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Simulador Arduino con Proteus: Primeros pasos

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Simulando Arduino con Proteus

Simular Arduino
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El avance tecnológico en todo lo que a equipos de cómputo personales se refiere ha permitido desarrollar programas mas sofisticados. Gran parte de esos programas, por su complejidad, se enfocan a un simulador, incluyendo Arduino con Proteus.

Un simulador para Arduino

Entre el mundo de la simulación, se tienen programas que permiten experimentar ciertos aspectos de la realidad. Por ejemplo, se tienen simuladores de negocios, modelos económicos, de vuelo, de manejo, de procesos de manufactura, procesos químicos, etcétera.

Como era de esperarse, Arduino no puede quedar fuera. En esta publicación te mostraré un simulador para Arduino llamado Proteus, que permite ayudarte a desarrollar tus proyectos de hardware a un bajo costo.

¿No sabes programar en Arduino?, en esta publicación te explico los primero pasos para hacer. También existe otra publicación sobre los comandos básicos de Arduino.

El programa Proteus

Si bien es muy sencillo buscar un simulador de placas de Arduino, incluso hay gratuitos, Proteus es la mejor opción. Proteus desde hace tiempo dejó de ser un simple programa para simulación de circuitos electrónicos, para convertirse en toda un suite que ofrece tres herramientas básicas.

Herramientas de Proteus

En primer lugar tenemos el programa para la simulación de circuitos electrónicos, Proteus Circuit Simulation. Permite armar y simular circuitos electrónicos de forma muy amigable. Eso sí, debes tener nociones básicas de electrónica para establecer o ajustar parámetros de ciertos componentes.

En segundo lugar, tenemos el programa Proteus PCB design. Esta herramienta combina módulos de procesamiento de esquemas de circuitos electrónicos, así como módulos de trazado.

Al sumarlos, se tiene un buen conjunto de herramientas para el diseño profesional de tarjetas para componentes electrónicos (PCB).

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Finalmente, se tiene Proteus Visual Designer. Este programa combina el ambiente clásico de simulación de circuitos electrónicos con un editor de diagramas de flujo.

Este unión esta pensada principalmente para desarrollo y simulación de proyectos basados en Arduino y Raspberry.

Ajustes previos para el simulador de Arduino

Para configurar el simulador de Arduino con Proteus, se debe contar tanto con el Arduino IDE, como la Suite de Diseño de Proteus.

Respecto al Arduino IDE, te recomiendo tenerlo en su última versión. EL primer paso es abrirlo e irnos al menú Archivo y posteriormente elegimos la opción preferencias.

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Como entrar al ajuste de preferencias

A continuación veremos diversos ajustes para la programación. Por default viene sin activarse la casilla Compilación en la opción Mostrar salida detallada mientras.

Entonces procedemos a activarla y damos click en OK. Esto nos permitirá ver información, referente a la compilación del sketch que mas adelante se requerirá en Proteus.

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Activar casilla de compilación

Enseguida elegimos la tarjeta de Arduino para simular. Las opciones de tarjetas dependerá de la versión de Proteus y Librerías instaladas.

Te recomiendo comenzar configurar el simulador para la básica y más popular: Arduino Uno. Entonces, vamos al menú Herramientas y en la opción Placa, elegimos Arduino Uno.

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Elección de la placa

Respecto al IDE de Arduino es todo lo que se debe configurar para estar listo para el simulador, vayamos a Proteus.

Simulador Arduino con Proteus

Al abrir el programa Proteus nos aparece la pantalla principal que nos permite elegir el tipo de proyecto a trabajar.

Esta pantalla puede cambiar, dependiendo de la versión de Proteus

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con que se cuenta. Sin embargo, en cualquier versión podemos elegir el icono Schematic Capture, para comenzar de inmediato con la edición del circuito.
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Pulsar en Schematic Capture

Una vez que no abre el área de trabajo, abrimos la librería de componentes y buscamos el simulador para la placa de Arduino Uno.

