Este documento discute a história da eletrônica analógica e digital, introduz o Arduino como uma plataforma de baixo custo para ensinar conceitos de programação e eletrônica, e explora como o Arduino pode ser usado com a Internet das Coisas e computação móvel.

1. Passado e futuro:
Arduino o poder da eletrônica digital
Victor R. Garcia
Bacharel em Sistemas de Informação
Licenciado em Computação
UENP – CLM
06/2014
Universidade Estadual do Norte do Paraná
Campus Luiz Meneghel
Douglas Silva
Bacharel em Sistemas de Informação
Licenciado em Computação
UENP – CLM
06/2016 (previsão de Término)

2. Cronograma
• Apresentação;
• A história da eletrônica analógica;
• Eletrônica Digital;
• Arduino;
• Tipos de Arduinos e suas aplicações;
• Módulos eletrônicos para Arduino (Shields);
• Ambientes de Desenvolvimentos;
• A internet das coisas com Arduino;
• Possibilidades Arduino + computação móvel;
• Dúvidas???

3. • Aprender alguns conceitos de eletricidade básica, juntamente
com um pouco de eletrônica analógica.
• Despertar o interesse dos alunos na computação física,
mostrando os contextos onde poderão ser utilizadas as
tecnologias da eletrônica digital com o poder da programação.
• Incentivar o desenvolvimento de ideias utilizando o
desenvolvimento de estruturas computacionais para integrar
“coisas” fortalecendo a cultura “Internet das Coisas”
juntamente com a computação móvel.
Apresentação

4. História da eletrônica digital
O início de tudo
A eletrônica (português brasileiro) ou eletrónica (português
europeu) é a ciência que estuda a forma de controlar a energia
elétrica por meios elétricos nos quais os elétrons têm papel
fundamental;
A eletrônica analógica desenvolveu-se com o advento do controle
das grandezas físicas variáveis;
Formando circuitos capazes de realizar amplificações de sinais,
que a principio só trabalhavam com modulações de sinais;

5. Válvula termiônica ou válvula eletrônica é um dispositivo
eletrônico formado por um invólucro de vidro de alto vácuo
chamada ampola contendo vários elementos metálicos;
Já as válvulas do tipo Tiratron, para aplicações de alta potência,
são preenchidas com gás;
Espécie de uma lâmpada, porém não eram usadas para iluminar
e sim comutar ou até amplificar sinais eletrônicos;

6. A primeira geração dos computadores é marcada pela utilização
de válvulas.
Além disso, a programação era realizada diretamente na
linguagem de máquina, o que dificultava a programação e
consequentemente despendia muito tempo.
Um dos representantes desta geração é o ENIAC. Ele possuía
17.468 válvulas, pesava 30 toneladas, tinha 180 m² de área
construída, sua velocidade era da ordem de 100 kHz e possuia
apenas 200 bits de memória RAM.

7. As válvulas por sua vez tinha como tarefas abrir e fechar
o circuito elétrico a fim de fazer com que o circuito
“trabalhasse”.
Funcionalidades de uma válvula

8. • As válvulas sempre queimavam, precisavam estar em
constantes trocas a fim de possibilitar o
funcionamento do circuito elétrico;
• Outro fato para adoção de outra tecnologia
substituta foi de que as válvulas eram grandes,
possuíam um “processamento” ou oscilação
demorada e gastavam muita eletricidade;
• A programação aqui era linguagem de máquina;
• Após esse advento das válvulas surgiram os
transistores.

9. • O transistor é um componente eletrônico que começou a
popularizar-se na década de 1950, tendo sido o principal
responsável pela revolução da eletrônica na década de 1960.
• O transístor de silício e germânio foi inventado nos
Laboratórios da Bell Telephone;
• John Bardeen e Walter Houser Brattain em 1947 (criadores);
• Prêmio nobel de física;
• Os transistores foram incorporados a diversas aplicações, tais
como aparelhos auditivos, seguidos rapidamente por rádios
transistorizados.
Eletrônica Digital

10. • A segunda geração de computadores foi marcada pela
substituição da válvula pelo transistor; IBM 1620
• O transistor revolucionou a eletrônica em geral e os
computadores em especial;
• Eles eram muito menores do que as válvulas;
• Não exigiam tempo de pré-aquecimento;
• Consumiam menos energia;
• Geravam menos calor;
• Eram mais rápidos e confiáveis;
• Linguagem assembly.

