Introdução ao Arduino e robótica

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Apresentação realizada no #TDC2011 Goiânia, trilha Arduino.

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Introdução ao Arduino e robótica

  1. 1. Trilha ArduinoIntrodução a construção de robôs com Arduino Marcelo Quinta Mestre/Professor UFG/Instrutor Globalcode/Triangulum Soluções Globalcode  –  Open4education
  2. 2. Globalcode  –  Open4education
  3. 3. Motivação!   Está começando uma nova febre de eletrônica;!   Barateamento de microcontroladores;!   Criação de novas plataformas;!   Tecnologia -> Arte. Globalcode  –  Open4education
  4. 4. Globalcode  –  Open4education
  5. 5. Exemplos de projetos!   Robôs;!   Roupas e decoração eletrônicas;!   Máquinas de corte 3D de baixo custo;!   Segway open-source;!   Celulares customizados;!   Instrumentos musicais;!   Casas interativas. Globalcode  –  Open4education
  6. 6. Globalcode  –  Open4education
  7. 7. Globalcode  –  Open4education
  8. 8. Agenda!   Introdução ao Arduino e Robótica;!   Componentes !   Motores; !   Comunicação; !   Alimentação; !   Suporte;!   Oncocompro;!   Exemplos conhecidos;!   Indicações de livros, sites, grupos,etc; Globalcode  –  Open4education
  9. 9. Hardware aberto!   Esquemas e circuitos padronizados e abertos na internet;!   Microcontroladores ou microprocessadores de pequeno porte !   ATMEL; !   Texas Instruments;!   Uso de componentes em padrões amplamente utilizados. Globalcode  –  Open4education
  10. 10. Plataformas para prototipagem!   Lego Mind$torm$;!   SunSpot;!   Centilla;!   PIC;!   Arduino. Globalcode  –  Open4education
  11. 11. Para o programador!   Algumas mudanças !   Pixel -> Física; !   Conhecimentos de eletrônica básica !  JPA -> Resistor; !  JSP -> Capacitor; !  JSF -> Diodo; !  Clojures -> Transistor !  Soldagem básica (rapidinho); !  Palestra mais tarde... Globalcode  –  Open4education
  12. 12. Novos termos!   Voltagem;!   Amperagem;!   Analógico;!   Digital;!   Transistor;!   Datasheet;!   Protoboard;!   PWM;!   Coulomb... Globalcode  –  Open4education
  13. 13. Globalcode  –  Open4education
  14. 14. Arduino!   Plataforma de prototipação de componentes eletrônicos flexível e fácil de usar;!   Open-source hardware e software;!   Preço acessível;!   Ampla e ativa comunidade;!   MCU com bootloader;!   Transferência de firmware via USB;!   Linguagem de programação simples. Globalcode  –  Open4education
  15. 15. Senta que lá vem história!   Projeto criado na Itália, principalmente por Mássimo Banzi no Interaction Design Institute Ivrea;!   Nasceu para complementar o aprendizado de programação, computação física e gráfica;!   Wiring + Processing Globalcode  –  Open4education
  16. 16. O “++” do Arduino!   Simplicidade no circuito!   Linguagem de programação simples e fácil de utilizar, muito parecida com C e C++ !   http://arduino.cc/en/Reference/HomePage Globalcode  –  Open4education
  17. 17. Família Arduino (parte) Globalcode  –  Open4education
  18. 18. Program-ME V1 Globalcode  –  Open4education
  19. 19. Program-ME V2 Globalcode  –  Open4education
  20. 20. E o melhor de tudo isso!   Programação do controle do hardware na linguagem C;!   Upload de programa por USB;!   Ótima IDE compatível com todos os SOs. Globalcode  –  Open4education
  21. 21. Tá bom, mas estou começando agora. O que é mais importante saber no início? Globalcode  –  Open4education
  22. 22. Os mais importantes!   Microcontrolador;!   Portas analógicas;!   Portas digitais; !   Portas PWM;!   Pinos de alimentação;!   Fonte de alimentação. Globalcode  –  Open4education
  23. 23. Microcontrolador!   Arquitetura RISC;!   20 MIPS (20 milhões de instruções por segundo)!   32kb Flash / 1 Kb EEPROM / 2Kb RAM estática;!   10.000 ciclos na flash e 100.000 na EEPROM;!   2 contadores / temporizadores de 8 bits;!   1 contador / temporizador de 16 bits;!   1 temporizador de tempo real com clock a parte; Globalcode  –  Open4education
  24. 24. Portas analógicas!   Permitem medir tensões externas (i.e. sensores);!   Conversor com resolução de 10 bits: 0 a 1023;!   Medidas efetuadas com base nos 5V, mas pode-se utilizar referência externa ligada ao pino AREF;!   Podem ser utilizadas como digitais, caso necessário;!   6 portas disponíveis. Globalcode  –  Open4education
