Este curso introduce al alumno a la electrónica y los Arduinos, comenzando desde lo más básico de un circuito eléctrico y finalizando con el diseño de circuitos de baja complejidad empleando dispositivos electrónicos programables. Durante el curso los alumnos aprenderán los fundamentos básicos de la electricidad y de la electrónica, conocerán los diferentes bloques empleados en el diseño de un circuito electrónico, aprenderán las bases del diseño de circuitos analógicos y digitales, y serán introducidos a la programación de estos últimos empleando la plataforma Arduino. El curso apunta a estudiante de último año de educación escolar y primer año de educación universitaria, o cualquier otro alumno con suficiente motivación como para llevar a cabo sus propios experimentos y seguir aprendiendo en el futuro. Si bien no es un requisito esencial, los alumnos que tengan nociones de cálculo diferencial e integral podrán entender mejor algunos tópicos específicos, que no son estrictamente necesarios para concluir el curso. El curso incluye demostraciones de dispositivos electromecánicos sencillos controlados mediante un Arduino. Cada circuito demostrativo lleva asociado un diagrama de conexiones y un programa, ambos debidamente explicados, para facilitar que sean replicados por los alumnos empleando la plataforma Arduino.
Operaciones aritméticas y funciones con retorno
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Del curso dictado por Pontificia Universidad Católica de Chile
Electrones en Acción: Electrónica y Arduinos para tus propios Inventos
1307 calificaciones
Pontificia Universidad Católica de Chile
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De la lección
Introducción a la plataforma Arduino
Este módulo describe la plataforma Arduino, tanto en el hardware, el software, su conectividad a diferentes periféricos, y su programación.
Conoce a los instructores
Angel AbuslemeProfesor Asociado
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Cristobal AlessandriEstudiante de Doctorado
Departamento de Ingeniería Eléctrica
[AUDIO EN
BLANCO] Hola, seguimos con la última clase de
la lección 2 donde vamos a ver operaciones aritméticas y funciones con retorno.
Las operaciones aritméticas disponibles en Arduino son bastantes,
las más típicas, algunas las hemos usado ahora las vamos a ver un poco más
formalmente pero no vamos a entrar en demasiado detalle es el operador igual,
que me sirve como ya habíamos visto para asignar variables y por supuesto tengo
disponible la suma, la resta, multiplicación y división.
Hay otros operadores que se llaman los operadores compuestos que pueden ser un
tanto extraños y no lo vamos a ver todos pero se los mostramos aquí para
que por si se encuentran con alguno de estos operadores en un código,
sepan qué son y puedan ir a la referencia de Arduino y ver exactamente qué hacen.
Por ejemplo este A+=, qué pasa si ustedes ven en un código A += 3,
eso significa A = A + 3
y en términos prácticos el resultado del mismo tiene algunas diferencias en cuanto
a la eficiencia de código que nosotros no nos vamos a preocupar de eso, como les
digo se los mostramos solo para que si lo ven en alguna parte sepan qué son.
Lo que sí nos interesan son estos dos, que es el ++ y el --.
Qué pasa si yo aquí tengo A ++, si tengo
A++ eso es equivalente a decir A = A + 1,
es decir A++ simplemente aumenta A en 1.
Pero tiene una particularidad, que si es que yo lo
uso en alguna parte del código por ejemplo si uso un digital write.
[AUDIO EN BLANCO] Y
pongo aquí A++, low por ejemplo,
supongamos que tengo un pin que es A que es el pin 7 si es que yo escribo esto,
voy a escribir en el pin 7 el valor low y después le voy a sumar 1 a A.
Entonces eso es un poco confuso, lo vamos a entender cuando veamos ejemplos
pero quédense con solamente estos dos operadores en la cabeza,
estos los vamos a usar solamente si se encuentran con ellos en un código.
Ahora vamos a ver más funciones, ya hemos visto un poco funciones como una caja
negra que hace algo, ahora la función tiene un retorno.
¿Qué significa que tiene un retorno?
La función además entrega una respuesta.
Por lo tanto esta misma caja negra hace algo que todavía no sabemos cómo lo hace,
sabemos qué hace pero además me entrega una respuesta y esta respuesta
tiene un tipo definido, por ejemplo me entrega un número entero,
me entrega un double, me entrega un string
y puede ser asignado a una variable y por eso son de gran utilidad.
Entonces, ¿cómo funciona esto?
Tenemos un diagrama similar al que vimos antes, tenemos que la función
está identificada por un nombre, recibe parámetros, yo
tengo que conocer necesariamente el nombre de la función y qué parámetros darle
y además ahora me entrega una respuesta, por lo tanto yo asigno esa respuesta
a una variable y esta variable está definida previamente y tiene un tipo
y este tipo tiene que ser consistente con el tipo que me entrega esta función.
