O que é Arduino

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O que é Arduino?
Mauro Lopes Carvalho Silva
Professor EBTT
DAI – Departamento de Informática
Campus Monte Castelo
Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Maranhão
Tópicos Especiais II – GRUPO I-B
Tópicos Especiais em Sistemas de Informação II
(ELETIVA GRUPO I-B)
Tópicos Especiais II – GRUPO I-B
Objetivos
• Nesta aula iremos apresentar os conceitos básicos
sobre o Arduino. Iremos discorrer um pouco sobre o
que é o Arduino, quais os componentes fazem
parte do mesmo e quais as possibilidade de
utilização desta plataforma.
Tópicos Especiais II – GRUPO I-B
• O que é o Arduino?
• Versões do Arduino
• Componentes do Arduino UNO R3
• Por que usar o Arduino?
Plano de Aula
Tópicos Especiais II – GRUPO I-B
Arduino
• O que é Arduino?
– Arduino é uma plataforma eletrônica de código aberto
baseada em hardware e software fáceis de usar. As placas
Arduino são capazes de ler entradas - luz em um sensor,
um dedo em um botão ou uma mensagem do Twitter - e
transformá-la em uma saída - ativando um motor, ligando
um LED, publicando algo online. Você pode dizer à sua
placa o que fazer enviando um conjunto de instruções
para o microcontrolador da placa. Para fazer isso, você
usa a linguagem de programação Arduino (baseada em
Wiring), e o Software Arduino (IDE), baseado em
Processing. (texto extraído do site do Arduino -
https://www.arduino.cc/en/guide/introduction)
Tópicos Especiais II – GRUPO I-B
Arduino
• Arduino é uma plataforma formada por um
equipamento eletrônico e um ambiente de
programação integrado (Integrated Development
Enviroment - IDE) para prototipagem eletrônica e
de software;
• O equipamento eletrônico da plataforma Arduino
consiste em uma placa de circuitos integrados,
devidamente equipada com seus componentes
eletrônicos e cujo componente central é um
microcontrolador do tipo AVR da Atmel.
Tópicos Especiais II – GRUPO I-B
Arduino
• Todas as placas Arduino têm algumas características
e funções específicas. Esses são alguns
componentes-chave com o que você vai lidar:
– Microcontrolador Atmel*;
– Interface(s) de programação/comunicação USB;
– Regulador de tensão e conexões de alimentação;
– Pinos de interrupção de E/S;
– LEDs de depuração, energia e RX/TX;
– Botão de reset;
– Conector(es) de programação serial no circuito (ICSP)
• *O Arduino Due é um exceção, ele usa um
microcontrolador ARM Cortex.
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Arduino
Tópicos Especiais II – GRUPO I-B
Arduino
• Sua IDE é multiplataforma e escrita em Java.
Tópicos Especiais II – GRUPO I-B
Versões do Arduino
• Podemos ver as versões do Arduino no site:
• https://www.arduino.cc/en/Main/Products
https://www.arduino.cc/en/Main/Products
Tópicos Especiais II – GRUPO I-B
Versões do Arduino
• Em nossa disciplina iremos usar como placa padrão o
Arduino UNO R3;
• Esta é a versão mais difundida de todas,
principalmente no Brasil, onde é fácil encontrá-la
em lojas e sites especializados;
• Todas as variações de Arduino possuem,
basicamente, o mesmo esquema de funcionamento,
mas com variações nas interfaces, velocidade de
processamento, capacidade de memória,
armazenamento interno e algumas funcionalidades
específicas, como interface de rede com ou sem
fio, Bluetooth etc.
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Componentes do Arduino UNO R3
Tópicos Especiais II – GRUPO I-B
• Principais Componentes
– Microcontrolador Atmel® Atmega 328P.
– Clock de 16 MHz.
– Conector para alimentação em corrente contínua de 6V
até 20V (recomendado de 7V até 12V).
– Regulador de voltagem.
– Conector USB com um conversor USB-Serial integrado.
– Interface ICSP.
– Botão de Reset.
Componentes do Arduino UNO R3
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• Interfaces
– Pinos (Portas) Digitais
• São 14 pinos digitais ao todo, sendo que os pinos 0 (RX – receptor)
e 1 (TX – transmissor) são usados em compartilhamento à
comunicação serial nativa do microcontrolador. Os pinos 3, 5, 6,
9, 10 e 11 com a marcação de uma acentuação til (~) são pinos
PWM (Power-with Modulation), sendo os demais sem
funcionalidade específica. Deste lado da placa, ainda há um pino
GND (terra) e um AREF (tensão de referência para entradas
analógicas). Esses pinos podem assumir os modo de entrada ou
saída e apenas dois estados, sendo HIGH (logicamente alto) ou
LOW (logicamente baixo).
