Linguagem de Programação Linguagem C com Arduino · 2017. 9. 11. · Essas linguagens de programação também são chamadas de linguagens de programação de alto nível. A linguagem

Linguagem de Programação

Linguagem C com Arduino

Prof. Luiz Claudio Ferreira de Souza

E-mail: [email protected]

www.luizclaudiofs.blogspot.com

Belém / PA

2017

mailto:[email protected]

Sumário

Fundamentos de Eletrônica .................................................................................................... 3

Transistor ............................................................................................................................ 4

Fontes de Alimentação: ...................................................................................................... 4

Resistores ............................................................................................................................ 4

Resistor adequado para um LED ......................................................................................... 5

Leitura do Resistor .............................................................................................................. 8

Capacitor ............................................................................................................................. 9

Multímetro ........................................................................................................................ 10

Tensão Elétrica (DC): ..................................................................................................... 11

Tensão Elétrica (AC): ..................................................................................................... 11

Resistência Elétrica: ....................................................................................................... 12

Corrente Elétrica: .......................................................................................................... 12

ATIVIDADES: .................................................................................................................. 13

Linguagem C com a Plataforma Arduino ............................................................................. 15

Experiência 1 – Pisca Led ...................................................................................................... 17

ATIVIDADES AVALIATIVAS .................................................................................................... 18

Atividade 1 (Experiência 2) ............................................................................................... 18




Experiência 6 - Led Controlado Pela incidência da Luz ........................................................ 20

Experiência 7 - Led controlado pela Luz ............................................................................... 21



Experiência 10 - Monitorar a temperatura ambiente (Termômetro) .................................. 23

Atividade (Experiência 11): ................................................................................................... 25

Prof. Luiz Claudio F. de Souza Página 3

Fundamentos de Eletrônica

Para desenvolvermos projetos com Arduino utilizamos vários dispositivos eletrônicos,

na aula de Hoje conheceremos um pouco mais profundamente cada dispositivo

desses.

O circuito abaixo foi feito num experimento com o Arduino, Lembram?

Vamos fazer novamente o experimento, utilizando somente dispositivos eletrônicos,

sem o Arduino. O objetivo desse projeto está em conhecer alguns dispositivos que

utilizamos nos nossos experimentos do curso.

Abaixo temos um esquema de um circuito eletrônico do Oscilador que fizemos:

O Circuito acima é um circuito Oscilador, onde um transistor funciona

momentaneamente enquanto o outro não, assim o Led acenderá de acordo com a

disposição do Transistor (Ligado/Desligado). O dispositivo que acionará o transistor

será o capacitor.


Transistor

O Transistor funciona como um controlador de fluxo de corrente , funciona como uma

torneira, possui 3 terminais chamados de “base”, “emissor” e “coletor”. A “base” tem

a função da manopla da torneira ou seja, controlar o fluxo de corrente que irá fluir

entre o “coletor” e o emissor (o que entra na torneira pela caixa

d´água e o que sai na boca da torneira).

Fontes de Alimentação:

São utilizadas para Fornecer energia elétrica ao circuito

Resistores

Os Resistores são dispositivos eletrônicos utilizados para limitar a passagem da corrente

elétrica.


A corrente que passa pelo resistor gera um aquecimento, quanto maior o resistor,

melhor a capacidade de não termos um aquecimento anormal.

Imagine que você tem um LED de alto brilho de 5mm de cor azul, e que esse LED tem a corrente igual a 20mA e a tensão igual a 3 volts e que você vai alimentar o seu circuito com quatro pilhas, totalizando 6 volts e que você

calculou o resistor adequado e deu 150 ohms, e você tem um resistor de 150 ohms de 1/4 de watt (muito comum). Esse resistor de 1/4 de w seria adequado?

Como o LED consome 3v e minha alimentação é de 6v então sobram 3v (6v - 3v = 3v), logo o valor de V para esse caso são os 3v que "sobraram".

P = V2 / R

P = 32 / 150

P = 9 / 150

P = 0,06 w

Então um resistor de 1/4 de watt ou 0,25 watt seria adequado! Caso você queira usar um mais potente, de 1/2 watt ou 0,50 watt também poderia.

