oficina arduino - vi forum de tecnologia de software livre

VI Fórum de Tecnologia

de Software Livre.

Introdução

ao

Samir Marques Teixeira


de Software Livre.

Samir Marques Teixeira

✔Tecnólogo em Gestão da Produção.

✔Graduando em Ciência da Computação.

✔Técnico em Eletrônica.

✔Things Hacker Team Member.

✔Charqueada-SP.


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Samir Marques TeixeiraContatos

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Things Hacker Team

Grupo de estudos voltado para a área de eletrônica, robótica, Android,

Arduíno, Raspberry Pi, automação residencial, etc.

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AgendaEletrônica

Tensão, Corrente, Resistência e Potência

Lei de Ohm

Componentes e Simbologias

Sinais Eletrônicos (Analógico/Digital)

Simulando Circuitos com Proteus

Demostração e Exercícios

ArduínoIntrodução

Hardware

Tipos

Shields

Simuladores

Demostração e Exercícios


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Breve Histórico✔1750 – Benjamim Franklin – definiu o conceito de corrente elétrica.

✔1880 – Thomas Édison – descobriu o principio da lampada elétrica.

✔1897 – Joseph Thonson – descobriu o elétron.

✔1902 J. A. Fleming – criou a válvula elétrica.

✔1946 – Universidade da Pensilvânia(EUA) – desenvolveu o primeiro

computador a válvula (ENIAC).

✔1947 – Willian Sockley – inventa o transistor.

✔1958 – Criado o circuito Integrado (CI).

Samir Marques Teixeira 19/09/14Oficina Arduíno


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EletrônicaIntrodução

É o conjunto de tecnologias que permite o controle sobre duas grandezas

físicas

✔Tensão Elétrica;

✔Corrente Elétrica;

Todos os circuitos eletrônicos que conhecemos, seja uma televisão ou um

satélite espacial, atuam apenas sobre estas duas grandezas físicas.

Fonte: http://www.eletronpi.com.br/



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EletrônicaSímbolos para Representar as Unidades de Medidas

✔U = Volt (tensão)

✔W = Watt (potência)

✔A = Ampére (corrente)

✔C = Coulomb (medida da carga elétrica)

✔Ω = Ohm (resistência)

✔Hz = Hertz (frequência)

✔F = Farad (capacitância)

✔H = Henry (indutância)

✔s = Segundo (medida de tempo em segundos)



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EletrônicaPrefixos para representar as unidades conforme SI

Pico (p): 10-12

Nano (n): 10-9

Micro (μ): 10-6

Mili (m): 10-3

Quilo (k): 103

Mega (M): 106

Giga (G): 109



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EletrônicaTensão

É a força responsável por impulsionar os elétrons em um condutor.

A tensão é medida em volts

✔Simbolo (U)

✔Unidade de Medida (V)

✔Exemplos

✔Bateria 9 volts

✔Tomada de 110 ou 220 voltsSamir Marques Teixeira 19/09/14Oficina Arduíno


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EletrônicaTensão de Corrente Contínua DC

A corrente contínua tem a característica de ser constante no tempo, com

o seu valor bem definido e circulando sempre pelo mesmo sentido em um

condutor elétrico, mantendo a polaridade constante.



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Eletrônica

Tensão de Corrente Contínua DC

Exemplo

✔Bateria 9 volts



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EletrônicaTensão de Corrente Alternada AC

A corrente alternada possui a característica de ser variante no tempo,

alternando o sentido pelo qual atravessa um condutor.

Pelo fato de ser alternada, possui algumas características como

frequência, amplitude e fase.



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Eletrônica

Tensão de Corrente Alternada AC

✔Exemplos

✔Batedeira

✔Geladeira



de Software Livre.

