2. ApresentaoSobre o professor:Marcus Vincius de Sousa
LemosMestre em Informtica Aplicada pela Universidade de Fortaleza
UniforProfessor da Universidade Estadual do Piau UespiPesquisador
do Laboratrio de Inteligncia Computacional Laic - UespiAuditor
Fiscal de Controle Externo (Informtica) TCE/PIreas de
Interesse:Redes de Sensores, Inteligncia Computacional,
[email protected]://www.marvinlemos.net@marvinlemos
3. ApresentaoSobre o professor:Francisco Marcelino Almeida de
ArajoMestrando em Biotecnologia pela Universidade Federal do Piau -
UFPIProfessor do Instituto Federal do Piau IFPIreas de
Interesse:Inteligncia Computacional, Processamento de
Imagens,Microeletrnica,
[email protected]://www.arduinopi.net@keyjin
4. Arduino 5. MotivaoConvergncia: tecnologia, criao e arteBaixo
custo de microcontroladoresPlataformas de hardware abertas
sendocriadosFebre DoItYourself 6. MotivaoDiversas aplicaes
prticasRobsRoupas eletrnicasDesenvolvimento de celulares
customizadosInstrumentos musicaisParedes interativasRedes de
Sensores 7. MicrocontroladorTambm conhecido como MCU
(MicrocontrollerUnit)Computador em um chipProgramado para funes
especficas(geralmente para interagir com atuadores)Geralmente
embarcados em outros dispositivos 8. MicrocontroladorATmega328PIC
16F628ABasic Stamp 9. ATMega328PCaractersticas do
Atmega328:RISCProcessador: 8-bitFlash (Kbytes): 32EEPROM (Bytes):
1KSRAM (Bytes): 2KPWM Channels: 6Vcc (V): 1.8 5.5 10. ATMega328P
11. ArduinoPlaca + Microcontrolador + USB +SocketsPode ser
conectado a uma grandevariedade de dispositivos:Sensores: Luz,
temperatura, presena,etc.Displays: LCD, touchscreenMotores e
servosGPSComunicao sem fio: 802.15.4,Zigbee,
BluetoothEthernetAlimentao: Bateria de 9V ou pormeio da USB 12. Da
pgina oficial (www.arduino.org):Arduino is an opensource
electronics prototyping platform based onflexible, easytouse
hardware and software. Its intended for artists,designers,
hobbyists, and anyone interested in creating
interactiveobjectsorenvironments.Arduinocansensetheenvironmentbyreceivinginputfromavarietyofsensorsandcanaffectitssurroundingsbycontrollinglights,motors,andotheractuators.ThemicrocontrollerontheboardisprogrammedusingtheArduinoprogramminglanguage(basedonWiring)andtheArduinodevelopmentenvironment(basedonProcessing).Arduinoprojectscanbestandaloneortheycancommunicatewithsoftwareonrunningonacomputer(e.g.Flash,Processing,MaxMSP).
13. Arduino Open-Source 14. Arduino com Protoboard 15. Arduino em
Papel 16. ArduinoCriado na Itlia (em 2005) pelo Mssimo Banzi,
noInteraction Design IvreaBaixo custo de produo e alta
aplicabilidadeComputao fsica e redes de sensoresPermite que os
programas (ou sketches) sejamescritos em uma linguagem de alto nvel
chamadaProcessingProcessing um ambiente e linguagem deprogramao
para criar imagens, animao einteraohttp://processing.org/ 17.
Verses do ArduinoArduino Uno 18. Verses do ArduinoArduino Nano 19.