Resistor adequado para um LED

Exemplo 1:

Imagine que você que acender um led vermelho, de tensão igual a 2v e

corrente igual a 20 mA em uma alimentação de 3v, usando 2 pilhas.


Convertendo os 20mA (miliamperes) do LED para amperes dariam 0,02 A

(amperes).

R = (3 - 2) / 0,02

R = 1 / 0,02

R = 50 ohms

Exemplo 2:

Para ligação de LEDs em paralelo é recomendado que você use um resistor

para cada led. Não se recomenda usar um resistor para todos os LEDs pois

pode haver danos a eles. No caso temos um led vermelho, um verde e um azul.

Então o correto é calcular individualmente um resistor para cada um dos LEDs.

para o LED vermelho

Convertendo os 20mA (miliamperes) do LED para amperes dariam 0,02 A

(amperes).

R = (9 - 2) / 0,02

R = 7 / 0,02


R = 350 ohms

Como vai ser muito difícil encontrar um resistor de 350 ohms você pode usar um de 470 ohms.

para o LED verde

Convertendo os 20mA (miliamperes) do LED para amperes dariam 0,02 A (amperes).

R = (9 - 2,5) / 0,02

R = 6,5 / 0,02

R = 325 ohms

Como vai ser muito difícil encontrar um resistor de 325 ohms você pode usar

um de 330 ohms.

para o LED azul


R = (9 - 3) / 0,02

R = 6 / 0,02

R = 300 ohms


um de 330 ohms

Exemplo 3

Há ainda uma situação em que você pode ligar LEDs em série e em paralelo ao mesmo tempo. Veja abaixo, onde temos três LEDs vermelhos (em série) e um LED azul ligados em paralelo e alimentados por uma bateria de 9v.

Nesse caso você deve tratar os LEDs ligados em série (no caso os vermelhos) como se fossem um LED só, somando-se suas tensões para calcular o resistor.

para os LEDs vermelhos ligados em série

Convertendo os 20mA (miliamperes) dos LEDs para amperes dariam 0,02 A

(amperes).

R = (9 - 6) / 0,02

R = 3 / 0,02

R = 150 ohms


Logo para esse três LEDs em série um resistor de 150 ohms seria adequado.

para o LED azul


R = (9 - 3) / 0,02

R = 6 / 0,02

R = 300 ohms


um de 330 ohms ou usar dois de 150 ohms ligados em série.

Leitura do Resistor


Capacitor

Capacitor é um componente eletrônico que armazena carga elétrica ao ser

ligado a uma fonte de alimentação.

Capacitância é a capacidade de carga elétrica que um capacitor pode

armazenar. Quanto maior a capacitância maior e a capacidade do capacitor de

armazenar carga elétrica. A capacitância é medida em farad e sua abreviação é

F.

Experimento:

Observe o circuito Oscilador presente na primeira. Agora você deverá monta-lo

fisicamente.


Multímetro

Estudamos diferentes dispositivos até o momento, vimos alguns

cálculos, conceitos. Hoje conheceremos um importante

instrumento de medição, o Multímetro.

Três medições são de extrema importância para nossa

caminhada, Tensão Elétrica, Corrente Elétrica e Resistência

Elétrica.

Escalas:


Tensão Elétrica (DC):

Tensão Elétrica (AC):


Resistência Elétrica:

Corrente Elétrica:


ATIVIDADES:

1- Identifique a tensão elétrica das baterias distribuídas pelo professor,

através do multímetro.

2- Faça a leitura dos Resistores distribuídos pelo professor e compare

com as leituras feitas com o uso do multímetro.

3- Observe o circuito abaixo:


R= 220 Ohm

V= 5 Volts

I= 0,55 A

4- Meça o valor da Corrente elétrica total no circuito acima

R= (5 – 2)/0,55

R= 5,4545 Ohm

Itot = 5/220= 0,0227 A


Linguagem C com a Plataforma Arduino

Nós seres humanos precisamos converter as nossas idéias para uma forma que os

computadores consigam processar, ou seja, a linguagem de máquina. Os computadores de

hoje não conseguem entender a linguagem natural que nós usamos no dia a dia, então

precisamos de um outro "idioma" especial para instruir o computador a fazer as tarefas que

desejamos. Esse "idioma" é uma linguagem de programação, e na verdade existem muitas

delas.

