Introdução ao Arduino: 18 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

Você já se perguntou como fazer seus próprios dispositivos como estação meteorológica, painel de carro para monitorar combustível, velocidade e rastreamento de localização ou controlar seus eletrodomésticos controlados por smartphones ou você já se perguntou como fazer robôs sofisticados que podem falar, andar e mover seus braços ou que tal fazer seus próprios dispositivos mp3 player, fazer dispositivo de detecção de impressão digital, sistema automatizado de irrigação de plantas, sensor de terremoto, walkie talkie ou sistema de vigilância baseado em câmeras de CFTV com controle remoto. Se você já se perguntou e está disposto a colocar sua contribuição na digitalização do mundo, então acredite que você pode fazer todas as coisas que deseja criar e, então, deve ter conhecimento de alguns eletrônicos básicos e sobre microcontroladores. O microcontrolador é um projeto de circuito integrado compacto que recebe entradas de diferentes sensores, ou seja, sensor de temperatura, sensor de detecção de movimento, sensor de alcance, etc. e é programado para obter a saída desejada de atuadores, ou seja, leds, motores, relés, etc. Aprender, compreender e criar esses dispositivos não é uma tarefa difícil, com a grande contribuição da comunidade Arduino para o mundo, pois é acessível a todos os amadores e engenheiros ao redor do mundo.

O Arduino é uma plataforma de hardware e software de código aberto para amadores e engenheiros lerem entradas de diferentes sensores, processar essas entradas e fornecer a saída desejada ativando diferentes atuadores, ou seja, basicamente, você pode dizer que o Arduino pode ser o cérebro de muitos projetos.

Etapa 1: Tipos de Arduino

Existem diferentes tipos de placas Arduino com diferentes números de pinos analógicos, digitais e PWM e a grande coisa é que você pode facilmente começar a trabalhar com qualquer um deles. Diferentes adições ao Arduino são listadas aqui.

● Arduino Uno

● Arduino Due

● Arduino Mega

● Arduino Leonardo Board

● Lillypad Arduino Board

Etapa 2: Arduino Uno

A maioria dos iniciantes começa a usar o Arduino Uno, é a bordo que tem o microcontrolador principal ATMegga328 com memória de SRAM de 2KB e flash de 32KB, ele possui 14 I / 0 digitais em que 6 são PWM e 6 são pinos de saída analógica. um botão de reinicialização, um conector de alimentação, uma conexão USB e muito mais. Inclui tudo o que é necessário para segurar o microcontrolador; simplesmente conecte-o a um PC com a ajuda de um cabo USB e forneça o suprimento para começar com um adaptador AC-DC ou bateria.

Etapa 3: Arduino devido

O microcontrolador principal do Arduino Due é o AT91SAM38XE com memória de 96KB SRAM, o flash de 512KB consiste em 54 pinos digitais em que 12 são PWM e têm 16 pinos de entrada analógica

Etapa 4: Arduino Mega

Ele contém ATmea2560 como microcontrolador com memória de 8 KB

SRAM e flash de 256 KB com 54 pinos IO digitais em que 12 são PWM e 16 pinos de entrada analógica, um botão de reset, um conector de força, uma conexão USB e um botão de reset. Inclui tudo o que é necessário para segurar o microcontrolador; simplesmente conecte-o a um PC com a ajuda de um cabo USB e forneça o suprimento para começar com um adaptador AC-DC ou bateria. O grande número de pinos torna esta placa Arduino muito útil para projetar os projetos que precisam de um monte de entradas ou saídas digitais, como muitos botões.

Etapa 5: Arduino Leonardo

Seu microcontrolador principal é o ATmega32u4 com memória de SRAM de 2,5 KB e flash de 32 KB com 20 pinos de E / S digital e 12 pinos de entrada analógica. A primeira placa de desenvolvimento de um Arduino é a placa Leonardo. Esta placa usa um microcontrolador junto com o USB. Isso significa que também pode ser muito simples e barato. Como esta placa lida diretamente com USB, bibliotecas de programas podem ser obtidas, o que permite que a placa Arduino siga um teclado do computador, mouse, etc.

Etapa 6: Placa LilyPad Arduino

A placa Lily Pad Arduino é uma tecnologia e-têxtil que pode ser vestida. Cada placa foi concebida de forma criativa com enormes almofadas de conexão e uma parte traseira lisa para permitir que sejam costuradas na roupa usando fio condutor. Este Arduino também inclui E / S, alimentação e também placas de sensor que são construídas especialmente para e-têxteis. Estes são até laváveis!

Etapa 7: Ferramentas para o ambiente de desenvolvimento Arduino

Linguagem de programação do Arduino:

Arduino é programado em C ++, que é usado em diferentes aspectos de projetos, como desenvolvimento de software, mas para Arduino C ++ é usado com funções adicionais. Você pode criar um esboço do Arduino, esboço do Arduino é o nome dado ao arquivo de código do Arduino. Você escreve o código no Arduino IDE. Esses esboços podem ser salvos nas pastas do projeto e o IDE oferece a opção de compilar o código C ++ em linguagem de máquina e carregá-los na placa Arduino.

