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Arduino completo

Arduino completo. Tiago Barros | tiago@tiagobarros.org. Apresentação. Tiago Barros - @tgfb Mestre em Ciência da Computação, UFPE / 2007 B.Sc. Ciência da Computação, UFPE / 2003 Tec. Eletrônica, ETFPE / 1998 Engenheiro de Sistemas Sênior do C.E.S.A.R

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Presentation Transcript

  1. Arduino completo Tiago Barros | tiago@tiagobarros.org

  2. Apresentação Tiago Barros - @tgfb Mestre em Ciência da Computação, UFPE / 2007 B.Sc. Ciência da Computação, UFPE / 2003 Tec. Eletrônica, ETFPE / 1998 Engenheiro de Sistemas Sênior do C.E.S.A.R Especialista em tecnologia, Grupo de Inovação Professor de pós-graduação e especialização em diversos cursos: C.E.S.A.R(Recife), Cin/UFPE/Motorola(Recife), Universidade Positivo (Curitiba), Instituto FaberLudens/FISAM/UnC (Curitiba).

  3. Pré-requisitos conhecimentos básicos de programação 3

  4. Conteúdo • computação física • conceitos básicos de eletricidade e eletrônica • plataforma arduino • sensores e atuadores analógicos e digitais • bibliotecas do arduino • servo library • nunchuk library • capsense library • atuadores sonoros • GLCD library (LCD)

  5. computação física

  6. computação física • uso de computação e eletrônica [sensores e atuadores] na prototipação de objetos físicos para interação com seres humanos • comportamento implementado por software • utilização de microcontroladores

  7. computação física • o objetivo é interligar o mundo físico com o mundo virtual • usar a computação e a interação com a tecnologia para o desenvolvimento das suas atividades • meio para comunicação e interação entre pessoas

  8. computação física como vemos os computadores?

  9. computação física como vemos os computadores? • teclado • mouse • monitor • CPU • caixas de som

  10. computação física como os computadores nos veem?

  11. computação física como os computadores nos veem? • dedos [teclado/mouse] • olho [monitor] • duas orelhas [caixas de som] reflexo das entradas e saídas do computador

  12. computação física “mudar a forma que os computadores nos veem mudará como eles interagem conosco” Tom Igoe – Physical Computing

  13. Perguntas

  14. mas antes da computação...

  15. conceitos básicos de eletricidade

  16. eletricidade eletricidade - interação entre partículas atômicas universo formado de átomos partículas atômicas: prótons: cargas positivas elétrons: cargas negativas

  17. eletricidade “elétron extra” “buraco” Atomos com maiselétrons que prótons estão carregados negativamente (íon negativo) Atomos com menoselétrons que prótons estão carregados positivamente (íon positivo)

  18. S N eletricidade cargas iguais se repelem cargas opostas se atraem campo magnético em movimento gera corrente elétrica cargas em movimento geram campo magnético

  19. eletricidade – condutores e isolantes condutor – permite o fluxo de elétrons isolante – evita a passagem de elétrons

  20. eletricidade – diferença de potencial (v) cargas positivas diferença de potencial ou tensão. V cargas negativas quanto maior a tensão, mais “força” teem os elétrons

  21. eletricidade – corrente elétrica (i) fluxo de elétrons em um condutor quanto maior a corrente, maior a “quantidade” de elétrons

  22. eletricidade – tipos de corrente elétrica corrente contínua corrente alternada

  23. eletricidade – tipos de corrente elétrica mesma polaridade no tempo (sentido continuo) inversão de polaridade no tempo

  24. eletricidade – resistência elétrica (r) propriedade do material condutor em reduzir a passagem dos elétrons elétrons “se acumulam e batem” no condutor, “dissipando” sua energia (gerando calor)

  25. eletricidade – lei de ohm V = R x I V R = V/I I = V/R I R a diferença de potencial (V) entre dois pontos de um condutor é proporcional à corrente elétrica (I) que o percorre e à sua resistência (R)

  26. eletricidade – circuito elétrico carga [consumidor] + R gerador [fonte] V – condutor [caminho] i

  27. eletricidade – circuito elétrico carga [consumidor] i R condutor [caminho] V

  28. e agora, computação...

  29. plataforma Arduino

  30. plataforma arduino • microcontrolador Atmel • programação usando Wiring (subconjunto de processing, baseado em C/C++) • open-source: evolução da plataforma através de contribuições dos usuários

  31. plataforma arduino - hardware Duemilanove lilypad mini boarduino paperduino mega pro

  32. arduino mega – hardware

  33. arduino mega – hardware (Atmega 1280) • portas • 54 entradas/saídas digitais • 16 entradas analógicas • memória • RAM: 8K • Flash (programa): 128k – 4k (bootloader) • velocidade de processamento: 16MHz

  34. entradas e saídas digitais • 54 pinos de entradas e saídas digitais (0 – 54) 35

  35. entradas analógicas • 16 pinos de entrada analógica com resolução de 10 bits (0 – 1023) 36

  36. saídas analógicas • 12 pinos de saída analógica (PWM) com resolução de 8 bits (0 – 255) 37

  37. portas seriais • 4 portas seriais • os objetos Serial(conectado à USB), Serial1, Serial2 e Serial3 são utilizados para acessar essas portas. 38

  38. plataforma arduino - instalação • driver • windows: FTDI Serial USB • linux: não precisa instalar nada :-) • software • é só descompactar e executar

  39. plataforma arduino - instalação • Selecionando a placa e a porta serial

  40. plataforma arduino – ambiente compilar (verif. programa) exibir serial área de código parar execução novo abrir salvar enviar programa para placa área de status

  41. plataforma arduino – estrutura do sketch

  42. plataforma arduino – linguagem • linguagem baseada em C (mas bem mais fácil) • comandos básicos • pinMode() – define um pino com entrada ou saída • digitalWrite() – liga ou desliga uma saída digital • delay() – “espera” um determinado tempo

  43. plataforma arduino – linguagem • Exemplos • pinMode(num_do_pino, OUTPUT); • digitalWrite(num_do_pino, valor); valor é LOW ou HIGH (0 ou 1, 0V ou 5V) • delay(milisegundos);

  44. plataforma arduino – linguagem • constantes LOW | HIGH – indica nível baixo (0V) e alto (5V) nos pinos INPUT | OUTPUT – define se um pino vai ser pino de entrada ou de saída

  45. atividade prática!

  46. prática • fazer o programa hello arduino, que pisca um led • use o pino 13 de saída digital, a placa já possui um led ligado a ele :-)

  47. plataforma arduino – hello arduino

  48. Perguntas

  49. plataforma arduino – linguagem • comandos básicos • analogWrite() – escreve um valor analógico no pino • analogWrite(num_pino, valor);valor entre 0 e 255

  50. eletrônica – modulação PWM a função analogWrite() escreve “pulsos” muito rápidos no pino digital (só funciona nos pinos marcados com PWM). o valor a ser escrito representa o tempo que o pulso fica em nível alto e varia de 0 a 255. quanto mais tempo o pulto permanecer em nível alto, maior é a “tensão média” da saída

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