Marvin Lemos: Introdução ao Desenvolvimento na plataforma Arduino

Arduino é uma pequena placa com um microcontrolador e uma entrada USB para conectar a um computador, além de possui vários sockets de forma que a placa pode ser conectada a um grande número de dispositivos externos, como, por exemplo, motores, sensores de luz, temperatura, microfones, etc. Eles podem ser alimentados através de uma conexão USB com o computador ou por meio de uma bateria de 9V. Podem ser controlados a partir do computador ou programados através do computador e, em seguida, desconectados deles, operando de forma independente. p { margin-bottom: 0.08in; } Arduino é uma plataforma de hardware livre, significando que qualquer pessoa ou empresa pode projetar e criar seus próprios clones do Arduino e vendê-los. O nome “Arduino” é reservado aos fabricantes originais. Contudo, desenvolvedores de clones do Arduino frequentemente deixam as letras “duino” ao fim do nome dos seus produtos, como, por exemplo, <a href="http://www.freeduino.org/">Freeduino</a> e DFRduino. p { margin-bottom: 0.08in; } Programar o Arduino é fácil e a IDE de desenvolvimento está disponível para as plataformas Windows, Mac e Linux, sem nenhum custo. p { margin-bottom: 0.08in; }a:link { } Para começar a desenvolver para o Arduino, é necessário, primeiro, ir ao site oficial (<a href="http://www.arduino.cc/">www.arduino.cc</a>) e fazer o download da IDE de desenvolvimento. Além disso, é necessário adquirir um Arduino. Recomendo a leitura deste <a href="http://www.arduinopi.net/2010/10/como-comecar-com-o-arduino.html">post</a> e <a href="http://www.arduinopi.net/2010/10/experiencias-em-compras-de-arduino-em.html">deste</a> para saber como adquirir seus equipamentos. Na verdade, há diferentes projetos de placas Arduino. Cada uma podendo ser usada em projetos diferentes. Contudo, todos podem ser programadas com o mesmo ambiente de desenvolvimento do Arduino e, em geral, programas que funcionam em uma placa irão funcionar nas outras. Neste artigo, pretendo demonstrar minha experiência inicial com a placa Arduino Uno. Adquiri este kit para iniciante através da <a href="http://www.multilogica-shop.com/">Multilógica</a>. O kit custou R$ 218,00, fora o custo do sedex. Apesar do site oferecer um carrinho de compras, aparentemente não está funcionando. Assim, para comprar qualquer produtos deles, deve encaminhar um e-mail para info@multilogica-shop.com informando os itens de interesse mais o seu CEP. Eles calculam o frete e respondem com o preço final. A resposta da empresa foi muito rápida e, em três dias, recebi o meu kit. p { margin-bottom: 0.08in; } O Kit é composto dos seguintes itens: <ul><li>1 Arduino Uno</li><li>1 Cabo USB - Para conectar o Arduino ao seu computador </li><li>1 Protoboard - Para testar seus primeiros circuítos conectando os outros componentes do kit sem soldas </li><li> 1 Sensor de temperatura (termistor ntc 1k) </li><li>1 Sensor de luminosidade (LDR 5mm) </li><li> 1 potenciômetro 10kΩ </li><li>1 chave momentânea (botão) </li><li>5 LEDs amarelos </li><li>5 LEDs verdes </li><li>5 LEDs vermelhos </li><li>15 resistores 330Ω </li><li>2 sensores/atuadores piezoelétricos </li><li>10 jumpers (para conexões) 15cm </li><li>10 jumpers (para conexões) 10cm </li><li>10 jumpers (para conexões) 5cm</li></ul> p { margin-bottom: 0.08in; } A placa pode ser alimentada com qualquer voltagem entre 7 e 12 volts. Assim, uma pequena bateria de 9V será suficiente para pequenas aplicações. Entretanto, enquanto você estiver desenvolvendo a sua aplicação e testando na placa, é conveniente deixar a placa sendo alimentada através de uma conexão USB com o seu computador. Há duas filas de conectores