MINICURSO DE ARDUINOAULA 01

Gabriel de Melo SouzaLucas Nunes de CarvalhoMax Rodrigues MarquesVictor Paiva de Oliveira

PET Engenharia Elétrica – UFRNufrnpetee@gmail.com

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SUMÁRIO

• O Arduino• O que é um Arduino?• Por que usar Arduino?• Variedade• Arduíno UNO• Conhecendo a placa• Shield

• Onde comprar?

• Processo de instalação da IDE

• IDE (Integrated Development Environment)

• Comandos básicos

• Protoboard

• Resistor

• LED

• Blink

O ARDUINO

O Arduino surgiu em 2005, na Itália, com um professorchamado Massimo Banzi, que queria ensinar eletrônica e programaçãode computadores a seus alunos de design, para que eles usassem emseus projetos de arte, interatividade e robótica. Porém, ensinareletrônica e programação para pessoas que não são da área não erauma tarefa simples, e outra dificuldade era a inexistência de placaspoderosas e baratas no mercado.

Foi pensando nisso que Massimo e David Cuartiellesdecidiram criar sua placa própria, com a ajuda do aluno de Massimo,David Mellis, que ficou responsável por criar a linguagem deprogramação do Arduíno. Várias pessoas conseguiram utilizar oArduíno e fazer coisas incríveis, surgindo assim essa febre mundial daeletrônica.

POR QUE USAR ARDUÍNO?

• Baixo custo - Uma pessoa pode comprar um Arduino pagando emtorno de R$ 50,00.

• Software para várias plataformas - Microsoft Windows, Mac OS X eLinux.

• Linguagem simples - Os desenvolvedores do Arduino tentammanter sua linguagem fácil de usar para iniciantes, mas flexível obastante para usuários avançados.

• Software livre - O Arduino é completamente um software livre. Sequiser construir seu próprio software ou modificar um, você é livrepara isso. Além disso, o Web site oficial do Arduino contém um wikiextensivo no qual amostras de código e exemplos sãocompartilhados livremente.

• Existe uma comunidade ativa para usuários, por isso, existe umaquantidade enorme pessoas que podem te ajudar.

O QUE É UM ARDUINO?

“Um Arduino é um microcontrolador de placa única e umconjunto de software para programa-lo. O hardware consiste em umprojeto simples de hardware livre para o controlador, com umprocessador Atmel AVR e suporte embutido de entrada/saída. Osoftware consiste de uma linguagem de programação padrão e dobootloader que roda na placa.”

Em termos práticos, um Arduino é um pequeno computadorque você pode programar para processar entradas e saídas entre odispositivo e os componentes externos conectados a ele. O Arduíno é oque chamamos de plataforma de sistema embarcado, ou seja, umsistema que pode interagir com seu ambiente por meio de hardware esoftware.

VARIEDADE

Tipos de Arduino

ARDUINO UNO

A placa do Arduino Uno, difere das versões previas por nãoutilizar o chip FTDI, que conduz a USB para a serial. Em vez disso, ela utilizaum Atmega8U2, programado como um conversor USB para serial. Issoconfere a placa muitas vantagens quando comparada a sua predecessora,a Duemilanove. Primeiro, o chip Atmega é muito mais barato que o chipFTDI, diminuindo o preço das placas. Segundo, e mais importante, elepermite que o chip USB tenha seu firmware atualizado, para que o Arduinoseja exibido em seu PC como outro dispositivo, tal como um mouse oujoystick de jogos. Isso abre uma série de novas possibilidades para oArduino. Infelizmente, a mudança para esse tipo de novo chip USB tornoumuito mais difícil para fabricantes de clones criarem clones do ArduinoUno.

ARDUINO UNO

É uma placa com micro controlador Atmega328. Possui 14entradas/saídas digitais, 6 entradas analógicas, um cristal oscilador de16MHz, conexão USB, uma entrada para fonte, soquetes para ICSP, e umbotão de reset. A placa contém todo o necessário para usar o microcontrolador. Simplesmente conecte-a a um computador com o cabo USBou ligue a placa com uma fonte 5 AC-DC (ou bateria). O Uno selecionaautomaticamente a fonte de alimentação (USB ou fonte externa).

CONHECENDO A PLACA

SHIELDS

O Arduino possui o que chamamos de Shields, que são nadamais, nada menos do que outras plaquinhas que se acoplam à placaoriginal, agregando diversas outras funcionalidades.

Existe diversos Shields, com diversas funções. Alguns servemcomo entrada, como saída e outros como entradas e saída. Com elesconseguimos, por exemplo, fazer com que o Arduino se comunique numarede Ethernet ou via USB com um celular Android.

ONDE COMPRAR?

• Multilogica: http://multilogica-shop.com/

• RoboCore: https://www.robocore.net/modules.php?name=GR_LojaVirtual&categoria=Arduino

• BuildBot: http://www.buildbot.com.br/

• Laboratório de Garagem: http://loja.labdegaragem.com.br/

PROCESSO DE INSTALAÇÃO - IDE

1. Site: https://www.arduino.cc/en/Main/Software

2. Escolha o sistema operacional (recomendação: ZIP file);

IDE (Integrated Development Environment)

Teste do Arduino

1. Verificação da Porta USB em que o arduinoestá conectado;

2. Selecionar a porta correta: Tools>Board>Arduino Uno;

>Serial Port> Seleção da porta correta!3. Execução de qualquer exemplo: File>Examples>01.Basic> Blink;

COMANDOS BÁSICOS

A plataforma de implementação dos programas em Arduinoé baseada nas linguagens C/C++, preservando sua sintaxe na declaraçãode variáveis, na utilização de operadores, na manipulação de vetores,na conservação de estruturas, bem como é uma linguagem sensível aocaso (case-sensitive).

