BALIZA

Una baliza es un dispositivo que emite señales luminosas, sonoras y/o electrónicas para guiar, advertir o localizar algo en un entorno específico. Se utiliza en diversas aplicaciones, como la navegación, el rescate o localización de vehículos u objetos, proporcionando orientación o visibilidad en condiciones difíciles. Por ejemplo, en el desafío CANSAT, una baliza es fundamental para localizar y recoger el satélite tras su regreso a la Tierra. Este dispositivo permite identificar su posición de forma rápida, lo que facilita la recuperación y descarga de los datos científicos que ha recopilado. Baliza moderna para localización. Generada con IA por OpenAI DALL·E. Creative Commons Attribution-NonCommercial (CC BY-NC).

En la entrada de hoy aprenderemos a programar salidas digitales en Arduino mediante el uso de LEDs y buzzers, dispositivos fundamentales para generar señales visuales y sonoras. La actividad se centra en la construcción y programación de una baliza de localización, que combina ambos elementos para simular una herramienta de recuperación de un CANSAT.

Comenzaremos montando un circuito paralelo en el que conectaremos los LEDs y el buzzer, explorando cómo funcionan estos componentes y cómo se controlan mediante las salidas digitales del Arduino. Una vez completado el montaje, programaremos el circuito utilizando Arduino Blocks, una herramienta visual que facilita la comprensión del código. Finalmente, daremos el salto al IDE de Arduino para implementar el mismo programa en lenguaje C++, desarrollando así una comprensión más profunda del funcionamiento y control de las salidas digitales.

Listado de componentes para la práctica: Baliza de localización con Arduino

• Placa Arduino Uno (o compatible).
• Cables de conexión (jumper): macho-macho, macho-hembra.
• Protoboard (placa de pruebas).
• LEDs: mínimo 2 unidades (rojo y verde, opcional).
• Resistencias: 220 Ω (una para cada LED).
• Buzzer activo: 1 unidad.
• Fuente de alimentación: Cable USB para conectar el Arduino al ordenador o batería externa (opcional).
• Software: Arduino Blocks y IDE de Arduino.

Diodo Emisor de Luz (LED)

Un diodo LED (Light Emitting Diode) es un componente electrónico que emite luz cuando una corriente eléctrica lo atraviesa en la dirección correcta. Está formado por dos terminales principales: el ánodo (positivo) y el cátodo (negativo). El ánodo suele ser la patilla más larga, mientras que el cátodo es más corto y está cerca de una muesca o borde plano en la carcasa del LED. Para que funcione, el LED debe estar correctamente polarizado, es decir, el ánodo debe conectarse al positivo del circuito y el cátodo al negativo. El funcionamiento del LED se basa en un fenómeno llamado electroluminiscencia, que ocurre cuando los electrones liberan energía en forma de luz al pasar a través de un material semiconductor. Los LEDs se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, como indicadores luminosos en dispositivos electrónicos, semáforos o iluminación decorativa. Por ejemplo, en esta práctica usaremos LEDs para simular las señales visuales de una baliza de localización, combinándolos con un buzzer para emitir alertas sonoras. WIKIFISICA2016, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Buzzer o zubador

Buzzer

Un buzzer es un dispositivo electromecánico o piezoeléctrico que genera sonidos o tonos al recibir corriente eléctrica. Está compuesto por un disco piezoeléctrico o un sistema electromagnético encerrado en una carcasa. Los buzzers tienen dos terminales: el positivo (marcado con un signo “+” o una patilla más larga) y el negativo (patilla más corta). Al estar polarizado, debe conectarse correctamente: el terminal positivo al voltaje del circuito y el negativo a tierra. El buzzer funciona al convertir la energía eléctrica en vibraciones mecánicas que producen ondas sonoras. Estas ondas pueden ser tonos constantes o intermitentes, dependiendo de cómo se programe. Su uso es muy común en sistemas de alerta, temporizadores y juguetes electrónicos. En esta práctica, el buzzer se empleará para simular las señales sonoras de una baliza de localización, complementando la función de los LEDs para ofrecer una solución completa de guía visual y auditiva. jdx, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Conexión de LED y Buzzer a la placa Arduino Uno

LED (pin digital 12) Conecta el diodo, tal como se ve en la imagen, sobre la protoboard Conecta el ánodo (patilla más larga) del LED al pin digital 12 de la placa Arduino Conecta el cátodo (patilla más corta) del LED a través de una resistencia de 220 Ω a una fila de la protoboard y luego lleva esa fila al pin GND de la placa Arduino con un cable jumper. Buzzer (pin digital 6) Conecta el terminal positivo del buzzer al pin digital 6 de la placa Arduino. Conecta el terminal negativo del buzzer a la fila GND de la protoboard diseño @miguetecnologia via Tinkercad; Uso educativo y no comercial.

Programación de la baliza con ArduinOblocks

Cuando programemos la baliza, queremos se se lleva a cabo el siguiente comportamiento:

• Encendido del LED: El LED conectado al pin digital 12 se encenderá y permanecerá encendido durante 1 segundo.
• Zumbidos del buzzer: Después de que el LED se apague, el buzzer conectado al pin digital 6 emitirá tres zumbidos consecutivos. Cada zumbido durará 500 milisegundos, con un intervalo de 500 milisegundos entre ellos.
• Reinicio del ciclo: Una vez que terminen los zumbidos, el proceso volverá a empezar desde el encendido del LED, creando un ciclo continuo de señalización.
Este patrón simula el comportamiento de una baliza de localización, alternando entre señales visuales (LED) y sonoras (buzzer) para maximizar su eficacia.

Los buzzers pasivos requieren una señal oscilante, en general de tipo PWM, que indique la frecuencia y la duración de la señal. Por eso es muy importante quel pin seleccionado tenga una virgulilla (~). Por ejemplo el 6

Programación de la baliza con Ide de Arduino

Puntos importantes para que lo entiendas y lo hagas tú mismo:

• Primero usamos pinMode en el setup para configurar el pin como salida (OUTPUT) porque sonactuadores.
• Usamos digitalWrite en el loop para enviar señales HIGH o LOW y controlar lo que pasa en el pin (encender/apagar el LED).
• tone y noTone: Estas funciones controlan el buzzer, activando o deteniendo sonidos con una frecuencia específica.
• for loop: Se usa para repetir una acción varias veces (en este caso, los tres zumbidos del buzzer).
• delay: Sirve para pausar la ejecución del programa durante un tiempo en milisegundos.
• ¿Qué significa HIGH? Envía una señal de 5V al pin, lo que "enciende" el dispositivo conectado (como un LED o un buzzer).
• ¿Qué significa LOW? Detiene la señal (0V) en el pin, lo que "apaga" el dispositivo conectado.

Este código es un excelente ejemplo para aprender a usar salidas digitales y bucles en Arduino. ¡Intenta replicarlo y experimenta cambiando los tiempos o las frecuencias del buzzer! ¿Qué ocurrirá?