Eletrônica

Samir Marques Teixeira 19/09/14

Corrente

Os elétrons livres se movimentam de um átomo a outro através de um

meio condutor, ou seja, é um fluxo de elétrons que circula em um

condutor

✔A Corrente é medida em Amperes

✔Simbolo (I)

✔Unidade de Medida (A)

✔Para os elétrons se moverem de uma átomo a outro é necessário haver

uma TENSÂO.Oficina Arduíno


de Software Livre.

Eletrônica

Samir Marques Teixeira 19/09/14

Corrente

Quando conectamos um fio condutor a uma bateria (gerador), os elétrons

livres iniciam um movimento através do condutor, indo do polo de menor

potencial (-) para o de maior potencial (+).

Oficina Arduíno


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Eletrônica


Resistência

É a propriedade física que todos os materiais tendem a opor-se ao fluxo

de Corrente. Assim com a finalidade de se medir essa “oposição” definiu-

se essa grandeza com Resistência.


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Eletrônica


Resistência

Os resistores são elementos de circuito que consomem energia elétrica,

convertendo-a integralmente em energia térmica. A conversão de energia

elétrica em energia térmica é chamada de Efeito Joule.

Os resistores podem ser encontrados em vários objetos, como por

exemplo, no chuveiro, na lâmpada, etc.


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Eletrônica


Resistência


de Software Livre.

Eletrônica


Potência

A existência de diferença de potencial (tensão), corrente e resistência

em um circuito elétrico leva a geração de potência elétrica.

A potência está relacionada com a energia da seguinte forma:

Energia é a capacidade de realizar trabalho, e a potência é a velocidade

com que essa energia é utilizada.


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Eletrônica


Potência

A Potência é medida em Watts

✔Simbolo (P)

✔Unidade de Medida (W).


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Eletrônica


Lei de Ohm

A tensão (V) é igual ao produto da corrente (i) pela resistência (R).

U = R * i


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Eletrônica


Lei de Ohm


de Software Livre. Eletrônica

Exercícios



de Software Livre. Lei de Ohm

Exercícios



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EletrônicaComponentes Eletrônicos

Os componentes eletrônicos são a estrutura de um circuito eletrônico, isto

é, são os componentes que fazem parte de qualquer circuito elétrico ou

eletrônico (desde os mais simples aos mais complexos) e que estão

interligados entre si.

Pode também ser definido como componente eletrônico todo dispositivo

elétrico que transmite a corrente elétrica através ou de

um condutor ou semicondutor.



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EletrônicaComponentes Eletrônicos - Resistor

É um dispositivo elétrico, cuja principal característica é oferecer certa

resistência na passagem da corrente elétrica, seja para aproveitar o calor

gerado por essa resistência (conhecido como efeito Joule) ou para reduzir

a corrente elétrica em algum ponto do circuito.



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Eletrônica

Resistor



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EletrônicaComponentes Eletrônicos - Capacitor

O capacitor é um componente que tem como característica o

armazenamento de carga elétrica. Seu funcionamento é armazenar as

cargas positivas e negativas e seu principal efeito é a capacitância, a

unidade de medida é o farad.



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EletrônicaComponentes Eletrônicos - Diodo

Diodo é um componente elétrico que tem por função permitir a passagem

de corrente somente numa direção, impedindo no sentido contrário. Isso

é possível por meio das características dos semicondutores como o silício

e o germânio.



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EletrônicaComponentes Eletrônicos - Led

É uma acrônimo para Diodo Emissor de Luz. Portanto os Leds também

são diodos. O catodo dos Leds sempre vem marcado com uma pequena

parte plana ao longo da circunferência do encapsulamento, ou pelo

terminal mais curto. O Led normalmente deve ser usados com um resistor

em série.



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EletrônicaComponentes Eletrônicos - Transistor

O Transistor possui três terminais, também conhecidos ou chamados de

“perninhas”. Onde um dos terminais recebe a tensão elétrica e o outro

envia o sinal amplificado. O terminal do meio é o responsável pelo

controle desse processo, pois a corrente elétrica entra e sai pelos outros

dois terminais, somente quando é aplicado tensão elétrica ao terminal do

meio.



