APÊNDICE: Sensores e Componentes

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1 APÊNDICE: Sensores e Componentes LED's (vermelho, verde, amarelo) LED é um diodo emissor de luz que, quando alimentado corretamente, permite o fluxo de energia apenas em um sentido. É um componente polarizado (com polo positivo e negativo) e deve ser corretamente conectado para funcionar. Note que o polo positivo possui uma perna maior (terminal maior) que a outra (veja a figura abaixo). Já o polo negativo possui a menor perna (terminal menor). Obs.: alguns LED's apresentam o polo negativo chanfrado (plano) no seu exterior. Há vários tipos de LED's, que variam tanto em cor quanto em tamanho. As cores tratadas a seguir são: vermelho, verde e amarelo. A partir do uso de LED's, podem ser montados, por exemplo, sistemas de iluminação e sinalização. LED (original em Pinagem: Antes de ilustrar a conexão do LED na protoboard, é interessante reforçar que nela há duas fileiras horizontais (veja a imagem abaixo), uma na parte superior e outra na inferior. Os furos das fileiras superiores estão interligados entre si (o mesmo vale para os furos das fileiras inferiores). Por isso, geralmente, tais fileiras são usadas para ligar a alimentação.

2 Protoboard (destacadas em vermelho, as fileiras horizontais). Veja agora, nas imagens a seguir, uma forma de conectar os fios para ligar o LED à protoboard. Usando um jumper (de cor vermelha), conectamos o pin 12 (poderia ser qualquer outro pino digital) a um furo da mesma fileira vertical onde está conectado o maior terminal do LED. Na segunda imagem, este terminal está representado pelo terminal com uma pequena dobra. Na fileira onde está o terminal negativo, conectamos um dos terminais do resistor. O outro terminal, deste mesmo resistor, está conectado em uma fileira horizontal. Por fim, há um outro jumper (de cor preta) conectado ao pin GND do Arduino. Uma forma de conectar o LED à protoboard.

3 Outra representação da mesma forma de conectar o LED à protoboard. Resistência: Primeiramente, é preciso deixar claro que, para cada cor de LED, há uma voltagem própria para que o mesmo funcione (acenda). Na maioria dos casos, LED's vermelhos, verdes e amarelos precisam de voltagem entre 2,2V e 2,4V. Quanto ao fluxo de corrente necessária, muitos dos LED's necessitam somente de 20mAh. Também é importante destacar que, para cada cor e tamanho de LED, existe um valor de queda de tensão, que é quase constante decorrente do fato de o LED ser um diodo. Tendo esses valores em mãos, é possível determinar o melhor valor de resistor para cada cor de LED. Para isso, usa-se a equação R = (Vf - Vl) / Il, onde R é a resistência do resistor (em ohms), Vf é a tensão da fonte (em volts), Vl é a queda de tensão para o LED em questão (em volts) e Il ( i e L ) é a corrente suportada com segurança pelo LED. Como não há um resistor para cada valor de resistência calculável, é preciso, ao escolher qual resistor utilizar, considerar tal queda de tensão, evitando futuros problemas. Potenciômetro 10 kohms Um potenciômetro é um botão giratório, cuja função é variar a resistência. O valor gerado pelo mesmo é lido pelo Arduino como um valor analógico. Uma aplicação bastante simples desse componente é fazer com que uma lâmpada LED pisque, por meio da alternância da resistência ao girar o botão do potenciômetro.

4 Modelo de potenciômetro ligado ao Arduino. Pinagem: É preciso conectar três fios ao arduino: o primeiro vai do terra a partir do terminal esquerdo do potenciômetro (este tem, na maioria das vezes, três terminais). Já o segundo fio vai dos 5 volts ao terminal direito do componente. Por fim, o terceiro fio vai da entrada analógica 2 ao terminal central do potenciômetro. Resistência: A resistência entre os dois terminais extremos do potenciômetro é fixa, no valor de 10 kohms. Push-button Dois pushbuttons de 4 pernas O pushbutton é um componente que conecta dois pontos no circuito quando você o pressiona (como ligar um led ao pressioná-lo). Pinagem:

5 Pinagem Conecta-se três fios à placa arduino. O primeiro liga uma perna do botão através de um resistor pull-up à uma fonte de 5v. O segundo irá na perna correspondente ao terra, no terra do arduino, e o terceiro irá na entrada digital, que irá ler o estado atual do botão. Quando o botão está aberto (não pressionado), não há conexão entre as duas pernas do pushbutton, então o pino estará conectado à 5v e será lido ALTO, quando o botão é fechado (pressionado), há conexão da perna de 5v com o terra o que fara com que seja lido BAIXO.(O Pino continua conectado à 5v, porém o resistor estará transmitindo para o terra). Buzzer 5v Buzzer de 5V Buzzer é um campainha que reproduz sons de acordo com as variações de tensões em seus terminais.

