Proyectos con Arduino: las mejores ideas para el mi­cro­co­n­tro­la­dor

Los in­te­re­sa­dos en las ma­nua­li­da­des “ele­c­tró­ni­cas” saben bien qué es Arduino, un mi­cro­co­n­tro­la­dor pro­gra­ma­ble en una placa compacta utilizado en un sinnúmero de proyectos: con él se han creado LED que parpadean, robots en mo­vi­mie­n­to, sistemas que leen los datos me­teo­ro­ló­gi­cos y miden las di­s­ta­n­cias, así como programas que componen música y son capaces de pintar.

La primera placa Arduino se fabricó en 2005 en Italia, aunque la tirada fue muy reducida, pues tenía como objetivo que los es­tu­dia­n­tes de diseño pudieran co­m­pre­n­der el manejo y las po­si­bi­li­da­des que pre­se­n­ta­ba la pro­gra­ma­ción con mi­cro­co­n­tro­la­do­res. Pero al mismo tiempo, los apa­sio­na­dos de la “artesanía te­c­no­ló­gi­ca”, que entonces iniciaban el mo­vi­mie­n­to Maker, re­ci­bie­ron la placa con en­tu­sia­s­mo, ya que apenas costaba 30 euros, era fácil de manejar y mostraba un carácter muy versátil, ca­ra­c­te­rí­s­ti­cas que han seguido vigentes hasta la ac­tua­li­dad.

En la ac­tua­li­dad se cuenta, sin embargo, con más tipos de placas. La clásica Arduino Uno presenta las di­me­n­sio­nes de un paquete de tabaco, mientras que Arduino Nano no es más grande que una moneda de dos euros. También se pueden adquirir versiones con un tamaño menor o mayor que ofrecen el hardware adecuado para casi todos los posibles ámbitos de apli­ca­ción.

Aunque difieran en tamaño, los di­fe­re­n­tes modelos tienen en común lo siguiente: disponen de un mi­cro­co­n­tro­la­dor y una serie de puertos (ana­ló­gi­cos y digitales) de entrada y salida. Con una conexión USB se puede conectar la placa al ordenador e in­tro­du­cir el código fuente del programa, co­n­si­de­ra­do en principio una variante más sencilla de C o C++, que se escribe con el entorno de de­sa­rro­llo integrado (IDE) de código abierto de Arduino. Otros co­ne­c­to­res de salida permiten la conexión de LED, de bombillas, de in­s­tru­me­n­tos de medida, de motores y de un diverso número de di­s­po­si­ti­vos que se puede ad­mi­ni­s­trar con el co­n­tro­la­dor.

A menudo se compara Arduino con Raspberry Pi, dado que ambos di­s­po­si­ti­vos son placas de tamaño reducido que co­n­s­ti­tu­yen la base para una gran cantidad de proyectos de ele­c­tró­ni­ca. Pero Arduino es un mi­cro­co­n­tro­la­dor y Raspberry Pi un ordenador de placa reducida. Para más in­fo­r­ma­ción sobre las di­fe­re­n­cias entre Arduino y Raspberry P puedes acceder al artículo de la Digital Guide.

Uno, la primera versión de Arduino, es un co­n­tro­la­dor de tamaño medio que ha ayudado a ma­te­ria­li­zar numerosas ideas desde su creación y que aún a día de hoy se sigue uti­li­za­n­do al ofrecer un equi­li­brio ideal entre tamaño y gama de funciones: es compacto, pero presenta un abanico de po­si­bi­li­da­des muy amplio. A co­n­ti­nua­ción, se muestra una selección de algunos de los ejemplos más re­pre­se­n­ta­ti­vos de proyectos con Arduino Uno que se pueden encontrar en las más diversas pla­ta­fo­r­mas DIY (do it yourself) y que se adaptan a di­fe­re­n­tes niveles de co­no­ci­mie­n­to.

Empecemos con el primer proyecto: ¿quieres pasar la tarde de domingo jugando al parchís en familia, pero no tenéis dados? La placa de Arduino conectada a una es­tru­c­tu­ra de siete LEDS podría salvarte la tarde. Solo pulsando un botón se inicia un generador aleatorio que utiliza las la­m­pa­ri­tas para mostrar el resultado del 1 al 6 en un “dado ele­c­tró­ni­co”. En el siguiente artículo de blog se explican los pasos a seguir para crear este dado tan original. Asimismo, en el vídeo final podrás ver el resultado.

