1. Introducción

En la actualidad las placas electrónicas han tomado mucha relevancia, pensar que hasta hace unos años estos tenían que elaborarse en protoboars e ir agregando cada componente individualmente, y que ahora gracias al avance de la tecnología, nos permite tener a disposición distintas placas en donde se puede trabajar de una forma rápida, estas consisten en reunir componentes electrónicos para evitar la tarea de armarlos desde cero, pero en este caso ya vienen integradas listas para su aplicación, Encalada (2014) la define como básicamente una placa que tiene la función de conectar eléctricamente un determinado grupo de componentes como capacitores, resistencias, diodos, etc. Esto es lo que conocemos como una placa electrónica

Podemos encontrar diversas de estas placas electrónicas para diferentes fines, en este estudio nos centraremos en las placas electrónicas Arduino que tiene como finalidad la ejecución de proyectos electrónicos que incluyen programación, así como tambien componentes especiales como la de puertos seriales, velocidad de reloj, pines analógicos y digitales de entradas y salidas, reguladores de voltaje, microcontroladores, memoria flash, etc. Tapia & Manzano ( 2013) mencionan que las placas Arduino son más accesibles y factibles que comparadas con otras plataformas de microcontroladores. Estas características las hacen eficaces y completas para su desarrollo.

Su primera versión de esta placa fue el Arduino Uno que se acoplo muy bien al mercado, debido a que tanto el hardware como software son libres tiene muchas posibilidades de adaptación a nuevos entornos de aplicación. Hidalgo (2015) menciona que los planos para los módulos están publicados bajo licencia Creative Commons, por lo que diseñadores experimentados de circuitos pueden hacer su propia versión del módulo, extendiéndolo y mejorándolo, de esta manera es que los usuarios crean sus propias versiones de las placas Arduino, entre las más resaltantes tenemos a las Placas Arduino Uno, Arduino Leonardo, Arduino Nano, Arduino Micro, Arduino Mega y Arduino Due; Amestica et al. (2019) mencionan que otras tarjetas de desarrollo para hardware libre han sido lanzadas al mercado, en la mayoría de los casos adaptando físicamente la tarjeta original a nuevas aplicaciones, y en otras integrando otros dispositivos digitales con más recursos que el ATmega328; esto significa una mejora significativa a la placa original que es la de Arduino Uno.

Arduino es un entorno no solo de electrónica sino tambien de programación, es aquí la relevancia de la información sobre el tipo y aplicaciones de estas, es una manera más cómoda y fácil de aprender o iniciarse en el mundo de la programación pues no solo propone esquemas electrónicos, sino tambien de distintas metodologías de programación que se aprenden mediante la práctica, Simón (2018) menciona que en la parte académica Arduino, busca actualizar y mejorar la tecnología que se tiene con referencia a estas placas, recalcando que su sistema tiene muchas ventajas, entre ellas, los bajos costos de implementación, tener un conocimiento básico de programación, software libre del Arduino y App Inventor, Ticona (2017) menciona que Arduino Uno se ha convertido en un instrumento indispensable en muchas áreas de la tecnología y es necesario conocer y saber la importancia y los beneficios que podemos obtener con esta plataforma; básicamente la información que existen de estas placas no se ha comparado y lo poco que se ha visto son de las propias referencias de algunos docentes.

2. Materiales y métodos

2.1. Establecimiento modelo

Esta investigación es de tipo cualitativa, como menciona Rivera & Domínguez (2021) La investigación cualitativa se caracteriza por tener una metodología que busca producir conocimiento científico de carácter comprensivo, es decir, con énfasis en las dimensiones subjetivas, intersubjetivas, relacionales y contextuales de los fenómenos sociales; como se sabe la investigación de tipo cualitativa recopila la información que se tiene con anterioridad de otro estudios, para poder plasmarlos en otra investigación, busca analizar, observar y difundir la información recopilada sobre las placas Arduino; Canedo (2009) menciona que con una perspectiva cualitativa se pretende comprender la experiencia, los factores que inciden en algún fenómeno educativo, considerando que la realidad se construye por los individuos en interacción con su mundo social, de esta forma escogemos al método comparativo en donde podemos comparar a dos o más individuos y ver sus características como se muestra en la Tabla 1.

