¿Qué tarjeta de desarrollo elegir? (Parte 2)

Esta es la segunda parte de un artículo que pretende ampliar tu panorama y saber qué otras alternativas existen, además de Arduino, para hacer tus proyectos electrónicos. No hay mejores tarjetas que otras, sencillamente, son para usos diferentes. 

Hacia lo inalámbrico

Hay un cambio radical que está sucediendo en el mundo del microcontrolador: Todo se está haciendo inalámbrico. Una gama de shields y tarjetas compatibles con Arduino se jactan de contar con celular GSM, wi-fi, bluetooth de bajo consumo y otras capacidades inalámbricas.

WI-FI

Anunciado en mayo de 2013 en la Maker Faire Bay Area por el propio Massimo Banzi, Arduino Yun es la primera de una serie de tarjetas embebidas de Linux bajo el nombre Arduino, y viene con Wi-Fi integrado.

La tarjeta es fundamentalmente un Arduino Leonardo, luciendo un microcontrolador ATmega32U4, además de un procesador embebido AR9331 independiente ejecutando una variante MIPS Linux basada en torno de la distribución de OpenWRT. Puedes programarlo de forma remota a través de Wi-Fi o con el cable USB normal. Además, también se han asociado con la API Temboo para acceder a datos de Twitter, Facebook, Foursquare, Fedex, PayPal, y mucho más.

La tarjeta cuesta unos $ 69, que no está mal si tenemos en cuenta el precio de agrupar una tarjeta embebida de Linux, un Arduino y un shield wi-fi.

Bluetooth de bajo consumo

La llegada de BLE (bluetooth low energy) ha cambiado el campo de juego para la conexión inalámbrica en dispositivos embebidos. Arreglando la mayoría de los (numerosos) problemas con la antigua norma, el nuevo protocolo Bluetooth LE es mucho más fácil de trabajar que el Bluetooth “clásico”. Mientras que algunos teléfonos inteligentes, como el iPhone, han contado con soporte Bluetooth LE integrado  por un tiempo, ha habido un retraso en la obtención de apoyo para que éste llegue a las manos de los makers. Hace unos seis meses, tarjetas como el shield BLE y BLE Mini de RedBearLab, comenzaron a llegar, y ahora estamos viendo una serie de tarjetas compatibles con Arduino con Bluetooth LE integrado.

Entre varios proyectos recientemente activos en Kickstarter que trabajan para producir una de estas tarjetas, dos de los más discutidos son BLEduino y RFduino.

Redes en malla

Si necesitas cubrir una gran área geográfica con una red inalámbrica, una red en malla es una solución ideal. Cada tarjeta se comunica con todas las tarjetas vecinas, transfiriendo paquetes a través de la red ad-hoc hasta el borde, donde hay un router o un gateway hacia el mundo exterior y el Internet.

Otro gran éxito en su campaña de crowdfunding (en Indiegogo), fue Pinoccio, una tarjeta compatible con Arduino con una red en malla integrada basada en el estándar 802.15.4 y una batería de Li-Po, con capacidad Wi-Fi adicional por medio de un shield. Se ve como una plataforma perfecta para hacer una red de sensores distribuidos con muy poco esfuerzo.

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GSM

La Geogram One es una placa compatible con Arduino destinada a aplicaciones de rastreo. Tiene integrado tanto un módem celular GSM y un receptor GPS.

La llegada de Raspberry Pi

La computadora de tarjeta reducida con Linux, existía mucho antes de la llegada de la Raspberry Pi; por ejemplo las tarjetas Gumstix. Recientemente, sin embargo, al igual que Arduino lo hizo anteriormente, la Raspberry Pi solo ha reiniciado el mercado, esta vez para las computadoras de tarjeta reducida (SBC´s). También al igual que Arduino, se ha generado una explosión de posibles competidores.

A diferencia de la Arduino, la Raspberry Pi nunca fue diseñada como una plataforma para makers. Pero el bajísimo precio de $35 dólares ha creado un gran mercado para las placas computadoras de la noche a la mañana.

Fue diseñada desde el principio como una plataforma de bajo costo para que los niños aprendieran programación —  una herramienta educativa barata. Pese a eso, más que a causa de ello, miles de proyectos creativos de computación embebidos se están construyendo en torno a la tarjeta. Al igual que con el Arduino, es la floreciente comunidad de la Pi lo que la ha hecho exitosa.

La BeagleBone

Aunque es cara a $89 dólares, la BeagleBone de Texas Instruments ha sido diseñada desde cero para comunicarse con partes de hardware — sensores, actuadores y otros dispositivos electrónicos. Fue una tarjeta diseñada desde el principio para los makers, en lugar de ser una plataforma educativa como la Pi.

Con la llegada de la BeagleBone Black, además del nuevo color, la tarjeta se ve muy familiar; ésta tiene el mismo footprint que la BeagleBone original, y un diseño similar. Entre otras nuevas características interesantes, la BeagleBone Black traslada el sistema operativo de la tarjeta SD hacia la memoria flash incorporada, liberando la ranura para tarjetas microSD para otros fines.

Lo más importante, sin embargo, es que la tarjeta ha bajado de precio de $89 a $ 45 dólares, que es una competencia real para la Pi de $35 dólares. Sobre todo si tenemos en cuenta las mejores especificaciones de la Black, una mayor flexibilidad, y en general una mejor experiencia de usuario.

La pcDuino

La pcDuino es otra tarjeta embebida que ejecuta Linux. Además, cuenta con una interfaz de hardware con headers compatibles con Arduino (TM). pcDuino se puede utilizar para enseñar Python, C y más cosas interesantes.