6 Pinagem: Pinagem Ela possui duas pernas. A perna negativa é ligada no terra da placa arduino e a parte positiva é ligado na entrada / saida digital por meio de um resistor de 100r, em uma fonte 5V. Rele 5v Um rele 5v O relé é utilizado para controlar dispositivos de corrente alternada (como ventiladores, lâmpadas, etc.) à placa arduino. Pinagem: A Perna você deve ir à fonte de corrente alternada, a de 5v deve ir na entrada 5v da entrada do arduino e a entrada/saida deve ser conectada através de um resistor e de uma resistência 1k ao pino 7 do arduino, conforme imagem abaixo(nesta imagem é utilizado um modelo de ligação com sensores e uma lâmpada):

7 Pinagem Sensor de Luminosidade LDR 5mm Um sensor de luminosidade é basicamente um sensor que permite detectar a luz ambiente e variar seu valor de resistência (em ohms Ω), dependendo da intensidade de luz em sua superfície, eles são baratos, fáceis de adquirir em vários tamanhos e especificações, mas também são muito imprecisos, cada sensor agirá de forma diferente um do outro, mesmo que sejam de um mesmo lote. Por este motivo não se pode confiar neles para se determinar níveis precisos de luz em lux ou millicandela, mas apenas para se determinar variações básicas de luz. Basicamente um sensor de luminosidade deve detectar o nível de luz ambiente e captar variações básicas na intensidade da mesma. No escuro sua resistência pode alcançar 10MΩ e diminui conforme o nível de luz aumenta, ou seja, sua resistência diminui proporcionalmente ao nível de luz ambiente detectada.

8 Sensor de Luminosidade LDR 5mm Pinagem: Como sensores de luminosidade são basicamente resistores, você pode conectar eles na protoboard "de qualquer lado". Para fazer uso de um sensor de luminosidade com o Arduíno, você precisará de: 1x Arduíno 1x Sensor de luminosidade 1x Resistor de 100kΩ 1x Protoboard 3x Fios jumper Procedimento: 1. Conecte a saída de 5V do Arduíno a uma das pernas do sensor de luminosidade. 2. Conecte o pino análogo de entrada 0 do Arduíno a outra perna do sensor de luminosidade. 3. Conecte a junção entre o pino análogo de entrada 0 e o sensor de luminosidade a uma perna do resistor de 100kΩ. 4. Conecte a outra perna do resistor de 100kΩ ao GND (ground) do Arduíno. A figura abaixo ilustra como devem ficar as ligações ao final.

9 Sensor de luminosidade conectado ao Arduíno E a figura abaixo mostra um simples exemplo de uso de um resistor de luminosidade. Sensor de luminosidade em uso Resistência: A resistência de um sensor de luminosidade varia de acordo com a marca e modelo, não existindo um valor padrão.

10 Como exemplo, podemos usar os valores do sensor de luminosidade PDV-P8001 da Advanced Photonix, INC. Que possuí um range de resistência entre 200K Ω (no escuro) e 10K Ω (com um brilho de 10 lux). Sensor de temperatura e umidade DHT11 Um sensor de temperatura e umidade faz exatamente o que o nome sugere, lê a temperatura do ar e a sua umidade. É um sensor básico e geralmente lerdo, mas é ótimo para se fazer algumas coletas básicas de dados. Um sensor DHT é composto de duas partes, um sensor capacitivo de umidade e um termistor. Também há um chip bastante básico dentro dele que faz algumas conversões de analógico para digital e manda um sinal digital com a temperatura e umidade, este sinal digital é bastante fácil de ler usando qualquer microcontrolador. Sensor de temperatura de umidade DHT11 Pinagem: Apenas três dos quatro pinos de um sensor DHT11 são usados, os dois primeiros e o quarto pino. Sendo o primeiro pino ligado na saída de 5V do Arduíno, o segundo pino para saída de dados e o quarto pino para ligação no GND (ground) do Arduíno. A figura abaixo demonstra como fazer a ligação com o Arduíno, é usado também um resistor de 10K neste exemplo.

