Oficina sobre Arduino - Parte II

1. 1
OOuuttlliinnee
1. Introdução
1.Computação Física
2.Computação Pervasiva
3.Microcontroladores
2. Plataforma Arduino
1.Conceitos Básicos
2.Programação
3.Projetos

2. 2
AArrdduuiinnoo

3. 3
AArrdduuiinnoo
Placa + Microcontrolador + USB
+ Sockets
Pode ser conectado a uma
grande variedade de dispositivos:
Sensores: Luz, temperatura,
presença, etc.
Displays: LCD, touchscreen
Motores e servos
GPS
Comunicação sem fio: 802.15.4,
Zigbee, Bluetooth
Ethernet
Alimentação: Bateria de 9V ou
por meio da USB

4. 4
AArrdduuiinnoo
Da página oficial (www.arduino.org):
Arduino is an open-source electronics prototyping platform based on
flexible, easy-to-use hardware and software. It’s intended for artists,
designers, hobbyists, and anyone interested in creating interactive objects
or environments.
Arduino can sense the environment by receiving input from a variety of
sensors and can affect its surroundings by controlling lights, motors, and
other actuators. The microcontroller on the board is programmed using
the Arduino programming language (based on Wiring) and the Arduino
development environment (based on Processing). Arduino projects can be
stand-alone or they can communicate with software on running on a
computer (e.g. Flash, Processing,MaxMSP). ”

5. 5
AArrdduuiinnoo
Criado na Itália (em 2005) pelo Mássimo Banzi, no
Interaction Design Ivrea
Baixo custo de produção e alta aplicabilidade
Computação física e redes de sensores
Permite que os programas (ou sketches) sejam
escritos em uma linguagem de alto nível chamada
Processing
Processing é um ambiente e linguagem de
programação para criar imagens, animação e
interação
http://processing.org/

6. 6
VVeerrssõõeess ddoo AArrdduuiinnoo
Arduino Uno

7. 7
VVeerrssõõeess ddoo AArrdduuiinnoo
Arduino Nano

8. 8
VVeerrssõõeess ddoo AArrdduuiinnoo
Arduino Mega

9. 9
VVeerrssõõeess ddoo AArrdduuiinnoo
Arduino Lilypad

10. 10
AArrqquuiitteettuurraa
Fonte: Minicurso Arduino – Equipe de Robótica UFES 2012

11. 11
CCaarraacctteerrííssttiiccaass ddoo AArrdduuiinnoo UUnnoo
Microcontrolador ATmega328P
Tensão Operacional 5 V
Tensão de Alimentação 7-12 V
Pinos de I/O digitais 14 (dos quais 6 podem ser saídas PWM)
Pinos de entrada analógica 6
Corrente contínua por pino de I/O 40 mA
Corrente contínua para o pino de 3.3 V 50 mA
Memória Flash 2KB
EEPROM 1K
Frequência de clock 16 MHz

12. 12
AArrdduuiinnoo DDiieecciimmiillaa//UUnnoo

13. 13

14. 14
OOkk...... bbuutt ffiirrsstt,, lleett''ss ggoo
sshhooppppiinngg

15. 15
KKiitt PPaarraa IInniicciiaannttee

16. 16
OOuuttrrooss CCoommppoonneenntteess

17. 17
SSeennssoorreess

18. 18
““HHeelllloo WWoorrlldd””

19. 19
AAmmbbiieennttee ddee DDeesseennvvoollvviimmeennttoo
O ambiente de desenvolvimento pode ser
baixado em:
● http://arduino.cc/en/Main/Software
● A última versão é a 1.0.5
O arquivo compactado deve ser extraído em
qualquer diretório do sistema
Será criado um diretório arduino-XXXX, onde
XXXX é a versão baixado (por exemplo:
arduino-0022).

