Programación en robótica

• Arduino es pionero en la programación física, permitiendo a los informáticos fácilmente darle energía, programarlo y monitorearlo con el PC
  • Es una placa open-hardware, por lo que bajó mucho las barreras a mejoras

Programación Arduino

Entorno de desarrollo

El Arduino IDE es el entorno más utilizado. Ofrece:

• Editor de código en C/C++.
• Compilación y carga directa al microcontrolador vía USB.
• Librerías preinstaladas para manejar sensores y actuadores. Hoy en día también existen alternativas como Arduino Web Editor o PlatformIO (para Visual Studio Code).

Patrones comunes de programación

En proyectos de robótica se emplean ciertos patrones de programación frecuentes:

1. Estructura básica del programa:
   • setup(): configuración inicial (pines, comunicación serial, librerías).
   • loop(): ciclo infinito donde se ejecuta la lógica de control.
2. Lectura–procesamiento–acción:
   • Leer entradas (sensores).
   • Procesar datos (algoritmos de control).
   • Actuar sobre salidas (motores, LEDs, etc.).
3. Uso de interrupciones:
   Permiten responder a eventos externos (ej. un sensor que dispara una señal) sin depender del ciclo principal.
4. Control por PWM:
   Generación de señales de control para actuadores mediante la función analogWrite().
5. Comunicación:
   Uso de protocolos como UART (Serial), I2C o SPI para interactuar con periféricos y módulos externos.

Ejemplo 1: parpadeo de 3 leds junto con el builtin

 
void setup() {
  pinmode(LED_BUILTIN, output);
  pinmode(8, output);
  pinMode(9, OUTPUT);
  pinMode(10, OUTPUT);
}
 
// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
  digitalWrite(8, HIGH);
  digitalWrite(9, HIGH);
  digitalWrite(10, HIGH);
 
  delay(500);                        // wait for half a second
 
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
  digitalWrite(8, LOW);
  digitalWrite(9, LOW);
  digitalWrite(10, LOW);
 
  delay(500);                        // wait for half a second
}
 

Ejemplo 2: agregando un pulsador

• Se podrían mapear los pines numéricos a nombres de variables para mejor explicación

void setup() {
  pinMode(9, OUTPUT);
  pinMode(6, INPUT);
}
 
void loop() {
  if (digitalRead(6) == HIGH) {
    digitalWrite(9, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(9, LOW);
  } // end if
}

En una sintaxis más reducida…

void setup() {
  pinMode(9, OUTPUT);
  pinMode(6, INPUT);
}
 
void loop() {
  digitalWrite(9, digitalRead(6));
}

• función millis()
  • tiempo en milisegundos desde que se inició la ejecución.
  • devuelve un long y no detiene el ciclo loop como si lo hace delay()

Ejercicio

• Inicialmente el led amarillo está apagado. Presiono n segundos el botón. Luego, el led estará encendido n segundos y se vuelve a apagar.

void loop() {
  // Estado 0: Esperando pulsador
  digitalWrite(PIN_LED_AMARILLO, LOW);
  long momento_presiono = 0;
  long momento_suelto = 0;
  long lap = 0;
 
  // Estado 1: Se presiona el pulsador
  if (estaPulsado()) {
    momento_presiono = millis();
    while (estaPulsado()) {
      momento_suelto = millis();
    }
    // Estado 2: Se suelta el pulsador
    lap = momento_suelto - momento_presiono;
    activaLED1(HIGH);
    delay(lap);
  }
}