Verses do ArduinoArduino Mega 20. Verses do ArduinoArduino Lilypad
21. Verses do ArduinoArduino Romeo All-in-one 22. Caractersticas do
Arduino UnoMicrocontrolador ATmega328PTenso Operacional 5VTenso de
Alimentao7-12 VPinos de I/O digitais14 (dos quais 6 podem ser sadas
PWM)Pinos de entrada analgica 6Corrente contnua por pino de I/O40
mACorrente contnua para o pino de 3.3 V 50 mAMemria Flash2KBEEPROM
1KFrequncia de clock16 MHz 23. Arduino Diecimila/Uno 24. Ok... but
first, lets go shopping 25. Kit Para Iniciante 26. Outros
Componentes 27. Sensores 28. Hello World 29. Ambiente de
DesenvolvimentoO ambiente de desenvolvimento pode serbaixado em:
http://arduino.cc/en/Main/Software A ltima verso a 0022O arquivo
compactado deve ser extrado emqualquer diretrio do sistemaSer
criado um diretrio arduino-XXXX, ondeXXXX a verso baixado (por
exemplo:arduino-0022). 30. Ambiente de DesenvolvimentoExecutar o
arquivo arduino 31. Ambiente de Desenvolvimento 32. Configurando o
AmbienteLinuxConecte o Arduino ao seu computador, por meio da porta
USB eespere alguns segundos at que o sistema recohea o
dispositivoPara confirmar se o dispositivo foi reconhecido, abra um
terminal eexecute o comando abaixo:$ dmesgProcure, nas ltimas
linhas, por uma linha mais ou menos parecidacom a de
baixo:[56999.967291] usb 5-2: FTDI USB Serial Device converternow
attached to ttyUSB0Essa mensagem indica que o kernel reconheceu um
novodispositivo conectado na porta /dev/ttyUSB0.O sistema nem
sempre reconhece como /dev/ttyUSB0, mas emgeral /dev/tty 33.
Configurando o AmbienteWindows:
http://arduino.cc/en/Guide/WindowsMac OSX:
http://arduino.cc/en/Guide/MacOSX 34. Configurando o
AmbienteConfigurar o ambiente de desenvolvimento parautilizar a
porta detectado pelo sistema:Tools Serial PortConfigurar a placa
utilizada:Tools Board e escolher a opo Arduino Uno 35. Hello WorldO
primeiro projeto ser o equivalente HelloWorld para dispositivos
embarcadosComo no h um terminal, iremos fazer piscar(blink) um
LED.A placa do Arduino vem com um LED embutido,conectado ao pin
digital 13Esta conexo faz com que o pin 13 seja semprede sada, mas
como o LED usa pouca corrente,ainda possvel conectar outras coisas
na sada 36. Hello WorldCdigo:int ledPin = 13;void setup() {//
initialize the digital pin as an output.// Pin 13 has an LED
connected on most Arduinoboards:pinMode(ledPin, OUTPUT);}void
loop() {digitalWrite(ledPin, HIGH);// set the LED ondelay(1000); //
wait for a seconddigitalWrite(ledPin, LOW); // set the LED
offdelay(1000); // wait for a second} 37. Hello WorldPara fazer o
upload para a placa, deve-seclicar no boto especfico: 38.
Explicando o cdigoUm sketch Arduino possui, no mnimo
duasfunes:setup():Executada apenas uma vez, durante a
inicializaoloop():Funo principal 39. Explicando o cdigosetup()
pinMode(ledPin, OUTPUT); A funo pinMode define o modo de operao do
pino. Neste caso, definimos que o pino 13 (ledPin) ser de sada 40.
Explicando o cdigoloop() digitalWrite(ledPin, HIGH); Permite ligar
(5V) ou desligar (0V) um pino digital Neste cdigo especifico,
estamos ligando (constante HIGH) o pino 13 (ledPin) Por meio da
constante LOW, podemos desligar o pino delay(200) A funo delay()
faz com que o processado fique X milisegundos em espera 41.
Revisando Componentes:Breadboard, Resistor &LED 42. Breadboard
(Protoboard)Breadboard (ou protoboard ou Matriz de
Contato)Dispositivo que permite aconstruo de circuitos sema
necessidade de soldaFcil prototipaoNa superfcie h uma basede
plstico com vriosorifcios onde soencaixados os componentesNa parte
inferior h contatosmetlicos que interligam oscomponentes inseridos
naplaca 43. Breadboard (Protoboard)Breadboard (ou protoboard ou
Matriz de Contato)Os furos das linhas verticaisesto interligados
44. ResistorResistor:Componente projetado para gerar uma resistncia
corrente eltrica e, consequentemente, diminuir atenso entre os dois
terminaisMedido em Ohm e representado pela letra gregaOmega ( )Os
pinos digitais geram uma tenso de 5 V (DC) a40mALEDs geralmente
precisam de uma tenso de 2 V ecorrente de 10mA (para brilhar
razoavelmente bem) 45. ResistorResistor:Precisamos de um resistor
capaz de reduzir a tensode 5 para 2 (Voltage Drop) e a corrente de
40mApara 10mAPara descobrir o valor do resistor apropriado,
vamosutilizar a Lei de Ohm:I = V/R ouR = V/ I ouR = (Tenso
fornecida Tenso apropriada) / I R = (5 2)/0.01 = 3/0.01 = 300 46.
