://reprap.org/wiki/RepRap/es ). Una alternativa a la compra de una impresora 3D es la impresión en una tienda que oferte este servicio (cada vez más extendido y bastante barato).


Miniordenadores / minicomputadoras

¿Es lo mismo un miniordenador / minicomputadora que una placa electrónica programable?

No.

Una placa electrónica programable (como Arduino UNO, Arduino MEGA, Arduino Duemilanove y Arduino Diecimila) tiene un microcontrolador programable y un firmware que carga un programa o instrucciones que creas en un ordenador / computadora usando un entorno de programación (IDE). Se usan para gestionar las entradas y salidas a dispositivos (analógicos y digitales) como sensores, luces, pantallas LCD y motores eléctricos (incluyendo robótica), habitualmente de forma autónoma aunque si se quiere puede realizar estas tareas actuando como periférico o extensión electrónica (conectado vía USB) de un ordenador / computadora.

Un miniordenador (o minicomputadora, en inglés: "single-board computers", SBC) es un ordenador (o computadora) compactado en una única placa de pequeño tamaño, pero sigue siendo un ordenador / computadora, con procesador y sistema operativo: si conectas un teclado, un ratón y un monitor o pantalla no existe diferencia respecto a trabajar con tu ordenador (o computadora) de sobremesa o portátil (laptop). En un miniordenador / minicomputadora instalas el sistema operativo con el entorno de escritorio y aplicaciones (p. ej. navegador web) que desees (puede ser lo mismo que tienes instalado en tu ordenador o computadora personal) en su medio de almacenamiento permanente (por cuestiones de tamaño, se suele usar una tarjeta SD / MMC / MicroSD / MicroSDHC).

Existe mucho más mundo que Raspberry... y existen mejores opciones que Raspberry

Aunque "Raspberry Pi" es la marca de miniordenador / minicomputadora posiblemente más popular actualmente gracias a una fuerte campaña publicitaria, no fue el primer fabricante ni el único que existe.

Las Raspberry no son hardware libre, requieren software no libre (que debe ser incluido en el sistema operativo) para poder arrancar (razón por la cual el sistema operativo por defecto, Raspbian, es una modificación de Debian pero no es soportado ni descargable desde Debian), haciendo imposible usar un sistema operativo libre en una Raspberry (8, 9, 10, 11, 12 / 13).

Por ello, se recomienda actualmente como miniordenador / minicomputadora varios modelos de OLinuXino (OLinuXino A10 LIME, OLinuXino A20 LIME, OLinuXino A20 LIME2, OLinuXino A20 MICRO,...) y de BeagleBone (BeagleBone Black C), esta lista probablemente pueda ampliarse pronto con el EOMA68 y varios más en un futuro próximo (12 / 13).