Martin Evans Joshua Noble Jordan Hochenbaum

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1 Martin Evans Joshua Noble Jordan Hochenbaum Novatec

2 Original English language edition published by Manning Publications Co., Sound View CT.#3B, Greenwich, CT USA. Copyright 2013 by Manning Publications. Portuguese-language edition for Brazil copyright 2013 by Novatec Editora. All rights reserved. Edição original em inglês publicada pela Manning Publications Co., Sound View CT.#3B, Greenwich, CT USA. Copyright 2013 pela Manning Publications. Edição em português para o Brasil copyright 2013 pela Novatec Editora. Todos os direitos reservados. 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 Tradução: Camila Paduan Revisão técnica: Rodrigo Stulzer Revisão gramatical: Marta Almeida de Sá Editoração eletrônica: Carolina Kuwabata ISBN: Histórico de impressões: Agosto/2013 Primeira edição Novatec Editora Ltda. Rua Luís Antônio dos Santos São Paulo, SP Brasil Tel.: Fax: novatec@novatec.com.br Site: Twitter: twitter.com/novateceditora Facebook: facebook.com/novatec LinkedIn: linkedin.com/in/novatec VC

3 Sumário Prefácio Agradecimentos Sobre este livro Sobre a ilustração da capa Parte I Introdução Capítulo 1 Olá Arduino Breve história do Arduino Hardware Arduino Arduino Uno Arduino Duemilanove Arduino Ethernet Arduino Mega Outras placas Arduino Ataque dos clones Obtendo um Arduino Configurando seu ambiente de trabalho Software para Arduino Configuração básica de hardware Sua caixa de ferramentas do Arduino Faça algo acontecer! Seu primeiro LED intermitente Sketch para fazer um LED piscar Conectando tudo Carregando e testando Passeando pelo IDE O editor principal Monitor serial Erros de captura Processo

4 6 Arduino em Ação 1.6 Anatomia de um sketch Uma rotina chamada setup O loop infinito Comentando o código Resumo Capítulo 2 Entrada e saída digital Introdução Usando uma placa de testes Diagrama esquemático Adicionando os LEDs Conectando o hardware Sketch para piscar cinco LEDs Carregar e testar Obtendo controle Diagrama esquemático Conexões Interrupções geradas Sketch para controlar os LEDs com um botão de pressão Carregar e testar Tempo para uma pausa Carregar e testar Verificador de reação Diagrama esquemático Conexões Sketch para testar velocidade de reação Carregar e testar Reatômetro: Quem realmente possui o tempo de reação mais rápido? Sketch para medir velocidade de reação Carregar e testar Resumo...68 Capítulo 3 Projetos simples: entrada e saída Hora de começar com o analógico Qual a diferença entre analógico e digital? Lendo um potenciômetro Conectando o hardware Sketch para ler um potenciômetro Carregar e testar... 74

5 Sumário Um transdutor piezo elétrico Diagrama esquemático Conectando o hardware Sketch para medir a saída de um transdutor piezo elétrico Carregar e testar Circuito com alto-falante adicionado Conectando o hardware Sketch para gerar um tom Carregar e testar Fazendo um teclado pentatônico ou de cinco tons Diagrama esquemático Conectando o hardware Sketch para criar um teclado pentatônico Carregar e testar Resumo Parte II Colocando o Arduino para trabalhar Capítulo 4 Estendendo o Arduino Estendendo o Arduino com bibliotecas Biblioteca essencial (core) Bibliotecas padrão Desenvolvimento dirigido por testes com ArduinoTestSuite Armazenando valores usando EEPROM Armazenando mais dados com SD Fique conectado com Ethernet Comunicação serial com Firmata Mostrando dados usando a biblioteca LiquidCrystal Controlando um servomotor Girando um motor de passo Comunicando com periféricos SPI Comunicando com a interface a dois fios Obtenha mais portas seriais com SoftwareSerial Bibliotecas de terceiros Instalando uma nova biblioteca Expandindo o Arduino com shields Shields comuns Armadilhas: isto vai trabalhar com meu Arduino? Resumo

6 8 Arduino em Ação Capítulo 5 Arduino em movimento Obtendo velocidade com motores DC Parando e iniciando Sketch para ligar e desligar um motor DC Conectando o hardware Carregar e testar Controle de velocidade e inversão PWM para o resgate A ponte H para controle do motor O controlador L293D duplo H Conectando o hardware Sketch para controlar um motor com um L293D Carregar e testar Alterando a velocidade do motor Carregar e testar Motores de passo: um passo de cada vez Unipolar ou bipolar Conectando o hardware Funções da biblioteca do motor de passo Sketch para controlar um motor de passo Carregar e testar Tente não perder a cabeça com servomotores Controlando um servomotor Funções e métodos do servomotor Sketch para controlar um servomotor Conectando o hardware Carregar e testar Grandes potências vêm em pequenos pacotes com motores DC sem escovas Por que sem escovas? Obtendo controle Sketch para controlar um motor sem escovas Conectando o hardware Carregar e testar Inversão Sketch para inverter um motor sem escovas Conectando o hardware Carregar e testar O shield de controle de motor para mais motores Resumo

