Introdução à plataforma Arduino

OBJETIVOS

● Apresentar conceitos básicos sobre
Computação Física, Sistemas Embarcados e
Microcontroladores;

● Apresentar a plataforma de prototipação
Arduino;

● Apresentar API básica de
desenvolvimento.

INTRODUÇÃO

COMPUTAÇÃO FÍSICA

INTRODUÇÃO – Computação Física

● O que é Computação Física ?

● “Physical computing is about creating a conversation
between the physical world and the virtual world of the
computer.” - Igoe

● Utilização de sensores, atuadores e microcontroladores;

● Interligar o mundo físico com o mundo virtual.


● Perceber e responder a eventos no mundo
físico através de sensores;

● Comportamento implementado por software;

● Objetivo de alterar a forma de interação
entre humanos e computadores.


Como os computadores nos veem ?


Saída: interação com
teclado e mouse;

Entrada: interação
com o monitor;

Entrada: interação
com caixas de som.

“To change how the computer reacts to us,
we have to change how it sees us.” - Igoe

INTRODUÇÃO

SISTEMAS EMBARCADOS

INTRODUÇÃO – SISTEMAS EMBARCADOS

● Definição do termo Sistemas Embarcados não é
universal;

● “Hardware programável, com poder de
processamento, para realizar uma tarefa
específica.” - Vahid;

● Executam repetidamente apenas um programa.


● Mais limitados em funcionalidades de
hardware e/ou software do que os PCs;

● “Some devices that are called embedded
systems, such as PDAs or web pads, are
not really embedded systems.”- Noergaard

INTRODUÇÃO

MICROCONTROLADORES

INTRODUÇÃO - MICROCONTROLADORES

● Componentes que formam um microcomputador
agrupados em um único chip de silício.

● Dos 9 bilhões de processadores fabricados em 2005,
menos de 2% foram para PCs. Os outros 8,8 bilhões
foram para sistemas embarcados;

● “Microcontroladores são o coração e a alma de
muitos eletrodomésticos do dia a dia.” - Grade;


● Formam a ponte entre hardware e software;

● Dispositivos discretos que podem interagir com os
diversos componentes de um circuito;

● Podem variar em 8-bit, 16-bit ou 32-bit, o que se
refere ao tamanho dos registradores internos e do
acumulador.


Atmega 8
Atmega 328

Attiny 45 NXP LPC176x

OMAP 3530

INTRODUÇÃO

PLATAFORMA ARDUINO

PLATAFORMA ARDUINO - INTRODUÇÃO

● O que é o Arduino ?
● “Projeto opensource que consiste em hardware e
software.” - Schimidt;

● Inicialmente criado para designers e artistas
como plataforma de prototipação para os cursos
de design de interação;

● Atualmente utilizada como plataforma de
prototipação por amadores e especialistas em
todo o mundo.

PLATAFORMA ARDUINO - INTRODUÇÃO

● Concebida para ser fácil de usar por iniciantes
que possuem pouca experiência com software e
eletrônica;

● A combinação do hardware e do software permite
desenvolver projetos que podem ser utilizados
para controlar o mundo físico;

● Hardware de baixo custo se comparado com outras
soluções podendo ser desenvolvido, projetos de
hardware também são opensource.

PLATAFORMA ARDUINO - HARDWARE

ADK MEGA
LilyPad

Mini

Nano

Severino
UNO


IBM PC/XT 5160 Arduino UNO

● Clock - 4.7 Mhz ● Clock - 16 Mhz
● RAM - 128 KB ● SRAM - 2 KB
● Flash - 370 KB ● Flash - 32 KB

PLATAFORMA ARDUINO – HARDWARE
SHIELDS

Motor Shield
GPS Shield Joystik Shield
Ethernet
XBee (Wireless)
USB Host

PLATAFORMA ARDUINO – HARDWARE
PLACA ARDUINO UNO

Arduino SHIELDS

PLATAFORMA ARDUINO – SOFTWARE
ARDUINO IDE

BLOCOS SKETCHES

int LED_PIN=13;
escopo global int DELAY=1000;

void setup() {
setup() // initialize the digital pin as an output.
// Pin 13 has an LED connected on most Arduino boards:
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
digitalWrite(LED_PIN, HIGH); // set the LED on
loop() delay(DELAY); // wait for a second
digitalWrite(LED_PIN, LOW); // set the LED off
delay(DELAY); // wait for a second
}

ENTRADA/SAÍDA DIGITAL

pinMode( PIN, MODE );
– Configurar um pino para um modo específico.
● pinMode(13, OUTPUT);

digitalRead( PIN );
– Ler o valor/estado(HIGH, LOW) de um pino.
● valor = digitalRead(13);

digitalWrite( PIN, VALOR );
– Atribuir um nível de tensão a um pino (HIGH =
5v, LOW = 0v)
● digitalWrite(13, HIGH);

COMUNICAÇÃO SERIAL - RS232

Serial.begin( BAUDRATE );
– Configurar a porta serial para uma velocidade
específica.
● Serial.begin(9600);

Serial.read( );
– Ler dados da porta serial.
● byte = Serial.read( );

Serial.print( STRING );
– Escrever uma string na porta serial.
● Serial.print(“V ENSOLn”);

ENTRADA/SAÍDA ANALÓGICA

analogReference( TYPE );
– Configurar a tensão de referência para entrada
analógica.
● analogReference( DEFAULT );

analogRead( PIN );
– Ler o valor(0-1023 = .0049V resolução) de um pino
analógico.
● valor = analogRead(3);

analogWrite( PIN, VALOR );
– Atribuir um valor(0-255) analógico(PWM) em um pino.
● analogWrite(3, 10);

INTERRUPÇÕES

interrupts( );
– Habilitar interrupções externas.
● Interrupts();

attachInterrupt( ID, FUNCAO, MODO );
– Especificar uma função a ser chamada quando a
interrupção externa ocorrer.
● attachInterrupt( 0, funcao, CHANGE );

detachInterrupt( ID );
– Desabilitar uma interrupção.
● detachInterrupt( 0 );

REFERENCIAS

Arduino; www.arduino.cc

Hackaday; www.hackaday.com

Makezine; blog.makezine.com

Physical Computing: Sensing and Controlling the Physical World with Computers.
Igoe; Thomson; (2004).

Embedded System Design: A Unified Hardware/Software Approach. Vahid; (1999).

Embedded Systems Architecture: A Comprehensive Guide for Engineers and
Programmers. Noergaard; (2005).

tinyAVR Microcontroller Projects for the Evil Genius. Gadre; (2011).

OBRIGADO !!!!
hugo@entrebits.com.br

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