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L02. Qué es un microcontrolador (y qué no es)
Maestro
Un microcontrolador es un chip pequeño que hace una sola cosa: ejecuta un programa y mueve patillas eléctricas. No es un ordenador de mesa. No tiene escritorio, ni ventanas, ni ratón. Arduino es una placa que pone ese chip fácil de alimentar, de programar y de cablear. Si entiendes eso, el resto del curso tiene sitio donde apoyarse.
En un ordenador normal hay un sistema operativo, muchos programas a la vez, disco, pantalla. Un microcontrolador no vive así. Tiene un programa, el que tú le grabas, y lo repite. Sus patillas, los pines, se ponen a tensión alta o baja, o miden una tensión. Con eso enciende una luz, lee un botón o pregunta a un sensor.
Arduino no es el chip. Arduino es la placa de alrededor: el conector USB para hablar con tu ordenador, el regulador que deja la tensión en un valor seguro para el chip, los agujeros donde pinchas cables, y un LED ya soldado para probar. El chip de un Uno clásico se llama ATmega328P. No hace falta memorizar el nombre para encender la primera luz. Sí hace falta no confundir la placa con un móvil.
Por eso el programa es corto y manda sobre el tiempo. Si el programa se para en una espera, todo se para: no hay otro sistema por debajo que siga atendiendo el botón. Eso se notará en cuanto parpadees un LED. Hoy basta con la idea.
Tampoco es magia ni «inteligencia». Hace exactamente lo que escribiste. Si el cable está mal, obedece el cable, no tu intención. El curso entero va de acortar esa distancia.
Montaje
Pines de esta lección
Por qué
Un microcontrolador es un ordenador minúsculo con patillas. El ATmega328P del Uno R3 guarda un programa y lo ejecuta en círculo, decenas de miles de veces por segundo, sin pantalla y sin teclado. No piensa. Hace exactamente la lista que tú cargaste: mirar una patilla, poner otra a 5 V o a 0 V, esperar.
El ordenador donde escribes sirve para redactar y para enviar. Cuando el envío termina, puedes desconectar el USB si la placa tiene otra alimentación, y el programa sigue. Por eso un semáforo de mesa no necesita el portátil encendido. Si el programa se pierde al quitar el USB, no se llegó a cargar: solo estaba en el ordenador.
La patilla es el puente con el mundo. Dentro del chip es un número. Fuera es un agujero de metal. Si el programa dice pin 13 y tú cableas el 12, el chip hace bien su trabajo y tú miras el sitio equivocado. Casi todos los no funciona de un principiante son eso, o la masa que no es común.
Este curso habla del Uno R3 a 5 V. El mismo chip, en un Nano clásico, también va a 5 V. Otras placas llevan otro chip a 3,3 V. El programa se parece; el cable que metas en un pin, no. No des por hecho que 5 V es seguro solo porque el sketch dice HIGH.
Práctica
- Señala en la frase anterior qué pieza ejecuta el programa cuando el portátil está cerrado.
- Di qué hace el USB en este curso: cargar y, más adelante, hablar por el monitor. No alimenta motores.
- Explica con tus palabras la diferencia entre el archivo en el ordenador y el programa ya cargado en la placa.
- Nombra una patilla que vas a usar de salida en la primera luz: la 13.
- Nombra la patilla que no es una señal: GND, la masa.
- Escribe una frase: el chip no adivina en qué agujero pusiste el cable.
- Si tu placa no es Uno R3, copia el texto de la seda. Lo contrastarás en la lección siguiente.
Anota el montaje
Escribe qué cable va a qué pin, o qué has entendido del paso. Se guarda en este aparato.
Ejemplos resueltos
El programa que se apaga
Marta escribe un parpadeo, pulsa el botón de cargar y ve el LED de la placa. Cierra el portátil y el LED se apaga. Cree que el chip olvida.
Lo que pasó: el portátil era la única alimentación, por el USB. El programa sigue en el chip. Con una pila bien puesta en el conector de la placa, el parpadeo continúa. Hoy no hace falta la pila; basta entender que son dos cosas distintas.
El pin equivocado
Un sketch pone HIGH en el 13. El cable del LED está en el 12, que nadie ha declarado como salida. El 12 se queda en un estado flojo y el LED no se enciende, o se enciende a medias si lo tocas con el dedo.
El chip no falló. Obedeció el 13, donde está el LED de la propia placa. Por eso la primera luz se mira ahí antes de cablear otro pin.
En la mesa
Con la placa todavía apagada, tapa el conector USB con el dedo y deja a la vista solo el cuadrado negro del chip, si tu Uno lo enseña, o la zona donde va. Ese cuadrado es quien va a repetir el programa. El portátil es la mesa de escribir. Cuando más adelante cargues un parpadeo y desenchufes, si el LED se apaga, no concludes que el chip olvida: concluye que le quitaste la comida, la corriente. Son frases distintas y las vas a necesitar cuando un proyecto se calle.
Inventa un programa de una sola línea en voz alta: pon el pin 13 a cinco voltios. Luego di dónde tendría que estar el cable para que esa orden se vea. Si señalas un GND, estás mezclando la orden con el retorno. La orden sale por el 13. El retorno entra por GND. El chip no elige el agujero por ti. Esta distinción, dicha hoy sin electricidad, evita la mitad de los no funciona de la semana que viene.
Si tu placa no es Uno, copia ahora el texto pequeño de al lado del USB, no el de la caja de cartón. La caja miente más a menudo que la seda. Ese texto decide si los cinco voltios de las lecciones siguientes son legales. No lo dejes para cuando ya tengas el LED en la mano.
Ejercicio
Explica en dos frases, a alguien que no ha visto una placa, qué es un microcontrolador y qué le añade la placa Arduino.
Autoevaluación
1. ¿Un microcontrolador lleva escritorio y varios programas a la vez?
No. Ejecuta el programa que le grabas y mueve pines.
2. ¿Arduino es el nombre del chip?
No. Arduino es la placa que facilita usar el chip.
3. Si el programa se queda esperando, ¿sigue habiendo un sistema operativo que atienda el botón?
No. Mientras espera, no hace otra cosa.