Puedes escribir el código directamente en esta tarjeta, como si se tratara de un Arduino, ejecutándolo de forma nativa en la tarjeta. A partir de $60 dólares, es una opción atractiva, y parece bastante fácil de configurar.

¿El x86 se defiende?

Las computadoras de tarjeta reducida que ejecutan Linux han usado tradicionalmente procesadores ARM; es sólo recientemente que las tarjetas x86 han comenzado a aparecer. Tal vez el mejor ejemplo de esto es la placa Gizmo de AMD.

Gizmo es esencialmente una laptop en una sola tarjeta, muy rápida, extremadamente flexible, y muy poderosa para los estándares de aquellos que venimos del mundo del microcontrolador. Pero el rendimiento viene junto con el precio — a $200 dólares, que no es barato.

Tarjetas híbridas

Hoy en día hay una proliferación de tarjetas que parecen querer ser todas las cosas para todos los usuarios, combinando una Raspberry Pi – como SBC, con un Arduino – como microcontrolador. Además del Arduino Yun, el Udoo, por ejemplo, hizo una gran campaña en Kickstarter. Es una tarjeta Linux basada en un ARM como la Raspberry Pi, construida en torno a un impresionante CPU ARM Cortex-A9 de dos o cuatro núcleos, con un segundo procesador ARM, el SAM3X. Tiene un precio para que coincida con su desempeño en $130 dólares.

Wearables

A partir de 2007 más o menos, la frase “microcontrolador wearable” era prácticamente sinónimo de la LilyPad Arduino, un sistema de módulos electrónicos que se pueden coser, diseñados por Leah Buechley.

En 2012, Adafruit Industries presentó el primer gran competidor de LilyPad — Flora. Aunque la Flora está diseñada para ser más amigable con los principiantes que la LilyPad, las dos plataformas son todavía bastante grado de concordancia. Adafruit promete una segunda tarjeta wearable más pequeña a finales de este año, y parece que el mundo de los wearables, que ha estado estático durante unos años, va a empezar a calentarse.

FPGAs

FPGAs (arreglos de compuertas programables en campo) representan una clase completamente nueva de tarjetas. Con los microcontroladores, tienes control sobre el software, el código que vive en el chip. Con un FPGA, empiezas con una hoja en blanco, y diseñas el propio chip a nivel de hardware. No hay un procesador que ejecute el software hasta que lo haces realidad.

Esto puede sonar loco, pero te da flexibilidad. Si necesitas más de un puerto serie, sólo tienes que añadirlo a tu diseño del chip. Esto también significa que puedes diseñar el hardware para ser un procesador al que le puedes escribir código. Muchas empresas, como Intel, utilizan FPGAs para crear prototipos de sus chips.

Papilio One de Gadget Factory es una tarjeta de proyectos FPGA open source destinada a los aficionados y a los principiantes. Basada en el chip FPGA Spartan 3, tiene 48 pines E/S y viene con dos “procesadores flexibles” compatibles con Arduino listos para cargarse en el arreglo, de manera que puedas echar a andar de manera inmediata el IDE de Arduino. A partir de $38 dólares, tienes un sólido FPGA de nivel básico. Para algo con mayor capacidad, checa la Papilio Pro ($85) o la tarjeta Mojo de Embedded Micro ($ 75), que te ofrece un chip Spartan 6, 84 E/S, 8 entradas analógicas y 9 LEDs incorporados.

¿Qué sigue?

Ya nombramos varias de las tarjetas más importantes que hay en el mercado, pero seguro no son ni la mitad de las existentes. Si embargo, muchas de éstas desaparecerán muy rápido, porque los costos de apoyarlas superarán considerablemente los ingresos que generan. Es importante señalar que los desarrolladores detrás de estas plataformas emergentes, son personas talentosas que tarde o temprano se darán cuenta que pueden hacer cosas más interesantes que diseñar derivados de Arduino. 

En cuanto a las placas de circuitos, la brecha entre el concepto y el prototipo listo para producción se está reduciendo tan rápidamente en este momento que es muy difícil anticipar cuál va a ser la próxima gran tendencia. Sin embargo, la prevalencia y la proliferación de microcontroladores inalámbricos está dando una indirecta muy grande.

¿Pero, entonces, qué tarjeta debo comprarme?

Debido a las comunidades que han crecido en torno a ellas, sin dudas, es recomendable un Arduino si necesitas un microcontrolador de 8 bits, o una Raspberry Pi si necesitas una computadora de tarjeta reducida que ejecute Linux.

Si estás inclinado hacia la Pi, pero preocupado de que no puede adaptarse a tu aplicación, la decisión se vuelve más compleja. La Raspberry Pi está aún para convertirse en una fuerza imparable, o un objeto inamovible, como el Arduino. La alternativa más seria, casi al mismo precio, es la BeagleBone Black. Por otro lado, la BeagleBone Black es relativamente nueva, y su comunidad es mucho más pequeña, así que podrías terminar teniendo que resolver un montón de problemas por tu propia cuenta.

Si estás inclinado hacia un Arduino, pero tienes necesidades específicas (como conectividad inalámbrica), entonces probablemente debes buscar primero entre la gran cantidad de derivados de Arduino. Probablemente encontrarás tu conjunto de características deseadas, justo como las quieres, en alguno de ellos.

Por último, si los requisitos de E/S de tu proyecto lo permiten, toma muy enserio a la Launchapd MSP430 de TI. Su bajo precio, requisitos de baja potencia, y entorno de desarrollo fácil de usar, lo hacen muy poderoso.

Fuente: Make Magazine Vol. 36.