20. 20
AAmmbbiieennttee ddee DDeesseennvvoollvviimmeennttoo
Executar o arquivo 'arduino'

21. 21
AAmmbbiieennttee ddee DDeesseennvvoollvviimmeennttoo

22. 22
CCoonnffiigguurraannddoo oo AAmmbbiieennttee
Linux
Conecte o Arduino ao seu computador, por meio da porta USB e
espere alguns segundos até que o sistema recoheça o dispositivo
Para confirmar se o dispositivo foi reconhecido, abra um terminal
e execute o comando abaixo:
$ dmesg
Procure, nas últimas linhas, por uma linha mais ou menos
parecida com a de baixo:
[56999.967291] usb 5-2: FTDI USB Serial Device
converter now attached to ttyUSB0
Essa mensagem indica que o kernel reconheceu um novo
dispositivo conectado na porta /dev/ttyUSB0.
O sistema nem sempre reconhece como /dev/ttyUSB0, mas em
geral é /dev/tty<alguma_coisa>

23. 23
CCoonnffiigguurraannddoo oo AAmmbbiieennttee
Windows:
http://arduino.cc/en/Guide/Windows
Mac OSX:
http://arduino.cc/en/Guide/MacOSX

24. 24
CCoonnffiigguurraannddoo oo AAmmbbiieennttee
Configurar o ambiente de desenvolvimento para
utilizar a porta detectado pelo sistema:
“Tools” → “Serial Port”
Configurar a placa utilizada:
“Tools” → “Board” e escolher a opção “Arduino Uno”

25. 25
““HHeelllloo WWoorrlldd””
O primeiro projeto será o equivalente “Hello
World” para dispositivos embarcados
Como não há um terminal, iremos fazer piscar
(blink) um LED.
A placa do Arduino vem com um LED embutido,
conectado ao pin digital 13
Esta conexão faz com que o pin 13 seja
sempre de saída, mas como o LED usa pouca
corrente, ainda é possível conectar outras
coisas na saída

26. 26
““HHeelllloo WWoorrlldd””
Código:
int ledPin = 13;
void setup() {
// initialize the digital pin as an output.
// Pin 13 has an LED connected on most Arduino
boards:
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(ledPin, HIGH); // set the LED on
delay(1000); // wait for a second
digitalWrite(ledPin, LOW); // set the LED off
delay(1000); // wait for a second
}

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““HHeelllloo WWoorrlldd””
Para fazer o upload para a placa, deve-se clicar
no botão específico:

28. 28
EExxpplliiccaannddoo oo ccóóddiiggoo
Um sketch Arduino possui, no mínimo duas
funções:
setup():
Executada apenas uma vez, durante a inicialização
loop():
Função principal

29. 29
EExxpplliiccaannddoo oo ccóóddiiggoo
setup()
pinMode(ledPin, OUTPUT);
A função pinMode define o modo de operação do
pino. Neste caso, definimos que o pino 13 (ledPin)
será de saída

30. 30
EExxpplliiccaannddoo oo ccóóddiiggoo
loop()
digitalWrite(ledPin, HIGH);
Permite ligar (5V) ou desligar (0V) um pino digital
Neste código especifico, estamos ligando (constante
HIGH) o pino 13 (ledPin)
Por meio da constante LOW, podemos desligar o pino
delay(200)
A função delay() faz com que o processado fique X
milisegundos em espera

31. 31
PPrroojjeettoo 000011::
LLEEDD FFllaasshheerr

32. 32
LLEEDD FFllaasshheerr
Componentes:

33. 33
LLEEDD FFllaasshheerr
Conexão:

34. 34
LLEEDD FFllaasshheerr

35. 35
LLEEDD FFllaasshheerr
Código:
int ledPin = 10;
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(ledPin, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(ledPin, LOW);
delay(1000);
}

36. 36
PPrroojjeettoo 000022::
TTeemmppeerraattuurree SSeennssoorr

37. 37
LLMM3355//LLMM3366 –– TTPPMM3355//TTPPMM3366
Sensor de temperatura
analógico
Estado-sólido (não usa
mércurio)
A medida que a
temperatura muda, a
tensão que atravessa um
diodo cresce a uma taxa
conhecida
Não precisa ser calibrado
Barato e fácil de usar

