Introdução à plataforma Arduino

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1 Introdução Sistemas SOM (System On Module) Plataforma Arduino Descrição de periféricos Exemplos Introdução à plataforma Arduino PARTE I Departamento de Engenharia Elétrica Faculdade SATC Associação Beneficente da Indústria Carbonífera de Santa Catarina Workshop em Engenharia Elétrica Faculdade SATC, Criciúma - Santa Catarina de outubro, 2014 VSNT

2 Introdução Sistemas SOM (System On Module) Plataforma Arduino Descrição de periféricos Exemplos Conteúdo 1 Introdução 2 Sistemas SOM (System On Module) 3 Plataforma Arduino 4 Descrição de periféricos 5 Exemplos VSNT

3 Qual é o propósito?

4 Introdução Sistemas SOM (System On Module) Plataforma Arduino Descrição de periféricos Exemplos SOM - System On Module VSNT

5 Introdução Sistemas SOM (System On Module) Plataforma Arduino Descrição de periféricos Exemplos Plataforma Arduino VSNT

6 Introdução Sistemas SOM (System On Module) Plataforma Arduino Descrição de periféricos Exemplos Periféricos VSNT

7 Introdução Sistemas SOM (System On Module) Plataforma Arduino Descrição de periféricos Exemplos Exemplo 1 Ligar o arduíno na porta USB. Abra os software e na aba e configure "Tools>Board>Arduino Uno". Utilize os ícones "Verify"e "Upload"para compilar e carregar o código no arduíno. VSNT

8 void setup () // put your setup code here, to run once : void loop () // put your main code here, to run r e peatedly :

9 Introdução Sistemas SOM (System On Module) Plataforma Arduino Descrição de periféricos Exemplos Exemplo 2 Led intermitente pela saída digital 13. Logo de comprovar o funcionamento correto, mude o "delay"para 500. VSNT

10 /* Blink Turns on an LED on for one second, then off for one second, repeatedly. This example code is in the public domain. */ // Pin 13 has an LED connected on most Arduino boards. // give it a name : int led = 13; // the setup routine runs once when you press reset : void setup () // initialize the digital pin as an output. pinmode ( led, OUTPUT ) ; // the loop routine runs over and over again forever : void loop () digitalwrite (led, HIGH ) ; // turn the LED on ( HIGH is the voltage level ) delay (1000) ; // wait for a second digitalwrite ( led, LOW ) ; // turn the LED off by making the voltage LOW delay (1000) ; // wait for a second

11 Introdução Sistemas SOM (System On Module) Plataforma Arduino Descrição de periféricos Exemplos Exemplo 3 Trabalhando com número flotantes e os possíveis erros de aproximação (adaptado de [1]). Utilize o visualizar de dados (Tools>Serial Monitor). Tipo de número bytes faixa uso VSNT

12 // returns true if the d ifference between a and b is small /* * Floating - point example * This sketch i n i t i a l i z e d a float value to 1.1 * It r epeatedly reduces the value by 0.1 until the value is 0 */ float value = 1.1; void setup () Serial. begin (9600) ; void loop () value = value - 0.1; // reduce value by 0.1 each time through the loop if ( value == 0) Serial. println ( " The value is exactly zero " ) ; else if ( almostequal ( value, 0) ) Serial. print ( " The value " ) ; Serial. print ( value,7) ; // print to 7 decimal places Serial. println ( " is almost equal to zero " ) ; else Serial. println ( value ) ; delay (100) ;

13 Continuação // returns true if the d ifference between a and b is small // set value of DELTA to the maximum d ifference considered to be equal boolean almostequal ( float a, float b ) const float DELTA =.00001; // max difference to be almost equal if ( a == 0) return fabs ( b ) <= DELTA ; if ( b == 0) return fabs ( a ) <= DELTA ; return fabs (( a - b ) / max ( fabs (a), fabs (b))) <= DELTA ;

14 Introdução Sistemas SOM (System On Module) Plataforma Arduino Descrição de periféricos Exemplos Exemplo 4 Acionamento de um Led pelo switch da entrada digital. Uso de resistor pull-down (adaptado de [1]). VSNT

