Internet das Coisas Ferramentas Para Prototipação. João Bosco Teixeira Junior >

Transcrição

1 Internet das Coisas Ferramentas Para Prototipação João Bosco Teixeira Junior >

2 Prototipação O SOFTWARE; O HARDWARE; E O FIRMWARE.

3 O SOFTWARE A IDE, do inglês Integrated Development Environment ou Ambiente de Desenvolvimento Integrado, reúne todo o conjunto de ferramentas que você precisa para desenvolver para as diversas placas Arduíno e diversas outras placas, tais como ESP32, ST32, NodeMCU e WEMOS D1. Encontre a IDE do Arduino

4 O SOFTWARE - IDE Menu Barra de Botões Carregar Salvar Editor de Textos Novo Gravar no Arduíno Compilar Área de Mensagens

5 O SOFTWARE: Suporte a Wemos Menu Ferramentas placa Gerenciador de Placas: Digite Wemos (se não estiver instalado selecione a opção instalar)

6 O Hardware WEMOS D1 WEMOS D1 MINI

7 SPECS D1 D1 Mini Operating Voltage 3.3V 3.3V Digital I/O Pins Analog Input Pins 1(Max input: 3.2V) 1(Max input: 3.2V) Clock Speed 80MHz/160MHz 80MHz/160MHz Flash 4M bytes 4M bytes Length 68.6mm 34.2mm Width 53.4mm 25.6mm Weight 25g 3g

8 O FIRMWARE Em eletrônica e computação, frmware é uma classe específca de software de computador que fornece controle de baixo nível para o hardware específco do dispositivo. (Wikipédia) No caso da plataforma aqui trabalhada você gera um programa (sketch) em uma linguagem de alto nível (C++ Modifcada) e a IDE gera o binário (Firmware) em linguagem de máquina e transfere para a memória da Placa onde é executado.

9 O FIRMWARE o Sketch Menu Arquivos Exemplo Basic Blink Um sketch deve ter pelo menos duas funções: setup e loop. Setup: Executada apenas 1 vez, usada para fazer as confgurações no controlador. Loop: Executa infnitamente, é onde deve ser escritos os comandos que vão compor o programa que o Arduíno deve executar.

10 O FIRMWARE Setup e Loop

11 FIRMWARE - Blink Passos: 1: Confgurar o pino LED como saída 2: Colocar o pino LED em nível alto 3: Aguardar 1 segundo 4: Colocar o pino LED em modo baixo 5: Aguardar 1 Segundo 6: Ir para o passo 2

12 O FIRMWARE Gravando a Placa Antes: Selecionar a Placa: Menu Ferramentas Placa Wemos D1(R2) e Mini Depois : Ctlr + U ou o botão Estará concluído quando a mensagem Carregado. aparecer na Área de Mensagens O Led deverá piscar em intervalos de 1S

13 ATIVIDADE Altere o programa Blink, de forma que o LED pisque a cada passagem pelo loop conforme o gráfco abaixo (os Tempos estão em milissegundos:

14 Serial

15 SERIAL - Funções A Biblioteca padrão do Arduino trás consigo uma série de funções permitem ler e escrever da porta serial das placas. Serial.begin(int velocidade): Inicia a porta serial int Serial.read(): Ler um byte da porta serial Essa função não retorna até que haja um byte Serial.print( char *s ): Imprime uma cadeia de caracteres na porta serial. Serial.println( char *s ): O mesmo do anterior só que imprime um new line no fnal da string int Serial.available(): Aguarda um byte na porta.

