apostila basic

7/23/2019 Apostila BASIC

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APOSTILA

ARDUINO BASIC

ApostilaARDUINO BASIC

Volume

1



ARDUINO BASIC REV1.0

LGM TECNOLOGIA E AUTOMAÇÃO

Prof. Espc. Glauco Aguiar /Prof. Espc. Luiz [email protected]

Manaus – AM2014

mailto:[email protected]





ARDUINO BASIC

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ARDUINO BASIC

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO 4

O QUE É O ARDUINO? 4

O ARDUINO UNO 5

OUTROS ARDUINOS 6

IDE 6

CONFIGURAÇÃO 6

ESTRUTURA BÁSICA DO SKETCH 7

COMANDOS BÁSICOS 7

EXEMPLOS: 7

01- BLINK (HELLO WORLD NO ARDUINO) 8

02-VARIAÇÃO DO BLINK 9

ESTRUTURAS CONDICIONAIS (IF E ELSE) 10

03 - FADE 11

04- LED SERIAL MONITOR 12

ESTRUTURA CONDICIONAL WHILE 13

05- LEITURA DE BOTÃO COM O SERIAL MONITOR 14

06- BOTÃO ACIONANDO SAÍDA DIGITAL 15

ENTENDENDO MELHOR AS VARIÁVEIS 16

07- DEBOUNCING COM BOTÃO 17

08- OPERADORES LÓGICOS 18

09- LENDO POTENCIÔMETRO COM PORTA SERIAL 20 10- CONTROLANDO BRILHO DO LED COM POTENCIÔMETRO 21

11- LENDO TEMPERATURA PELO SERIAL MONITOR 22

12- AUTOMAÇÃO LED COM LDR 23

13- ACIONAMENTO DE RELÉS 25

14- ALARME POR TEMPERATURA 26

15- PIEZO COMO SENSOR DE IMPACTO 27

16- SENSOR DE LINHA PRETA COM IR 28

17- SENSOR DE PROXIMIDADE POR IR 29



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18- SENSOR DE PASSAGEM 30

19- SEMÁFORO 31

20- SEMÁFORO INTERATIVO 33

21- CONTADOR COM DISPLAY DE 7 SEGMENTOS 35

22- SENSOR DE PORTA / JANELA 37

23- SENSOR DE INCLINAÇÃO 39

24- VU METER 41

25- ACIONANDO LED COM SENHA 42

26- TERMÔMETRO LCD COM BARGRAPH 45

BIBLIOGRAFIA 49



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4

Introdução

_________________________________________________________________________

O que é o Arduino?

O Arduino, amigo do peito em italiano, faz parte do conceito de hardware esoftware livre e está aberto para uso e contribuição de toda sociedade. O conceitoArduino surgiu na Itália, em 2005, com o objetivo de criar um dispositivo que fosseutilizado em projetos/protótipos construídos de uma forma menos dispendiosa do queoutros sistemas disponíveis no mercado. Ele pode ser usado para desenvolverartefatos interativos stand-alone ou conectados ao computador, smartphones, tabletse uma infinidade de dispositivos.

Em termos práticos, um Arduino é um pequeno computador que você podeprogramar para processar entradas e saídas entre o dispositivo e os componentesexternos conectados a ele. O Arduino é o que chamamos de plataforma decomputação física ou embarcada, ou seja, um sistema que pode interagir com seuambiente por meio de hardware e software. O diagrama abaixo resume bem o uso doArduino.

O equipamento é uma plataforma de computação física: são sistemas digitaisligados a sensores e atuadores, que permitem construir sistemas que percebam arealidade e respondem com ações físicas. Ele é baseado em uma placamicrocontrolada, com acessos de Entrada/Saída (I/O) Analógicos e Digitais, sobre aqual foram desenvolvidas bibliotecas com funções que simplificam a sua programação,por meio de uma sintaxe similar à das linguagens C e C++ (Wiring).

O Arduino utiliza o microcontrolador Atmega. Um microcontrolador (tambémdenominado MCU) é um computador em um chip, que contém um microprocessador,memória e periféricos de entrada/saída. Ele pode ser embarcado no interior de algum

outro dispositivo, que, neste caso, é o Arduino, para que possa controlar suas funçõesou ações.