11. • O advento dos Cis (Circuitos Integrados);
• Jack Kilby, da Texas Instruments, desenvolveu o primeiro
circuito integrado (1958);
• Uniu transistores e demais peças;
• A partir daí, via-se a possibilidade de criação de circuitos mais
complexos, utilizando integração de componentes;
• Os transistores possibilitou a criação de circuitos complexos.
O que era bom, ficou ainda melhor

12. • A terceira geração de computadores é marcada pela utilização
dos circuitos integrados, feitos de silício. Também conhecidos
como microchips, eles eram construídos integrando um
grande número de transistores, o que possibilitou a
construção de equipamentos menores e mais baratos.
• Possibilitou a produção em massa;
• Programação de alto nível;
• Armazenagem de dados;
• Custo reduzido no processo fábril;
• Estável.

13. • A utilização de algum equipamento anteriormente ligado ao
computador se dava através da porta paralela;
• Essa porta possibilitava controlar
• Impressoras, plotadoras, braços
• mecânicos entre outros dispositivos;
• Porém com os avanços, a porta paralela
• foram extintas dos computadores, pois
• atualmente a maioria dos dispositivos utilizam a interface USB;
• Os hobbistas sempre encontraram dificuldades para executar
as atividades pois os computadores na metade da década
passada já não vinham com as portas paralela.

14. O Arduino
• O Arduíno foi criado em 2005 pelo professor Massimo
Banzi na Itália;
• Banzi queria ensinar para seus alunos conceitos de
programação e de eletrônica;
• Não havia placas de baixo custo e a porta paralela já estavam
extinguidas;
• Com isso em mente Banzi decidiu criar uma placa de baixo
custo que fosse semelhante a estrutura de um computador
para que seus alunos tivessem a oportunidade de
aprendizado.

15. O Arduino
• Atualmente existem a venda várias placas semelhantes a
original criada por Banzi, porém com componentes
construídos por diversas outras pessoas;
• Um arduino é uma placa equipada com um MicroControlador
CI (Circuito Integrado) da família Atmel AVR;
• Pode ser programado através da sua própria IDE de
programação, esta pode ser baixada no site oficial do Arduino;
• O MicroControlador é programado e pode executar funções
de entrada e saída de sinais digital.

16. • Vários são os modelos de Arduinos existentes no mercado;
• Depende a aplicação;
• Todos podem ser programados com a mesma IDE;
• O mais comum é o Arduino Uno
• Barato;
• Poucas entradas/saídas;

17. • Arduino baixo consumo de energia;
• Usado para prototipagem rápida;
• Exemplo de hobbies;
• Versões das Placas do Arduino.

18. Versões das Placas do Arduino.

19. Módulos de Arduinos:
• GPS Shield;
• Telefonia Celular;
• Ethernet Shield;
• Display Touch Screen;
• Motor Shield;
• Wave Shield;
• (reprodução de som)
• Matriz Collor Shield;
• Higrômetro;
• Sensores de temperatura;
• Sensor de gás;
• Movimento;
• Ultrassônico;
• Relógio;
• Joystick;
• Memory SD card;
• (enfim)...

20. Ambientes de desenvolvimento
Pode-se utilizar o próprio ambiente de desenvolvimento do
Arduino;
Caso deseja integrar com novas tecnologias como Java ou outra
linguagem de programação deve-se utilizar tais linguagens
juntamente com a programação Serial;
Ex: Recebimento de dados, controle de entrada e saída;

21. A Internet das Coisas (do inglês, Internet of Things) é
uma revolução tecnológica a fim de conectar aparelhos
eletrônicos do dia-a-dia, como aparelhos
eletrodomésticos à máquinas industriais e meios de
transporte à Internet;
Internet das Coisas

22. Mobilidade
Segundo Reza B'Far (2005), mobilidade ou sistemas
computacionais móveis são sistemas computacionais
que podem facilmente ser movidos fisicamente ou cujas
capacidades podem ser utilizadas enquanto eles estão
sendo movidos;
Como estes sistemas preveem tal mobilidade, eles
normalmente oferecem recursos e características que
não encontramos nos computadores comuns.

23. A vantagem mais trivial da mobilidade é a possibilidade
de acessar dados em qualquer lugar e a qualquer
momento. Com sistemas móveis bem planejados, é
possível:
• Reduzir custos de comunicação;
• Reduzir custos de entrada/processamento de dados;
• Otimizar tempo;
• Aumentar o faturamento das empresas.

24. A computação móvel pode ser aplicada a praticamente
toda as atividades e/ou segmentos de negócio que
lidam com informações. É preciso apenas descobrir
como. Isto por que todo mundo que trabalha nestas
atividades/segmentos se desloca, em maior e menor
grau. Entre algumas das aplicações possíveis podemos
destacar:
Utilidade das aplicações móveis

25. Possibilidades Arduino + Computação
Móvel
• Integração;
• Conectividade;
• Prático
• Funcional
• Biblitecas Abrangentes
• Prototipagem Rápida

26. Victor R. Garcia
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Dúvidas???