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=Arduíno=
=Arduíno=


;Descrição: O Arduino é um microcontrolador montado em uma plataforma de prototipagem eletrônica de hardware livre que pode ser utilizado em múltiplas aplicações. O Arduino é facilmente programável e pode ser utilizado para automação de dispositivos eletrônicos, acionamento de motorExemplo.jpges e leds, monitoramento de sensores, construção de protótipos de soluções tecnológicas e um mundo de possibilidades.  
;Descrição: O Arduino é um microcontrolador montado em uma plataforma de prototipagem eletrônica de hardware livre que pode ser utilizado em múltiplas aplicações. O '''Arduino''' é facilmente programável através de uma '''interface de programação''' ('''IDE''') e pode ser utilizado para automação de dispositivos eletrônicos, acionamento de motores e leds, monitoramento de sensores, construção de protótipos de soluções tecnológicas e um mundo de possibilidades.  


;Links e referências:
;Links e referências:
*[http://www.arduino.cc/ Site oficial do Arduíno]
*[http://www.arduino.cc/ Site oficial do Arduíno]
**[http://www.arduino.cc/en/Reference/HomePage Referência da Linguagem]
**[https://www.arduino.cc/reference/pt/ Referência da Linguagem]
**[https://www.arduino.cc/en/Tutorial/BuiltInExamples Exemplos prontos]
**[https://www.arduino.cc/en/Tutorial/BuiltInExamples Exemplos prontos]
**[https://www.arduino.cc/en/Tutorial/LibraryExamples Exemplos usando Bibliotecas]
**[https://www.arduino.cc/en/Tutorial/LibraryExamples Exemplos usando Bibliotecas]


==Placas Arduino==
==Algumas placas Arduino==


===Arduino UNO===
;Arduino UNO:
[[Arquivo:PinosArduinoUno.png|400px]]
[[Arquivo:PinosArduinoUno.png|300px]]


Referência em português sobre o hardware do [http://www.embarcados.com.br/arduino-uno/ Arduino UNO].
;Arduino Micro:
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===Arduino Micro===
;Arduino Mega:
[[Arquivo:PinosArduinoMicro.png|500px]]
[[Arquivo:PinosArduinoMega.png|500px]]
 
===Arduino Mega===
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==Hardware do Arduíno UNO <ref>https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno</ref>==
==Hardware do Arduíno UNO <ref>https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno</ref>==
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;Pinos de voltagem:
;Pinos de voltagem:
*V<sub>in</sub> Quando utilizado '''fonte externa''' a tensão da mesma pode ser obtida aqui.
*'''5V''' Tensão regulada de '''5V''' (independente de alimentado pelo cabo UBS ou fonte externa).
*5V Tensão regulada de '''5V''' (independente de alimentado pelo cabo UBS ou fonte externa).
*'''3,3V''' Tensão regulada de '''3,3V'''.
*3,3V Tensão regulada de '''3,3V'''.
*'''GND''' Pinos de '''terra'''.
*GND Pinos de '''terra'''.
*'''V<sub>in</sub>''' Quando utilizado '''fonte externa''' a tensão da mesma pode ser obtida aqui.
*IO<sub>ref</sub> Provê a tensão de referência que o microcontrolador opera.
*'''IO<sub>ref</sub>''' Fornece a tensão de referência que o microcontrolador opera, por exemplo, o UNO opera com 5V, mas o DUE opera em 3,3V.


===Entradas e Saídas===
===Entradas e Saídas===


;14 Entradas/Saídas Digitais: Operam com valores digitais LOW (0V) e HIGH (5V). Fornecem corrente de até 20mA. Qualquer corrente solicitada acima de 40mA pode danificar o Arduíno.
;14 Entradas/Saídas Digitais: Operam com valores digitais '''LOW''' ('''0V''') e '''HIGH''' ('''5V'''). Fornecem corrente de até '''20 mA'''. Qualquer corrente solicitada acima de '''40 mA''' pode danificar o Arduíno.