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O Arduino UNO

O Arduino UNO versão R3 é composto de:

6 Entradas Analógicas;

14 (I/O) Digitais (6 PWM);

Terminais de Alimentação (5v, 3.3v, GND);

Tensão de operação: 5V;

Tensão de entrada (recomendada):7-12V;

Tensão de entrada (limites): 6-20V;

Microcontrolador Atmega328; Memória Flash 32 KB (ATmega328) dos quais 0.5 KB usados pelo bootloader;

SRAM 2 KB (ATmega328);

EEPROM 1 KB (ATmega328);

Velocidade de Clock: 16 MHz;

USB;

Botão de Reset;

ICSP;



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Outros Arduinos

IDE

_______________________________________________________________________

Configuração



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Estrutura Básica do Sketch

_________________________________________________________________________

Comandos Básicos

pinMode() – define um pino com entrada ou saída

digitalWrite() – liga ou desliga uma saída digital analogWrite() – Uso do PWM de 0 a 255

delay() – “espera” um determinado tempo

Exemplos:

pinMode(número do pino, OUTPUT);

digitalWrite(número do pino, valor); valor é LOW ou HIGH (0 ou 1, 0V ou 5V)

analogWrite(número do pino, valor); Valor de 0 a 255;

delay(milisegundos);



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01- Blink (Hello World no Arduino)

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a utilizar a IDE, fazer upload do código e usar a estrutura

básica dos sketchs para arduino.

Material: Arduino UNO;

Cabo USB A para B.

Montagem:

O Sketch:



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02-Variação do Blink

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a lidar com o protoboard, resistores, led e variações na

estrutura básica dos sketchs e saídas digitais.


Cabo USB A para B;

Protoboard;

Resistor 330Ω; LED;

Alguns Jumpers;

Montagem:



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O Sketch:

Estruturas Condicionais (If e Else)

_________________________________________________________________________

if/else permite que você faça múltiplos testes agrupados entre si. Por exemplo,se você quiser testar um input analógico e baseado no seu valor realizar certa tarefa

ou caso contrário realizar outra tarefa, por exemplo: se o input for menor que 500 faça

alguma coisa, caso contrário faça outra:

if (input < 500)

// fazer Aelse // caso contrário, isto é input > 500

// fazer B



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else pode executar outro teste de if, e então testes múltiplos e mutualmenteexclusivos podem ser executados ao mesmo tempo:

if (input < 500)

// fazer Aelse if (input >= 1000)

// fazer Belse

// fazer C

Você pode ter um número ilimitado desses ramos condicionais.

03 - Fade

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a utilizar Operadores aritiméticos e de comparação, o uso dos

pinos com PWM.


Cabo USB A para B;

Protoboard;

Resistor 330Ω;

LED;

Alguns Jumpers.

Montagem:Mesma da prática 02.



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O Sketch:

04- Led Serial Monitor

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a utilizar a comunicação serial. Estrutura if/else.


Cabo USB A para B;

Protoboard;

3 Resistores de 330Ω;

LEDs;

Alguns Jumpers.

Montagem:



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O Sketch:

Estrutura condicional while

_________________________________________________________________________

Os loops while vão rodar continuamente e infinitamente, até que a expressão

dentro dos parêntesis, () torne-se falsa. A variável testada deve mudar dinamicamente,

caso contrário o loop while nunca terminará. Algo como uma variável sendo



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incrementada, ou uma condição externa, como o teste de um sensor ou um contador

de tempo.

while(expressão)// instrução(s)

05- Leitura de botão com o serial Monitor

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a utilizar a leitura digital e aperfeiçoar a comunicação serial.


Cabo USB A para B.

Protoboard;

Resistor de 10KΩ;

Chave táctil;

Alguns Jumpers.

Montagem:



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O Sketch:

06- Botão acionando saída Digital _________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a utilizar resistor interno Pull-UP e interagir entrada do mundo

real com saída física.


Cabo USB A para B; Protoboard;

Chave táctil;

Alguns Jumpers.

