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1 Simon Monk Novatec

2 Authorized Portuguese translation of the English edition of Make: Action, ISBN Simon Monk, published by Maker Media Inc. This translation is published and sold by permission of O'Reilly Media, Inc., which owns or controls all rights to publish and sell the same. Tradução em português autorizada da edição em inglês da obra Make: Action, ISBN Simon Monk, publicada pela Maker Media Inc. Esta tradução é publicada e vendida com a permissão da O'Reilly Media, Inc., detentora de todos os direitos para publicação e venda desta obra. Novatec Editora Ltda Todos os direitos reservados e protegidos pela Lei de 19/02/1998. É proibida a reprodução desta obra, mesmo parcial, por qualquer processo, sem prévia autorização, por escrito, do autor e da Editora. Editor: Rubens Prates IG Tradução: Cláudio José Adas Assistente editorial: Priscila A. Yoshimatsu Editoração eletrônica: Carolina Kuwabata Revisão gramatical: Smirna Cavalheiro ISBN: Histórico de impressões: Setembro/2016 Primeira edição Novatec Editora Ltda. Rua Luís Antônio dos Santos São Paulo, SP Brasil Tel.: novatec@novatec.com.br Site: Twitter: twitter.com/novateceditora Facebook: facebook.com/novatec LinkedIn: linkedin.com/in/novatec

3 Sumário 1 Introdução...15 Arduino e Pi Raspberry Pi Arduino Escolhendo um dispositivo: Arduino ou Pi? Alternativas Resumo Arduino O que é um Arduino?...23 Instalando o Arduino IDE...25 Carregando um sketch...27 O código do livro...28 Guia de programação Setup e loop Variáveis Saídas digitais Entradas digitais Entradas analógicas Saídas analógicas If/Else...35 Loops Funções...37 Resumo Raspberry Pi...41 O que é um Raspberry Pi? Configurando seu Raspberry Pi Preparando um cartão MicroSD com NOOBS Configurando SSH...45 SSH em um computador com Windows...47 SSH no Mac ou Linux

4 6 Movimento, luz e som com Arduino e Raspberry Pi A linha de comando do Linux...49 O código do livro Guia de programação...52 Hello, World...52 Tabulações e recuos...53 Variáveis...53 if, while etc A biblioteca RPi.GPIO O conector GPIO...55 Saídas digitais Entradas digitais Saídas analógicas Resumo Início rápido...57 Matriz de contato sem solda...57 Como funciona uma matriz de contato...59 Conectando uma matriz de contato ao Arduino...59 Conectando uma matriz de contato ao Raspberry Pi Baixando o software Experimento: Controlando um LED Lista de peças Leiaute da matriz de contato Conexões do Arduino Software do Arduino Experimento com o Arduino Conexões do Raspberry Pi Software do Raspberry Pi Experimento com o Raspberry Pi Comparando o código Experimento: Controlando um motor Lista de peças Leiaute da matriz de contato...70 Testando sem o Arduino ou o Raspberry Pi...70 Conexões do Arduino Experimentando com o Arduino Conexões do Raspberry Pi...72 Experimentando com o Raspberry Pi...73 Resumo...73

5 Sumário 7 5 Eletrônica básica...75 Corrente, tensão e resistência...75 Corrente...75 Tensão...76 Terra...77 Resistência...77 Potência...79 Componentes comuns...79 Resistores...79 Transistores Diodos...87 LEDs...87 Capacitores Circuitos integrados As conexões de entrada e saída Saídas digitais Entradas digitais Entradas analógicas Saídas analógicas Comunicação serial Resumo LEDs...91 LEDs regulares...92 Limitação de corrente...92 Projeto: Sinal de trânsito Lista de peças Projeto Conexões do Arduino Software do Arduino...97 Conexões do Raspberry Pi Software do Raspberry Pi PWM e LEDs LEDs RGB Experimento: Misturando cores Hardware Lista de peças Conexões do Arduino Software do Arduino Experimento com Arduino...106

6 8 Movimento, luz e som com Arduino e Raspberry Pi Conexões no Raspberry Pi Software do Raspberry Pi Testando com o Raspberry Pi Resumo Motores, bombas e atuadores Controlando a velocidade (PWM) Experimento: Controlando a velocidade de um motor DC Hardware Conexões do Arduino Software do Arduino Testando no Arduino Conexões do Raspberry Pi Software do Raspberry Pi Testando com o Raspberry Pi Controlando motores DC com um relé Comutando um relé com Arduino ou Raspberry Pi Módulos de relé Experimento: Controlando um motor DC com um módulo de relé Lista de peças Fiação Software do Arduino Software do Raspberry Pi Escolhendo um motor Torque RPM Engrenagens Motorredutores Bombas Bombas peristálticas Bombas centrífugas Projeto: Regador de plantas caseiro com Arduino Projeto Lista de peças Construção Software Usando o projeto Atuadores lineares Solenoides Resumo...140

