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    UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARAN

    CURSO DE ENGENHARIA ELTRICA

    MINI CURSO

    ARDUINO

    Orientando: Joo Luiz Glovacki Graneman de Melo

    Orientador: Prof. Dr. James Baraniuk

    Aluno: _____________________________________________________

    CURITIBA 2012

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    SUMRIO

    1 Introduo ao Arduino ................................................................................. 1 2 Caractersticas do Arduino .......................................................................... 3

    2.1 Caractersticas .............................................................................................................. 3

    2.2 Alimentao ................................................................................................................. 4

    2.3 Memria ....................................................................................................................... 4

    2.4 Entrada e Sada ............................................................................................................ 5 2.6 Programao ................................................................................................................ 6

    3 Referncias da Linguagem Usada na Programao do Arduino ............. 7 3.1 Linguagem de referncia.............................................................................................. 7 3.2 Funes ........................................................................................................................ 8

    3.3 Bibliotecas ................................................................................................................... 9

    4 Projetos ........................................................................................................ 11 4.1 Projeto 1 Pisca-Pisca (Blink) .................................................................................. 11 4.2 Projeto 2 - Sinaleiro ................................................................................................... 11 4.3 Projeto 3 Sequencial ............................................................................................... 12 4.4 Projeto 4 Liga/Desliga ............................................................................................ 14 4.5 Projeto 5 LCD ......................................................................................................... 15 4.6 Projeto 6 - Tone ......................................................................................................... 16 4.7 Projeto 7 Sadas Analgicas PWM (Fading) .......................................................... 17 4.8 Projeto 8 Conversor AD com Comunicao Serial ................................................ 18

    5 REFERNCIAS .......................................................................................... 20

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    1 Introduo ao Arduino

    O Arduino faz parte do conceito de hardware e software livre e est aberto para uso e contribuio de toda sociedade. O conceito Arduino surgiu na Itlia em 2005 com o objetivo de criar um dispositivo para controlar projetos/prottipos construdos de uma forma menos dispendiosa do que outros sistemas disponveis no mercado.

    Arduino uma plataforma de computao fsica (so sistemas digitais ligados a sensores e atuadores, que permitem construir sistemas que percebam a realidade e respondem com aes fsicas), baseada em uma simples placa de Entrada/Sada microcontrolada e desenvolvida sobre uma biblioteca que simplifica a escrita da programao em C/C++. O Arduino pode ser usado para desenvolver artefatos interativos stand-alone ou conectados ao computador atravs de Adobe Flash, Processing, Max/MSP, Pure Data ou SuperCollider.

    Um microcontrolador (tambm denominado MCU) um computador em um chip, que contm processador, memria e perifricos de entrada/sada. um microprocessador que pode ser programado para funes especficas, em contraste com outros microprocessadores de propsito geral (como os utilizados nos PCs). Eles so embarcados no interior de algum outro dispositivo, no nosso caso o Arduino, para que possam controlar suas funes ou aes.

    E um kit de desenvolvimento capaz de interpretar variveis no ambiente e transform-las em sinal eltrico correspondente, atravs de sensores ligados aos seus terminais de entrada, e atuar no controle ou acionamento de algum outro elemento eletro-eletrnico conectado ao terminal de sada. Ou seja, uma ferramenta de controle de entrada e sada de dados, que pode ser acionada por um sensor (por exemplo, um resistor dependente da luz - LDR) e que, logo aps passar por uma etapa de processamento, o microcontrolador, poder acionar um atuador (um motor por exemplo). Como podem perceber, como um computador, que tem como sensores de entrada como o mouse e o teclado, e de sada, impressoras e caixas de som, por exemplo, so que ele faz interface com circuitos eltricos, podendo receber ou enviar informaes/tenses neles.

    Para um melhor entendimento, abaixo na figura 1 possvel identificar os elementos principais do circuito atravs de diagrama em blocos.

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    Figura 1 - Diagrama de Blocos

    O Arduino baseado em um microcontrolador (ATMega), e dessa forma logicamente programvel, ou seja, possvel a criao de programas, utilizando uma linguagem prpria baseada em C/C++, que, quando implementadas fazem com que o hardware execute certas aes. Dessa forma, estamos configurando a etapa de processamento.

    O grande diferencial desta ferramenta que ela desenvolvida e aperfeioada por uma comunidade que divulga os seus projetos e seus cdigos de aplicao, pois a concepo dela open-source, ou seja, qualquer pessoa com conhecimento de programao pode modific-lo e ampli-lo de acordo com a necessidade, visando sempre melhoria dos produtos que possam ser criados aplicando o Arduino.