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EletrônicaComponentes Eletrônicos - Transistor

O Transistor é basicamente constituído de três camadas de matériais

semicondutores, formando as junções NPN ou PNP. Essas junções

recebem um encapsulamento adequado, conforme o tipo de aplicação e a

ligação de três terminais para as conexões externas.



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EletrônicaComponentes Eletrônicos - Circuito Integrado

Um CI, ou chip de silício, é a combinação de diversos componentes no

mesmo substrato e podem ser analógicos(lineares) ou digitais. Os Cis

possuem uma marca no encapsulamento onde indica o “pino 1”. Esta

marca pode ser um pequeno ponto, um chanfro ou sulco no

encapsulamento.



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Eletrônica

Simbologia

Na eletrônica alguns símbolos são utilizados para representar unidades

de medidas, conforme o Sistema Internacional.



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Eletrônica


Simbologia


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Sinais Eletrônicos

Sinais Eletrônicos

São a representação de um fenômeno físico, as entradas e saídas de um

sistemas eletrônico serão sinais variáveis.

Em eletrônica se trabalha com variáveis que assumem a forma de tensão

ou corrente.



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Eletrônica

Sinais Eletrônicos - Entradas

Sensores eletrônicos ou mecânicos que medem os sinais do mundo físico

e convertem em sinais de corrente ou tensão.



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Eletrônica

Sinais Eletrônicos - Entradas



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Eletrônica

Sinais Eletrônicos - Saídas

Atuadores que convertem os sinais de correntes ou tensão em sinais

úteis fisicamente.



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Eletrônica

Sinais Eletrônicos - Variável analógica

São aqueles que podem tomar um número infinito de valores entre os

limites. A maioria dos fenômenos da vida são sinais desse tipo.

➔Som.

➔Luz.

➔Voz.

➔Video.

➔Etc.



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EletrônicaSinais Eletrônicos - Variável digital

Também chamada de variável discreta, com dois estados distintos, que,

portanto são binários(“0” para “FALSO” e “1” para “VERDADEIRO”).

Sendo estas variáveis mais fáceis de se trabalhar.



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Eletrônica

Simulação de Circuitos - Proteus

ISIS

Tem a função de criar esquemas elétricos além de também permitir com

que façamos simulações destes esquemas neste próprio ambiente.

ARES

Permite que possamos criar layouts de circuitos impressos.



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Eletrônica


Proteus


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Eletrônica


Componentes:

Cell;

Button;

Led;

Proteus


de Software Livre.

Eletrônica


Editar as

propriedades:

2 clique em

cima do

componente

Proteus


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Simulação de Circuitos


Componentes:

Resistor:

220r

27k

Capacitor:

100uF

Transistor:

BC548

Led:

Vermelho

Bateria:

9v


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Simulação de Circuitos


Componentes:

Resistores:

1k, 27k, 47k

Capacitores:

100uF, 100nF

Transistores:

BC547, BC557

Bateria:

9v

Button

Speaker


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Arduíno



de Software Livre.


✔É uma plataforma de software e hardware livre, utilizada para

prototipação de circuitos eletrônicos.

✔Desenvolvida em 2005 na Itália com o objetivo de criar uma plataforma

para desenvolvimento de projetos educativos.

✔É uma placa baseado no uso do microcontrolador ATMEL, sendo bem

robusto, imunes ao ruido e as interferências que se apresentem no

ambiente.

✔Sua programação é baseada em C com algumas extensões em C++.Samir Marques Teixeira 19/09/14Oficina Arduíno


de Software Livre.


É um pequeno computador que você pode programar para processar

entradas e saídas entre o dispositivo e os componentes externos

conectados a ele.

O Arduíno pode ser utilizado para desenvolver objetos interativos

independentes, ou pode ser conectado a um computador, a uma rede, ou

até mesmo a Internet para recuperar e enviar dados e atuar sobre eles.