38. 38
LLMM3355//LLMM3366 –– TTPPMM3355//TTPPMM3366
a) LM35
b) LM36
Fonte: http://www.ladyada.net/learn/sensors/tmp36.html

39. 39
LLMM3355//LLMM3366 –– TTPPMM3355//TTPPMM3366
Para converter a tensão em temperatura:
LM35:
Temp in ºC: (V in mV) / 10
LM36:
– Temp in ºC: [(V in mV - 500)] / 10

40. 40
LLeennddoo aa TTeemmppeerraattuurraa

41. 41
LLeennddoo aa TTeemmppeerraattuurraa
Devemos conectar o pino do saída do sensor
diretamente em uma porta analógica do
Arduino
A tensão de saída do sensor será de 0 a 1.75
(aproximadamente)
O tensão lida pelo Arduino é convertido em um
valor binário pelo Conversor Analógico Digital
Assim, para descobrirmos a temperatura,
devemos fazer uma conversão:

42. 42
LLeennddoo aa TTeemmppeerraattuurraa
Voltage at pin in milliVolts = (reading from ADC) *
(5000/1024)
This formula converts the number 0-1023 from the
ADC into 0-5000mV (= 5V)
Voltage at pin in milliVolts = (reading from ADC) *
(3300/1024)
This formula converts the number 0-1023 from the
ADC into 0-3300mV (= 3.3V)
Para converter a tensão em temperatura, basta
utilizarmos a fórmulas definidas anteriormente...

43. 43
LLeennddoo aa TTeemmppeerraattuurraa
int temperaturaPin = 0;
int ledPin = 12;
float vIn = 5.0; //Tensao de entrada
void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
digitalWrite(ledPin, HIGH);
//ler o valor do sensor
float leitura = analogRead(temperaturaPin);
float voltagem = (leitura * vIn) / 1023.0;
//Imprimir a tensão
Serial.print(voltagem);
Serial.println(" volts");
//Converter tensao para temperatura
float temperaturaC = voltagem * 100.0;
delay(1000);
Serial.print(temperaturaC);
Serial.println(" graus em C");
Serial.println(" ");
digitalWrite(ledPin, LOW);
delay(1000);
}

44. 44
PPrroobblleemmss yyoouu mmaayy eennccoouunntteerr
wwiitthh mmuullttiippllee sseennssoorrss......
If, when adding more sensors, you find that the
temperature is inconsistant, this indicates that
the sensors are interfering with each other when
switching the analog reading circuit from one pin
to the other. You can fix this by doing two
delayed readings and tossing out the first one

45. 45
PPrroojjeettoo 000033::
SSeennssiinngg LLiigghhtt

46. 46
SSeennssiinngg LLiigghhtt
Uma forma bastante prática de medir a
intensidade da luz é usando um LDR
LDR = Light-Dependent Resistor
Podem ser chamados de Photoresistores
Quanto maior a intensidade da luz, menor a
resistência
20MΩ = Ambiente “muito escuro”
20KΩ = Ambiente “muito iluminado”

47. 47
SSeennssiinngg LLiigghhtt

48. 48
LLDDRR aass aa VVoollttaaggee DDiivviiddeerr
A voltage divider is just two resistors in series
connected between a voltage supply and ground. If
R1 is connected to the voltage supply and R2 is
connected to ground then the voltage at the junction
between the two resistors is:
V =V cc∗
R2
R1+R2

49. 49
LLDDRR aass aa VVoollttaaggee DDiivviiddeerr
A voltage divider is just two resistors in series
connected between a voltage supply and ground. If
R1 is connected to the voltage supply and R2 is
connected to ground then the voltage at the junction
between the two resistors is:
V =V cc∗
R2
R1+R2

50. 50
LLDDRR aass aa VVoollttaaggee DDiivviiddeerrcc
If R1 is the photoresistor, the
voltage will increase with
increasing light intensity. If R2
is the photoresistor, the voltage
will decrease with increasing
light intensity.
V =V cc∗
R2
R1+R2