7 Sumário 9 8 Controle avançado do motor Pontes-H Ponte-H em um chip Experimento: Controle a direção e a velocidade de um motor Lista de peças Projeto Leiaute da matriz de contato Testando Conexões do Arduino Software do Arduino Testando com o Arduino Conectando o Raspberry Pi Software do Raspberry Pi Testando com o Raspberry Pi Outros CIs com ponte-h L298N TB6612FNG Módulos de ponte-h Projeto: Esmagador de latas de bebida com Arduino Lista de peças Ligações Construção mecânica Software do Arduino Resumo Servomotores Servomotores Controlando um servo Experimento: Controle a posição de um servomotor Hardware Lista de peças Conectando o Arduino Software do Arduino Testando com o Arduino Conectando o Raspberry Pi Software do Raspberry Pi Testando com o Raspberry Pi Projeto: Pepe, o boneco dançarino do Raspberry Pi Lista de peças Projeto...183

8 10 Movimento, luz e som com Arduino e Raspberry Pi Construção Resumo Motores de passo Motores de passo Motores de passo bipolares Experimento: Controlando um motor de passo bipolar Lista de peças Projeto Arduino Conexões do Arduino Software do Arduino (o modo difícil) Software do Arduino (o modo fácil) Testando com Arduino Raspberry Pi Conexões do Raspberry Pi Software do Raspberry Pi Testando o Raspberry Pi Motores de passo unipolares Transistores Darlington Experimento: Controlando um motor de passo unipolar Hardware Lista de peças Conexões do Arduino Conexões do Raspberry Pi Software Micropassos Experimento: Micropassos com o Raspberry Pi Lista de peças Conexões do Raspberry Pi Software Testando Motores DC sem escovas Resumo Aquecimento e resfriamento Aquecedores resistivos Experimento: Aquecimento do resistor Lista de peças Construção Testando...227

9 Sumário 11 Projeto: Estourando balões aleatoriamente com Arduino Lista de peças Hardware Software Usando o dispositivo para estourar balões Elementos de aquecimento Potência e energia Da potência ao aumento de temperatura Fervendo água Elementos Peltier Como funcionam os elementos Peltier Considerações práticas Projeto: Cooler de bebidas Lista de peças Construção Usando o projeto Resumo Loops de controle O termostato simples Experimento: Quão bom é um controle termostático liga/desliga? Lista de peças Projeto Leiaute da matriz de contato Software Testando Histerese Controle PID Proporcional (P) Integral (I) Derivativo (D) Ajustando um controlador PID Experimento: Controle PID termostático Hardware Software do Arduino Testando com Arduino Conectando o Raspberry Pi Software do Raspberry Pi Testando com o Raspberry Pi

10 12 Movimento, luz e som com Arduino e Raspberry Pi Projeto: Um cooler termostático de bebidas Hardware Lista de peças Projeto Construção Software do Arduino Resumo Controlando AC Comutação AC na teoria O que é corrente alternada? Relés Optoacoplador Optoacopladores e TRIACs de passagem por zero Comutação AC na prática Módulos de relé Relés de estado sólido (SSRs) O PowerSwitch Tail Projeto: Interruptor temporizado com Raspberry Pi Lista de peças Construção Software Usando o projeto Resumo Displays Fitas de LED Experimento: Controlando um display do tipo fita de LED RGB Lista de peças Conexões do Arduino Software do Arduino Conexões do Raspberry Pi Software do Raspberry Pi Displays OLED I2C Experimento: Usando um módulo de display I2C com Raspberry Pi Lista de peças Conexões Software Teste

11 Sumário 13 Projeto: Acrescentando um display ao projeto do cooler de bebidas Lista de peças Conexões Software Resumo Som Experimento: Alto-falante não amplificado e Arduino Lista de peças Leiaute da matriz de contato Software do Arduino Testando com Arduino Amplificadores Experimento: Reproduzindo arquivos de som em um Arduino Lista de peças Criando os dados de som Código do Arduino Testando com o Arduino Conectando um Arduino a um amplificador Reproduzindo arquivos de som no Raspberry Pi Projeto: Pepe, o boneco, ganha uma voz Lista de peças Leiaute da matriz de contato Software Usando o boneco falante Resumo A Internet das Coisas Raspberry Pi e o Bottle Projeto: Um interruptor web com Raspberry Pi Hardware Software Usando o interruptor web Arduino e redes Projeto: Notificador do boneco via Twitter Colocando Pepe na internet IFTTT (If This Then That) Usando o projeto Resumo

12 14 A B Movimento, luz e som com Arduino e Raspberry Pi Peças Fornecedores Resistores e capacitores Semicondutores Hardware Miscelâneas Configuração de pinos Configuração dos pinos GPIO do Raspberry Pi Observações Sobre o autor Sobre o revisor técnico