nas extremidades da placa Arduino UNO. A fila no topo do diagrama é composta basicamente de pins digitais (on/off), embora qualquer pin marcado com “PWM” pode ser usada com saída analógica. A fila na parte de baixo é composta de conectores de energia na parte esquerda e entradas analógicas na parte da direita. O mais interessante é que esses conectores são organizados de forma que placas “shields” possam ser plugadas à placa principal. Além disso, outros shields podem ser plugados no shield conectado à placa principal, estendendo, assim, a funcionalidade do seu Arduino. É possível comprar shields para as mais variadas funções: <ul><li> Conectar a redes ethernet</li><li> Telas LCD e touch screens </li><li> Xbee (comunicação sem fio utilizando o protocolo Zigbee) </li><li> Som </li><li> Controle de Motor</li></ul> p { margin-bottom: 0.08in; } Instalando o software de Desenvolvimento p { margin-bottom: 0.08in; }a:link { } Conforme dito anteriormente, o software está disponível no site oficial (<a href="http://www.arduino.cc/">www.arduino.cc</a>). Nos meus testes, estou utilizando Linux, assim, bastei a versão específica no seguinte endereço: <a href="http://files.arduino.cc/downloads/arduino-0021.tgz">http://files.arduino.cc/downloads/arduino-0021.tgz</a> (versão 32-bits). Em seguida, basta extrair o conteúdo do arquivo em qualquer diretório do sistema. Será criado uma pasta chamada “arduino-0021”. <a href="http://3.bp.blogspot.com/_kB7rd_YegLA/TP_E2x_egII/AAAAAAAAAB0/B6ZcZFLgyFc/s1600/ide1.png"><img src="http://3.bp.blogspot.com/_kB7rd_YegLA/TP_E2x_egII/AAAAAAAAAB0/B6ZcZFLgyFc/s320/ide1.png" border="0" alt="" style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 320px; height: 174px;" /></a> p { margin-bottom: 0.08in; } Entre nessa pasta e execute um arquivo chamado “arduino”. O ambiente de trabalho está ilustrado na imagem abaixo: <a href="http://4.bp.blogspot.com/_kB7rd_YegLA/TP_Fb9Hn3TI/AAAAAAAAAB8/NS8DbUBD1nw/s1600/ide2.png"><img src="http://4.bp.blogspot.com/_kB7rd_YegLA/TP_Fb9Hn3TI/AAAAAAAAAB8/NS8DbUBD1nw/s320/ide2.png" border="0" alt="" style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 316px; height: 320px;" /></a> p { margin-bottom: 0.08in; } Configurando o ambiente Conecte o seu Arduino ao seu computador, através da porta USB e espere alguns segundos, para que o sistema reconheça o novo dispositivo. Para você ter certeza que a placa foi reconhecida, abra um terminal e, no prompt, execute o seguinte comando: $ dmesg Procure nas últimas linhas, uma linha mais ou menos parecida com essa: [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 através da porta /dev/ttyUSB0. O sistema nem sempre reconhece como ttyUSB0, mas, em geral, é /dev/tty<alguma_coisa> Em seguida, devemos configurar o ambiente de desenvolvimento para utilizar a porta serial que o sistema reconheceu. Esta configuração em feita em “Tools” → “Serial Port”. Além disso, temos que configurar a placa que estamos utilizando. Clique em “Tools” → “Board” e escolha a opção “Arduino Uno”. Hello World !!!! Nosso primeiro projeto será o equivalente Hello World para dispositivos embarcado. Neste caso, como não temos um terminal para imprimir a famosa mensagem, vamos pedir para o nosso programa piscar (blink) um LED. A placa do Arduino vem com um LED embutido, conectado ao pin digital 13. Esta conexão ao LED faz com que o pin seja sempre de saída (output), mas como o LED usa pouca quantidade de corrente, ainda é possível conectar outras coisas ao pin. Com a IDE do Arduino aberta e com as configurações de Serial Port e Board acertadas, conforme explicado anteriormente, vamos escrever o nosso programa, ou, sketch, como os programas para a plataforma