Introdução à plataforma Arduino

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Slides da palestra de Hugo Reinaldo sobre a plataforma Arduino, no IV ECD realizado no IFPB.

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Introdução à plataforma Arduino

  1. 1. OBJETIVOS● Apresentar conceitos básicos sobre Computação Física, Sistemas Embarcados e Microcontroladores;● Apresentar a plataforma de prototipação Arduino;● Apresentar API básica de desenvolvimento.
  2. 2. INTRODUÇÃOCOMPUTAÇÃO FÍSICA
  3. 3. INTRODUÇÃO – Computação Física● O que é Computação Física ? ● “Physical computing is about creating a conversation between the physical world and the virtual world of the computer.” - Igoe● Utilização de sensores, atuadores e microcontroladores;● Interligar o mundo físico com o mundo virtual.
  4. 4. INTRODUÇÃO – Computação Física● Perceber e responder a eventos no mundo físico através de sensores;● Comportamento implementado por software;● Objetivo de alterar a forma de interação entre humanos e computadores.
  5. 5. INTRODUÇÃO – Computação FísicaComo os computadores nos veem ?
  6. 6. INTRODUÇÃO – Computação Física Saída: interação com teclado e mouse; Entrada: interação com o monitor; Entrada: interação com caixas de som. “To change how the computer reacts to us, we have to change how it sees us.” - Igoe
  7. 7. INTRODUÇÃOSISTEMAS EMBARCADOS
  8. 8. INTRODUÇÃO – SISTEMAS EMBARCADOS● Definição do termo Sistemas Embarcados não é universal;● “Hardware programável, com poder de processamento, para realizar uma tarefa específica.” - Vahid;● Executam repetidamente apenas um programa.
  9. 9. INTRODUÇÃO – SISTEMAS EMBARCADOS
  10. 10. INTRODUÇÃO – SISTEMAS EMBARCADOS● Mais limitados em funcionalidades de hardware e/ou software do que os PCs;● “Some devices that are called embedded systems, such as PDAs or web pads, are not really embedded systems.”- Noergaard
  11. 11. INTRODUÇÃO – SISTEMAS EMBARCADOS
  12. 12. INTRODUÇÃOMICROCONTROLADORES
  13. 13. INTRODUÇÃO - MICROCONTROLADORES● Componentes que formam um microcomputador agrupados em um único chip de silício.● Dos 9 bilhões de processadores fabricados em 2005, menos de 2% foram para PCs. Os outros 8,8 bilhões foram para sistemas embarcados;● “Microcontroladores são o coração e a alma de muitos eletrodomésticos do dia a dia.” - Grade;
  14. 14. INTRODUÇÃO - MICROCONTROLADORES● Formam a ponte entre hardware e software;● Dispositivos discretos que podem interagir com os diversos componentes de um circuito;● Podem variar em 8-bit, 16-bit ou 32-bit, o que se refere ao tamanho dos registradores internos e do acumulador.
  15. 15. INTRODUÇÃO - MICROCONTROLADORES
  16. 16. INTRODUÇÃO - MICROCONTROLADORES Atmega 8 Atmega 328Attiny 45 NXP LPC176x OMAP 3530
  17. 17. INTRODUÇÃOPLATAFORMA ARDUINO
  18. 18. PLATAFORMA ARDUINO - INTRODUÇÃO● O que é o Arduino ? ● “Projeto opensource que consiste em hardware e software.” - Schimidt;● Inicialmente criado para designers e artistas como plataforma de prototipação para os cursos de design de interação;● Atualmente utilizada como plataforma de prototipação por amadores e especialistas em todo o mundo.