15 /* P ushbutton sketch a switch connected to pin 2 lights the LED on pin 13 */ const int ledpin = 13; // choose the pin for the LED const int inputpin = 2; // choose the input pin ( for a pushbutton ) void setup () pinmode ( ledpin, OUTPUT ) ; // declare LED as output pinmode ( inputpin, INPUT ) ; // declare pushbutton as input void loop () int val = digitalread ( inputpin ) ; // read input value if ( val == HIGH ) // check if the input is HIGH digitalwrite ( ledpin, HIGH ) ; // turn LED on if switch is pressed else digitalwrite ( ledpin, LOW ) ; // turn LED off

16 Introdução Sistemas SOM (System On Module) Plataforma Arduino Descrição de periféricos Exemplos Exemplo 5 Acionamento de um Led pelo switch sem necessidade de resistor pull-down externo (adaptado de [1]). VSNT

17 /* Pullup sketch a switch connected to pin 2 lights the LED on pin 13 */ const int ledpin = 13; // output pin for the LED const int inputpin = 2; // input pin for the switch void setup () pinmode ( ledpin, OUTPUT ) ; pinmode ( inputpin, INPUT ) ; digitalwrite ( inputpin, HIGH ) ; // turn on internal pull - up on the inputpin void loop () int val = digitalread ( inputpin ) ; // read input value if ( val == HIGH ) // check if the input is HIGH digitalwrite ( ledpin, HIGH ) ; // turn LED OFF else digitalwrite ( ledpin, LOW ) ; // turn LED ON

18 Introdução Sistemas SOM (System On Module) Plataforma Arduino Descrição de periféricos Exemplos Exemplo 6 Supressão de falso contato ( debouncing ), causado pelo contato mecânico dos switchs e pulsadores. O sketch evita que falsos contatos sejam percebidos. Esses falsos contatos se geram nos instantes de abertura e de fechadura dos switch e dos pulsadores (adaptado de [1]). Imagens de internet usadas para fins ilustrativos VSNT

19 /* * Debounce sketch * a switch connected to pin 2 lights the LED on pin 13 * debounce logic prevents m i sreading of the switch state */ const int inputpin = 2; // the number of the input pin const int ledpin = 13; // the number of the output pin const int d e b o u n c e D e l a y = 10; // m i l l i s e c o n d s to wait until stable // debounce returns true if the switch in the given pin is closed and stable boolean debounce ( int pin ) boolean state ; boolean previousstate ; previousstate = digitalread ( pin ) ; // store switch state for ( int counter =0; counter < debouncedelay ; counter ++) delay (1) ; // wait for 1 millisecond state = digitalread ( pin ) ; // read the pin if ( state!= previousstate ) counter = 0; // reset the counter if the state changes p r e v i o u s S t a t e = state ; // and save the current state // here when the switch state has been stable longer than the debounce period return state ;

20 Continuação void setup () pinmode ( inputpin, INPUT ) ; pinmode ( ledpin, OUTPUT ) ; void loop () if ( debounce ( inputpin ) ) digitalwrite ( ledpin, HIGH ) ;

21 Introdução Sistemas SOM (System On Module) Plataforma Arduino Descrição de periféricos Exemplos Exemplo 7 Determinação do tempo em que um switch é pressionado. O pulsador é conectado na entrada digital 2, como no exemplo anterior (sem necessidade de resistores externos pull-up ou pull-down). Use o monitor serial para visualizar a temporização [1]. VSNT

22 /* S witchtime sketch Countdown timer that decrements every tenth of a second lights an LED when 0 Pressing button increments count, holding button down increases rate of increment */ const int ledpin = 13; // the number of the output pin const int inpin = 2; // the number of the input pin const int d e b o u n c e T i m e = 20; // the time in m i l l i s e c o n d s required // for the switch to be stable const int f a s t I n c r e m e n t = 1000; // increment faster after this many // m i l l i s e c o n d s const int v e r y F a s t I n c r e m e n t = 4000; // and increment even faster after // this many m i l l i s e c o n d s int count = 0; // count d ecrements every tenth of a // second until reaches 0 void setup () pinmode ( inpin, INPUT ) ; digitalwrite ( inpin, HIGH ) ; // turn on pull - up resistor pinmode ( ledpin, OUTPUT ) ; Serial. begin (9600) ;