são chamados dentro da comunidade Arduino. Escreva o código abaixo: 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(200); // wait for a second digitalWrite(ledPin, LOW); // set the LED off delay(200); // wait for a second } Ainda não tinha comentando, mas a programação é feita basicamente em C. Caso você não tenha familiaridade com essa linguagem de programação, recomendo procurar as várias apostilas e tutoriais disponíveis na internet. Perceba que no nosso código temos duas funções, retornando void: setup() e loop(). A função setup() é executada apenas uma vez, durante a inicialização do sketch (termo muito utilizado, pela comunidade, em substituição ao nome 'programa'). É utilizada, como o próprio nome sugere, para realizar configurações. Nesse nosso caso, estamos definindo qual o modo de operação do pin que utilizaremos para conectar o LED. Como falei no começo dessa seção, utilizaremos o pin 13, que já possui um LED embutido, conectado a ele. Assim, definimos que o pin será de saída (output). Fizemos essa configuração através da chamada à função pinMode(): pinMode(ledPin, OUTPUT); A função pinMode() recebe dois parâmetros. O primeiro corresponde ao pin que estamos trabalhando, no caso o 13. O segundo parâmetro corresponde à forma de trabalho do pin, neste caso, utilizamos a constante OUTPUT para especificar que o pin será de saída. A função loop() é função principal do seu sketch. É nesta função que colocamos o código responsável por fazer o LED piscar. O código é bastante simples. Inicialmente, fazemos o LED acender, chamando a função digitalWrite(ledPin, HIGH). Perceba que passamos como parâmetro o pin e a constante HIGH, indicando que queremos acender. Em seguida, utilizamos a função delay(200) para fazer com o processador pare por 200milisegundos. Depois, através da função digitalWrite(), apagamos o LED e, por último, fazemos com que o processador pare, novamente, por 200 milisegundos. A função loop, como o próprio nome indica, é executada em loop infinito, enquanto a placa estiver sendo alimentada. Depois te terminado o código, temos que fazer o upload para a placa. Com a placa conectada através da interface USB, clique no botão Upload da IDE, conforme indicado na figura abaixo.<a href="http://2.bp.blogspot.com/_kB7rd_YegLA/TP_HAv4q_VI/AAAAAAAAACM/PD7cDTOnlQ0/s1600/ide3.png"><img src="http://2.bp.blogspot.com/_kB7rd_YegLA/TP_HAv4q_VI/AAAAAAAAACM/PD7cDTOnlQ0/s320/ide3.png" border="0" alt="" style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 320px; height: 62px;" /></a> p { margin-bottom: 0.08in; } Se tudo ocorrer bem, haverá uma pequena pausa e então, os dois LEDs vermelhos começarão a piscar, indicando que o sketch está sendo transferido para a placa. Esta operação deve demorar em torno de 5 a 10 segundos. Quando a transferência estiver terminada, a placa será automaticamente reiniciada e, se tudo tiver ocorrido bem, o LED conectado no pin 13 irá piscar intermitentemente. A imagem abaixo ilustra a posição do LED. <a href="http://4.bp.blogspot.com/_kB7rd_YegLA/TP_ID8anZEI/AAAAAAAAACc/ZtF5AHntaDY/s1600/arduino-uno2_pin13.png"><img src="http://4.bp.blogspot.com/_kB7rd_YegLA/TP_ID8anZEI/AAAAAAAAACc/ZtF5AHntaDY/s320/arduino-uno2_pin13.png" border="0" alt="" style="display: block; margin: 0px auto 10px; text-align: center; cursor: pointer; width: 281px; height: 221px;" /></a> <div class="blogger-post-footer"><img src="https://blogger.googleusercontent.com/tracker/3029346213432632845-2720278831936885211?l=www.arduinopi.net" height="1" alt="" width="1" /></div><img src="http://feeds.feedburner.com/~r/ArduinoNoPiau/~4/dTzx9HMdjKE" height="1" width="1" />

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