Montagem:



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O Sketch:

Entendendo melhor as variáveis

_________________________________________________________________________

Uma variável é um recurso utilizado para armazenar dados em um programa

de computador. Todo computador possui algum tipo de memória, e uma variável

representa uma região da memória usada para armazenar uma determinada

informação. Essa informação pode ser, por exemplo, um número, um caractere ou

uma sequência de texto. Para podermos usar uma variável em um programa Arduino,

nós precisamos fazer uma declaração de variável, como por exemplo:

int led;

Nesse caso estamos declarando uma variável do tipo int chamada led . Em seguida

nós falaremos mais sobre o tipo de dado de uma variável.

O tipo de dado de uma variável significa, como o próprio nome diz, o tipo de

informação que se pode armazenar naquela variável. Em muitas linguagens de

programação, como C++, é obrigatório definir o tipo de dado no momento da

declaração da variável, como vimos na declaração da variável led acima. No caso dos

módulos Arduino que usam processador ATmega, os tipos mais comuns de dados que

utilizamos são:



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boolean : valor verdadeiro ( true ) ou falso ( false )

char : um caractere

byte : um byte, ou sequência de 8 bits

int : número inteiro de 16 bits com sinal (-32768 a 32767)

unsigned int : número inteiro de 16 bits sem sinal (0 a 65535)

long : número inteiro de 16 bits com sinal (-2147483648 a 2147483647)

unsigned long : número inteiro de 16 bits sem sinal (0 a 4294967295)

float : número real de precisão simples (ponto flutuante)

double : número real de precisão dupla (ponto flutuante)

string : sequência de caracteres

void : tipo vazio (não tem tipo)

07- Debouncing com botão

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a utilizar Técnica Debouncing, função millis no lugar do delay.


Cabo USB A para B;

Protoboard;

Chave táctil;

Alguns Jumpers.

Montagem: A mesma da experiência 06.



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O Sketch:

08- Operadores lógicos

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a utilizar operadores lógicos, OR, XOR e AND


Cabo USB A para B;

Protoboard;

3 Resistores de 330Ω e 2 resistores de 10KΩ;

2 Chaves táctil;

Alguns Jumpers;

3 LEDs.



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Montagem:

O Sketch:



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09- Lendo Potenciômetro com Porta Serial

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a utilizar o potênciometro e entradas analógicas.


Cabo USB A para B.

Protoboard;

Potenciômetro de 10KΩ;

Alguns Jumpers.

Montagem:

O Sketch:



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10- Controlando Brilho do Led com Potenciômetro

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a controlar saídas analógicas através de entradas analógicas.


Cabo USB A para B;

Protoboard;

LED;

Resistor de 330Ω; Potenciômetro de 10KΩ;

Alguns Jumpers.

Montagem:

O Sketch:



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11- Lendo temperatura pelo Serial Monitor

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender usar bibliotecas, uso do termistor.


Cabo USB A para B;

Protoboard;

LED;

Resistor de 10KΩ; Termistor NTC 10KΩ;

Alguns Jumpers.

Montagem:

O Sketch:



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12- Automação LED com LDR

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a utilizar laço for, uso do LDR e amostragem.


Cabo USB A para B;

Protoboard;

Resistor 330Ω;

Resistor 10KΩ; LDR;

LED Vermelho;

Alguns Jumpers.

Montagem:



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O Sketch:



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13- Acionamento de relés

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a utilizar o relé para controle de saídas AC, uso do transistor e

diodo. Material:

Arduino UNO;

Cabo USB A para B;

Protoboard;

1 Relé 5V; 1 Diodo 1N4007;

1 Transistor BC548;

2 Resistores de 10KΩ;

1LED.

Montagem:

O Sketch:



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14- Alarme por Temperatura

_______________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a utilizar o buzzer, alarme stand-alone. Material:

Arduino UNO;

Cabo USB A para B;

Protoboard;

Resistor 10KΩ;

Termistor NTC 10KΩ; Buzzer;

Alguns Jumpers.

Montagem:

O Sketch:



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15- Piezo como sensor de impacto

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a utilizar o Piezo, uso de limiares


Cabo USB A para B;

Protoboard;

1 Piezo;

1 Resistor de 1MΩ;

Alguns Jumpers;

Montagem:



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O Sketch:

16- Sensor de linha preta com IR

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Uso do Infra Vermelho. Básico para a construção de seguidores de linha.