ResistorComo ler os valores dos resistores: 47. Resistor 48.
LEDLED: Light Emmiting Diode Diodo um componente que permite que a
corrente siga apenas uma direo Um LED um diodo que emite luz 49.
Projeto 001:LED Flasher 50. LED FlasherComponentes: 51. LED
FlasherConexo: 52. LED Flasher 53. LED FlasherCdigo:int ledPin =
10;void setup() {pinMode(ledPin, OUTPUT);}void loop()
{digitalWrite(ledPin, HIGH);delay(1000);digitalWrite(ledPin,
LOW);delay(1000);} 54. Revisando Componentes: Potencimetro 55.
PotencimetroO potencimetro simplesmenteum resistor cuja resistncia
podeser ajustadaPor exemplo: em um potencimetrode 4K7, a resistncia
pode variarentre 0 e 4700 Possui trs pernas:Conectando apenas duas,
o potencimetrotransforma-se em um resistor varivelConectando 3 e
aplicando uma tenso, opotencimetro transforma-se em um divisor
detenso (voltage divider) 56. Projeto 002:Interactive LEDChase
Effect 57. Interactive LED Chase EffectComponentes: 58. Interactive
LED Chase EffectConexo: 59. Interactive LED Chase Effectbyte
ledPin[] = {11,12,13};void changeLed(){int ledDelay; //delay
between changesint direcao = 1; for (int x = 0; x < 3; x++){int
currentLed = 0;digitalWrite(ledPin[x], LOW);unsigned long
changeTime;}int potPin = 2; //select the input pin forthe
potdigitalWrite(ledPin[currentLed], HIGH);void setup() { currentLed
+= direcao;for (int x = 0; x < 3; x++){pinMode(ledPin[x],
OUTPUT);if (currentLed == 2) { direcao = -1; }}if (currentLed == 0)
{ direcao = 1; }changeTime = millis(); }}void loop(){ledDelay =
analogRead(potPin);if ((millis() - changeTime) >
ledDelay){changeLed();changeTime = millis();}} 60. Interactive LED
Chase EffectConsideraes:Inicialmente declaramos uma varivel para
opotencimetro: int potPin = 2;O potencimetro est conectado a uma
porta analgicaPara ler o valor de uma porta analgica, utilizamos
afuno analogReadUm Arduino possui 6 portas anlogicas com um
conversoranalgico-digital de 10bitsUma porta anlogica pode ler
tenso entre 0V e 5V emvalores inteiros entre 0 (0V) e 1023
(5V).Resoluo de: 5V / 1024 unidades ou 0.0049V (4.9mV) porunidade
61. Revisando Componentes:Tactile Switch 62. Tactile SwitchTactile
Switch 63. Tactile SwitchTactile Switch 64. Tactile SwitchTactile
SwitchFonte: http://www.ladyada.net/learn/arduino/lesson5.html 65.
Tactile SwitchAlm de controlar a corrente, funcionam comotimos
dispositivos de entradaNo prximo exemplo, vamos configurar a
correnteem um pino para 5V ou terra e usar a funodigitalRead para
consultar o estado do pino: HIGHou LOW 66. Tactile Switch/* *
Switch test program */// Switch connected to digital pin 2int
switchPin = 2;void setup(){// set up Serial library at 9600
bpsSerial.begin(9600);// sets the digital pin as input to read
switchpinMode(switchPin, INPUT);}void loop(){Serial.print("Valor do
Switch: ");// Read the pin and display the
valueSerial.println(digitalRead(switchPin));delay(100);} 67.
Tactile SwitchAgora, vamos utilizar um fio para alternar aconexo do
pino 2 entre 5V e o terra:Fonte:
http://www.ladyada.net/learn/arduino/lesson5.html 68. Tactile
SwitchSwitch input tied LOW (ground)Switch input tied HIGH (5v) 69.
