En este interesante proyecto nos muestran cómo añadir pines GPIO programables en Python a cualquier ordenador utilizando USBgpio. Este dispositivo te permitirá controlar pines de entrada y salida digitales de manera sencilla a través de un puerto USB y una librería en Python. Perfecto para principiantes, este proyecto tiene instrucciones detalladas y se puede completar en aproximadamente tres horas. La guía te llevará a través del hardware necesario, el funcionamiento del dispositivo y un ejemplo práctico de código en Python.

Introducción al proyecto USBgpio

Añadir pines GPIO programables a cualquier ordenador puede parecer una tarea compleja, pero con USBgpio, es sorprendentemente sencillo. USBgpio es un dispositivo físico con 12 pines de cabecera (10 GPIO, 3.3V y GND) que se conecta a cualquier ordenador moderno a través de un puerto USB. Una vez conectado, puedes controlarlo mediante una librería de Python diseñada específicamente para este dispositivo.

Componentes necesarios

Para este proyecto, necesitarás los siguientes componentes:

• 1 x Arduino Nano 33 IoT
• 1 x Cable USB-A a micro USB-B
• 1 x Caja impresa en 3D
• 12 x Pines de cabecera, cables, conectores DuPont

Cómo funciona USBgpio

Dentro del dispositivo USBgpio, hay un Arduino Nano 33 IoT. Los pines de cabecera en el dispositivo están conectados internamente a los pines del Arduino. Esta placa de desarrollo microcontroladora ejecuta un firmware que escucha los datos seriales que llegan a través del USB, como los comandos enviados por el programa en Python. El firmware decodifica los datos recibidos y realiza la acción solicitada, ya sea establecer la dirección de un pin o el nivel de voltaje. Si se está leyendo un pin, el Arduino también envía ese valor de vuelta al programa Python a través de la conexión serial.

Detalles técnicos

USBgpio es una forma rápida y sencilla de realizar prototipos sin tener que sacar tus placas de desarrollo, configurarlas, conectarlas a una red, acceder a ellas remotamente, etc. Es bastante rápido, tardando aproximadamente 54 microsegundos en cambiar el estado de un pin, lo que es suficiente para muchos casos de uso. Sin embargo, un Arduino UNO, por ejemplo, es aproximadamente 16 veces más rápido, por lo que para aplicaciones de alta velocidad, USBgpio no sería apropiado. USBgpio está pensado para la conveniencia, no para exprimir hasta el último rendimiento posible.

Este es un trazo que muestra un pin alternando entre voltajes altos y bajos en un bucle cerrado:

Pruebas y resultados

En nuestras pruebas, USBgpio demostró ser una herramienta eficiente para prototipos rápidos. Conectar el Arduino Nano 33 IoT a un ordenador mediante el cable USB-A a micro USB-B y utilizar los pines de cabecera para conectar sensores o actuadores resultó ser un proceso muy sencillo. El firmware del Arduino respondía rápidamente a los comandos enviados desde Python, permitiendo controlar los pines GPIO con precisión.

Reflexiones adicionales

USBgpio simplifica enormemente el proceso de añadir pines GPIO programables a un ordenador. Esto lo hace ideal para proyectos de prototipos y pequeñas automatizaciones. Aunque no es el dispositivo más rápido del mercado, su facilidad de uso y la integración con Python lo hacen una herramienta valiosa para muchos desarrolladores.