ARDUINO Traffic Light Station
Una placa de desarrollo Arduino es una plataforma de hardware y software libre diseñada para la creación de prototipos y proyectos de electrónica y programación. Para el proyecto de un semáforo, se utiliz una placa Arduino como controlador principal del sistema, permitiendo la programación de las funciones y tiempos de los diferentes estados del semáforo (verde, amarillo, rojo).
Figura 1. Placa de desarrollo ARDUINO UNO.
Para la implementación del semáforo, se utilizaron LEDs y resistencias conectados a los pines digitales de la placa Arduino por medio de una protoboard para el montaje, esto para indicar los diferentes estados. Además, se pueden utilizar sensores para detectar la presencia de vehículos o peatones y modificar los tiempos del semáforo en consecuencia si se desea, pero la práctica fue el montaje simple sin sensores.
Para la programación de la placa Arduino se realizó utilizando el entorno de desarrollo integrado (IDE) de Arduino, que es fácil de usar y cuenta con una gran cantidad de librerías y ejemplos disponibles en línea.
Figura 2. Pines de una placa de desarrollo ARDUINO UNO.
La placa de desarrollo Arduino UNO tiene un total de 20 pines de entrada/salida, de los cuales 14 son pines digitales y 6 son pines analógicos.
Los pines digitales pueden ser utilizados como entradas o salidas, y se numeran del 0 al 13. Estos pines admiten señales de nivel lógico de 5V, lo que significa que pueden utilizarse para controlar dispositivos que funcionan con 5V o menos. Además, algunos pines tienen funciones especiales, como el pin 0 y 1, que se utilizan para la comunicación serie con otros dispositivos.
Los pines analógicos, etiquetados como A0 a A5, pueden ser utilizados para medir señales analógicas con una resolución de 10 bits. Estos pines admiten señales de nivel lógico de 5V, lo que significa que pueden utilizarse para medir voltajes que van desde 0V a 5V.
La placa también tiene pines de alimentación y tierra, así como otros pines de propósito especial, como el pin RESET, que se utiliza para reiniciar la placa, y el pin VIN, que se utiliza para alimentar la placa con voltajes que van desde 7V a 12V.
Para el semáforo se utilizaron el conector USB para energizar la placa desde el puerto USB del computador, y adicionalmente se utilizaron los pines 2 (LED Rojo), 3 (LED Amarillo) y 4(LED Verde) como pines de salida digital. Entre el pin y el LED se debe conectar una resistencia en serie, entre 220Ω y 470Ω para evitar daños en la placa o los LEDs. En la imagen a continuación, se presenta cómo se realizó el montaje del hardware, sobre la protoboard.
Dentro del entorno de desarrollo integrado del ARDUINO se escribió el siguiente código:
En donde la función setup() se utiliza para configurar aspectos básicos de Arduino, y los pines que se van a usar, además de la función loop(), que ejecuta todo de manera continua. Dentro de esa función loop se incluyó la lógica del semáforo en la que se tienen cuatro estados:
1. Rojo.
2. Rojo con Amarillo.
3. Verde.
4. Amarillo.
En donde cada estado tiene la siguiente duración:
Figura 3. Estados de los semáforos y tiempos de cada estado.
Para realizar la programación de los estados, se uso la función digitalWrite() de Arduino que permite escribir un estado de ALTO o BAJO en la salida, para encender y apagar los LEDs. Para esperar los tiempos de cada estado, se hará uso de la función delay(). El código utilizado a continuación:
El código final contiene los estados para los demás colores del semáforo, además de un delay mayor de 4 segundos.
