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PROJETO INTERDISCIPLINAR 3A - 2016 NOTA AULA 05 - ARDUINO® IDE PROFS. ALESSANDRO PAOLONE E ANGELO BATTISTINI NOME RA TURMA NOTA Objetivos do experimento: Conhecer o ambiente de programação do Arduino IDE. Entender a estrutura da linguagem de um programa Arduino. Aprender a comunicar o Arduino com o computador através do IDE. Conhecimentos desenvolvidos durante a aula: Capacidade de instalar o IDE do Arduino em qualquer computador. Capacidade de configurar o ambiente de programação para poder descarregar o programa na placa Arduino. Capacidade de entender a estrutura de um programa em Arduino e o que cada função principal tem como objetivo. Habilidades necessárias: Conhecimentos básicos de eletrônica e grandezas elétricas principais (Corrente e tensão). Conhecimentos básicos de linguagem C e lógica de programação. Atitudes esperadas: Capacidade de instalar e configurar corretamente o IDE para que ele se comunique com as placas Arduino. Capacidade de entender o funcionamento e a estrutura de um programa em Arduino. INTRODUÇÃO: O ambiente de programação do Arduino, IDE (‘Integrated Development Environment’) é um programa open source criado pelos desenvolvedores do Arduino a fim de facilitar a criação dos códigos a serem transferidos para a placa e também a comunicação das placas com o computador. O ambiente foi escrito em linguagem Java com base em Processing e outras formas de linguagem de softwares open source. Contudo, o programa entende e utiliza a linguagem C para criação dos códigos a serem transferidos para as placas. Os desenvolvedores disponibilizaram o IDE para os três principais sistemas operacionais existentes atualmente, Windows, Linux e Mac OS X. O IDE hoje, encontra-se na sua versão 1.6.11. Para instalar o IDE do Arduino, basta acessar o site: https://www.arduino.cc/en/Main/Software e escolher o sistema operacional que você usa. Dependendo do sistema operacional, a instalação do programa varia. No Windows, o próprio executável que baixar da internet fornecerá os passos para instalação. No Mac OS e no Linux, o site baixará uma imagem tipo dmg. Ao final do download, o arquivo irá gerar um aplicativo que será copiado para o diretório onde os programas são armazenados. Como o IDE do Arduino é um programa de código aberto, quando escolhemos o tipo de sistema operacional, na página para baixar o software, ele pergunta se queremos fazer alguma doação como mostra a Figura1. Caso não haja interesse em fazer doação, basta clicar em Just Download que o navegador irá fazer o download. Figura 1 - Página de suporte financeiro do software Arduino. ENTENDENDO O IDE: Após a instalação, o programa IDE criará um ícone na área de trabalho (Windows) ou no Launchpad no caso do Mac com a seguinte imagem: Figura 2 - Ícone do Arduino IDE. Além disso, a instalação irá criar uma pasta chamada Arduino no diretório Documentos do seu computador. Essa pasta será a pasta padrão e será o endereço onde todos os programas que forem feitos no IDE serão salvos automaticamente, a não ser que escolhermos um endereço diferente. Todos os programas escritos no IDE do Arduino são chamados de Sketch. Quando salvamos um programa, ele cria uma pasta com o mesmo nome que definimos para o programa no endereço padrão \Documentos\Arduino\… e dentro dessa pasta qualquer Sketch será salvo como um arquivo de extensão .ino. Por exemplo, se salvarmos um Sketch com o nome Teste, o mesmo será salvo como um arquivo Teste.ino no diretório \Documentos\Arduino\Teste\Teste.ino. Após entendermos essa peculiaridade do programa Arduino, passaremos agora às características principais e necessárias em todo e qualquer Sketch que desenvolvermos. Por padrão, quando abrimos o IDE do Arduino, a seguinte tela irá se abrir: Figura 3 - Interface do IDE. Podemos ver na Figura 3 que temos três janelas principais. De cima para baixo, temos: 1. Barra de Ferramenta com atalhos principais; 2. Janela para entrada com os comandos do programa Sketch; 3. Janela com mensagens geradas pelo programa na compilação e no upload do programa à placa 4. Um rodapé com a informação do tipo de placa que estamos usando e qual o canal de comunicação usado. Primeiramente iremos trabalhar com a barra de ferramentas de atalhos. Em caso de de dúvidas sobre a função de cada ícone, se passarmos o mouse em cima do ícone aparecerá logo ao lado o descritivo do mesmo. Contudo, a função de cada um está descrita na Tabela 1 abaixo: Tabela 1 - Descrição dos ícones da barra de ferramenta. Todo programa Arduino, Sketch, possui duas funções principais que deve, estar presentes sempre, caso contrario, o programa não funcionará. A primeira é a void setup(). Essa função serve para conter todos os comandos de configuração necessários em nosso programa. Essa função é executada somente quando ligamos a placa ou quando apertamos o botão de reset e o programa volta a ser executado desde a primeira linha. Um exemplo de comando que colocamos dentro de void setup(), é o comando pinMode() que