Tactile Switch 70. Tactile SwitchFonte:
http://www.ladyada.net/learn/arduino/lesson5.html 71. Floating high
above the cloudsVamos substituir os fios pelo tactile switchO
problema que o switch s pode conectar edesconectar dois fios. Ele
no pode alternarconexes Two alternative switch wiring possibilities
72. Floating high above the clouds For example, in these schematics
we can connect anddisconnect pin 2 to 5V, or we can connect and
disconnect pin 2to ground. In both cases, as long as the button is
held down, the pin is connected to a valid input voltage. When the
button is released, though, pin 2 is not connected to anything.
This is called a floating input voltage. Basically, its invalid
input! 73. Resistor Pull-down/Pull-upUma soluo usar um switch que
alternaconexes, como o utilizado no diagramaabaixo:Fonte:
http://www.ladyada.net/learn/arduino/lesson5.html 74. Resistor
Pull-down/Pull-upOutra soluo seria utilizar um recurso conhecido
comoresistor pull-down:No esquema abaixo, o resistor pull-down est
representadopelo resistor de 10Kohm Fonte:
http://www.ladyada.net/learn/arduino/lesson5.html 75. Resistor
Pull-down/Pull-upQuando o switch for pressionado, o resistor de100
estar conectado diretamente ao 5V.Quando o switch for liberado, o
resistor de100 estar conectado ao resistor de 10K, oqual puxa-o
(pull-down) para o terra 76. Resistor Pull-down/Pull-up Fonte:
http://www.ladyada.net/learn/arduino/lesson5.html 77. Resistor
Pull-down/Pull-up 78. Resistor Pull-down/Pull-upResistor
pull-up:Fonte: http://www.ladyada.net/learn/arduino/lesson5.html
79. Resistor Pull-down/Pull-up 80. Projeto 003:Interactive LED
Flasher 81. Interactive LED FlasherComponentes: 82. Interactive LED
FlasherConexo: 83. Interactive LED FlasherCdigoint ledPin = 4; //
choose the pin for the LEDint inPin = 5; // choose the input pin
(for a pushbutton)int val = 0; // variable for reading the pin
statusvoid setup() {pinMode(ledPin, OUTPUT); // declare LED as
outputpinMode(inPin, INPUT); // declare pushbutton as input}void
loop(){val = digitalRead(inPin); // read input valueif (val ==
HIGH) { // check if the input is HIGHdigitalWrite(ledPin, LOW); //
turn LED OFF} else {digitalWrite(ledPin, HIGH); // turn LED ON}}
84. ExerccioCriar um projeto semelhante ao demonstradono
video:Video 001 85. Projeto 004:Temperature Sensor 86. LM35/LM36
TPM35/TPM36Sensor de temperaturaanalgicoEstado-slido (no
usamrcurio)A medida que atemperatura muda, atenso que atravessa
umdiodo cresce a uma taxaconhecidaNo precisa ser calibradoBarato e
fcil de usar 87. LM35/LM36 TPM35/TPM36 a) LM35 b) LM36Fonte:
http://www.ladyada.net/learn/sensors/tmp36.html 88. LM35/LM36
TPM35/TPM36Para converter a tenso em temperatura:LM35: Temp in C:
(V in mV) / 10LM36: Temp in C: [(V in mV - 500)] / 10 89. Lendo a
Temperatura 90. Lendo a TemperaturaDevemos conectar o pino do sada
do sensordiretamente em uma porta analgica doArduinoA tenso de sada
do sensor ser de 0 a 1.75(aproximadamente)O tenso lida pelo Arduino
convertido em umvalor binrio pelo Conversor Analgico DigitalAssim,
para descobrirmos a temperatura,devemos fazer uma converso: 91.
Lendo a TemperaturaVoltage at pin in milliVolts = (reading from
ADC) *(5000/1024)This formula converts the number 0-1023 from the
ADC into 0-5000mV (= 5V)Voltage at pin in milliVolts = (reading
from ADC) *(3300/1024)This formula converts the number 0-1023 from
the ADC into 0-3300mV (= 3.3V)Para converter a tenso em
temperatura, basta utilizarmosa frmulas definidas anteriormente...
