Crie projetos de forma versátil e faça testes rápidos com esta plataforma de prototipagem eletrônica

Conheça e implemente o arduíno para mudar sua forma de ver a prática da eletrônica.

Será que é caro implementar projetos em casa para resolver pequenas dificuldades? Será que é difícil e trabalhoso? Será que ter mais tecnologia em casa depende de recursos industriais?

Você da área técnica tem o conhecimento que pode ser o diferencial na busca por novas oportunidades de negócio.

O tema aqui tratado será de fácil acesso caso você queira aplicar o que já sabe nesta plataforma tecnológica.

Problemas do dia-a-dia podem ser resolvidos com todos os recursos eletrônicos envolvidos em placas de prototipagem eletrônica!

O desenvolvimento da tecnologia tenderá a ser mais orientado por empreendedores que souberem utilizar ferramentas de baixo custo como o arduíno. Eles competirão com grandes empresas no processo de inovação.

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O que é arduíno?

O que é arduíno?

É uma plataforma open-source de prototipagem eletrônica que permite fácil uso do hardware e do software. Pensado inicialmente para ajudar estudantes sem uma boa base de eletrônica e programação.

Ser open-source faz com que o usuário adapte os recursos às suas próprias necessidades, tanto em hardware quanto em software.

Pessoas de vários países contribuem com o desenvolvimento dos recursos da plataforma. Na página oficial você pode enviar dicas, circuitos, programas, tutoriais e muito mais!

As seguintes características facilitam a vida de estudantes, professores e demais interessados:

  • É barato: quando comparado com outras placas baseadas em microcontrolador, o arduíno possui baixo custo. Você pode até mesmo montar sua própria versão;
  • Ambiente de programação simples e claro: O IDE (ambiente de desenvolvimento integrado) é simples de usar mesmo para iniciantes e bem flexível para usuários avançados;
  • Multi-plataforma: o IDE roda em sistemas operacionais Windows, Linux e Macintosh OSX, o que difere da maioria dos sistemas microcontrolados que são limitados ao Windows;
  • Software extensível: a linguagem pode ser expandida através de bibliotecas C++;
  • Hardware extensível: por ser publicado sob licença Creative Commons, projetistas de circuitos podem criar suas próprias versões do módulo.

A comunicação através do arduíno IDE

IDE do arduíno para comunicação com o computador

O IDE é utilizado no seu computador para escrever o código que é transferido ao microcontrolador contido na placa do arduíno.

Para isso, basta utilizar um cabo USB, o que é outro diferencial desta plataforma. Em outras placas é necessário utilizar um hardware auxiliar (conhecido como programador) para gravar o código no microcontrolador.

A linguagem de programação utilizada é uma versão simplificada da linguagem C++, o que facilita o aprendizado.

A placa Arduíno UNO é uma das mais populares e recomendada para iniciantes.

Para que serve o arduíno?

Aplicações do arduíno

Escrevi no título a palavra versátil por traduzir perfeitamente a capacidade de aplicação dos seus recursos. O limite é a sua criatividade, mas obviamente ele não pode ser utilizado em tudo.

De acender um simples LED em intervalos regulares até criar interfaces de comunicação para IoT (Internet of Things), suas necessidades podem ser atendidas sem maiores dificuldades. Com dedicação e gosto pelo fazer, você consegue resolver vários problemas.

E por ser voltada a protótipos, empreendedores podem fazer vários testes imediatos antes de enviar placas para a produção final.

Para tornar o arduíno ainda mais poderoso, a integração com o Raspberry pi é possível. Você pode encontrar instruções e mais informações aqui neste link.

Tipos de arduíno

Tabela com alguns tipos de arduíno

Como pode ser visto na imagem acima, que não apresenta todos os tipos, as características variam bastante entre eles. Assim, cada projeto poderá ser melhor prototipado.

Na primeira linha estão elementos a serem observados em função das necessidades do seu projeto, para então escolher o tipo ideal:

  • Tensão de alimentação do processador;
  • Tensão da fonte de alimentação;
  • Tipos e capacidades da memória;
  • Quantidade de pinos de entrada e saída digitais;
  • Quantidade de pinos para o PWM (modulação por largura de pulso);
  • Quantidade de entradas analógicas;
  • Dimensões da placa, que influenciam a portabilidade do projeto;
  • Compatibilidade com Shields, uma parte de especial importância por limitar a quantidade de funções adicionais que podem ser adicionadas ao projeto.

Módulos do arduíno, Shields e Kits

Placas para você começar

primeiras placas, para você começar a usar o arduíno

No começo o que vai aprender será para ficar ambientado com os recursos básicos, os componentes iniciais, a interface com o computador e a linguagem de programação.