;6 Entradas Analógicas: Nomeadas de A0 até A5. Por default recebem valores analógicos entre 0V e 5V e convertem para digital com 10 bits de resolução (valores de 0 até 1023).  
;6 Entradas Analógicas: Nomeadas de '''A0''' até '''A5'''. Por default recebem '''valores analógicos entre 0V e 5V''' e convertem para digital com '''10 bits de resolução''' (valores de '''0''' a '''1023''').  
:É possível mudar a referência para a conversão analógico-digital usando a saída A<sub>ref</sub> e a função analogReference().
:'''A<sub>ref</sub>''' Usada para mudar a referência para a '''conversão analógico-digital''', deve ser usada em conjunto com a função '''analogReference'''(). Por exemplo, se quisermos converter sinal analógico entre 0 e 1,5V, colocamos esta tensão em A<sub>ref</sub>.


;6 Saídas PWM: Identificadas pelo sinal '''~'''. Fornecem '''saídas analógicas''' através de pulsos PWM (''Pulse Width Modulation'') de 8 bits. O sinal PWM é uma onda quadrada, com frequência constante, mas a fração de tempo em que o sinal é HIGH (5V) (duty cycle) pode variar entre 0 e 100%, fornecedo uma média de tensão variável na saída <ref>https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SecretsOfArduinoPWM</ref>.
;6 Saídas PWM: Identificadas pelo sinal '''~'''. Fornecem '''saídas analógicas''' através de '''pulsos PWM''' (''Pulse Width Modulation'') de '''8 bits'''  (valores de '''0''' a '''255''').  
:O sinal PWM é uma onda quadrada, com frequência constante, mas a fração de tempo em que o sinal é HIGH (5V) (''duty cycle'') pode variar entre 0 e 100%, fornecedo uma média de tensão variável na saída <ref>https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SecretsOfArduinoPWM</ref>.
[[Arquivo:PWM.gif]]
[[Arquivo:PWM.gif]]


;Led pino 13: O pino 13 tem um '''led montado na placa'''. Quando o pino for HIGH o led acende, quando for LOW o led apaga.
;Led pino 13: O pino 13 tem um '''led montado na placa'''. Quando o pino for HIGH o led acende, quando for LOW o led apaga.


;Serial 0 (RX) e 1 (TX): Usados para '''transmitir (TX) e receber (RX) serialmente''' dados TTL. Dados digitais TTL operam valores LOW (0V) e HIGH (5V).
;Serial 0 (RX) e 1 (TX): Os pinos 0 e 1 podem ser usados para '''transmitir (TX) e receber (RX) serialmente''' dados TTL.  
:Dados digitais '''TTL''' operam valores LOW (0V) e HIGH (5V).


;Interrupções externas: Os pinos 2 e 3 podem ser utilizados para dispararem interrupções externas com a função attachInterrupt().
;Interrupções externas: Os pinos 2 e 3 podem ser utilizados para dispararem '''interrupções externas''' com a função '''attachInterrupt()'''.


==Ambiente de desenvolvimento do Arduíno==
==Ambiente de desenvolvimento do Arduíno==
O ambiente de desenvolvimento de software do Arduíno usa uma linguagem de programação própria, baseada na '''linguagem C'''.
O ambiente de desenvolvimento de software do Arduíno usa uma linguagem de programação própria, baseada na '''linguagem C'''.


;Instalação: Para instalação no Ubuntu 14.04:
;Instalação: Para instalação no Ubuntu 20.04:
  sudo apt-get install arduino
  sudo apt update
sudo apt install arduino


Os programas fonte são identificados pela extensão <tt>'''.ino'''</tt>.
Os programas fonte são identificados pela extensão <tt>'''.ino'''</tt>.
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[[Image:ArduinoIDE.png | 400 px]]
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===Ambiente de programação S4A (Scratch for Arduíno)===
===Ambiente de programação S4A (Scratch for Arduíno)===
Também é possível programar o Arduíno usando o ambiente de programação [http://s4a.cat/ '''S4A''' (Scratch for Arduino)], permite realizar a programação do Arduino utilizando as mesmas estruturas da linguagem [[Scratch]], o que facilita muito o trabalho de quem está iniciando no mundo da programação de computadores.
Também é possível programar o Arduíno usando o ambiente de programação [http://s4a.cat/ '''S4A''' (Scratch for Arduino)], permite realizar a programação do Arduino utilizando as mesmas estruturas da linguagem [[Scratch]], o que facilita muito o trabalho de quem está iniciando no mundo da programação de computadores.
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;Instalação:
;Instalação:
#Baixar o arquivo '''ardublock-all.jar''' do site [https://sourceforge.net/projects/ardublock/ '''ArduBlock'''] (remover do nome do arquivo a data de compilação, deixando ardublock-all.jar);
#Baixar o arquivo '''ardublock-all.jar''' do site [https://sourceforge.net/projects/ardublock/ '''ArduBlock'''] (remover do nome do arquivo a data de compilação, deixando ardublock-all.jar);
#Verificar no diretório home a pasta sketchbook (ou Arduino, dependendo da versão da IDE) e criar nela os subdiretórios indicados para colocar o arquivo ardublock-all.jar ('''tools/ArduBlockTool/tool/ardublock-all.jar''');
#Verificar no diretório home a pasta '''sketchbook''' (ou '''Arduino''', dependendo da versão da IDE) e criar nela os subdiretórios indicados para colocar o arquivo ardublock-all.jar ('''tools/ArduBlockTool/tool/ardublock-all.jar''');
#Reiniciar a IDE do Arduíno;
#Reiniciar a IDE do Arduíno;
#O ArduBlock é acessado através da guia Tools.
#O '''ArduBlock''' é acessado através da guia '''Tools'''.
 
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==SimulIDE: Ambiente de simulação para Arduíno==
 
Existem diversos '''ambientes de simulação''' para o Arduíno, como o '''[https://www.simulide.com SimulIDE]''' e o '''[https://www.tinkercad.com TinkerCAD'''].
 
O '''SimulIDE''' é um simulador para '''Arduíno''' e '''circuitos eletrônicos''' que pode ser instalado em diferentes sistemas operacionais, sendo um sistema leve e fácil de utilizar.
 
;Instalação do SimulIDE no Ubuntu 20.04: Baixar a versão compatível com o sistema operacional de extrair o conteúdo do arquivo .tar.gz.
:Instalar dependências que precisam para o programa e estão descritas no arquivo README.md.
:Podem ser instaladas com o comando:
sudo apt-get install libqt5core5a libqt5gui5 libqt5xml5 libqt5svg5 libqt5widgets5 libqt5concurrent5 libqt5multimedia5 libqt5multimedia5-plugins libqt5serialport5 libqt5script5 libelf1
:O diretório "SimulIDE_x.x.x" tem tudo o que precisa para rodar o programa, ir até ele e executar:
./simulide
 
===Programação do Arduíno no SimulIDE===
 
A programação do Arduíno no '''SimulIDE''' pode ser realizada utilizando a própria '''IDE do Arduíno''', o que é interessante pelo fato de dispor de todos os exemplos prontos de programas.
 
;IDE Arduíno: Procedimentos:
*'''Compilar''' o programa;
*'''Exportar binário compilado''' (.hex)
/sketch/Exportar Binário compilado
;SimulIDE: Procedimentos:
*Clicar com o botão direito do mouse sobre o Arduíno e selecionar '''Load firmware''';
*Selecionar arquivo '''binário compilado''' (.hex).


[[Arquivo:ArduBlock.png|500px]]
====Uso do compilador no próprio SimulIDE====
O '''SimulIDE''' também apresenta uma área para '''edição de programa''', a qual pode ser utilizada para '''edição''', '''compilação''' e '''carga do programa''' no módulo de simulação.


===Software para desenho de circuitos com Arduíno===
Para utilizar esta facilidade do SimulIDE deve-se clicar com o botão direito do mouse na área de '''edição de programas''' e configurar o parâmetro '''Compiler path'''. O compilador o simulador utiliza o próprio compilador da IDE do Arduíno, portanto, deve-se configurar o caminho onde o programa está localizado.


[http://fritzing.org/download/ Fritzing]
Para descobrir o caminho onde está rodando a '''IDE do Arduíno''', pode habilitar as mensagens do compilador na IDE em
Arquivo/Preferências/Mostrar mensagens de saída durante compilação
Depois compilar um arquivo e verificar caminho onde o programa está instalado.


==Sensores e Shields para Arduíno==
===Binários compilados===
*[[Sensores para Arduíno]]
Quando exportamos o '''binário compilado''' são gerados dois arquivos '''.hex''':
*[[Comunicação e Shields para Arduíno]]
ino.standard.hex
ino.with_bootloader.standard.hex


==Eletrônica para Arduíno==
Como o nome indica, o primeiro não inclui o '''''bootloader'''''. Quando fazemos um '''carga normal''' de programa no Arduíno via '''USB''', o '''''bootloader''''' instalado no módulo recebe os dados pela '''comunicação serial''' e escreve o programa na '''memória ''flash'''''.
*[[Eletricidade Básica]]
*[[Resistores]]
*[[Eletrônica | Eletrônica Básica]]


==Sites de lojas virtuais: Arduíno, shields e acessórios===
O binário <code>ino.with_bootloader.standard.hex</code> é utilizado quando se usa um '''programador externo''', conectado aos pinos ICSP da placa, para gravar o programa na '''memória ''flash''''' do '''microcontrolador'''. Neste caso, o programador externo sobre-escreve o ''bootloader'' instalado no módulo, portanto, é necessário incluir a parte do ''bootloader'' para o módulo funcionar.
*[https://robocore.net/ Robocore]


==Referências==
==Referências==
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[[Categoria:Arduíno]]
[[Categoria:Arduíno]] [[Categoria:IoT]]

Edição atual tal como às 20h49min de 9 de maio de 2023

Arduíno

Descrição
O Arduino é um microcontrolador montado em uma plataforma de prototipagem eletrônica de hardware livre que pode ser utilizado em múltiplas aplicações. O Arduino é facilmente programável através de uma interface de programação (IDE) e pode ser utilizado para automação de dispositivos eletrônicos, acionamento de motores e leds, monitoramento de sensores, construção de protótipos de soluções tecnológicas e um mundo de possibilidades.
Links e referências

Algumas placas Arduino

Arduino UNO

Arduino Micro

Arduino Mega

Hardware do Arduíno UNO [1]

  • Microcontrolador ATmega328P
  • Voltagem de operação 5V
  • Alimentação recomendada 7-12V
  • Entradas/saídas digitais 14 (6 podem ser saídas PWM)
  • Saídas PWM "analógicas" 6
  • Entradas analógicas 6
  • Corrente DC por pino 20 mA
  • Corrente DC pino 3.3V 50 mA
  • Memória Flash 32 KB
  • Memória SRAM 2 KB
  • Memória EEPROM 1 KB
  • Velocidade do Clock 16 MHz

Voltagens de alimentação

O Arduíno pode ser alimentado pelo cabo USB ou por fonte externa.

A alimentação com fonte externa recomendada é 7-12V.

Pinos de voltagem
  • 5V Tensão regulada de 5V (independente de alimentado pelo cabo UBS ou fonte externa).
  • 3,3V Tensão regulada de 3,3V.
  • GND Pinos de terra.
  • Vin Quando utilizado fonte externa a tensão da mesma pode ser obtida aqui.
  • IOref Fornece a tensão de referência que o microcontrolador opera, por exemplo, o UNO opera com 5V, mas o DUE opera em 3,3V.

Entradas e Saídas

14 Entradas/Saídas Digitais
Operam com valores digitais LOW (0V) e HIGH (5V). Fornecem corrente de até 20 mA. Qualquer corrente solicitada acima de 40 mA pode danificar o Arduíno.
6 Entradas Analógicas
Nomeadas de A0 até A5. Por default recebem valores analógicos entre 0V e 5V e convertem para digital com 10 bits de resolução (valores de 0 a 1023).
Aref Usada para mudar a referência para a conversão analógico-digital, deve ser usada em conjunto com a função analogReference(). Por exemplo, se quisermos converter sinal analógico entre 0 e 1,5V, colocamos esta tensão em Aref.
6 Saídas PWM
Identificadas pelo sinal ~. Fornecem saídas analógicas através de pulsos PWM (Pulse Width Modulation) de 8 bits (valores de 0 a 255).
O sinal PWM é uma onda quadrada, com frequência constante, mas a fração de tempo em que o sinal é HIGH (5V) (duty cycle) pode variar entre 0 e 100%, fornecedo uma média de tensão variável na saída [2].

Led pino 13
O pino 13 tem um led montado na placa. Quando o pino for HIGH o led acende, quando for LOW o led apaga.
Serial 0 (RX) e 1 (TX)
Os pinos 0 e 1 podem ser usados para transmitir (TX) e receber (RX) serialmente dados TTL.
Dados digitais TTL operam valores LOW (0V) e HIGH (5V).
Interrupções externas
Os pinos 2 e 3 podem ser utilizados para dispararem interrupções externas com a função attachInterrupt().

Ambiente de desenvolvimento do Arduíno

O ambiente de desenvolvimento de software do Arduíno usa uma linguagem de programação própria, baseada na linguagem C.

Instalação
Para instalação no Ubuntu 20.04:
sudo apt update
sudo apt install arduino

Os programas fonte são identificados pela extensão .ino.

A própria IDE do Arduíno apresenta vários exemplos de aplicações e programas que ajudam quem está iniciando a programá-lo.

SimulIDE: Ambiente de simulação para Arduíno

Existem diversos ambientes de simulação para o Arduíno, como o SimulIDE e o TinkerCAD.

O SimulIDE é um simulador para Arduíno e circuitos eletrônicos que pode ser instalado em diferentes sistemas operacionais, sendo um sistema leve e fácil de utilizar.

Instalação do SimulIDE no Ubuntu 20.04
Baixar a versão compatível com o sistema operacional de extrair o conteúdo do arquivo .tar.gz.
Instalar dependências que precisam para o programa e estão descritas no arquivo README.md.
Podem ser instaladas com o comando:
sudo apt-get install libqt5core5a libqt5gui5 libqt5xml5 libqt5svg5 libqt5widgets5 libqt5concurrent5 libqt5multimedia5 libqt5multimedia5-plugins libqt5serialport5 libqt5script5 libelf1
O diretório "SimulIDE_x.x.x" tem tudo o que precisa para rodar o programa, ir até ele e executar:
./simulide

Programação do Arduíno no SimulIDE

A programação do Arduíno no SimulIDE pode ser realizada utilizando a própria IDE do Arduíno, o que é interessante pelo fato de dispor de todos os exemplos prontos de programas.

IDE Arduíno
Procedimentos:
  • Compilar o programa;
  • Exportar binário compilado (.hex)
/sketch/Exportar Binário compilado
SimulIDE
Procedimentos:
  • Clicar com o botão direito do mouse sobre o Arduíno e selecionar Load firmware;
  • Selecionar arquivo binário compilado (.hex).

Uso do compilador no próprio SimulIDE

O SimulIDE também apresenta uma área para edição de programa, a qual pode ser utilizada para edição, compilação e carga do programa no módulo de simulação.

Para utilizar esta facilidade do SimulIDE deve-se clicar com o botão direito do mouse na área de edição de programas e configurar o parâmetro Compiler path. O compilador o simulador utiliza o próprio compilador da IDE do Arduíno, portanto, deve-se configurar o caminho onde o programa está localizado.

Para descobrir o caminho onde está rodando a IDE do Arduíno, pode habilitar as mensagens do compilador na IDE em 

Arquivo/Preferências/Mostrar mensagens de saída durante compilação

Depois compilar um arquivo e verificar caminho onde o programa está instalado.

Binários compilados

Quando exportamos o binário compilado são gerados dois arquivos .hex: 

ino.standard.hex

ino.with_bootloader.standard.hex

Como o nome indica, o primeiro não inclui o bootloader. Quando fazemos um carga normal de programa no Arduíno via USB, o bootloader instalado no módulo recebe os dados pela comunicação serial e escreve o programa na memória flash.

O binário ino.with_bootloader.standard.hex é utilizado quando se usa um programador externo, conectado aos pinos ICSP da placa, para gravar o programa na memória flash do microcontrolador. Neste caso, o programador externo sobre-escreve o bootloader instalado no módulo, portanto, é necessário incluir a parte do bootloader para o módulo funcionar.

Referências

  1. ↑ https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno
  2. ↑ https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SecretsOfArduinoPWM
Disponível em “http://wiki.foz.ifpr.edu.br/wiki/index.php?title=Arduino&oldid=30291”