2.2. Diseño de Tabla de Comparación

Tabla 1. Modelo Comparativo Descriptivo
	Placas para proyectos pequeños		Placas para proyectos Estándar		Placas para proyectos Grandes
	Placas para proyectos pequeños		Placas para proyectos Estándar		Placas para proyectos Grandes
Voltaje de entrada	A1	B1	C1	D1	E1	F1
Voltaje de operación	A2	B2	C2	D2	E2	F2
Pines de entrada y salidas analógicas	A3	B3	C3	D3	E3	F3
Pines de entrada y salidas digitales	A4	B4	C4	D4	E4	F4
Microcontrolador	A5	B5	C5	D5	E5	F5
Velocidad del Reloj	A6	B6	C6	D6	E6	F6
Memoria Flash	A7	B7	C7	D7	E7	F7
Precio	A8	B8	C8	D8	E8	F8
Jumper Hembra	A9	B9	C9	D9	E9	F9

Para la elaboración de las tablas de comparación, tendremos que indagar acerca de las características de hardware más resaltantes de las placas Arduino, en este caso hemos recopilado trabajos previos de autores que mencionan dichas características y su relevancia; una de las más importantes de estas placas es la velocidad de reloj, Simón (2018) nos dice que el CPU es la parte del microcontrolador en la que se encuentran los elementos que sirven para procesar datos, la velocidad es en ciclos por segundo (medidas en hercios) con la que realiza las operaciones más básicas.

La Cantidad de pines analógicos y digitales con los que cuenta una placa Arduino es otra característica relevante, debido a que no todas tienen la misma cantidad, Osorio (2016) nos da una descripción de que a cada entrada le corresponde a una medida, por ejemplo: temperatura, presión o caudal. En su interior tienen un dispositivo que convierte la señal analógica en digital (conversor A/D). Vienen en distintos rangos de tensión e intensidad; asimismo nos menciona la característica de la cantidad de pines digitales como Osorio (2016) las más utilizadas y corresponden a señales activado desactivado (0 o 1), en otras palabras el número de pines analógicos y digitales sirve para determinar la cantidad de elementos que podemos agregarle a la misma, ya sean sensores, pantallas LCD, módulos, etc. Asimismo, limita a las placas que no tienen gran cantidad de pines tanto analógicos como digitales.

Palma & Ortega (2016) mencionan al microcontrolador como un dispositivo electrónico capaz de llevar a cabo procesos lógicos. Estos procesos o acciones son programados en lenguaje ensamblador por el usuario, y son introducidos en este a través de un programador, en otras palabras, se puede decir que esta es el corazón del Arduino; y por ende una característica principal en esta comparativa.

Estas son las características más comunes de toda placa Arduino, tambien incluiremos al voltaje de operación, voltaje de entrada, memoria flash y el precio, y si cuenta o no cuenta con Jumper hembras, teniendo características relevantes como se mostró, procedemos a comparar estas, ya que como nos mencionan Calderon & Gonzáles (2018) el número de muestras que se pueden almacenar en la memoria SRAM depende tanto de la tarjeta empleada, como de la memoria consumida para el resto de variables del programa; es por ello que se hace énfasis en que las partes de cada placa electrónica definirá el tipo en la cual encajará.

3. Resultados

3.1. Verificación de comparación de datos

Mediante el modelo de comparación mostrado en la Figura uno, podemos dividir en tres categorías las seis placas que comparamos, teniendo como resultado en primer lugar a las placas Arduino para proyectos pequeño, placas Arduino para proyectos medianos o estándares y placa Arduino para proyectos grandes.

Tabla 2. Placas para proyectos Pequeños

	Placas para proyectos pequeños
	Arduino Nano	Arduino Micro
Voltaje de entrada	7,5V – 12V	7V – 12V
Voltaje de operación	5V	5V
Pines de entrada y salidas analógicas	8	12
Pines de entrada y salidas digitales	14	14
Microcontrolador	ATMega328P	ATmega32U4
Velocidad del Reloj	16 MHz	16 MHz
Memoria Flash	32 KB Flash (2KB para bootloader), 2KB RAM y 1KB Eeprom	32 KB Flash, 2,5 KB RAM y 1KB Eeprom
Precio	S/. 24.00	S/. 25.00
Jumper Hembra	No Cuenta	No Cuenta

Se considera a estas dos debido a que son tan reducidas que para poder implementar proyectos más grandes es necesario que se le agregan componentes extras por lo que se complica su implementación; ambos cuentan con muy buenos microcontroladores como lo es el caso de el Arduino Nano que tiene el mismo controlador que el Arduino Uno, otra de sus grandes ventajas es su bajo precio ya que los hace accesibles para cualquier proyecto, por otro lado el no contar con jumpers hembras lo hace muy difícil de manipular ya que se necesitaría si o si de un protoboar para que este se pueda ensamblar a otros módulos, debido a estos factores se les otorga esta categoría.

