Slides minicurso Arduino - Arduino Day 2015

Minicurso: Getting Started - Arduino Mega 2560 R3Prof. Gustavo Yoshio Maruyama

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Apresentação

Gustavo Yoshio Maruyama

Professor no curso de Sistemas de Informação UFMS

gustavoymaruyama@gmail.com

Dener Alves Andrade

Acadêmico no curso de Sistemas de Informação UFMS

dener.a.andrade@gmail.com

Angelino Caon

Técnico em Tecnologia da Informação UFMS

angelinoc@gmail.com

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Objetivo

Este minicurso tem como objetivo apresentar conceitosiniciais da prototipação com Arduino, bem comorealizar a leitura e manipulação de valores de sensorese outros componentes como o potenciômetro e chavemomentânea. Durante o curso será realizado algunspequenos projetos como um dimmer com sensor deluminosidade e um termômetro com display LCD.

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Programa

Parte 1Arduino

Protoboard

Acendendo Led

Funções setup(), loop() e delay()

Funções pinMode(), digitalWrite()

Resistor

Parte 2Escrevendo na Serial

Lendo sensor LDR (Luminosidade)

Lendo sensor LM35 (Temperatura)

Ler valor de potenciômetro

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Programa

Parte 3Dimmer com potenciômetro

Dimmer com sensor LDR

Parte 4Escrevendo no LCD

Termômetro

Utilizando chave momentânea

Piano com chave momentânea e Buzzer

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Termômetro

Dimmer com LDR Piano

Parte 1

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Arduino

Arduino é uma plataforma eletrônica de código abertobaseado em hardware e software de fácil utilização . Édestinado para qualquer pessoa que queira fazerprojetos interativos .

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Arduino

É possível prototipar e desenvolver vários tipos deprojetos eletrônicos, desde um simples circuito queacende leds, um robô complexo e até automatizar umacasa. A imaginação é o limite.

Protótipo robô seguidor de linha utilizando Arduinonano – experimento realizado na UFMS/CPCX

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Arduino Mega 2560 R39

Configurando a IDE

Abra a IDE por meio de um ícone na área de trabalho ou na barra de tarefas:

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Configurando a IDE

Verifique se a placa selecionada é a Arduino Mega 2560

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Configurando a IDE

Verifique se a porta selecionada é a correspondente aoda instalação do arduino, no caso desse minicurso oarduino está instalado na porta COM4

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Protoboard

A protoboard é uma placa na qual podemos realizar um ensaio de um circuito eletrônico.

Facilita a inserção e remoção de componentes eletrônicos por não depender de solda.

Perfeito para nossos experimentos.

Protoboard Placa de circuito impresso

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Protoboard

Os “furos” são ligados da seguinte forma:

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Aviso

Antes de efetuar qualquer experimento desconecte oarduino da porta USB de seu computador. Sob risco dequeima de algum componente eletrônico ou até dopróprio arduino.

Ligue na porta USB apenas quando tiver certeza que o circuito está montado corretamente.

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Acendendo um Led

Led é um diodo emissor de luzPortanto não é uma lâmpada.

Operam com tensão de 1,1v a 4.0v

Possui polaridadeLado positivo: ÂNODO

Lado negativo: CÁTODO

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Acendendo um Led - Circuito6

GNDLed

Resistor 300 Ohms

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Acendendo um Led - Código18

Compilação, Validação e Upload do programa

Compila e valida o código

Compila e faz o upload do programa para o arduino

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Compilação, Validação e Upload do programa

Se der tudo certo:

Se der tudo errado:

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Funções setup(), loop() e delay()

setup()Esta função é acionada quando o arduino é ligado.

Serve para definir configurações iniciais de portas.

loop()Esta função entra em execução logo após a função setup.

Toda vez que a função loop termina de ser executada, ela éexecutada novamente. Ou seja, um loop.

Nesta função é definida todo o código funcional de nossoprotótipo, como ligar uma porta, ler um sensor e outros.

delay(parâmetro)Esta função permite colocar um intervalo em milissegundosentre uma instrução e outra.

Recebe como parâmetro um valor inteiro

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Funções pinMode() e digitalWrite()

pinMode(parâmetro 1, parâmetro 2)Configura uma porta digital, podendo ela ser de entrada(INPUT) ou saída (OUTPUT)

Recebe no parâmetro 1 o número da porta digital, e no parâmetro 2 é definido se porta é de entrada(INPUT) ou saída(OUTPUT)

digitalWrite(parâmetro 1,parâmetro 2)Escreve na porta digital selecionada

Recebe no parâmetro 1 o número da porta digital, e no parâmetro 2 recebe um valor:

ligado(HIGH) ou desligado(LOW)

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Resistor

Resistores são utilizados para:Limitar corrente elétrica em um circuito (ampère)

Diminuir tensão (volts)

Unidade de medidaOmhs

Quanto maior seu valor, menor é limite de correnteelétrica, e maior é a queda de tensão.