– AREF: AREF significa Analog REFerence. Ele nos permite alimentar o Arduino
com uma tensão de referência de uma fonte de alimentação externa para
configurar a tensão de referência usada para a entrada analógica (ou seja, o
valor usado como o máximo da faixa de entrada). Por exemplo, se quisermos
medir tensões com uma faixa máxima de 3,3 V, alimentaríamos com 3,3 V no
pino AREF.
Componentes do Arduino UNO R3
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• Interfaces
– Pinos (Portas) Analógicos
• São 6 pinos analógicos ao todo que podem assumir os modos de
entrada ou saída, ler e/ou receber variações de tensão e convertê-
las em valores digitais. Caso o programador não tenha mais portas
digitais, ele pode usar estas portas como portas digitais.
– Pinos (Portas) de Alimentação
• São 6 os pinos de alimentação, sendo eles: Vin – Voltagem de
entrada pode-se alimentar o Arduino por esse pino, mas associado
a ele não há um regulador de voltagem, portanto, é preciso
cuidado; Gnd – Terra; 5V – Saída de 5V a partir do regulador de
voltagem; 3,3V – Saída de 3,3V a partir do regulador de voltagem;
Reset – Deixando esse pino como estado lógico LOW reinicializará o
microcontrolador; IORef – Voltagem de referência de operação do
microcontrolador.
– IORef: Este pino na placa Arduino fornece a referência de tensão com que o
microcontrolador está operando nas portas de E/S do Arduino. Por exemplo, a
leitura deste pino no Uno forneceria 5V, mas um Due forneceria 3,3V.
Componentes do Arduino UNO R3
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• Memórias Internas
– Memória Flash
• Com capacidade de 32 KiB (KibiByte) sendo que desse montante
512 bytes são ocupados pelo programa inicialização (bootloader)
e o restante ocupado pelos programas que desenvolvemos e
carregamos no microcontrolador.
– Memória SRAM (Static Ram)
• Os dados que são criados e manipulados por nossos programas, tais
como variáveis e constantes, são armazenados na Memória SRAM.
– Memória EEPROM
• A EEPROM é uma memória regravável não volátil, ou seja, não
perde os dados quando o equipamento é desligado e normalmente
é usada para guardar informações por longos períodos, informações
que podem ser o status do equipamento, dados de configurações
etc.
Componentes do Arduino UNO R3
Tópicos Especiais II – GRUPO I-B
Por que usar o Arduino?
• Arduino é basicamente uma plataforma de prototipagem de
baixo custo e pequena curva de aprendizagem;
• Ele vem de encontro com as filosofias Maker ou hobbistas do
faça-você-mesmo (DIY – Do it Yourself);
• Também é possível pensar em Arduino pela ótica da Internet
das Coisas que visa criar equipamentos com capacidade e
objetivo de transmitir dados e interagir diretamente com a
internet sem a efetiva intervenção humana;
• O uso do Arduino está muito conectado a Computação Física
(Physical Computing), que é a construção de sistemas físicos
interativos através do uso de software e hardware que podem
detectar e responder ao mundo analógico;
• A facilidade na utilização de sensores, atuadores e na
capacidade do seu microcontrolador, fazem do Arduino uma
opção interessante para vários projetos.
Tópicos Especiais II – GRUPO I-B
Por que usar o Arduino?
• Alguns exemplos de sua aplicação:
– Criação de jogos interativos que usem o corpo ou o movimento
do usuário como controle;
– Em residências promover o controle automático de iluminação
e temperatura interna de acordo com o clima e o hábito dos
moradores;
– No comércio, principalmente em tempos de pandemia, atuar na
contagem de clientes dentro dos estabelecimentos;
– Na Indústria permitir o rastreamento de ferramentas,
equipamentose produtos;
– Na criação de brinquedos através da construção de miniaturas
controladas a distância;
– No tráfego ajudar a localizar vagas de estacionamento em
grandes centros urbanos.
Tópicos Especiais II – GRUPO I-B
Dúvidas
Tópicos Especiais II – GRUPO I-B
Próxima Aula
• Programando o Arduino
Tópicos Especiais II – GRUPO I-B
Referências
• FRIZZARIN, Fernando Bryan. Arduino Guia Para
Colocar Suas Ideias Em Pratica, Casa Do Código,
2014.