Fundamentos de hardware: ¿qué es exactamente un microcontrolador?

En el nivel fundamental, un microcontrolador es una pequeña computadora.

Sin embargo, ser una "computadora pequeña" no nos dice mucho. Así que vayamos más profundo. Mucha gente asocia microcontroladores con Arduino. Pero es importante señalar que Arduino no es un microcontrolador . Arduino es una plataforma completa que abarca software y hardware.

Arduino fabrica dispositivos como Arduino Uno:

El Arduino Uno tampoco es un microcontrolador. Es una placa de conexión basada en el microcontrolador Atmel ATmega328P.

Así es como se ve el microcontrolador Atmel:

Si solo tuviera el microcontrolador Atmel en la mano, como principiante, no sería muy útil. Aquí es donde entra la placa de ruptura.

La placa "rompe" los pines del microcontrolador en un dispositivo más grande (como el Arduino Uno). Este dispositivo más grande hace que el microcontrolador sea más fácil de usar.

Para el Arduino Uno, la placa de conexión le brinda la capacidad de insertar un cable USB, darle energía, programar el dispositivo y más.

Sin la placa de arranque, para un principiante, esta sería una tarea desalentadora. Este problema es la razón por la que existe Arduino: para que sea muy fácil para usted aprender sobre hardware.

Ah, ¿es como la Raspberry Pi?

Bueno, no del todo. Tanto Arduino como Raspberry Pi siguen siendo computadoras por definición. Pero la Raspberry Pi se considera una computadora de placa única. Una computadora de placa única es una computadora completa construida en una sola placa de circuito.

Su computadora portátil también es técnicamente una computadora de placa única, simplemente una poderosa. La Raspberry Pi es una versión simple del mismo hardware en su computadora portátil. Así como su computadora portátil ejecuta un sistema operativo (Windows, Mac o Linux), la Raspberry Pi ejecuta un sistema operativo Linux.

Ahora, volvamos a los microcontroladores. Los microcontroladores no pueden ejecutar un sistema operativo. Los microcontroladores tampoco tienen la misma cantidad de potencia o recursos informáticos que la mayoría de las computadoras de placa única.

Un microcontrolador ejecutará solo un programa repetidamente, no un sistema operativo completo. Podemos ver esto en los programas Arduino porque solo necesitan dos funciones: Setupy loop. Setupse ejecutará una vez y loopse ejecutará indefinidamente.

Entonces, ¿qué es un microcontrolador?

Un microcontrolador es una pequeña computadora con poca memoria y periféricos de entrada / salida programables.

Salidas, entradas

Como probablemente sepa, todo en una computadora eventualmente comienza con binario (0 o 1).

Una entrada significa que el microcontrolador leerá binario. Una entrada de ejemplo sería un sensor.

Una salida significa que el microcontrolador enviará binario. Un ejemplo de salida sería controlar un motor o LED.

¿Por qué necesitamos microcontroladores?

Bueno, estas eran "computadoras" antes de que llegáramos a la idea de las computadoras que conoce hoy. Los microcontroladores se quedaron porque algunas tareas informáticas son increíblemente triviales y requieren una lógica simple. Por ejemplo, accionar un interruptor o controlar componentes pequeños, como una luz LED, no requiere los mismos recursos que necesitamos para las tareas diarias como enviar un correo electrónico.

Los usamos hoy porque su baja potencia y memoria los hace económicos. Los microcontroladores son parte de la razón por la que Internet de las cosas es posible y exitoso en la actualidad.

¿Cómo consigo uno?

El microcontrolador que desee adquirir depende del problema que desee resolver. Si está haciendo algo simple, encender y apagar cosas o leer un sensor, casi cualquier microcontrolador servirá.

Si desea jugar o tiene ideas más complejas, necesitará más potencia de cómputo, por lo que deberá pasar a computadoras de placa única, como la Raspberry Pi.

Adafruit y Sparkfun tienen TONELADAS de kits y hardware que son increíbles. También puede hacer uso de sus tutoriales.

Losant también tiene algunos kits geniales disponibles. Puede construir su propio sensor de puerta para recibir una notificación cuando una puerta se deja abierta durante demasiado tiempo.

Si no tiene un problema específico que desee resolver, simplemente tome algo de hardware y juegue con él.

Aquí hay algunas cosas que puede comprar para comenzar:

1. Una placa llamada NodeMCU.

El NodeMCU es una placa basada en el microcontrolador ESP8266. Esta placa es especial porque es barata y está habilitada para WiFi. Solo le costará alrededor de $ 8.79 en Amazon y es incluso menos en Ebay.

No todos los microcontroladores están habilitados para WiFi. El hecho de que este sea abre la puerta a una serie de proyectos que puedes construir con este dispositivo. Por ejemplo, puede recopilar datos y enviarlos a la nube ☁️.

2. Necesitarás algunos sensores

No se puede tener hardware sin sensores. Los sensores le brindan la capacidad de detectar el entorno y el mundo que lo rodea. También son una gran herramienta para aprender.

3. Necesitará una placa de pruebas y cables de puente:

Para conectar un sensor y el microcontrolador juntos, tendrá que enchufarlos a la placa de pruebas y usar los cables de puente para conectarlos.

Recuerda: todo es más barato en eBay y AliExpress. Solo tendrás que esperar un par de semanas para el envío.

¿Qué debo construir?

Nuevamente, y no puedo enfatizar esto lo suficiente, es mucho más fácil comenzar con un proyecto en mente. Ahora que comprende qué es un microcontrolador y cómo conseguir uno, observe el mundo que lo rodea de manera diferente. ¿Qué puedes controlar? ¿Qué puedes automatizar? Una vez que comience a responder esas preguntas, encontrará un proyecto.

Mientras piensa en proyectos, Hackster es su mejor amigo. Hackster tiene un montón de proyectos ESP8266 y algunos proyectos geniales de Arduino:

Por ejemplo, puedes vivir un sueño de la infancia.

Incluso puedes construir robots.

El caso es que solo necesitas una idea.

A veces, programar el mundo real es más divertido que programar el virtual.

¿Que sigue?

Los microcontroladores son solo el comienzo. Tienes un mundo de hardware para explorar. Happy Hacking ??

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Taron Foxworth es un hacker de hardware y desarrollador evangelista en Losant. Su objetivo es traducir la tecnología para que la gente aprenda, ame y se inspire.