Você vai aprender a programar diferentes intervalos em que um LED será aceso. Então, para facilitar sua vida, um KIT básico é necessário por conter tudo o que é necessário no começo:

kit básico do arduíno

Dá para começar mesmo sem comprar um kit, apenas com resistores, LEDs, chave de toque e protoboard (matriz de contatos). Mas logo você vai querer muito mais! Vou inserir mais conteúdos para os seguintes tópicos:

O arduíno UNO

Tem 14 pinos para serem utilizados como entrada ou saída digital. Eles trabalham com tensão de 5 V. Cada pino fornece ou recebe uma corrente máxima de 40 mA e possui um resistor interno de pull-up, o qual pode ser habilitado por software.

Algumas funções especiais de alguns pinos:

  • Comunicação serial: pino 0 e 1 para comunicação serial. Eles são ligados ao microcontrolador que faz a comunicação USB com o PC;
  • Interrupção externa: pinos 2 e 3, que pode ser configurados para produzir uma interrupção externa;
  • PWM : pinos 3, 5, 6, 9, 10 e 11, que podem ser utilizados para saídas PWM de 8 bits.

Existe ainda o arduíno Pro Mini, criado com o intuito de ser uma alternativa de baixíssimo custo. O Pro mini não tem, por exemplo, pinos soldados e nem fonte de alimentação.

O arduíno Leonardo

Mais poderoso do que o UNO, com mais opções de funções que podem ser utilizadas através da conexão de seus pinos. Algumas das funções:

  • Para saídas PWM: pinos 3, 5, 6, 9, 10, 11 e 13. Podem ser utilizados como saidas PWM de 8 bits de resolução;
  • Para Comunicação TWI: pinos 2 (SDA) e 3 (SCL) para comunicação TWI (I2C da empresa Atmel);
  • Entradas Analógicas: 12 entradas analógicas para interação com o mundo analógico. Entradas com esse objetivo: A0 a A5 e mais 6 entradas na parte dos pinos digitais (A6 a A11, nos pinos 4, 6, 8, 9, 10 e 12).

Avançar com mais funcionalidades

funções avançadas com estas placas de arduíno

Aqui você dará o próximo passo no desenvolvimento de projetos mais avançados, que necessitem de mais memória de programa, mais terminais de entrada e saída, e outros recursos mais específicos.

Exemplos de placas para IoT

arduíno para internet das coisas

De acordo com a atual tendência o mundo será cada vez mais conectado, seja diretamente através de dispositivos ou indiretamente entre aparelhos e “coisas” (objetos).

Exemplos de interação do arduíno com a internet das coisas:

  1. Tirar foto e postar automaticamente numa rede social;
  2. Exibir tweets numa matriz de LEDs;
  3. Um termostato inteligente controlado por mensagens enviadas remotamente.

Shields: elementos extras

exemplo de shield CAN para arduínoSão componentes ou elementos adicionais (extensões) para você conectar à placa principal e poder utilizar mais recursos.

Alguns exemplos de Shields:

  • Ethernet: realiza a conexão do arduíno com uma rede local;
  • Bluetooth low energy: permite a comunicação com outros dispositivos bluetooth;
  • Motor: permite controlar alguns motores, relés e solenoides;
  • Potência: permite trabalhar com alguns relés e chaves de maior potência.
  • Botão: uma grade de botões/teclas para quando você precisar de um computador portátil ou mesmo um teclado.

Placa arduíno wifi

A placa tradicional do arduíno, mas com um módulo ESP8266 já inserido.

A placa Arduino UNO Wifi possui quatro conectores que servem para interface com o mundo externo. A configuração é idêntica a do Arduino UNO tradicional. Os pinos estão organizados da seguinte maneira na placa:

  • 14 pinos (0-13) para entrada e saída digital: Podem ser utilizados como entradas ou saídas digitais em função da sua necessidade e do que foi definido no sketch criado na IDE.
  • 6 pinos de saídas analógicas (pinos 3, 5, 6, 9, 10 e 11): São pinos digitais que podem ser programados para ser utilizados como saídas analógicas, utilizando modulação PWM.
  • 6 pinos de entradas analógicas (A0 – A5): recebem valores analógicos, como a tensão de um sensor externo. A tensão de cada pino deve ficar entre 0 e 5 V, que será convertida em valor digital (de 0 a 1023).

Simulador de arduíno

Fritizing: simulador de arduíno
Simulador Fritizing

E claro, como não poderia deixar de ser, você também pode simular seus circuitos antes de partir para a montagem real. Simular falhas também é recomendado, já que você estará lidando com algo que poderá ser perigoso.

E você ainda pode testar o código de programação antes de transferí-lo à placa do arduíno. Abaixo alguns simuladores que podem ser facilmente encontrados com uma simples busca:

  • Virtual Breadboard: simulador de circuitos com um toolkit para a utilização de placas de arduíno, como a UNO. Inspirado no Microsoft Visual Studio.
  • Circuits.io: um laboratório online, com ferramentas bem completas.
  • Fritzing: famosa plataforma para makers, com imagens bem realistas de componentes eletrônicos e outros itens, como conectores.