Entonces mi función si es una caja negra recibe parámetros,
hace algo pero además entrega una respuesta.
Y ya habíamos visto algo así cuando usamos digital read.
Lo vemos antes con un ejemplo ahora lo vemos con más formalidad,
al usar digital read lo que hacíamos era ver un valor digital que estaba
en la entrada y almacenarlo en una variable de tipo entero.
Entonces es lo mismo pero por supuesto esto es bastante más genérico.
Entonces veamos algunas de las funciones matemáticas
que tiene Arduino que son de hecho funciones con retorno.
Tenemos varios tipos de funciones que aceptan cualquier tipo de variable
y entregan otra variable del mismo tipo, entonces son operaciones,
son opciones matemáticas pero aceptan cualquier tipo de variables, o sea yo
podría si quisiera hacer una operación matemática sobre un char, por ejemplo.
Tiene más sentido operar sobre enteros pero de hecho en el ejemplo anterior
ya operamos sobre un char cuando teníamos el índice y lo ibamos
aumentado en 1 y recordemos de esa forma toda la tabla de caracteres.
De la misma forma yo puedo operar con cualquier tipo de variable, pero insisto
tiene más sentido normalmemte operar sobre variables que representen números.
Por ejemplo tenemos las funciones mínimo y máximo que me entregan el mínimo entre dos
números, por ejemplo yo le entrego x e y y me devuelve el valor mínimo de los dos.
De la misma forma el máximo son funciones similares, también podemos calcular
valor absoluto de un número, podemos limitar una variable a un cierto rango,
interesante porque qué pasa si aquí yo quiero limitar una variable entre 3 y 7.
Bueno qué pasa si x vale 4, entonces a1 es 3,
b1 es 7, x vale 4 esto me entrega 4 porque 4 está entre 3 y 7, si x vale 0 esto
me va a entregar 3, si x vale más de 7 por ejemplo 9, esto me va a entregar 7.
Esto va a ser muy útil cuando empecemos a comunicarnos por ejemplo con periféricos.
Y por último tenemos la función map
que reescala una variable x según esta regla definida por a1, b1 a2, b2.
No vamos a entrar en detalle, lo vamos a ver más adelante en un ejemplo
pero pueden ver la información al respecto en la página de Arduino.
Hay otras funciones matemáticas que están hechas específicamente para utilizar
double que son estas que presentamos acá.
Son funciones que permiten calcular potencias, raíz cuadrada y funciones
trigonométricas y estas funciones vienen a implementarse en Arduino.
La particularidad que tienen es que sus input son de tipo float
y el retorno es de tipo double.
Como mencionamos al principio el double y el float en la mayoría de los procesadores
Arduino son los mismos, sobre todo para los efectos prácticos
tanto el input como el output podemos considerarlo de tipo float.
Entonces estas funciones me permiten hacer cálculos complicados pero hay que tener
cuidado porque son más lentas.
Al hacer operaciones tenemos que tener algunas consideraciones particulares.
Por ejemplo si se excede el rango de una variable, la variable se da la vuelta.
¿Cómo es esto?
Recordemos que los int pueden ir desde menos
32768 hasta 32767.
Entonces qué pasa si yo intento asignar un valor 32768 en una variable de tipo int.
Es 1 más que el valor máximo,
por lo tanto lo que va a pasar es que en vez de almacenarse el valor que yo quise,
esto se va a dar toda la vuelta y va a almacenarse su valor mínimo.
De la misma forma con un int sin signo que van desde 0 hasta 65535.
¿Qué pasa si yo quiero asignar el valor 65536?
Lo mismo, es 1 más que el valor máximo permitido y se devuelve a 0.
¿Qué pasa si quiero asignar 65537?
Voy a obtener el valor 1 y así,
si me excedo de un valor me doy toda la vuelta y empiezo desde el principio.
La otra consideración importante que hay que tener es que si se usan números
enteros el valor se trunca, por lo tanto si es que yo divido 5 dividido 2,
voy a obtener 2 y no 2.5.
Entonces para estos casos si es que yo quiero ese nivel de precisión,
si es que yo quiero hacer cálculos matemáticos y obtener
el resultado correcto, voy a tener que usar números float
pero los números float usan más espacio en memoria y los cálculos son más lentos.
Por tanto, yo puedo elegir usar float o puedo intentar realizar el cálculo de otra
forma y calcular por ejemplo en decimal como lo mencionamos antes con el operador
mode y eso me da 1 y después yo combinar con una forma esos dos.
Entonces aquí siempre hay un trade off entre el
tiempo que demora, el espacio que usan los cálculos y
el tema de la precisión de las variables si están truncadas o no están truncadas.
Esto es todo por hoy día, nos vemos en la siguiente lección.
Muchas gracias.
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