IDE Arduino

Arduino IDE (Integrated Development Environment) é a ferramenta de edição, compilação e upload de código C ++ onde você pode escrever seu programa para programar pinos IO para vários fins e pode usar bibliotecas de código aberto para escrever programas sofisticados integrados com funções diferentes que iremos mais tarde discuta em detalhes sobre bibliotecas.

Etapa 8: Instalação do Arduino IDE

Etapa 1. Baixe o IDE do Arduino

Etapa 2. Aguarde até que o processo de download seja concluído.

Etapa 3. Instale o software e escolha os componentes que deseja instalar, bem como o local de instalação.

Etapa 4. Aceite a instalação do driver quando solicitado pelo Windows 10

Etapa 9: Instalando o driver Arduino

Vá para Iniciar-> digite Device Manager’> clique duas vezes no primeiro resultado para iniciar o Device Manager.

1. Vá para Portas> localize a porta do Arduino UNO

2. Caso você não consiga encontrar essa porta, vá para Outros Dispositivos e localize Dispositivo Desconhecido

3. Selecione a porta Arduino UNO> clique em Atualizar driver.

4. Selecione a opção ‘Procurar software de driver em meu computador’> vá para o local de download do software Arduino> selecione o arquivo arduino.inf / Arduino UNO.inf (dependendo da versão do software)

5. Aguarde até que o Windows conclua o processo de instalação do driver.

Agora que você instalou o software e driver Arduino em seu computador, é hora de abrir seu primeiro esboço. Selecione o tipo de placa e porta e carregue um programa para se certificar de que sua placa está instalada e funcionando.

Etapa 10: Representação gráfica do Arduino IDE

Como o Arduino IDE é usado para editar, salvar, compilar e fazer upload do código no Arduino, aqui está a representação gráfica do Arduino IDE.

Etapa 11: para abrir um novo arquivo no Arduino IDE

Para abrir um novo arquivo clique em arquivo-> novo

Etapa 12: para salvar o Arduino Sketch

Novo arquivo será aberto

Passo 1: Para salvar o esboço do Arduino, vá para Arquivo-> salvar. Uma janela para salvar o esboço será exibida

Passo 2: Renomeie o Arduino Sketch e clique no botão Salvar. O esboço será salvo.

Etapa 13: Exemplos do programa Arduino

Arduino IDE inclui muitos programas de exemplo para aprender e fazer projetos a partir deles. Esses exemplos são sobre piscar um led, saída de entrada analógica e digital, comunicação serial, sensor, etc.

Para abrir o programa de exemplo do pisca-led, clique em Arquivo-> Exemplo-> Básico-> Piscar

Etapa 14: Bibliotecas Arduino

De acordo com a comunidade Arduino, “Bibliotecas são uma coleção de código que torna mais fácil para você se conectar a um sensor, display, módulo, etc. Por exemplo, a biblioteca LiquidCrystal integrada facilita a comunicação com displays LCD de caracteres. Existem centenas de bibliotecas adicionais disponíveis na Internet para download”. Bibliotecas incluem métodos e funções comuns, como drivers de dispositivos ou funções utilitárias, usando bibliotecas que se tornam fáceis de programar sem codificar muitas linhas, você pode usar funções de pré-criação para seu programa. Há uma variedade de bibliotecas de código aberto disponíveis na internet. Arduino IDE também fornece bibliotecas que são construídas pela comunidade Arduino, como biblioteca para controle de servo motores, Ethernet, etc. Arduino IDE também oferece a opção de instalar e usar bibliotecas externas, você também pode faça suas próprias bibliotecas e instale-as no Arduino IDE.

Método de instalação da biblioteca Arduino

Existem dois métodos através dos quais podemos instalar a biblioteca no Arduino IDE, um é através do Arduino IDE Library Manager e o outro é através do arquivo.zip, a maioria das bibliotecas estão disponíveis no Arduino Library Manager, mas existem muitas bibliotecas que os desenvolvedores fazem por conta própria e disponibilizá-los no github para que tenhamos as duas opções, mas podemos usar qualquer uma das duas.

Instalação da biblioteca usando o gerenciador de bibliotecas

Para instalar a biblioteca usando o gerenciador de biblioteca, clique em esboço-> incluir biblioteca-> Gerenciar bibliotecas

Depois que este gerenciador de biblioteca for aberto aqui, você pode ver as bibliotecas que já estão instaladas. Neste exemplo iremos instalar o RTCZero para isso você tem que pesquisar a biblioteca RTCZero quando encontrá-la escolha sua versão e clique no botão instalar, a instalação será iniciada.

Importando uma biblioteca.zip

As bibliotecas são freqüentemente distribuídas como um arquivo ZIP ou pasta. O nome da pasta é o nome da biblioteca. Dentro da pasta estará um arquivo.cpp, um arquivo.h e geralmente um arquivo keywords.txt, uma pasta de exemplos e outros arquivos exigidos pela biblioteca.