23 Continuação void loop () int duration = switchtime () ; if ( duration > veryfastincrement ) count = count + 10; else if ( duration > fastincrement ) count = count + 4; else if ( duration > debouncetime ) count = count + 1; else // switch not pressed so service the timer if ( count == 0) digitalwrite ( ledpin, HIGH ) ; // turn the LED on if the count is 0 else digitalwrite ( ledpin, LOW ) ; // turn the LED off if the count is not 0 count = count - 1; // and decrement the count Serial. println ( count ) ; delay (100) ;

24 Continuação // return the time in m i l l i s e c o n d s that the switch has been in pressed ( LOW ) long switchtime () // these variables are static - see D iscussion for an e x p l a n a t i o n static unsigned long starttime = 0; // the time the switch state change was first detected static boolean state ; // the current state of the switch if ( digitalread ( inpin )!= state ) // check to see if the switch has changed state state =! state ; // yes, invert the state starttime = millis () ; // store the time if ( state == LOW ) return millis () - starttime ; // switch pushed, return time in m i l l i s e c o n d s else return 0; // return 0 if the switch is not pushed ( in the HIGH state ) ;

25 Introdução Sistemas SOM (System On Module) Plataforma Arduino Descrição de periféricos Exemplos Exemplo 8 Entrada analógica A0 para utilizar sensor LDR (resistor dependente de luz) [2]. O tempo de liga e desliga do Led 13 mudará em proporção da quantidade de iluminação. VSNT

26 /* Created by David C u a r t i e l l e s modified 30 Aug 2011 By Tom Igoe This example code is in the public domain. http :// arduino. cc / en / Tutorial / AnalogInput */ int sensorpin = A0 ; // select the input pin for the p o t e n t i o m e t e r int ledpin = 13; // select the pin for the LED int s e n s o r V a l u e = 0; // variable to store the value coming from the sensor void setup () // declare the ledpin as an OUTPUT : pinmode ( ledpin, OUTPUT ) ; void loop () // read the value from the sensor : sensorvalue = analogread ( sensorpin ) ; // turn the ledpin on digitalwrite ( ledpin, HIGH ) ; // stop the program for <sensorvalue > milliseconds : delay ( sensorvalue ) ; // turn the ledpin off : digitalwrite ( ledpin, LOW ) ; // stop the program for for <sensorvalue > milliseconds : delay ( sensorvalue ) ;

27 Introdução Sistemas SOM (System On Module) Plataforma Arduino Descrição de periféricos Exemplos Exemplo 9 Uso da saída PWM para iluminação de um Led. A frequência do PWM é de aproximadamente 490 Hz. No Arduino Uno e similares, os pinos 5 e 6 têm frequência de 980 Hz. No Arduino Leonardo, os pinos 3 e 11 trabalham a 980 Hz. O Arduino Due tem DAC (conversores analógicos digitais). VSNT

28 int ledpin = 9; // LED connected to digital pin 9 void setup () // nothing happens in setup void loop () // fade in from min to max in increments of 5 points : for ( int fadevalue = 0 ; fadevalue <= 255; fadevalue +=5) // sets the value ( range from 0 to 255) : analogwrite ( ledpin, fadevalue ) ; // wait for 30 m i l l i s e c o n d s to see the dimming effect delay (30) ; // fade out from max to min in increments of 5 points : for ( int fadevalue = 255 ; fadevalue >= 0; fadevalue -=5) // sets the value ( range from 0 to 255) : analogwrite ( ledpin, fadevalue ) ; // wait for 30 m i l l i s e c o n d s to see the dimming effect delay (30) ;

29 Introdução Sistemas SOM (System On Module) Plataforma Arduino Descrição de periféricos Exemplos Referências [1] Michael Margolis. Arduino Cookbook. Second Edition. Publisher: O Reilly Media [2] Arduino. Página web oficial. VSNT

30 Fim da apresentação. Muito Obrigado!