Se puede acceder a la librería de componentes desde el icono señalado con la letra P, debajo del layout del proyecto. En la ventana que se abre escribimos la palabra Arduino en Keywords. Nos van a aparecer diversos componentes, buscamos y elegimos SIMULINO UNO y damos click en OK.

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Icono para acceder a la librería de componentes
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Elegir SIMULINO UNO

El circuito a simular

Vamos a comenzar el simulador de Arduino con un programa que primero, lea el valor de entrada en un pin digital. Enseguida, nos deberá mostrar ese valor en un led, conectado a in pin de salida digital configurado como salida.

Por lo tanto, debemos añadir un led, 2 resistencias y un botón al área de trabajo. Esto se hace desde la misma librería de componentes de donde se agregó la placa de Arduino.

El esquemático debe de quedar como se muestra. La resistencia que va conectada al led debe de tener el valor de 470 ohms y la que se utiliza con el botón 10k ohms.

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Esquemático del circuito a simular

Como se puede ver, el pin digital de entrada es es número 12 y el pin digital de salida es el 7. El voltaje de alimentación (POWER) al que se conecta la resistencia del botón y la tierra (GROUND) se obtienen del icono Terminals Mode

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Icono de Terminals Mode

El sketch de Arduino

Listo, tenemos el circuito completo. Ahora escribiremos en el sketch de Arduino el siguiente programa:

int estado;
void setup() {
pinMode(7, OUTPUT); //Configura el pin 7 como salida
pinMode(12, INPUT); //Configura el pin 12 como entrada
}
void loop() {
estado=digitalRead(12);
digitalWrite(7,estado);
}

Una vez capturado el programa, elegimos la opción verificar en el Arduino IDE. Esta opción compila el programa y permite detectar posibles errores de sintaxis.

En la parte inferior del programa nos mostrará diversa información derivada de la compilación. Ahí es donde centraremos la atención para el siguiente paso.

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Botón de verificar, para compilar el programa.

Dentro del texto que nos muestra al verificar un sketch, buscamos el archivo que contiene el programa que se carga a la placa. Es un archivo con el nombre de nuestro sketch y con extención .hex.

Una vez que se ubica la línea que menciona el archivo, copiamos toda la ruta de ubicación de dicho archivo, dentro de nuestro equipo. Al copiar el texto de la ruta no incluyas las comillas.

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Ahora en Proteus, daremos doble click sobre el Arduino y nos abrirá una ventana para editar algunos parámetros del Arduino. Identificamos la opción Program File. En la casilla pegamos la ruta de nuestro archivo con extensión .hex y damos click en OK.

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Configuración de la ruta con el programa

Listo, ahora si podemos comenzar la simulación dando click en el botón de play, que se encuentra en la parte inferior izquierda d el área de trabajo.

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De inicio, el led debe de encender, ya que sin presionar el botón se lee un 1 o estado alto en el pin digital 12. Al presionar el botón se le un 0 o estado bajo, por lo que el led debe de apagarse.

Conclusiones

Proteus es un excelente programa para simulación de circuitos electrónicos. Una de sus tantas bondades es que permite practicar como un simulador de Arduino.

Comenzamos con los ajustes requeridos del simulador, tanto en el IDE de Arduino, como Proteus. Vimos como acceder a la librería de componentes y configuración del simulador de Arduino para su acceso al sketch o programa que deseamos que ejecute.

Ahora ya sabes como simular tus proyectos básicos en Arduino. Lo cual te permitirá probar y mejorar tu lógica de programación.

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Sobre el Autor

Luis Antonio Mier Quiroga

Académico desde hace 15 años, enseñando materias relacionadas a electrónica, automatización y control. Ha dirigido, realizado y colaborado en proyectos de investigación y desarrollo tecnológico y es autor de publicaciones en revistas especializadas.