Para instalar a biblioteca zip, clique em esboço-> Incluir Biblioteca-> Adicionar Biblioteca.zip

A janela de navegação será aberta, defina o local onde a biblioteca zip é salva e clique no botão abrir

Etapa 15: teclas de atalho do IDE do Arduino

O IDE do Arduino tem algumas teclas curtas por meio das quais podemos realizar diferentes funções, como compilar, fazer upload, salvar etc.

Etapa 16: Pinos IO do Arduino

Arduino é uma placa de prototipagem que geralmente vem com diferentes configurações de pinos de E / S (entrada / saída), os pinos são analógicos ou digitais,

Pino analógico

Pinos analógicos são na verdade pinos de entrada que geralmente são usados para ler dados físicos como entrada ou é um pino que pode ler dados físicos de sensores, um sensor é um dispositivo que pode converter energia física em energia elétrica. O Arduino pode ler essa energia elétrica como um sinal elétrico usando pinos analógicos

Pin digital

O pino digital pode ser tanto o pino de ENTRADA quanto o de SAÍDA, de modo que, conforme é nomeado, ele pode ler ENTRADA e gravar SAÍDA em formato digital. Os dados digitais estão na forma de HIGH ou LOW, onde HIGH significa LIGADO e BAIXO significa DESLIGADO, por exemplo, se o led estiver conectado aos pinos digitais do Arduino e você programar este pino para ser HIGH, eventualmente o led ficará LIGADO e programando-o para ficar BAIXO o led apagará.

Pinos de modulação por largura de pulso

Alguns dos pinos digitais no Arduino têm funcionalidade adicional de fornecer saída analógica e são chamados de pinos PWM, a função dos pinos PWM é escrever OUTPUT na faixa de nível entre os níveis ALTO e BAIXO, vamos supor que o led esteja conectado ao pino PWM e você deseja controlar o brilho do led ou o motor está conectado ao pino PWM e deseja controlar a velocidade do motor, você pode atribuir o valor de 0-255 para controlar o brilho ou a velocidade.

Etapa 17: Programa de piscar de LED do Arduino

Conforme o Arduino IDE e o driver são instalados, conecte-se ao programa

Arduino para piscar e os componentes de LED são necessários mencionados abaixo

Componentes usados para projeto de piscar de LED

● Arduino Uno

● Cabo USB Tipo A / B

● Resistor de 220 Ohm

● LED

● breadboard

Esquemático

Conecte o pino 5 do Arduino Uno ao resistor de 220 ohms e conecte o outro pino do resistor ao pino do ânodo do Led (+) e conecte o pino GND do Arduino Uno ao pino do cátodo do LED (-).

Escrevendo programa para piscar um LED

Etapa 1. Abra o IDE do Arduino.

Etapa 2. Abra um novo esboço

Etapa 3. Salve o novo esboço como LED PISCAR PROGRAMA e wite o programa

Etapa 4. Selecione a placa clicando em Ferramentas-> Placa: -> Arduino Uno

Etapa 5. Selecione a porta COM clicando em Ferramentas-> Porta

Etapa 6. Clique no botão Compilar

Etapa 7. Aguarde a conclusão da compilação e clique no botão Upload

Você verá a mensagem “Done Uploading” conforme vê esta mensagem, o led conectado no pino 5 do Arduino parecerá piscar após um segundo.

Etapa 18: Monitor serial

O IDE do Arduino tem um recurso que pode ser uma grande ajuda na depuração de esboços ou no controle do Arduino a partir do teclado do seu computador. O Monitor serial é uma janela pop-up separada que atua como um terminal separado que se comunica recebendo e enviando dados seriais.

Você pode modificar o programa de piscar de led para ver se o status do LED conectado no pino 5 do Arduino é HIGH ou LOW em seu computador usando o monitor serial do IDE do Arduino usando a capacidade de comunicação serial do Arduino, para fazer isso primeiro você deve configurar o serial a taxa de transmissão para 9600 bauds é simplesmente definida como a velocidade de transmissão de dados do Arduino para o computador ou vice-versa em termos de bit por segundo, portanto, definir a taxa de transmissão para 9600 é como a velocidade de transmissão de 9600 bits por segundo.

Escrevendo programa para piscar um LED

Etapa 1. Abra o IDE do Arduino.

Etapa 2. Abra um novo esboço

Etapa 3. Salve o novo esboço como LED PISCAR PROGRAMA e escreva o programa

Etapa 4. Selecione a placa clicando em Ferramentas-> Placa: -> Arduino Uno

Etapa 5. Selecione a porta COM clicando em Ferramentas-> Porta

Etapa 6. Clique no botão Compilar

Etapa 7. Aguarde a conclusão da compilação e clique no botão Upload

Etapa 8. Abra o Monitor Serial pressionando Ctrl + Shift + m ou clicando no canto superior direito.

Etapa 9. Definir a taxa de bauds do monitor serial como Arduino e o computador devem ter a mesma taxa de bauds para comunicação serial.

Aqui você verá que assim que o LED ficar ALTO ou BAIXO a mensagem será impressa em série no monitor serial