ARDUINO -Cartilha para Programação em C

Autor: João Alexandre da Silveira

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Esse livreto de pouco mais de 20 páginas é um guia de consulta rápida para os iniciantes em programação do ARDUINO para criação de interfaces simples de hardware. Ele resume em tabelas, imagens e gráficos de fácil compreensão a função das portas físicas de entrada e de saída do ARDUINO e os principais comandos da sua linguagem de programação. A idéia foi reunir em um pequeno guia de bancada a descrição de cada pino do ARDUINO e as funções na sua linguagem de programação relativas a esses pinos. Tambem estão incluídas as funções para comunicação serial.

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DO MESMO AUTOR:

          Monte seus próprios projetos com o Arduino utilizando as linguagens C e Processing

Lançamento pela Editora Ensino Profissional

Este livro foi escrito para estudantes, projetistas e profissionais de Eletrônica que desejam conhecer o Arduino. Não é necessário ter um conhecimento profundo de microcontroladores e sua programação para que você, caro leitor, comece a criar seus próprios projetos baseados nessa plataforma de hardware.
A linguagem padrão para programação do Arduino é baseada na já consagrada linguagem C/C++. Com uns poucos comandos dessa linguagem, o leitor verá que o Arduino pode ler sinais analógicos externos e a partir deles controlar pequenas cargas e circuitos simples conectados às suas saídas.

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O Arduino é um microcontrolador e alguns outros componentes eletronicos montados numa pequena placa de circuito impresso com uma interface serial para comunicação com um computador padrão PC. Nessa placa existe tambem alguns conectores onde podem ser ligados outros circuitos externos, como sensores, leds, chaves, relés e pequenos motores. O Arduino é uma ferramenta para criação de protótipos de Eletronica baseada no conceito de software e hardware livres.

São chamados de software e hardware livres aqueles projetos que são criados para o domínio público. Isso quer dizer que esses projetos podem ser copiados e modificados por outras pessoas conforme suas necessidades e depois podem ser colocados de volta ao domínio público de modo que outros usuários possam usufruir dessas mudanças em seus próprios projetos. O Arduino foi concebido segundo esse conceito para auxiliar artistas, projetistas e estudantes interessados na criação de objetos e ambientes interativos.  Interação é a ação recíproca entre um usuário e um equipamento. Um objeto interativo é aquele capaz de dar respostas imediatas a comandos do usuário. As cenas em um video game são um bom exemplo de ambiente interativo.  O Arduino pode servir de plataforma, por exemplo, para você construir um aparelho de biofeedback que mostre na tela do seu PC imagens que podem mudar de forma interativa com o seu estado mental.

O Arduino é composto por duas partes principais: um hardware, a placa de circuito impresso com o microcontrolador, e um software, o bootloader , um aplicativo residente na memória de programas desse microcontrolador. Externamente existe tambem uma interface gráfica, um programa que roda em ambiente Windows ou Linux num computador PC ou numa máquina Apple com o Mac OS X . É nessa interface gráfica ou ambiente de desenvolvimento integrado (IDE – Integrated Development Environment) onde criamos os programas que vão ser carregados no Arduino. São esses programas, chamados de sketches, que vão dizer ao hardware o que deve ser feito.

Na foto abaixo podemos ver como é o Arduino modelo Duemilanove.

O hardware do Arduino é baseado nos microcontroladores AVR da Atmel, em particular nos modelos ATmega8,  ATmega168, ATmega328 e  no ATmega1280. Conforme o microcontrolador utilizado o Arduino recebe um codinome em italiano. Veja na tabela comparativa abaixo as diferenças principais entre os Arduinos em relação ao microcontrolador que recebe. 

O projeto original do Arduino foi baseado no circuito básico com um microcontrolador ATmega 8, veja o diagrama em blocos abaixo. Ao mesmo projeto foi então incorporado uma fonte de alimentação simples com o regulador LM7805, um circuito de conversão para comunicação serial RS-232, e alguns conectores para controle externo e entrada de sensores. Tambem foi acrescido ao projeto um conector para a programação do microcontrolador no circuito, o ICSP ou In-Circuit Serial Programming.

O Arduino em blocos

O Arduino é uma pequena placa de circuito impresso de cerca 6 cm x 7 cm onde são montados um microcontrolador ATmega 8/168, um cristal ou resonador ceramico de 16Mhz, uma chave mecanica de reset, alguns resistores e capacitores e um conjunto de conectores padronizados. Nas placas dos primeiros Arduinos tambem eram montados um regulador de tensão, um circuito conversor RS-232 com transistores ou com o circuito integrado MAX-232 e dois LEDs, um para indicar alimentação e outro para monitoração e testes de programas simples.

O Arduino possui um total de sete conectores. São dois conectores com os 14 pinos digitais que ficam na parte superior da placa e são identificados com serigrafia como “DIGITAL” e numerados de 0 a 13, da direita para a esquerda. Os pinos 0 e 1 são os dois pinos RX e TX de comunicação serial entre o Arduino e um computador PC.  Na parte inferior da placa à direita fica o conector de 6 pinos identificado como “ANALOG IN” para sinais analógicos (tensões de entrada de 0 a +5 volts).

Aqui os pinos são contados da esquerda para a direita e com serigrafia são identificados com os números de 0 a 5. Esses pinos podem ser programados tambem como entradas ou saídas digitais da mesma forma que os 14 pinos digitais, podendo assim obtermos 20 pinos digitais. O pino de entrada de tensão de referência (“AREF”) para esse conversor fica no conector digital da esquerda, é o último pino. À direita deste pino fica um pino de terra (“GND”). À esquerda de “ANALOG IN” existe um conector auxiliar identificado como “POWER” com tensões para alimentar um circuito externo eventualmente conectado ao Arduino. Ao lado botão RESET fica o conector “ICSP” (In-Circuit Serial programming) que tem seus pinos ligados diretamente a alguns pinos do ATmega8/328 e é conectado a porta paralela de um PC atraves de um cabo para a programação do bootloader do ATmega8/328. Uma vez programado o bootloader numa parte da memória de programa do microcontrolador, toda a programação do Arduino passa a ser feita pelo conector serial RS232 ou USB presente no Arduino.

Por fim, ainda à esquerda da placa, logo abaixo do conector serial, fica a entrada para a alimentação do Arduino, um conector tipo jack que pode receber tensões de 9 a 15 volts CC com o positivo no pino central. Nos Arduinos com porta serial USB a alimentação da placa é tomada do PC por por dois pinos desse cabo USB.

Um módulo de desenvolvimento com o Arduino

Uma matriz de contatos para o Arduino

Um monitor de batimentos cardíacos com o Arduino

Monte seu próprio Arduino

Alguns projetos de Eletronica

Uma fonte de alimentação para a bancada de Eletronica

Stress Meter - Um Monitor Eletronico do seu Estado Emocional

Eletronica e Manutenção

Alguns links com temas sobre o Arduino

http://www.arduino.cc/ Tudo sobre o Arduino está aqui no site oficial.

http://arduinotutorial.blogspot.com/ Outro tutorial de como montar uma placa Arduino Serial de face simples.

http://blog.makezine.com/archive/category/arduino Noticias e dezenas de projetos interessantes com o Arduino.

 

 

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