92. Lendo a Temperaturaint temperaturaPin = 0;int ledPin =
12;//Converter tensao para temperaturafloat vIn = 5.0; //Tensao de
entradafloat temperaturaC = voltagem * 100.0;void
setup()delay(1000);{pinMode(ledPin,
OUTPUT);Serial.print(temperaturaC);Serial.begin(9600);
Serial.println(" graus em C");} Serial.println(" ");void loop()
digitalWrite(ledPin, LOW);{digitalWrite(ledPin, HIGH);
delay(1000);//ler o valor do sensorfloat leitura =
analogRead(temperaturaPin); }float voltagem = (leitura * vIn) /
1023.0;//Imprimir a tensoSerial.print(voltagem);Serial.println("
volts"); 93. Problems you may encounterwith multiple sensors... If,
when adding more sensors, you find that the temperature is
inconsistant, this indicates thatthe sensors are interfering with
each other whenswitching the analog reading circuit from one pinto
the other. You can fix this by doing two delayed readings and
tossing out the first one 94. Projeto 005:Sensing Light 95. Sensing
LightUma forma bastante prtica de medir aintensidade da luz usando
um LDRLDR = Light-Dependent ResistorPodem ser chamados de
PhotoresistoresQuanto maior a intensidade da luz, menor
aresistncia20M = Ambiente muito escuro20K = Ambiente muito
iluminado 96. Sensing Light 97. LDR as a Voltage Divider A voltage
divider is just two resistors in seriesconnected between a voltage
supply and ground. IfR1 is connected to the voltage supply and R2
isconnected to ground then the voltage at the junction between the
two resistors is:R2 V =V ccR1 + R 2 98. LDR as a Voltage DividerIf
R1 is the photoresistor, the voltage will increase with increasing
light intensity. If R2is the photoresistor, the voltagewill
decrease with increasing light intensity.R2 V =V ccR1 + R 2 99.
Sensing Lightint ledPin = 13; else{int sensorPin = 1;
digitalWrite(ledPin, HIGH);int period = 400;
Serial.println(rawValue); if (acesso != 0){int limit = 1000; acesso
= 0; Serial.println("apagado");int acesso = 0; } }void setup(){
delay(period);pinMode(ledPin, OUTPUT); }Serial.begin(9600);}void
loop(){int rawValue =analogRead(sensorPin); if (rawValue <
limit){ digitalWrite(ledPin, LOW); if (acesso != 1){ acesso = 1;
Serial.println("ligado"); } } 100. Projeto 006: Enviando
Informaespara o Arduino via Serial 101. Enviando Informaes Via
Serial int ledPin = 13; int tempoEspera = 500; void setup(){
pinMode(ledPin, OUTPUT); Serial.begin(9600); } void loop(){ char
ch; if (Serial.available()){ ch = Serial.read(); if (ch == 0){
digitalWrite(ledPin, LOW); }else{ digitalWrite(ledPin, HIGH); } }
delay(tempoEspera); } 102. Enviando Informaes Via Serial 103.
Projeto 007:PySerial 104. apt-get install python-serial -y 105.
PySerialfrom serial import Serialporta =
/dev/ttyACM1ser=Serial(porta, 19200, timeout=10)ser.readline()
#descartar a primeira leiturainfo=ser.readline()ser.close()print
info 106. Funo Utilitria:Enviar E-Mailimport sys smtpserver =import
smtplib smtplib.SMTP("smtp.gmail.com",587)from email.MIMEText
import MIMETextsmtpserver.ehlo() smtpserver.starttls()to =
[email protected] =
[email protected] smtpserver.login(user, password)password =
senhaaqui try:def
mandar_email(mensagem):smtpserver.sendmail(user,to,msg =
MIMEText(mensagem) msg.as_string()) print "e-mail encaminhado"
msg[Subject] = Testeexcept: msg[From] = "Marvin Lemos"print "falha
ao transmitir e-mail" msg[Reply-to] = "Marvin Lemos " print
sys.exc_info() msg[To] = tosmtpserver.close() 107.
RefernciasArduino Starter Kit Manual: A CompleteBeginners Guide To
The
Arduinohttp://www.ladyada.net/learn/arduino/http://blog.justen.eng.br/