Não possui polaridade

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Resistor

Resistores (de valores fixos) utilizados neste minicurso:

300 Ohms

10000 Ohms = 10k

3 0 0

1 0 000

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Resistor do Led

Tensão de saída de uma porta digital do arduino = 5v

Tensão de funcionamento do led vermelho = 1,8v

Corrente máxima do led = 0,02 A (20mA)

Qual resistor utilizar?

5v – 1,8v

0,02= 160 Ohms

• Não temos resistor de 160 Ohms em nosso kit, portanto foi utilizado o de 300 Ohms

• Não se pode utilizar um resistor de menor valor recomendado, pois o led pode queimar

• Caso utilize um resistor MUITO alto, o led não acenderá

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Parte 2

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Escrevendo na porta serialConfigura a taxa de dados por segundo (baud rate) para transmissão serial,Para comunicação com um computador é comum utilizar baud rate = 9600

Escreve na porta Serial, ou seja, envia um texto via usbdo arduino para o computador

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Escrevendo na porta serial

Dados enviados do arduino para o computador via USB

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Lendo sensor LDR (luminosidade)

É tipo de resistor variável.

Valor de resistência varia conforme a intensidade da luzque incide sobre ele.

Não tem polaridade

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Lendo sensor LDR - Circuito

GND5v A0

Sensor LDRResistor 10K

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Lendo sensor LDR - Código

Faz leitura de uma porta analógica

Valores lidos vão de 0 até 1023Quanto mais luz tiver, maior é o valorQuanto menos luz tiver, menor é o valor

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Lendo sensor LM35

Sensor de temperatura.

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Lendo sensor LM35 - Circuito

A05v GND

LM35

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Lendo sensor LM35 - Código

Transforma em graus célsius

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Lendo Potenciômetro

Resistor de valor regulável.

Utilização comum:Regulagem de volume de aparelhos de som

Divisor de tensão

Resistor utilizado 10k

GND

Saída

VCC

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Lendo Potenciômetro - Circuito

A05v GND

Potenciômetro

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Lendo Potenciômetro - Código

Gire o potenciômetro e veja o resultado

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Parte 3

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Dimmer com potenciômetro

Um dimmer tem como objetivo fazer com que aumenteou diminua a intensidade luminosa por meio de umpotenciômetro ou sensor, que auxilia nessa operação.

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Dimmer com potenciômetro -Circuito

5v A0GND

2

Potenciômetro

R 300 Ohms

Led BrancoAlto brilho

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Dimmer com potenciômetro -Código

Gire o potenciômetro e veja o resultado

• O valor lido pelo potenciômetrovai de 0 até 1023.

• Porém o uma porta pwm sópode receber valores de 0 até255.

• Nesta linha o valor lido dopotenciômetro é convertidopara um valor valido pwm.

• Atribuição do valor convertidodo potenciômetro para a portado led

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Dimmer com LDR- Circuito42

Dimmer com LDR- Circuito

5v A0GND

2

R 300 Ohms

Led BrancoAlto brilho

R 10k

Sensor LDR

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Dimmer com LDR- Código

Faça sombra no sensor LDR

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Parte 4

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Escrevendo no LCD

Display LCD

Dispositivo de saída (Mostra informação para o usuário)

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Escrevendo no LCD - Circuito47

Escrevendo no LCD - Circuito

5V GND

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Escrevendo no LCD - Circuito12

11

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Escrevendo no LCD - Circuito

2345

50

Escrevendo no LCD - Código51

Termômetro52

Termômetro - Circuito53

Termômetro - Circuito54

Termômetro - Circuito55

Termômetro - Código56

Chave momentâneaTambém chamada de push button ou micro chave.

A chave momentânea utilizada no minicurso possui 4 pinos.

Pinos são divididos em dois pares.

Os pinos de um par tem contato permanente. Porém não há contato entre os pares.

Quando o botão é pressionado os pares se conectam fechando o circuito.

Quando o botão é solto, os pares se desconectam.

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Chave momentânea - Circuito58

5V GND

2

Chave

R 10K

Chave momentânea - Código59

Aperte o botão da chave e veja o resultado

Piano com chave momentânea e Buzzer

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Piano com chave momentânea e Buzzer -Circuito

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5V GND

234

Chave

R 10K

Piano com chave momentânea e Buzzer - Circuito

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10

Buzzer

Piano com chave momentânea e Buzzer - Código

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Aperte os botões e escute o resultado

Porta do Buzzer

Porta dos botões

Final – Explore outros sensores e componentes

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Sensor ultra sônicoSensor de umidade Pastilha piezoeléctrica Sensor reflexivo

Servo motor Motor de passoMotor dc

Bluetooth Acelerômetro