51. 51
int ledPin = 13;
int sensorPin = 1;
int period = 400;
int limit = 1000;
int acesso = 0;
void setup()
{
SSeennssiinngg LLiigghhtt
pinMode(ledPin, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
int rawValue =
analogRead(sensorPin);
if (rawValue < limit){
digitalWrite(ledPin, LOW);
if (acesso != 1){
acesso = 1;
Serial.println("ligado");
}
}
else{
digitalWrite(ledPin, HIGH);
Serial.println(rawValue);
if (acesso != 0){
acesso = 0;
Serial.println("apagado");
}
}
delay(period);
}

52. 52
PPrroojjeettoo 000044::
EEnnvviiaannddoo IInnffoorrmmaaççõõeess
ppaarraa oo AArrdduuiinnoo vviiaa SSeerriiaall

53. 53
EEnnvviiaannddoo IInnffoorrmmaaççõõeess VViiaa SSeerriiaall
int ledPin = 13;
int tempoEspera = 500;
void setup(){
pinMode(ledPin, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop(){
char ch;
if (Serial.available()){
ch = Serial.read();
if (ch == '0'){
digitalWrite(ledPin, LOW);
}else{
digitalWrite(ledPin, HIGH);
}
}
delay(tempoEspera);
}

54. 54
EEnnvviiaannddoo IInnffoorrmmaaççõõeess VViiaa SSeerriiaall

55. 55
PPrroojjeettoo 000055::
PPyySSeerriiaall

56. 56
apt-get install python-serial -y

57. 57
PPyySSeerriiaall
from serial import Serial
porta = '/dev/ttyACM1'
ser=Serial(porta, 19200, timeout=10)
ser.readline() #descartar a primeira leitura
info=ser.readline()
ser.close()
print info

58. 58
FFuunnççããoo UUttiilliittáárriiaa::
EEnnvviiaarr EE--MMaaiill
import sys
import smtplib
from email.MIMEText import MIMEText
to = 'marvin.lemos@tce.pi.gov.br'
user = 'marvinlemos@gmail.com'
password = 'senhaaqui'
def mandar_email(mensagem):
msg = MIMEText(mensagem)
msg['Subject'] = 'Teste'
msg['From'] = "Marvin Lemos"
msg['Reply-to'] = "Marvin Lemos "
msg['To'] = to
smtpserver =
smtplib.SMTP("smtp.gmail.com",587)
smtpserver.ehlo()
smtpserver.starttls()
smtpserver.ehlo
smtpserver.login(user, password)
try:
smtpserver.sendmail(user,to,
msg.as_string())
print "e-mail encaminhado"
except:
print "falha ao transmitir e-mail"
print sys.exc_info()
smtpserver.close()

59. 59
AAllgguunnss PPrroojjeettooss RReeaaiiss

60. 60
MMoonniittoorraammeennttoo ddee AAbbeellhhaass
● Parceria Opala (Uespi) / Empraba Meio/Norte
● Estudar o problema da “enxameação” das
abelhas

61. 61
MMoonniittoorraammeennttoo ddee AAbbeellhhaass

62. 62
MMoonniittoorraammeennttoo ddee AAbbeellhhaass

63. 63
MMoonniittoorraammeennttoo ddee AAbbeellhhaass

64. 64
MMoonniittoorraammeennttoo AAmmbbiieennttaall

65. 65
AAuuttoommaaççããoo RReessiiddeenncciiaall

66. 66
LLuuvvaa UUllttrraassssôônniiccaa
● Desenvolvido pelo Labiras (http://labiras.cc)
● Visa substituir bengala para cegos
Fonte: http://comradio.com.br/cidadania/?p=701

67. 67
RReeffeerrêênncciiaass
Arduino Starter Kit Manual: A Complete
Beginners Guide To The Arduino
http://www.ladyada.net/learn/arduino/
http://blog.justen.eng.br/