Em outras palavras, ele pode enviar um conjunto de dados recebidos de

alguns sensores para um site.



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Arduíno

Introdução

O Arduíno pode ser conectado a LEDs, displays, botões, interruptores,

motores, sensores de temperatura, sensores de pressão, sensores de

distancia, receptores GPS, módulos Ethernet ou qualquer outro

dispositivo que emita dados ou possa ser controlado.



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Arduíno

Hardware



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ArduínoHardware

Arduíno UNO



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Arduíno

Hardware – Fonte de Alimentação

Responsável pela alimentação externa, que pode ter uma tensão entre

7 a 35 Volts com uma corrente de 300mA.



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ArduínoHardware – CPU

A CPU da placa Arduíno é um micro controlador com memória RAM,

memória ROM, unidade de processamento e os dispositivos de entrada e

saída.

O micro controlador é o responsável por processar os dados de entrada,

e devolver para o mundo externo.



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ArduínoHardware – Entradas e Saídas

O Atmega 328 possui 28 pinos com as seguintes características:

✔14 pinos digitais de entradas e saídas(programáveis).

✔6 pinos de entrada analógica e/ou entrada/saída digital(programáveis).

✔5 pinos de alimentação(5v, GND, Aref).

✔1 pino de reset.

✔2 pinos para conectar o Cristal Oscilador.



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Arduíno

Hardware – PWM

A modulação por Largura de Pulso ou PWM é a modulação ou alteração

da largura do pulso de um sinal de onda quadrada que pode ser dados à

ser transmitido, um efeito de áudio ou potência fornecida ou regulada.

O Arduino contém 6 PWM's que estão destacadas com um "~" na frente

do número referente a porta digital. Com estas entradas pode-se obter

resultados analógicos por meio de sinal digital.



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ArduínoHardware – PWM

O controle digital cria ondas quadradas com pulsos de largura variável,

podendo assim dar uma tensão média à carga



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ArduínoTipos



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ArduínoShields

São outras placas que agrega diversas funcionalidades ao Arduíno.

Existem uma variedades de shields com as mais diversas funções, alguns

servem como entrada, como saída e outros como entradas e saída.

Com os shields é possível fazer o Arduíno se comunicar a uma rede

Ethernet, se comunicar com dispositivos Bluetooth, fazer comunicação

serial através da porta USB e etc.



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ArduínoShields



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ArduínoSimuladores

São softwares ou sites que tem a capacidade de simular o funcionamento

real do Arduíno sendo possível testar a lógica do programa, visualizar as

saídas, inserir sinais, visualizar dados e etc.

✔123D.Circuits.IO (http://123d.circuits.io/)

✔Virtual BreadBoard (http://www.virtualbreadboard.com/)

✔Proteus VSM for Arduíno (www.labcenter.com/products/vsm/arduino.cfm)


http://123d.circuits.io/

http://www.virtualbreadboard.com/

http://www.labcenter.com/products/vsm/arduino.cfm


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Arduíno

to be continued...



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Arduíno

Agora com vocês:

Ricardo Ogliari



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Arduíno

Referencias:

MCROBERTS, Michael. Arduíno Básico. São Paulo: Novatec Editora. 2011.

HERNANDEZ, Rubens. Oficina de Arduíno – Conceitos e implementações básicas. Disponível

em: http://www.fem.unicamp.br/~automatica/apostila_arduino.pdf Acesso em: 10/09/2014.

Programação em Arduíno – Modulo Básico. Disponível em :

http://oficinaderobotica.ufsc.br/files/2013/04/Programa%C3%A7%C3%A3o-em-Arduino-

M%C3%B3dulo-B%C3%A1sico.pdf Acesso em: 10/09/2014.


http://www.fem.unicamp.br/~automatica/apostila_arduino.pdf

http://oficinaderobotica.ufsc.br/files/2013/04/Programação-em-Arduino-Módulo-Básico.pdf

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