11 Sensor de temperatura e umidade DHT11 ligado a um Arduíno Sensor Infravermelho - Sharp GP2Y0A21YK0F (10-80cm) Detectores de infravermelho são pequenos microchips com uma pequena fotocélula que são ligados para "lerem" luz infravermelha. No caso do sensor infravermelho - Sharp GP2Y0A21YK0F, o sensor faz uso das leituras em infravermelho para detectar a distância do sensor até objetos, isto é, através da leitura em infravermelho é possível fazer a detecção de objetos que estejam a frente do sensor, muito útil caso se construa um robô que necessite desviar de obstáculos por exemplo.

12 Sensor Infravermelho - Sharp GP2Y0A21YK0F (10-80cm) Pinagem: Um sensor infravermelho - Sharp GP2Y0A21YK0F (10-80cm), possui três pinos, sendo o primeiro para saída de dados, o segundo sendo o GND (ground) e o terceiro o pino de 5V, a figura abaixo mostra a ligação com uma placa Arduíno. Sensor Infravermelho - Sharp GP2Y0A21YK0F (10-80cm) ligado a um Arduíno

13 Servo motor Servo motor é uma maquina que recebe um sinal de controle, verifica a posição que está e então se move para a posição desejada para. Eles possuem a amplitude de angulação inferior aos demais motores, porém são muito mais preciso quando a posição final desejada. Servo Motor Pinagem: Pino 1. Entrada PWM que serve para a entrada de sinal de controle da posição do servo motor. Pino 2. Destinado a voltagem que vai para o motor que varia entre 4,8 e 6 volts. Pino 3. Terra. Obs pinagem 1. Se move conforme o pulso mandado para o motor... se quiser que complemente mais eu posso mandar mais bem explicado. Resistência: O servomotor tem alimentação trifásica (fornecida pelo servoconversor) e pelo princípio de funcionamento de motores trifásicos (quaisquer) há a necessidade de um balanceamento entre fases. Este balanceamento faz com que o valor de resistência entre as bobinas do servomotor possua valores de resistência bem próximos entre si. Mede-se sempre entre duas fases. Display de 7 segmentos Display simples usado normalmente para informação numérica e pode-se controlar o acendimento dos leds através do arduino.

14 Exemplo de display de 7 segmentos Pino Segmento 3 A 4 B 5 C 6 D 7 E 8 F 9 G Tabela Pino-segmento Este é o tipo de conexão que deve ser feito do display com o arduino através de uma protoboard. Cada segmento é equivalente ao pino, se ele é zero está apagado se é 1 é aceso. Resistência: Para cada segmento do display deve-se colocar um resistor entre 220 e 550 ohms para preservar a vida útil do segmento e também não queimá-lo de imediato.

15 Conexão com a protoboard LCD 16x2 5v arduino. Utilizado para mostrar informações em texto dependendo do estado programado no LCD 16x2 5v

16 Exemplo de conexão direta com o arduino: Conexão direta com o arduino

17 Pinagem do LCD: Pino Função Descrição 1 Alimentação Terra (GND) 2 Alimentação VCC ou +5V 3 V0 Tensão para ajuste de contraste 4 RS Seleção: 1 Dado. 0 Instrução. 5 R/W Seleção: 1 Leitura. 0 Escrita. 6 E Chip select 1 ou (1 0) - Habilita, 0 Desabilitado 7 B0 LSB 8 B1 9 B2 10 B3 Barramento 11 B4 De Dados 12 B5 13 B6 14 B7 MSB 15 A (quando existir) Anodo p/ LED backlight 16 K (quando existir) Catodo p/ LED backlight Resistência: Também necessário adicionar uma resistência de 200ohms no pino 15 para preservar a vida útil do LCD com altas temperaturas.

18 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS RESPONSÁVEIS: Eduardo Moreira Fernandes, Hudson da Conceição Miranda, Roice Martins de Melo e Whesley de Andrade Yanaga.