Como já foi informado, a linguagem base para aprogramação de um Arduíno é C/C++. Logo, suas estruturas de controle(if, else, while, for...), seus elementos de sintaxe ( #define, #include,...), operadores aritméticos (+, -, *, ^ ...), operadores de comparação(==, !=, <, > ...), enfim, todos são utilizados aqui no IDE. Portanto, saberC/C++ é primordial para programar o Arduino em alto nível.

COMANDOS BÁSICOS

O programa para o Arduino é dividido em duas partesprincipais: Setup e Loop.

A função setup serve para inicialização da placa e doprograma. Esta sessão é executada uma vez quando a placa é ligada ouresetada através do botão. Aqui, informamos para o hardware da placao que vamos utilizar dele.

A função loop é como se fosse a main() da placa. Oprograma escrito dentro da função loop é executado indefinidamente,ou seja, ao terminar a execução da última linha desta função, oprograma inicia novamente a partir da primeira linha da função loop econtinua a executar até que a placa seja desligada ou o botão de resetseja pressionado.

COMANDOS BÁSICOS

pinMode(pin, mode): Configura o pino especificado para quese comporte como entrada ou saída, sendo Pin = número do pino e mode =INPUT ou OUTPUT.

digitalWrite(pin, value): escreve um valor HIGH ou LOW emum pino digital. Se o pino foi configurado como saída sua voltagem serádeterminada ao valor correspondente: 5V para HIGH e 0V para LOW. Se opino estiver configurado como entrada escrever um HIGH levantará oresistor interno de 20kΩ. Escrever um LOW rebaixará o resistor.Obviamente pin = número do pino e valor = HIGH ou LOW.

Para mais comandos, consultar o guia de referências em:http://arduino.cc/en/Reference/HomePage

PROTOBOARDA protoboard (ou breadboard) é uma

base de construção de protótipos eletrônicos. Elaé muito utilizada, pois não requer solda, ou seja, éreutilizável. Isto torna mais fácil de usar paracriação de protótipos temporários. A utilização deuma protoboard em montagem com projetos deArduíno torna possível a construção de circuitosmais complexos.

A ligação de circuitos é feita atravésde jumpers (basicamente pequenos fios), que sãoutilizados para ligar temporariamentecomponentes eletrônicos na protoboard. A faixacentral tem o tamanho específico paracomponentes eletrônicos pequenos.Normalmente, uma protoboard possui quatromatrizes, mas este número pode variar.

PROTOBOARD

A protoboard é compostade dois tipos de matrizes principais:uma com duas colunas, chamada dematriz 2 e outra com cinco colunas,chamada de matriz 5. Elas se diferemno modo de transmissão de energia edados.

A matriz 2 geralmente éusada para ligação inicial de energia,e a 5 é usada na utilização decomponentes no circuito. A matriz de2 tem sua transmissão de coluna emcoluna, enquanto a matriz 5 tem atransmissão de linha em linha.

RESISTOR

São elementos que apresentam resistência à passagem decorrente elétrica, quanto maior a sua resistência, menor é a correnteelétrica que passa num condutor. Os resistores possuem um formatocilíndrico e faixas coloridas que definem o seu valor em Ohms. Servempara opor-se a passagem de corrente, ficando assim certa tensão retida nomesmo.

Os resistores podem ser de resistência fixa ou variável.

• Resistor fixo: É um resistor que possibilita um único valor de resistência.

• Resistor Variável: Seus valores podem ser ajustados por um movimentomecânico, ou seja, rodando manualmente.

LED

O LED é um componente eletrônico semicondutor, ou seja,um diodo emissor de luz ( L.E.D = Light Emitter Diode ), que tem apropriedade de transformar energia elétrica em luz. O LED é umcomponente do tipo bipolar, ou seja, tem um terminal chamado anodo eoutro, chamado catodo. Dependendo de como for polarizado, permite ounão a passagem de corrente elétrica e, consequentemente, a geração ounão de luz.

LEDComo o diodo, o LED não pode receber tensão diretamente

entre seus terminais, uma vez que a corrente deve ser limitada para que ajunção não seja danificada. Assim, o uso de um resistor limitador em sériecom o LED é comum nos circuitos que o utilizam. Para calcular o valor doresistor usa-se a seguinte fórmula: R = (Vfonte-VLED)/ILED, onde Vfonte é atensão disponível, VLED é a tensão correta para o LED em questão e ILED é acorrente que ele pode suportar com segurança.

Blink

Blink personalizado (código morse)

Blink personalizado (código morse)

Legendas:

Ponto: 0,5 segundos;Traço: 1,5 segundos;Espaço entre dits e dahts: 0,5 segundos;Espaço entre letras: 1,5 segundos;Espaço entre palavras: 3,5 segundos.

Exemplo de Código Morse: