Arduino: Entradas e Saidas
Minicurso: Arduíno e eletrônica
Este minicurso tem como objetivos realizar uma introdução ao microcontrolador Arduíno e a eletrônica a partir de atividades teóricas e práticas.
O minicurso está organizados em módulos, cada um deles trabalhando conceitos específicos sobre o microcontrolador Arduíno e os correspondentes conceitos de eletricidade e eletrônica envolvidos.
Características do microcontrolador Arduíno
Saídas digitais
- O Arduíno possui 14 Entradas/Saídas Digitais
- As entradas/saídas digitais estão localizadas nos pinos 0 a 13.
- Estas entradas/saídas operam com valores digitais LOW e HIGH, os quais correspondem aos valores de tensão 0 V e 5 V, respectivamente..
- Cada pino fornece corrente de até 20 mA, sendo que qualquer corrente solicitada acima de 40mA pode danificar o Arduíno.
- pinMode
- Comando da linguagem de programação do Arduíno que configura o pino digital como entrada (INPUT) ou saída (OUTPUT).
- Exemplo:
pinMode(13, OUTPUT);
Laboratório 1: Saída digital
- Blink
- Carregar no Arduíno o programa exemplo para piscar o led do pino 13, mantendo acesso por 1 seg e em seguida apagada por 1 seg. O led do pino 13 é um led instalado na própria placa do Arduíno.
- Modificar o tempo (delay) e verificar a mudança na frequência do piscar do led.
Leds
Para entender o funcionamento dos leds, alguns conceitos são necessários:
- Eletricidade Básica
- Conceitos de tensão, corrente e resistência elétrica.
- Diodos e Leds
- Cálculo do resistor de proteção de um circuito com led.
Laboratório 2: Acionamento de vários Leds
- Blink
- Montar hardware para acionamento de 3 leds (vermelho, verde e amarelo), comandados por 3 saídas digitais independentes, utilizando resistores de proteção adequados.
- Modificar programa blink para acionar os leds como um semáforo, con temporização adequada para cada cor.
Frequência e período de um sinal periódico
A frequência é uma grandeza física que indica o número de ocorrências de um evento (ciclo ou oscilações) em um determinado intervalo de tempo. Esse tempo recebe o nome de período (T).
A unidade de medida de frequência é o Hertz (Hz):
1 Hz = 1 ciclo/segundo 60 Hz = 60 ciclos/segundo (p. ex. frequência da tensão alternada senoidal da rede elétrica) 1 KHz = 1000 ciclos/segundo
Relação entre frequência (f) e período (T):
f = 1 / T
Sinais periódicos digitais geralmente são ondas quadradas, com os níveis lógicos LOW (0 V) e HIGH (5 V). A transição LOW para HIG é chamada transição positiva (borda de subida) e a transição de HIGH para LOW é chamada transição negativa (borda de descida).
Led RGB
Um led RGB apresenta em um único led a possibilidade de fornecer todas as cores, obtidas a partir da mistura das cores primárias luz, vermelho (Red), verde (Green) e azul (Blue).
Um led RGB, portanto, reúne em um único componente três leds diferentes, utilizando um terminal comum. Os leds RGB são encontrados em duas estruturas:
- Catodo comum;
- Anodo comum.
Laboratório 3: Led RGB
- Blink
- Montar hardware para led RGB anodo comum utilizando resistores de proteção adequados.
- Modificar programa blink para piscar cores vermelho (R), verde (G) e azul (B) alternadamente;
- Variar a frequência do piscar de leds RGB nos seguintes valores:
- 1 Hz
- 10 Hz
- 100 Hz
- 1000Hz
- Verificar o resultado nas cores observadas.
Entradas digitais
Um pino digital do Arduíno pose ser definido como entrada (INPUT).
pinMode(2, INPUT)
Neste caso o Arduíno vai ler se o estado do pino é LOW (0 V) ou HIGH (5 V).
Chave digital
Uma chave digital fornecerá 0 V (LOW) ou 5 V (HIGH) caso estiver aberta ou fechada.
- Caso a chave estiver aberta, não haverá sobre o resistor e a tensão entregue ao pino do Arduíno será 0 V.
- Caso a chave estiver fechada, haverá corrente no resistor e a tensão entregue ao pino do Arduíno será 5 V.
- Corrente no resistor: 5 / 10k = 0,5 mA
Lab 3: Entrada digital
- Botton
- Programa exemplo para ligar ou desligar led em função de pressão em chave digital.
--Evandro.cantu (discussão) 16h33min de 12 de setembro de 2016 (BRT)