  19. 19. PLATAFORMA ARDUINO - INTRODUÇÃO● Concebida para ser fácil de usar por iniciantes que possuem pouca experiência com software e eletrônica;● A combinação do hardware e do software permite desenvolver projetos que podem ser utilizados para controlar o mundo físico;● Hardware de baixo custo se comparado com outras soluções podendo ser desenvolvido, projetos de hardware também são opensource.
  20. 20. PLATAFORMA ARDUINO - HARDWAREADK MEGA LilyPad MiniNano Severino UNO
  21. 21. PLATAFORMA ARDUINO - HARDWARE IBM PC/XT 5160 Arduino UNO● Clock - 4.7 Mhz ● Clock - 16 Mhz● RAM - 128 KB ● SRAM - 2 KB● Flash - 370 KB ● Flash - 32 KB
  22. 22. PLATAFORMA ARDUINO – HARDWARE SHIELDS Motor Shield GPS Shield Joystik Shield Ethernet XBee (Wireless)USB Host
  23. 23. PLATAFORMA ARDUINO – HARDWARE PLACA ARDUINO UNO
  24. 24. PLATAFORMA ARDUINO - HARDWAREArduino SHIELDS
  25. 25. PLATAFORMA ARDUINO – SOFTWARE ARDUINO IDE
  26. 26. PLATAFORMA ARDUINO – SOFTWARE BLOCOS SKETCHES int LED_PIN=13;escopo global int DELAY=1000; void setup() { setup() // initialize the digital pin as an output. // Pin 13 has an LED connected on most Arduino boards: pinMode(LED_PIN, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(LED_PIN, HIGH); // set the LED on loop() delay(DELAY); // wait for a second digitalWrite(LED_PIN, LOW); // set the LED off delay(DELAY); // wait for a second }
  27. 27. PLATAFORMA ARDUINO – SOFTWARE ENTRADA/SAÍDA DIGITALpinMode( PIN, MODE ); – Configurar um pino para um modo específico. ● pinMode(13, OUTPUT);digitalRead( PIN ); – Ler o valor/estado(HIGH, LOW) de um pino. ● valor = digitalRead(13);digitalWrite( PIN, VALOR ); – Atribuir um nível de tensão a um pino (HIGH = 5v, LOW = 0v) ● digitalWrite(13, HIGH);
  28. 28. PLATAFORMA ARDUINO – SOFTWARE COMUNICAÇÃO SERIAL - RS232Serial.begin( BAUDRATE ); – Configurar a porta serial para uma velocidade específica. ● Serial.begin(9600);Serial.read( ); – Ler dados da porta serial. ● byte = Serial.read( );Serial.print( STRING ); – Escrever uma string na porta serial. ● Serial.print(“V ENSOLn”);
  29. 29. PLATAFORMA ARDUINO – SOFTWARE ENTRADA/SAÍDA ANALÓGICAanalogReference( TYPE ); – Configurar a tensão de referência para entrada analógica. ● analogReference( DEFAULT );analogRead( PIN ); – Ler o valor(0-1023 = .0049V resolução) de um pino analógico. ● valor = analogRead(3);analogWrite( PIN, VALOR ); – Atribuir um valor(0-255) analógico(PWM) em um pino. ● analogWrite(3, 10);
  30. 30. PLATAFORMA ARDUINO – SOFTWARE INTERRUPÇÕESinterrupts( ); – Habilitar interrupções externas. ● Interrupts();attachInterrupt( ID, FUNCAO, MODO ); – Especificar uma função a ser chamada quando a interrupção externa ocorrer. ● attachInterrupt( 0, funcao, CHANGE );detachInterrupt( ID ); – Desabilitar uma interrupção. ● detachInterrupt( 0 );
  31. 31. REFERENCIASArduino; www.arduino.ccHackaday; www.hackaday.comMakezine; blog.makezine.comPhysical Computing: Sensing and Controlling the Physical World with Computers.Igoe; Thomson; (2004).Embedded System Design: A Unified Hardware/Software Approach. Vahid; (1999).Embedded Systems Architecture: A Comprehensive Guide for Engineers andProgrammers. Noergaard; (2005).tinyAVR Microcontroller Projects for the Evil Genius. Gadre; (2011).
  32. 32. PERGUNTAS ???
  33. 33. OBRIGADO !!!! hugo@entrebits.com.br

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