Una idea de proyecto Arduino inspirada en la COVID-19 es el sensor de distancia social, perfecto para pri­n­ci­pia­n­tes de Arduino. Un sensor de ul­tra­so­ni­dos conectado al mi­cro­co­n­tro­la­dor hace que se encienda un LED cada vez que una persona se acerca a menos de 50 cm. Si la distancia vuelve a aumentar, el LED se apaga. En lo que a la pro­gra­ma­ción respecta, este proyecto Arduino Uno se puede im­ple­me­n­tar con unas pocas líneas de código. Sin embargo, para los que no carezcan de co­no­ci­mie­n­tos en la materia, también está di­s­po­ni­ble online. El proyecto Arduino es ideal para co­n­s­trui­r­se en casa.

Uno de los proyectos sencillos con Arduino que apenas requiere un poco de tiempo y unos pocos co­m­po­ne­n­tes es el ra­s­trea­dor de luz to­ta­l­me­n­te au­to­má­ti­co. Dos fo­to­rre­si­s­te­n­cias se colocan sobre un se­r­vo­mo­tor divididas por una placa que separa los campos de visión. Las re­si­s­te­n­cias, que pueden girar en sentido ho­ri­zo­n­tal gracias al se­r­vo­mo­tor, miden en in­te­r­va­los regulares la luz incidente. En Arduino se introduce un código fuente en el que se es­pe­ci­fi­ca que el servo gire cuando haya una in­ci­de­n­cia de luz mayor en una de las re­si­s­te­n­cias hasta que ambos sensores registren la misma cantidad de luz o similar. Así, la es­tru­c­tu­ra es capaz de seguir el rastro de luz de una linterna que le apunta como si de magia se tratara.

¿Te sabe a poco construir un sensor que sea capaz de seguir la luz de una linterna? Entonces a lo mejor te puede interesar hacer que una nevera portátil localice tu posición a través de Bluetooth y pueda seguirte a todos lados. Para llevar a cabo este proyecto primero hay que unir la nevera a una es­tru­c­tu­ra con ruedas y es­ta­ble­cer una conexión al móvil. Así, nunca la perderás de vista y podrás tener muy a mano una bebida re­fre­s­ca­n­te para los días más calurosos del verano. El de­sa­rro­llo de esta nevera “follow me” requiere más tiempo y más cantidad de ma­te­ria­les que los dos an­te­rio­res. Además es necesario también un poco más de ex­pe­rie­n­cia en proyectos con Arduino.

Una idea de proyecto Arduino con estilo para el hogar es crear un reloj de arena LED digital. Se utiliza una matriz de LEDs integrada para simular la caída de los granos de arena. El código que permite el fu­n­cio­na­mie­n­to del reloj de arena LED es un poco más co­m­pli­ca­do, pero se puede entender y descargar fá­ci­l­me­n­te si es necesario. Una sencilla carcasa de cartón oculta los circuitos de Arduino y garantiza que el reloj LED se convierta en toda una atracción.

Otra idea de Arduino dirigida a afi­cio­na­dos ya de nivel in­te­r­me­dio es construir un coche te­le­di­ri­gi­do. Para manejar el aparato, es necesario utilizar una apli­ca­ción de sma­r­t­pho­ne adecuada, publicada por el de­sa­rro­lla­dor del coche Bluetooth en la Google PlayStore. Para poder utilizar la app si utilizas un sma­r­t­pho­ne de Apple, es necesario activar el acceso de usuario extendido en tu iPhone con un jailbreak. Este proyecto Arduino Uno no solo te mantiene en­tre­te­ni­do mientras lo de­sa­rro­llas, la diversión también está ga­ra­n­ti­za­da al jugar con tu coche Arduino.

El robot pintor puede co­n­si­de­rar­se una de las ideas más im­pre­sio­na­n­tes, cuya rea­li­za­ción está pensada para quienes ya tienen mucha ex­pe­rie­n­cia en el de­sa­rro­llo de proyectos con este compacto mi­cro­co­n­tro­la­dor. Con ayuda de gráficos ve­c­to­ria­les y diseños de cua­drí­cu­las se dibuja en un papel la imagen guardada en el ordenador. No obstante, su de­sa­rro­llo requiere, además de co­no­ci­mie­n­tos avanzados de pro­gra­ma­ción con Arduino y habilidad en ac­ti­vi­da­des manuales, contar con gran cantidad de piezas di­fe­re­n­tes y disponer del tiempo necesario. El resultado se puede ver a co­n­ti­nua­ción:

Uno de los proyectos más in­te­re­sa­n­tes de Arduino Uno es una cúpula de madera formada por 120 es­tru­c­tu­ras tria­n­gu­la­res luminosas. Estas su­pe­r­fi­cies son in­ter­ac­ti­vas, pues cambian de color e incluso re­pro­du­cen di­fe­re­n­tes tonos musicales cuando alguien las toca. Para conocer el grado de pla­ni­fi­ca­ción y trabajo que exige este tipo de proyectos de Arduino se puede acceder al siguiente tutorial sobre la cúpula de LED. Si quieres ver cómo queda el resultado final puedes verlo aquí:

