Diferencias entre los pines digitales y analógicos en Arduino Tutorial completo
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Características de las señales análogas y digitales una comparación
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Las señales analógicas y digitales tienen propiedades únicas que les permiten diferenciarse entre sí. A continuación, se presentan en una tabla algunas de estas propiedades clave que facilitan su identificación de forma sencilla.
Equipo Analógico vs Digital
Diferencias entre señales y equiposLas señales y equipos presentes en la electrónica y tecnología tienen características y funciones distintas debido a su naturaleza que se clasifica en dos tipos.
Sistema binario vs señales continuasUna de las diferencias fundamentales entre señales y equipos son sus niveles lógicos, ya que los que funcionan en dos niveles utilizan el sistema binario, mientras que los que dependen de señales continuas son los equipos analógicos.
Ejemplos de equiposEntre los equipos más conocidos que utilizan el sistema binario se encuentran las computadoras y sus periféricos como los reproductores de CD. Por otro lado, los equipos analógicos como los reproductores de vídeo y de cintas se basan en señales continuas.
Los reproductores de CD, al leer los 1 y 0 presentes en los discos, los convierten en señales de audio. Mientras que los reproductores de cinta, utilizan una película incrustada magnéticamente en los casetes que al ser leída, se convierte en datos analógicos y luego en señales de audio.
Conversión de señalesPara conectar dispositivos que funcionan con señales analógicas a digitales y viceversa, se utilizan los convertidores analógicos a digitales (ADC) y los digitales a analógicos (DAC). Estos son ampliamente utilizados en bloques de procesamiento de señales, como en sistemas de telecomunicaciones.
La superioridad de lo analógico frente a lo digital en términos de calidad
La importancia del ruido en la calidad de una señalLa calidad de una señal siempre está afectada por la presencia de ruido. A menudo, nuestra primera preocupación al hablar de calidad de señales es el impacto del ruido en ellas.
¿Pero qué señal es más resistente al ruido? Al analizar la forma de onda, podemos afirmar que las señales digitales tienen una mejor resistencia al ruido.
Este fenómeno se debe a que, cuando el ruido interfiere con una señal, afecta a la forma de onda en un punto determinado. La forma más eficaz de eliminar el ruido es produciendo una copia exacta de la señal original. Ahora, consideremos el mismo escenario con una señal digital.
Si el ruido altera la forma de onda en un punto específico, la distorsión se traduce en un nivel de señal que no es alto ni medio, sino un valor entre ambos. Realizando algunos cálculos sencillos, podemos determinar que este valor corresponde a un nivel alto en la señal original. En consecuencia, la señal se mantiene intacta a pesar de la presencia de ruido.
Señales digitales vs. señales analógicasEn comparación, una señal analógica distorsionada por el ruido puede pasar inadvertida porque ya es una serie de fluctuaciones. En este caso, es difícil diferenciar entre la señal original y la señal con ruido.
Entradas analógicas
Modelo Uno y sus entradas analógicas
El Modelo Uno cuenta con entradas analógicas en sus pines de A0 a A5. Estas entradas tienen la capacidad de leer valores de tensión en un rango de 0 a 5 Voltios, con una resolución de 1024 (10 bits). Esto nos permite detectar variaciones en el nivel de la señal de entrada de hasta 5 mV.
Para utilizar estas entradas analógicas, necesitamos utilizar una función que nos permita obtener el valor leído. En esta función, necesitaremos especificar dos variables: una para almacenar el valor leído y otra para indicar el pin analógico que deseamos utilizar (A0, A1, etc.) o el nombre de la variable donde se encuentra guardado este número.
Ejemplo:
Si utilizamos la función analogRead en el pin A1, obtendremos un valor que va de 0 a 1023, proporcional al nivel de la señal de entrada. Si la entrada es nula, el valor devuelto será 0, para una entrada de 2.5 Voltios, obtendremos 511 (la mitad de 1023), y para una entrada de 5 Voltios, el valor será 1023.
Entradas digitales
Las entradas y salidas digitales son iguales en cuanto a los pines utilizados, que van del 1 al 13. A diferencia de las entradas analógicas, estas solo pueden interpretar dos niveles de señal: LOW, que se acerca a 0V, y HIGH, que se aproxima a 5V. Esto puede ser visto como una desventaja, pero en realidad puede ser beneficioso en ciertas ocasiones. Por ejemplo, en casos en los que solo necesitamos conocer dos estados, como en un interruptor, pulsador, sensor de presencia o final de carrera, funcionan a la perfección. Además, las entradas digitales también son capaces de leer señales de pulsos digitales, lo que permite una eficiente comunicación entre dispositivos.Tomemos como ejemplo dos sensores de temperatura: el LM35 es analógico, lo que significa que a medida que la temperatura aumenta, la señal eléctrica también se incrementa proporcionalmente. Pero, si utilizamos un sensor digital como el ds18b20, en lugar de cambiar la tensión de manera continua, la temperatura se transmite en forma de sucesión de pulsos, lo que a su vez comunica el valor de la temperatura de forma más precisa.Tutorial Arduino Salidas
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Tabla de Contenidos
La función setup() se utiliza para configurar un pin en específico como entrada o salida mediante la función pinMode(). Por ejemplo, al usar pinMode(pin, OUTPUT), el pin número 'pin' será configurado como salida. Cabe destacar que los pines de Arduino, por defecto, funcionan como entradas, por lo que no es necesario declararlos de manera explícita como entradas mediante pinMode().
Para leer el valor de un pin digital determinado, se utiliza la función digitalRead(), la cual devuelve un valor HIGH o LOW. Este pin puede ser indicado mediante una variable o una constante del 0 al 13. Por ejemplo, v = digitalRead(Pin).
Por otro lado, para establecer un nivel alto (HIGH) o bajo (LOW) en un pin digital específico, se utiliza la función digitalWrite(). De forma similar a digitalRead(), el pin puede ser indicado mediante una variable o una constante del 0 al 13. Por ejemplo, digitalWrite(pin, HIGH).
Comprendiendo las señales analógicas Explicación y características
Las señales analógicas, en contraste con las digitales, son representaciones continuas de una cantidad variable a lo largo del tiempo. Esto significa que su valor cambia constantemente y no tiene límites precisos. Por ejemplo, el volumen de la voz humana es una señal analógica. Si se observa su gráfico, se puede notar que es una línea continua con variaciones en cada momento.Por otro lado, al compararla con las señales digitales, se puede apreciar su diferencia. En este tipo de señales, el valor se representa con números discretos, lo que resulta en una representación discontinua. Este es el motivo por el cual la voz digitalizada suele tener un sonido menos natural, ya que la cantidad variable del volumen se reduce a valores fijos.El Significado de las Señales Digitales
Las señales digitales se caracterizan por ser información en forma de pulsos eléctricos que representan valores discretos, a diferencia de las señales analógicas que son continuas. Estas señales discretas se basan en un sistema binario donde solo hay dos posibles valores: alto (1) y bajo (0).
Al observar el gráfico de una señal digital, se puede ver claramente que su forma es una onda cuadrada que va de un punto alto a un punto bajo, sin tomar otros valores intermedios. Es decir, cambia bruscamente de un valor a otro en lugar de moverse de forma suave y continua como lo hace una señal analógica.
Un ejemplo perfecto de señales digitales son las señales binarias, las cuales solo pueden tener un valor de 1 o 0 en un momento determinado. Aunque parezcan simples, estas señales son la base de la tecnología moderna y se utilizan en todo tipo de dispositivos electrónicos para transmitir y almacenar información de manera eficiente.