Cabo USB A para B;

Protoboard;


1 Resistor de 10K Ω;

Emissor e Receptor IR;

Alguns Jumpers.

Montagem:



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O Sketch:

17- Sensor de proximidade por IR

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a fazer um sensor de proximidade com IR. Material:

Arduino UNO;

Cabo USB A para B;

Protoboard;

Resistor 10KΩ;


Alguns Jumpers; Emissor e Receptor IR.



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Montagem:

O Sketch:

18- Sensor de Passagem

_________________________________________________________________________

Dificuldade:

Motivação: Aprender a construir um Sensor de Passagem por IR.


Cabo USB A para B;

Protoboard;

Resistor 10KΩ;


Alguns Jumpers;

Emissor e Receptor IR.



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Montagem:

O Sketch:

19- Semáforo

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a realizar um semáforo Simples.


Cabo USB A para B; Protoboard;



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LED Vermelho;

LED Amarelo;

LED Verde; 3 Resistores de 330Ω;

Alguns Jumpers.

Montagem:

O Sketch:



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20- Semáforo Interativo

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aperfeiçoar o uso da função millis e o desenvolvimento de semáforos

interativos e uso de funções gerais.


Cabo USB A para B;

Protoboard;

Resistor 330Ω; Resistor 10KΩ;

Chave Táctil;

LED Vermelho;

LED Amarelo;

LED Verde;

Alguns Jumpers.

Montagem:



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O Sketch:



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21- Contador com display de 7 Segmentos

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender sobre displays, como fazer contadores


Cabo USB A para B;

Protoboard;

Resistor 330Ω;

Resistor 10KΩ; Chave Táctil;

Display de 7 segmentos;

Alguns Jumpers.

Montagem:

O Sketch:



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22- Sensor de Porta / Janela

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a utilizar o Reed Switch e o LED RGB. Desenvolvimento de

sensores de abertura de janela e porta.


Cabo USB A para B;

Reed Switch;

3 Resistores de 330Ω; 1 Resistor de 10kΩ;

1 LED RGB.

Montagem:



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O Sketch:



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23- Sensor de Inclinação

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação:Material:

Arduino UNO;

Cabo USB A para B;

Chave de Mercúrio;

1 Resistor de 330Ω;

1 Resistor de 10kΩ; 1 LED Vermelho;

Alguns Jumpers.

Montagem:



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O Sketch:



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24- VU Meter

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a desenvover um detector de nível sonoro (VU meter)

utilizando o microfone de eletreto e um circuito amplificador simples e vetores. Material:

Arduino UNO;

Cabo USB A para B;

Microfone de Eletreto;

Transistor 2N2222; Capacitor de 100nF;

1 Resistor de 100KΩ;


3 Resistores de 10KΩ;

10 Leds;

1 Chave Táctil;

Alguns Jumpers;

Montagem:



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O Sketch:

25- Acionando Led com Senha

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender a desenvolver o uso de senhas e vetores. Material:

Arduino UNO;

Cabo USB A para B;

1 Resistor de 330Ω;

5 Resistores de 10kΩ; 5 Chaves Táctil;



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LED Verde

Alguns Jumpers

Montagem:

O Sketch:



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26- Termômetro LCD com Bargraph

_________________________________________________________________________

Dificuldade:Motivação: Aprender o uso do Display LCD. Material:

Arduino UNO;

Cabo USB A para B;

Display LCD 16x2;

Resistor 10kΩ;

Potenciômetro 10kΩ; Termistor NTC 10kΩ;

Alguns Jumpers.

Montagem:



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O Sketch:



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Parabéns!!

Você deu os primeiros passos para ser umARDUINOMAKER!



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Bibliografia

_________________________________________________________________________

[1] McRoberts, Michael Arduino básico. São Paulo : Novatec Editora, 2011. [2] http://www.sabereletronica.com.br/secoes/leitura/1307 [3] http://arduino.cc/en/Reference/HomePage [4] http://www.arduino.cc [5] http://www.labdegaragem.com [6] BANZI, Massimo; Getting Started With Arduino; O’Reilly Media Inc.; 2010.

http://www.sabereletronica.com.br/secoes/leitura/1307



http://arduino.cc/en/Reference/HomePage



http://www.arduino.cc/



http://www.labdegaragem.com/







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