7 Sumário 9 Capítulo 6 Detecção de objetos Detecção de objeto com ultrassom Escolhendo um sensor ultrassônico Três fios ou quatro Sketches para detecção de objeto por ultrassom Conectando o hardware Carregar e testar Infravermelho para telemetria Infravermelho e ultrassom juntos O telêmetro Sharp GP2D Algoritmo não linear para cálculo de distância Sketch para telemetria Conectando o hardware Carregar e testar Infravermelho passivo para detectar movimento Usando o sensor Parallax PIR Sketch para detecção de movimento por infravermelho Conectando o hardware Carregar e testar Resumo Capítulo 7 Monitores de LCD Introdução aos LCDs Variáveis string: Tipo string versus tipo char LCDs de caracteres paralelos: o Hitachi HD bits ou 8 bits? Biblioteca e funções Diagrama esquemático Conectando tudo com o modo 4 bits Sketch para escrever no Hitachi HD Carregar e testar Estação meteorológica LCD serial LCDs seriais versus paralelos Biblioteca e funções SerLCD O sensor de temperatura DS18B Bibliotecas OneWire e DallasTemperature Diagrama esquemático Conectando tudo Sketch para uma estação meteorológica LCD Carregar e testar...194

8 10 Arduino em Ação 7.4 LCDs gráficos: o Samsung KS0108 GLCD Biblioteca e funções Diagrama esquemático Conectando tudo Sketch para desenhar em um GLCD Carregar e testar Resumo Capítulo 8 Comunicações Ethernet A biblioteca Ethernet Shield Ethernet com cartão de dados SD Servidor web Arduino Configurando o servidor Sketch para criar um servidor web Carregar e testar Solução de problemas O tweet do tweet: conversando com o Twitter Twitter e tokens Bibliotecas e funções Diagrama esquemático e conectando o hardware Sketch para tuitar por um botão no Twitter Carregar e testar Wi-Fi Shield Arduino Wifi Biblioteca WiFi e funções Gestos: acelerômetros sem fio Conectando o hardware Sketch para comunicação Bluetooth Carregar e testar Bluetooth sem fio ArduinoBT Adicionando Bluetooth Estabelecendo uma conexão Bluetooth Sketch para comunicação Bluetooth Interface periférica serial (SPI) Biblioteca SPI Dispositivos SPI e potenciômetros digitais Diagrama esquemático e conectando o hardware Sketch para um dimmer LED digital...235

9 Sumário Registro de dados Tipos de memória Cartões SD e biblioteca SD Sketch para um registrador de sensores com cartão SD Cosm Registre-se a uma conta e obtenha uma chave API Criando um novo feed de dados Sketch para registro de sensor Cosm Carregar e testar Resumo Capítulo 9 Jogos Nintendo Wii saúda você Wii Nunchuk Conexões Nunchuk Wii vai falar Testaremos o Wii Libere o Xbox Conectando-se Biblioteca USB Host Aprendendo sobre o controle do Xbox usando o Shield USB Host Dados para serviço Xbox Vamos carregá-lo Interfaceando com código Xboxhid.ino Conexões de hardware e testes Resumo Capítulo 10 Integrando o Arduino com ios Conectando seu dispositivo ao Arduino O cabo serial Redpark A conexão final Código ios Criando uma aplicação single-view no Xcode Escrevendo o código O Arduino se envolve Sketch para acender um LED a partir do dispositivo ios Testando o sketch Fazendo mais com o Xcode Adicionando um controle Slider

10 12 Arduino em Ação 10.5 Arduino deslizante Circuito deslizante do Arduino Testando o circuito Movendo dados para o dispositivo ios Codificação Xcode O sensor de distância infravermelho GP2D Testando Resumo Capítulo 11 Fazendo wearables Introduzindo o LilyPad Acessórios LilyPad Linhas e tecidos condutivos Criando uma jaqueta indicadora de direção Criando um piano wearable O Arduino Pro Mini Criando um pequeno fone de ouvido Criando uma jaqueta com uma bússola Resumo Capítulo 12 Adicionando shields Fundamentos do shield O shield motor Adafruit A biblioteca AFMotor Usando o shield motor com o motor de passo Usando o shield motor com um motor DC Obtendo um shield motor Criando seu próprio shield Memória Defasadores de nível O suporte para cartão SD Conectando o cartão SD ao Arduino Preparando a perfboard Testando o shield Resumo Capítulo 13 Integração de software O canal serial Servos para detecção de rosto Montando o hardware de detecção de rosto Código para detecção de rosto

11 Sumário Usando o Firmata para criar um equalizador Usando o Firmata em sua aplicação Análise de áudio em Processing Montando o hardware equalizador Código para o equalizador Usando Pure Data para criar um sintetizador Montando o hardware do sintetizador Código para o sintetizador Usando Python para monitorar temperaturas A biblioteca Serial em Python Montando o hardware termômetro Código para monitorar temperaturas Resumo Apêndice A Instalando o IDE do Arduino A.1 Windows A.1.1 Instalando drivers para a sua placa A.2 Mac OS X A.3 Linux Apêndice B Primeira codificação B.1 A linguagem do Arduino B.2 Variáveis B.2.1 Tipos de variáveis B.2.2 Arrays B.2.3 Strings B.2.4 Constantes B.2.5 Escopo de variáveis B.3 Assumindo o controle B.3.1 If, else, else if B.3.2 Switch case B.3.3 Operadores lógicos B.4 Indo para o loop B.4.1 O loop for B.4.2 O loop while B.4.3 O loop do while B.5 Funções B.6 Resumo...412

12 14 Arduino em Ação Apêndice C Bibliotecas C.1 Anatomia de uma biblioteca C.1.1 O arquivo.h (header) C.1.2 O arquivo.cpp C.2 Usando uma biblioteca C.2.1 Usando uma biblioteca em um sketch C.2.2 Distribuindo uma biblioteca Apêndice D Lista de componentes Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Apêndice E Links úteis Artigos Arduino adicionais Outros links e materiais úteis