  25. 25. Portas digitais!   Permitem ler e enviar sinais digitais para outros dispositivos;!   Binário: 0 e 1;!   14 portas disponíveis; Globalcode  –  Open4education
  26. 26. Portas PWM!   Modulação por largura de pulso!   Simulam sinais analógicos utilizando um sinal digital;!   Comutação entre 0V e 5V durante período de tempo;!   Varia entre 0 e 255;!   Muito utilizada em controle de velocidade de motores, intensidade de LEDs, ângulo de servo motores, geração de sinais, dentre outros;!   6 das 14 digitais são PWM. Globalcode  –  Open4education
  27. 27. Já sabemos!   Há possibilidade de alimentarmos uma placa de forma independente (Ñ-USB);!   Podemos usar saídas de diferentes voltagens.!   Programamos em C;!   Existe um microcontrolador;!   Podemos controlar portas analógicas e digitais através da programação, dando maior ou menor energia a componentes conectados; Globalcode  –  Open4education
  28. 28. Globalcode  –  Open4education
  29. 29. Componentes Globalcode  –  Open4education
  30. 30. Motores!   Servo-motor;!   Motor DC;!   Motor de passo. Globalcode  –  Open4education
  31. 31. Tópicos importantes!   Voltagem; !   Mínima; !   Máxima;!   Amperagem; !   Mínima; !   Carga máxima;!   Torque !   Máximo.!   DATASHEET! Globalcode  –  Open4education
  32. 32. Protoboard Globalcode  –  Open4education
  33. 33. Servo-motor!   Arduino controla até 10 pela biblioteca Servo.h;!   Movimento angular (0 a 180);!   Podemos tirar uma “travinha” e ela faz 360, contínuo;!   3 fios: Positivo (alimentação), negativo (terra) e sinal (vem do Arduino)!   Arduino consegue dar força a 1 servo com alimentação USB; !   Mais de 1: alimentação externa para os servos; !   Não esquecer de juntar o – do servo ao terra do Arduino; Globalcode  –  Open4education
  34. 34. Motor de passo!   Controle mais preciso de ângulos;!   Torque;!   Geralmente precisam de mais voltagem e amperagem;!   O mais simples tem 6 fios, sendo um alimentação e o resto controle;!   Utilização de chip ULN2003A para controle (aumento da amperagem); Globalcode  –  Open4education
  35. 35. Motor DC!   Quem nunca queimou um?!   Utilizados para dar movimento;!   Sentido do movimento depende da ligação dos fios;!   Diferentes voltagens, torque, tamanho e preços;!   Geralmente precisa de um transistor ou capacitor na ligação direta do Arduino Globalcode  –  Open4education
  36. 36. DC no Program-ME Globalcode  –  Open4education
  37. 37. Ponte-H!   Para controlar mais de um e fazer que o motor gire nos dois sentidos, sem precisar trocar os fios podemos usar uma ponte-H;!   O Program-ME v2.0 possui uma ponte-H; Globalcode  –  Open4education
  38. 38. Ponte-H Globalcode  –  Open4education
  39. 39. Alimentação!   Baterias AA em série !   Dê preferência às recarregáveis;!   Baterias 9V comuns;!   Baterias Li-ion !   Celular;!   Baterias LiPo !   Cuidado no recarregamento; !   Não deixar descarregar. Globalcode  –  Open4education
  40. 40. Essencial!   Em que voltagem devo trabalhar?!   Quantos Amperes eu preciso?!   Qual é a robustez da bateria? Quanto ela aguenta? Globalcode  –  Open4education
  41. 41. Comunicação!   Shields ou componentes; Globalcode  –  Open4education
  42. 42. Bluetooth!   Pinos RX/TX;!   5v;!   Muito fácil de implementar; Globalcode  –  Open4education
  43. 43. Sensores!   Distância;!   Localização;!   Temperatura; •  Alimentação;!   Luminosidade; •  Terra;!   Pressão; •  Sinal;!   Toque;!   Vibração!   Batimento cardíaco?! Globalcode  –  Open4education
  44. 44. Sensores!   Que sensor?!   Que voltagem e amperagem ele trabalha?!   Qual é o grau de precisão? !   Por voltagem aplicada;!   Compatível com Arduino? Globalcode  –  Open4education
  45. 45. Oncocompro no Brasil!   Eletron-livre; !   Program-ME’s!   Mercado Livre;!   Várias outras lojas... Globalcode  –  Open4education
  46. 46. Oncocompro na gringa!   iteadstudio.com;!   adafruit.com;!   sparkfun.com;!   dealextreme.com;!   seeedstudio.com;!   dfrobot.com;!   pololu.com;!   aliexpress.com Globalcode  –  Open4education
  47. 47. Livros Globalcode  –  Open4education
  48. 48. Grupos de usuários!   Arduíno Brasília !   arduino-brasilia@googlegroups.com!   Arduíno Goiânia !   arduino-goiania@googlegroups.com Globalcode  –  Open4education
  49. 49. FIM Globalcode  –  Open4education

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