configura qual será o modo do pino desejado, entrada ou saída. Após todos os comandos de configurações terem sido escritos dentro da função descrita no parágrafo anterior, a lógica a ser implementada para controle dos I/Os da placa são então inseridos na segunda função necessária e padrão denominada void loop(). Essa função conterá todos as linhas de comando que serão executadas pelo processador da placa ciclicamente enquanto a placa estiver alimentada. Quando um programa é finalizado, ele deve ser sempre verificado para que possa ser transferido para a placa. Portanto, a sequencia para transferiria de qualquer programa é sempre Verify depois Upload. Contudo, o ambiente precisa ser configurado. Como o IDE é o mesmo para todas as placas da família Arduino, é necessário que o programa saiba qual é o dispositivo que está sendo usado. Para isso precisamos entrar em Ferramentas → Placa e selecionarmos a placa em uso. Após isso, devemos verificar se a porta de comunicação está configurada corretamente. Quando conectamos a placa a porta USB do computador, é comum que o IDE já detecte e configure corretamente a mesma. Ícone Nome Descrição Verify Cria um novo Sketch Upload Transfere o programa para a placa New Cria um novo Sketch Open Abre um Sketch Save Salva o Sketch atual Serial Monitor Abre a janela para comunicação serial PARTE PRÁTICA 1. Com o Arduino conectado à porta USB do computador, abra o IDE através do atalho que se encontra no desktop do computador. Ele possui o símbolo mostrado na Figura 2. Após aberto o programa uma tela igual a da Figura 3 deverá aparecer. Primeiramente iremos configurar o ambiente para que ele se comunique corretamente com a nossa placa. Para tal, siga os passos abaixo: 1º. Vá no topo da tela e clique em Ferramentas; 2º. Escolha a opção Placa e em seguida Arduino/Genuino UNO. Ao seguir os passos acima, estaremos definindo para o programa que a placa que queremos gravar e comunicar é a Arduino Uno. Os passos acima podem ser vistos na Figura 4 abaixo: Figura 4 - Configuração do IDE para comunicação com o Arduino Uno. Após a configuração acima, vá novamente em Ferramentas e em Porta e verifique se há alguma COM X (na qual X significa um determinado número) está selecionada. Como dito antes, quando alugamos a placa e abrimos a IDE ela automaticamente detecta qual porta de comunicação estamos usando. Se você encontrar uma COM então está tudo ok, podemos prosseguir, caso contrário, feche a IDE e desconecte a placa do computador. Após alguns segundos conecte a placa novamente ao computador, e somente depois abra a IDE. 2. Depois de configurado o ambiente, transcreva o seguinte código para a tela do seu programa: Após transcrever o códigoclique no ícone Verify. Se digitou tudo corretamente, ele deve apresentar uma mensagem Done Compiling como mostrado abaixo, caso isso não aconteça verifique se digitou tudo corretamente. ATENÇÃO, COMO JÁ VISTO EM ALGORITMOS E PROGRAMAÇÃO, A LINGUAGEM C É DO TIPO CASE SENSITIVE, OU SEJA, ELA DIFERENCIA MAIÚSCULO DE MINÚSCULO, PORTANTO, O QUE ESTIVER ESCRITO EM MAIÚSCULO DEVE SER ESCRITO COMO TAL, ASSIM COMO O QUE ESTIVER EM MINÚSCULO. Transfira o programa para a sua placa clicando no ícone Upload. Após a mensagem Done Upload, olhe a sua placa e diga abaixo, com detalhes, o que está acontecendo. 3. Agora, altere o valor 1000 do primeiro comando delay( ) presente no programa para 500. Mantenha o segundo delay( ) em 1000. Compile e transfira o novo programa para a placa e escreva abaixo o que aconteceu, qual a diferença encontrada no comportamento da placa entre o programa original e o que você alterou. 4. Agora, faça o mesmo que no item 3, só que agora, volte o valor do primeiro delay( ) para 1000 e mude o valor do segundo delay( ) para 500. Compile e transfira o programa para a placa. Escreva abaixo agora o comportamento que você visualiza na placa. EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES 1. Após analisar e entender como o código implementado na parte prática funciona, comente cada linha do código abaixo, explicando qual a função de cada uma das linhas no código, ou seja, o que cada comando faz. 2. Após entender como o comando delay( ) funciona, e como fazemos para controlar uma saída digital, escreva um programa que ligue um dispositivo conectado no pino digital 10 e mantenha-o ligado por 2 segundos. Após isso o programa deve desligar o pinho digital 10 e mantê-lo desligado por mais 2 segundos. O programa deve repetir essas etapas infinitamente enquanto a placa estiver energizada. CONCLUSÕES: REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS • __; Arduino Oficial Website. Disponível em: www.arduino.cc; último acesso em setembro de 2016. • Robocore; Kit Iniciante V7 para Arduino. Disponível em: https://www.robocore.net/loja/ produtos/arduino-kit-iniciante.html; último acesso em setembro de 2016. • Wikipedia; Arduino. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Arduino; último acesso em setembro de 2016.
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