arduino básico: as versatilidades desta plataforma...

Arduino Básico: As versatilidades desta plataforma

na prática

Apresentação

Kleber Rocha Bastos Luan Silva Santana Wellington Assunção Azevedo

Graduado em Engenhariade Computação pela FAINOR



Mestre em Mecatrônica pela UFBA

Mestre em Mecatrônica pela UFBA

Introdução

O que é Arduino?

Arduino é um kit de desenvolvimento voltado para iniciantes. É compostopor hardware e software que facilita a compreensão e o aprendizado defundamentos importantes de eletrônica e de programação.

Introdução

- Hardware

O hardware do Arduino é uma pequena placa com entradas e saídas. Écomposta por um microcontrolador da série Atmel (na maioria das placas),que muda em cada modelo de Arduino, um gravador USB e os reguladoresde tensão. (Open Hardware)

- Software

O software é a chave do sucesso dessa plataforma. Compilada em C/C++uma grande biblioteca, orientada a objetos, abstrai de forma simples ecompacta a maioria das funcionalidades que precisamos para implementarpequenos protótipos. (Open Source)

Arduino UNO

Fonte: www.informaticon.com.br

O que são Portas Digitais?

Portas digitais são aquelas que podem assumir apenasdois níveis lógicos bem definidos, nível alto e baixo.Normalmente, o nível lógico alto é a tensão defuncionamento do Arduino (5V ou 3.3V, dependendo domodelo) e nível lógico baixo é 0V (pino conectado ao GND).As portas digitais são comumente chamadas de I/O ports,que em inglês significa “portas de entrada e saída”. Essenome vem do fato que uma porta digital pode assumir doispossíveis modos de operação, o modo de entrada e o modode saída.

Portas no modo Saída

Quando setamos uma porta digital para o modo de saídapodemos controlar qual o estado lógico que ela apresenta.Tornando possível, assim, controlar dispositivos externos comolâmpadas, atuadores, relés etc. É importante lembrar que jamaispoderemos exceder a corrente máxima de saída, que éaproximadamente 20mA (verifique o datasheet domicrocontrolador). Se colocarmos cargas que drenam maiscorrente iremos danificar o pino de saída e, nos casos em quenecessitamos de mais corrente, é necessário o uso de algumbuffer digital de potência com transistores ou portas lógicas.

Portas no modo Entrada

São portas em que podemos conectar um dispositivoexterno e ler, no código, qual o nível presente. Utilizaremosessas portas para ler sensores digitais como botões, chaves fimde curso, sensores de nível ou até protocolos de comunicação.

Prática 1 - Blink

blogdarobotica.com/cursoarduino

Prática 2 - Semáforo


PWMPulse WidthMudulation, é uma técnica utilizada por sistemasdigitais para a variação do valor médio de uma forma deonda periódica. A técnica consiste em manter a frequênciade uma onda quadrada fixa e variar o tempo que o sinal ficaem nível lógico alto, esse tempo é chamado de duty cycle, ociclo ativo da forma de onda. O Arduino trabalha com umafrequência de 500Hz, ou seja 2 milissegundos cada ciclo.

PWM

Aplicações:• Controle de velocidade de motores;• Variação da luminosidade de leds;• Geração de sinais analógicos;• Geração de sinais de áudio.

Prática 3 - Fade


Entrada AnalógicaConversor analógico-digital, consiste em um driver contido na placa

arduino que realiza a conversão de um sinal analógico em um sinal digitalcorrespondente. Um conversor analógico-digital trabalha com resolução debits específica, determinando assim a exatidão da leitura realizada do sinalanalógico. O sinal analógico que o conversor será capaz de medir será deuma tensão contínua que pode variar, sem ter um potencial negativo, etendo como limiar máximo um sinal de referência, que depende daespecificação do microcontrolador.

Entrada Analógica

Após realizar a leitura de um pino AD, no caso de 10bits, será obtidoum valor entre 0 e 1023. Poderá ser necessário realizar a conversãopara o valor de tensão “aproximado” do valor adquirido. Para saberqual o valor da resolução em volts basta utilizar a seguinte equação:

Vref – tensão de referência para a conversão ADn – número de bits do conversor

Por exemplo, se utilizar 5volts como referência:

Isto significa que cada bit valerá 4,88mV. Se, por exemplo, na leitura do AD obter umvalor de 120, o valor em volts será de: 120 ∗ 0.00488 = 585,6mV

Prática 4 - LDR


Entrada Digital

• O botão pode fornecer um sinal digital para o Arduino que funcionará de forma como uma interface Homem x Máquina

• Por exemplo: com eles podemos acionar desde LED’s a interface em jogos.

Prática 5 - Botão


Shields

Função:

Com ele é possível colocar o seu Arduino com interface via internet, por exemplo:você pode utilizar em conjunto com o módulo relé e acionar suas lâmpadas via umsite web ou um aplicativo no celular

Entrada: via cabo RJ45

Shield Ethernet

Função:

Com ele é possível de uma forma simples armazenar dados captados por algum tipode sensor que esteja acoplado ao Arduino em um cartão de memória SD. O shieldtambém possui um módulo de relógio acoplado.

Principais funções: Armazenamento em SD e Módulo Relógio

Shield Datalogger

Módulos

Módulo Ultrassônico

Sensor Ultrassônico HC-SR04

Função:

Este módulo é muito utilizado para medir distâncias e detecção de objetos. Um pinoé acionado e é emitido um som não audível e começa a se contar o tempo. O sensorfica no aguardo do retorno desse som, que quando ocorre aciona o pino echo,encerrando a contagem do tempo no arduino. Após isso é utilizado a fórmula:

Distância = [Tempo ECHO em nível alto * Velocidade do Som] / 2

Distância máxima: 2 cm e 4 metros.

Módulo Relé

Função:

Com ele é possível acionar cargas com potências maiores utilizando o nível lógico doArduino. Por exemplo: com ele é possível acionar lâmpadas, ventiladores e outrascoisas utilizando o Arduino.

Tensão máxima: 250V AC ou 30V DC por canal

Diferenças entre Módulos e Shields

• “Shield” é um termo adotado pelos criadores do Arduino para designarmódulos que foram construídos especificamente para montagem sobre umArduino.

• Shields são convenientes e mais fáceis de usar isoladamente e produzem umresultado final mais elegante. Mas não tem flexibilidade por causa dos pinosfixos. Se dois shields usarem os mesmos pinos do Arduino você precisa fazeralteração em um deles (caso seja possível).

• Módulos são mais flexíveis nesse sentido e mais baratos, por não serem“especializados”. Isto é: quando um fabricante cria um “shield GPS” ele estávisando o Arduino apenas, mas , se ele fizer um “módulo GPS” vai ter umpúblico mais amplo: usuários de Arduino, PIC, ESP8266, Raspberry Pi, etc.

Fonte: http://www.automalabs.com.br/a-diferenca-entre-shield-e-modulo/

Prática 6 – Módulo Relé


Dúvidas?

Referências

Curso ArduinoRev. 02 – 20/01/2017

Ulysses C. Fonseca

Link da Apostila: blogdarobotica.com/apostila

Apoio:

Agradecimentos:

arduino básico: as versatilidades desta plataforma...

Documents