La versión reducida de Arduino Uno se llama Arduino Nano y se utiliza en aquellos proyectos en los que el espacio destinado a la placa es realmente reducido. Como su homólogo, Arduino Uno se basa en el mi­cro­co­n­tro­la­dor ATmega328 de la empresa es­ta­dou­ni­de­n­se Atmel. Gracias a él se pueden llevar a cabo proyectos no tan sencillos con Arduino, algunos de los cuales también se presentan a co­n­ti­nua­ción:

Con solo unos pocos co­m­po­ne­n­tes es posible tra­n­s­fo­r­mar una ha­bi­ta­ción en una pequeña discoteca. Un micrófono mide la in­te­n­si­dad de la música y transmite la in­fo­r­ma­ción a Arduino Nano, que a su vez hace que la tira de LED mu­l­ti­co­lor parpadee al ritmo de la canción que está sonando.

Sin duda, el polígrafo es una idea so­fi­s­ti­ca­da y divertida que se elabora con bastante rapidez y con apenas unos pocos elementos. Claro está que este proyecto con Arduino Nano no mide realmente si alguien miente, sino la co­n­du­c­ti­vi­dad eléctrica de la piel que permite sacar co­n­clu­sio­nes sobre el estado de ex­ci­ta­ción del sujeto.

Es difícil imaginar los sma­r­t­pho­nes actuales sin sensores de huellas da­c­ti­la­res. Ahora; también puedes de­sa­rro­llar un sensor de huellas da­c­ti­la­res con Arduino Nano. Para ello, basta con conectar un sensor adecuado al mi­cro­co­n­tro­la­dor. A co­n­ti­nua­ción, una pantalla integrada en el circuito muestra si se trata de una huella dactilar re­gi­s­tra­da en el sistema. Si lo es, el sistema te da la bie­n­ve­ni­da. De lo contrario, la pantalla no se de­s­blo­quea. El proyecto Arduino Nano puede im­ple­me­n­tar­se con solo unos pocos co­m­po­ne­n­tes, por lo que es muy re­co­me­n­da­do para pri­n­ci­pia­n­tes.

¿Lo que te gusta es construir robots? Este proyecto de Arduino implica la co­n­s­tru­c­ción y pro­gra­ma­ción de un vehículo-oruga sencillo. El mi­ni­rro­bot se puede construir para hacer una ruta ya pro­gra­ma­da, aunque también es posible dirigirlo con un mando a distancia. Se le puede añadir, además, un brazo mecánico.

De nuevo un robot, pero en este caso se sustituye el mecanismo de oruga por unas patas de araña ac­cio­na­das por un servo que permiten un mo­vi­mie­n­to muy in­te­re­sa­n­te de observar. Para dirigir al robot araña se utiliza el sma­r­t­pho­ne. Eso sí, su ela­bo­ra­ción es algo más co­m­pli­ca­da y requiere ciertos co­no­ci­mie­n­tos. Además, es un proyecto que necesita más tiempo y gran cantidad de piezas de Lego.

Existen también proyectos útiles de Arduino para el hogar que hacen más sencilla las tareas co­ti­dia­nas. ¿No sería muy práctico no tener que preo­cu­par­te de regar tus plantas favoritas? Con un proyecto Arduino Nano puedes hacerlo realidad. Un sensor de te­m­pe­ra­tu­ra sirve para de­te­r­mi­nar la cantidad de agua que necesitan las plantas. Una bomba de agua, que también está conectada, riega la cantidad de agua su­fi­cie­n­te cuando es necesario. El sistema de riego au­to­má­ti­co de plantas es adecuado para los afi­cio­na­dos a Arduino más avanzados, aunque no requiere demasiado esfuerzo.

Un ejemplo muy re­pre­se­n­ta­ti­vo de los numerosos proyectos que se pueden de­sa­rro­llar con Arduino es la estación me­teo­ro­ló­gi­ca. Basta con una serie de sensores y una pantalla para que el mi­cro­co­n­tro­la­dor muestre la te­m­pe­ra­tu­ra, la humedad y la hora. Además, este proyecto puede medir otros in­di­ca­do­res como la presión at­mo­s­fé­ri­ca, el co­m­po­r­ta­mie­n­to del viento, el índice UV y la cantidad de lluvia. Para el proyecto se requieren varios Arduinos y algunos co­m­po­ne­n­tes elé­c­tri­cos adi­cio­na­les.