Tabla 3. Placas para proyectos Medianos o Estándar

	Placas para proyectos Estándar
	Arduino Uno	Arduino Leonardo
Voltaje de entrada	7- 12V	7,5V a 12V
Voltaje de operación	5V	3,3V
Pines de entrada y salidas analógicas	6	12
Pines de entrada y salidas digitales	14	20
Microcontrolador	ATmega328P	ATMega32u4
Velocidad del Reloj	16 MHz	16 MHz
Memoria Flash	32 KB Flash (0,5 para bootloader), 2KB RAM y 1KB Eeprom	32 KB Flash (4KB para bootloader), 2,5KB RAM y 1KB Eeprom
Precio	S/. 38.00	S/. 45.00
Jumper Hembra	Cuenta	Cuenta

En este caso si bien no se nota mucha la diferencia entre las placas para proyectos pequeños a excepción del Arduino Leonardo que tiene más cantidad de pines, ambas placas tienen jumpers hembras, las cuales les dan más facilidad de acoplar distintos módulos como lo es el USB Host Shield que sirve en el mundo de la electrónica para agregar periféricos, esto abre un sin fin de oportunidades y de usos para un proyecto, además de contar con otros accesos de carga y de un precio más elevado que el de las placas para proyectos pequeños, por estos factores se le da esta categoría a ambas placas.

Tabla 4. Placas para proyectos Grandes

	Placas para proyectos Grandes
	Arduino Mega	Arduino Due
Voltaje de entrada	7,5V -12V	7V – 12V
Voltaje de operación	5V	3.3V
Pines de entrada y salidas analógicas	16	12
Pines de entrada y salidas digitales	54	54
Microcontrolador	ATMega2560	Atmel SAM3X8E
Velocidad del Reloj	16 MHz	16 MHz
Memoria Flash	256 KB Flash (8KB para bootloader), 8KB RAM y 4KB Eeprom	256 KB Flash (8KB para bootloader), 8KB RAM y 4KB Eeprom
Precio	S/. 79.00	S/. 79.00
Jumper Hembra	Cuenta	Cuenta

A diferencia de las otras categorías, en este si podemos ver la gran diferencia, con respectos a sus características de hardware, empezando por sus potentes microcontroladores de ambos que permiten una rápida ejecución de los códigos, además de una memoria flash que ayudara a cargar más líneas de código a la placa, añadiendo una mayor cantidad de pines que en sus versiones anteriores, lo que permite el fácil acoplamiento de más módulos, sensores, pantallas, etc. Pero debido a su precio es que se recomienda su uso en proyectos relativamente grandes en donde se requerirá de todos estos atributos mencionados, por estos factores se les da esta categoría.

4. Discusión

Tenemos en primera instancia a las placas para proyectos pequeños, proyectos que no necesiten de mucha capacidad, dentro de esta categoría tenemos a Arduino Micro y a Arduino Nano, estas poseen casi las mismas características, que el Arduino Uno, pero en diferencia esta cuentan con un menor número de pines y a su vez que no cuentan con jumpers hembras, por lo que las aplicaciones que se le pueden dar a estas son limitadas, después tenemos a las placas para proyectos estándar en donde encontramos a Arduino Uno y Arduino Leonardo, en donde a ambas se le conoce por sus capacidades de adaptarse a casi todo tipo de proyectos, pero el número de pines y memoria flash le impide ser de gran ayuda para proyecto donde se necesiten una mayor espacio de memoria, y por ultimo tenemos a la categoría de placas para proyectos grandes en donde encontramos a Arduino Mega y a Arduino Due, ambas tienen una gran cantidad de pines, recordemos que estos sirven para las distintas salidas y entradas en un proyecto como lo pueden ser sensores, leds, buffers, módulos, pantallas, etc. Teniendo como resultado estas tres categorías de las placas Arduino comúnmente usadas.