16 SERIAL Escrevendo Mensagens Altere o programa Blink conforme ao lado e grave na placa Para acessar o terminal Serial Menu Ferrementas Monitor Serial

17 Porque HIGH desliga e LOW liga, não deveria ser o contrário?

18 SERIAL Entrada de Dados Altere o programa Blink conforme ao lado e grave na placa No terminal serial D ou d vai desligar; Qualquer outra tecla deve ligar o led

19 SERIAL - Atividade Modifque o programa anterior de forma: Ao teclar D ou d o led fque apagado Ao teclar outra coisa o led fque piscando

20 Entrada e Saída

21 SPECS D1 D1 Mini Operating Voltage 3.3V 3.3V Digital I/O Pins Analog Input Pins 1(Max input: 3.2V) 1(Max input: 3.2V) Clock Speed 80MHz/160MHz 80MHz/160MHz Flash 4M bytes 4M bytes Length 68.6mm 34.2mm Width 53.4mm 25.6mm Weight 25g 3g

22 Analog Input e I/O PINS INPUT/OUTPUT Entrada e Saida Por onde é feita a comunicação com o mundo externo. Analog Input ou I/O Pins SENSOR PLACA Ambiente I/O PIN Atuador

23 I/O Reference

24 I/O Reference

25 ENTRADA - TIPOS Digital (Pinos tipo D) Mede Voltagem no pino em relação a GND digitalread(pino) = Zero lógico menor 0.8v = Um lógico maior 2.7v Analógica (Pino A0) analogread(pino) 0 até 1023

26 Esquema BOTAO DA ENTRADA D8 para GND D8 não rola, porque? LDR de GND para A0 Resitor 10K de 3.3V para A0 LDR 10K GND

27 ENTRADA Analog e Digital Escreva o programa conforme ao lado e grave na placa Abra o terminal serial, observe os valores Digital e Analogico alterando-se conforme se cobre o LDR ou aperta o botão.

28 SAIDA Digital e PWN Digital (Pinos tipo D) digitalwrite(pino,estado) Estado = LOW - Zero lógico Estado = HIGH - Um lógico Analógica (Pino Tipo D com função PWM) analogwrite(pino, valor) Valor de 0-255

29 PWM

30 NUNCA... JAMAIS DE JEITO ALGUM... Ligue os pinos Digitais ou Analógicos diretamente ao Terra ou ao Positivo (Vin ou 3.3v/5v). Isso pode provocar um curto e queimar a placa. Veremos como garantir uma referencia para um pino de entrada; Ligue um pino de I/O a outro, a mesma razão acima; aplique uma voltagem maior que 3.3v/5v a uma entrada isso vai danifcar a porta e talvez todo o circuito; Ultrapasse a corrente total que o Arduino pode fornecer, cerca de 200mA. Maiores detalhes em:

31 E COMUNICAÇÃO PELA INTERNET? E COMUNICAÇÃO PELA INTERN

32 PROTOCOLOS Para chegar a até a placa através da internet temos que trabalhar com algum dos protocolos suportados. Camada de Rede Sempre IP Camada de Transporte (TCP/UDP/ICMP) Camada de Aplicação (SNMP, HTTP, RAW) Cliente Placa

33 PROTOCOLOS - HTTP JUSTIFICATIVA URI MÉTODOS API

34 EXEMPLO 1 - HTTP SERVER Procurar nos exemplos HelloServer Ajustar: const char* ssid = "..."; const char* password = "..."; Verifcar no monitor serial o IP da Placa Acessar Via Browser

35 EXEMPLO 2 - HTTP para Ligar e Desligar o Led Ajustar no Setup Led como output pinmode(led_builtin, OUTPUT); Tratamento do Liga e Desliga server.on("/l",[](){ digitalwrite(led_builtin, LOW); }); server.on("/d",[](){ digitalwrite(led_builtin, HIGH); }); Grave e teste no browser Algum inconveniente?

36 EXEMPLO 3 Enviando Mensagem de Retorno para o Browser server.on("/l",[](){ digitalwrite(led_builtin, LOW); server.send(200, "text/plain", "LIGA!"); }); server.on("/d",[](){ digitalwrite(led_builtin, HIGH); server.send(200, "text/plain", "DESLIGA!"); });

37 ATIVIDADE Modifque o código para entregar, pelo browser, a leitura de uma das entradas da placa?

38 Imagine um cenário com centenas de dispositivos: Seria viável gerenciá-los desta forma?

39 MQQT em CENAS DOS PRÓXIMOS CAPITULOS