    Ele foi projetado com a finalidade de ser de fcil entendimento, programao e aplicao, alm de ser multiplataforma, ou seja, podemos configur-lo em ambientes Windows, GNU/Linux e Mac OS. Assim sendo, pode ser perfeitamente utilizado como ferramenta educacional sem se preocupar que o usurio tenha um conhecimento especfico de eletrnica, mas pelo fato de ter o seu esquema e software de programao open, acabou chamando a ateno dos tcnicos de eletrnica, que comearam a aperfeio-la e a criar aplicaes mais complexas.

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    2 Caractersticas do Arduino

    O Arduino Duemilanove (2009 em italiano) uma placa baseada no microcontrolador AT- mega168 ou ATmega328. Tem 14 pinos de entrada ou sada digital (dos quais 6 podem ser utilizados como sadas PWM), 6 entradas analgicas, um oscilador de cristal 16 MHz, controlador USB, uma tomada de alimentao, um conector ICSP, e um boto de reset. Para sua utilizao basta conect-lo a um computador com um cabo USB ou lig-lo com um adaptador AC para DC ou bateria.

    Figura 2 - Foto do hardware de um Arduino Duemilanove

    2.1 Caractersticas

    Tabela 1 - Caractersticas do Arduino

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    2.2 Alimentao

    O Arduino Duemilanove pode ser alimentado pela conexo USB ou por qualquer fonte de alimentao externa. A fonte de alimentao selecionada automaticamente.

    A alimentao externa (no - USB) pode ser tanto de uma fonte ou de uma bateria. A fonte pode ser conectada com um plug de 2,1 mm (centro positivo) no conector de alimentao. Cabos vindos de uma bateria podem ser inseridos nos pinos GND (terra) e Vin (entrada de tenso) do conector de alimentao.

    A placa pode operar com uma alimentao externa de 6 a 20 V. Entretanto, se a alimentao for inferior a 7 V o pino 5 V pode fornecer menos de 5 V e a placa pode ficar instvel. Se a alimentao for superior a 12 V o regulador de tenso pode superaquecer e avariar a placa. A alimentao recomendada de 7 a 12 V.

    Os pinos de alimentao so:

    Vin: entrada de alimentao para a placa Arduino quando uma fonte externa for utilizada.

    Voc pode fornecer alimentao por este pino ou, se usar o conector de alimentao, acessar a alimentao por este pino;

    5 V: A fonte de alimentao utilizada para o microcontrolador e para outros componentes da placa. Pode ser proveniente do pino Vin atravs de um regulador on-board ou ser fornecida pelo USB ou outra fonte de 5 V;

    3 V3: alimentao de 3,3 V fornecida pelo circuito integrado FTDI (controlador USB). A corrente mxima de 50 mA;

    GND (ground): pino terra.

    2.3 Memria

    O ATmega328 tem 32 KB de memria flash (onde armazenado o software), alm de 2 KB de SRAM (onde ficam as variveis) e 1 KB de EEPROM (esta ultima pode ser lida e escrita atravs da biblioteca EEPROM e guarda os dados permanentemente, mesmo que desliguemos a placa). A memria SRAM apagada toda vez que desligamos o circuito.

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    2.4 Entrada e Sada

    Cada um dos 14 pinos digitais do Duemilanove pode ser usado como entrada ou sada usando as funes de pinMode (), digitalWrite (), e digitalRead (). Eles operam com cinco V. Cada pino pode fornecer ou receber um Maximo de 40 mA e tem um resistor pull-up interno (desconectado por padro) de 20-50 k. Alm disso, alguns pinos tm funes especializadas:

    Serial: 0 (RX) e 1 (TX). Usados para receber (RX) e transmitir (TX) dados seriais TTL. Estes pinos so conectados aos pinos correspondentes do chip serial FTDI USB-to-TTL.

    PWM: 3, 5, 6, 9, 10, e 11. Fornecem uma sada analgica PWM de 8-bit com a funo analogWrite().

    SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Estes pinos suportam comunicao SPI, que embora compatvel com o hardware, no est includa na linguagem do Arduino.

    LED: 13. H um LED j montado e conectado ao pino digital 13.

    O Duemilanove tem 6 entradas analgicas, cada uma delas esta ligada a um conversor analgico-digital de 10 bits, ou seja, transformam a leitura analgica em um valor dentre 1024 possibil