5. Conclusiones

Este estudio se centró en realizar una comparativa en las placas Arduino más comúnmente usadas en la actualidad, haciendo uso del método de comparación es que se pudo categorizar y ubicarlas de la manera más eficaz posible, teniendo que para proyectos pequeños se haga uso de Arduino Nano o Arduino Micro, para proyectos medianos o estándar el uso de Arduino Uno o Arduino Leonardo y para proyectos grandes el uso de Arduino Mega y Arduino Due, los factores que conllevan a poner a cada una de estas placas son sus características más relevantes de hardware, teniendo como finalidad brindar la información correspondiente a las personas y que tengan noción de saber cuál paca Arduino es las más óptima para su proyecto.

Agradecimientos

Agradezco a la Universidad Nacional de Cañete por apoyar este trabajo de investigación, a mis padres por el apoyo dado y a mis docentes por los conocimientos brindados.

Declaración de consentimiento informado

Se obtuvo el consentimiento informado de todos los sujetos involucrados en el estudio.

Conflictos de interés

No hay ningún conflicto de intereses que declarar.

Referencias

Amestica, O. E., Melin, P. E., Duran-Faundez, C. R., & Lagos, G. R. (2019). IEEE Chilean Conference on Electrical, Electronics Engineering, Information and Communication Technologies, CHILECON 2019. 1–6. https://doi.org/10.1109/CHILECON47746.2019.8986865

Calderón, A., & Gonzáles, I. (2018). Microcontrolador Arduino Como Sistema De Adquisición De Datos. XXXIX Jornadas de Automática, Badajoz, 546–553. https://doi.org/10.17979/spudc.9788497497565.0546

Canedo, S. (2009). Contribución al estudio del aprendizaje de las ciencias experimentales en la educación infantil: cambio conceptual y construcción de modelos científicos precursores [Universidad de Barcelona.]. http://hdl.handle.net/10803/1321

Encalada, J. (2014). Propuesta para la creación de un laboratorio de elaboración de Placas Electrónicas en la Universidad Católica Santiago de Guayaquil. [Universidad Católica de Guayaquil.]. http://repositorio.ucsg.edu.ec/handle/3317/1804

Hidalgo, W. (2015). DSpace ESPOCH.: Diseño e implementación de un sistema de adquisición de señales biométricas mediante mensajes SMS [Escuela Superior Politécnica de Chimborazo]. http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/3790

Osorio, R. (2016). Automatización de mezcla de soluciones para fertirrigación [Universidad Autónoma del Estado de México]. https://ri.uaemex.mx/handle/20.500.11799/62453

Palma, M., & Ortega, P. (2016). Repositorio Digital - Universidad Nacional de Loja: Diseño y montaje de un prototipo para el control automatizado del sistema de riego por canales en el área de yamburara (vilcabamba) haciendo uso de hardware y software open source. [Universidad Nacional de Loja]. https://dspace.unl.edu.ec/jspui/handle/123456789/11335

Rivera, O., & Domínguez, K. (2021). Guía para elaboración de la tesis - enfoque cualitativo (Vol. 1) [Universidad Privada Norbert Wiener]. https://www.uwiener.edu.pe/wp-content/uploads/2021/06/VRI-Guía-Enfoque-Cualitativa.pdf

Simón, G. (2018). Implementación, control y monitoreo de un sistema de riego por goteo subterráneo con microcontroladores [Universidad Nacional Agraria La Molina]. https://repositorio.lamolina.edu.pe/handle/20.500.12996/3610

Tapia, C., & Manzano, H. (2013). Repositorio Institucional de la Universidad Politécnica Salesiana: Evaluación de la plataforma arduino e implementación de un sistema de control de posición horizontal [Universidad Politécnica Salesiana]. https://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/5522

Ticona, Y. (2017). Uso de la plataforma Arduino y mejora del aprendizaje significativo en los estudiantes del departamento académico de Electrónica y Telemática; Universidad Nacional de Educación, período 2015 [Universidad Nacional de Educación]. https://repositorio.une.edu.pe/handle/20.500.14039/1925