Essas linguagens de programação também são chamadas de linguagens de programação de

alto nível. A linguagem de programação utilizada no Arduino é a linguagem C++ (com pequenas

modificações), que é uma linguagem muito tradicional e conhecida. Essa é a linguagem que

utilizaremos no curso.

Para converter um programa escrito em uma linguagem de alto nível para linguagem de

máquina, nós utilizamos uma coisa chamada compilador. A ação de converter um programa

para linguagem de máquina é chamada compilar. Para compilar um programa, normalmente

se utiliza um ambiente de desenvolvimento (ou IDE, do inglês Integrated Development

Environment), que é um aplicativo de computador que possui um compilador integrado, onde

você pode escrever o seu programa e compilá-lo. No caso do Arduino, esse ambiente de

desenvolvimento é o Arduino IDE.

O texto contendo o programa em uma linguagem de programação de alto nível também é

conhecido como o código fonte do programa.


Placa Eletrônica Arduino

Portas Analógicas X Portas Digitais

Características:

Vamos aprendendo praticando!


Experiência 1 – Pisca Led

O Hardware

O Software

Conecte o Circuito montado no Computador pela Porta USB!


Vamos compilar e transferir o Programa para o Arduino

Explicação sobre o programa:

ATIVIDADES AVALIATIVAS

Atividade 1 (Experiência 2) Faça o Led Piscar lento, lento, rápido, rápido

Atividade 2 (Experiência 3) Faça o Led Piscar lento, rápido, lento, rápido

Atividade 3 (Experiência 4) Você já viu um sinalizador de entrada e saída de veículos? Utilizando o Arduino, construa um

sinalizador desses.


Atividade 4 (Experiência 5) Desenvolva, utilizando o Arduino um semáforo.

Soluções das Atividades

Atividade 3

Atividade 4


Experiência 6 - Led Controlado Pela incidência da Luz Será medido a luminosidade do ambiente e posteriormente encaminhado para o

computador esta informação através da porta serial.

Materiais necessários: – Arduino – Protoboard – Fios de conexão – LDR – Resistor de 10k

Hardware do Experimento:

Software do experimento

void setup() { Serial.begin(9600); // inicia comunicação com computador } void loop() { int luz = analogRead(5); // faz leitura da luminosidade


Serial.println(luz); // envia valor da luminosidade ao computador delay(500); }

Experiência 7 - Led controlado pela Luz

Temos no experimento anterior a quantidade de luminosidade, com esse valor

podemos ascender e apagar um Led no circuito, como acontece nos postes de

iluminação pública.

Materiais necessários: – Arduino – Protoboard – Fios de conexão


– LDR – Resistor de 10k – LED – Resistor de 220 Ohm

Vamos complementar o circuito anterior (Hardware do experimento) conforme imagem

abaixo:

Software do Experimento:


Atividade 1 (Experiência 8) Você deverá desenvolver um sinalizador para veículos que funcione somente de dia, quando

houver luz natural, logo o estabelecimento comercial que irá utilizar esse dispositivo de

sinalização não funciona pela noite.

Atividade 2 (Experiência 9) Você deverá desenvolver um sinalizador para veículos que funcione somente pela noite, na

ausência de luz natural, logo o estabelecimento comercial que irá utilizar esse dispositivo de

sinalização não funciona pela noite.

Experiência 10 - Monitorar a temperatura ambiente

(Termômetro)

Materiais necessários: – Arduino – Protoboard – Fios de conexão – LM35

Parte Chanfrada de frente pra você, na imagem do LM35


Hardware do Experimento:

Software do Experimento:


Atividade (Experiência 11):

Programe o décimo segundo experimento para além de mostrar a temperatura na escala

Celcius, também mostrar na escala Fahrenheit (ºF). Complemente o experimento com um Led

que deverá acender quando a temperatura for maior que 38 Graus Celcius.

No Brasil, a unidade de temperatura que utilizamos é o grau Celsius (ºC), diferente dos países

de origem inglesa. Nesses países, a unidade usual é o Fahrenheit (ºF).

Observe as conversões entre as Escalas Termométricas:

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