OFICINA Uso da plataforma Arduino no Ensino de Ciências

Transcrição

1 OFICINA Uso da plataforma Arduino no Ensino de Ciências Grupo 2 de Atividades Astrogildo Junqueira Docente Física/IFSP Lucas D Amásio David Larronda Licenciandos/IFSP Apoio Financeiro: Prodocência / Capes

2 Entradas Analógicas no Arduíno Vimos que as entradas digitais do arduino assumem apenas dois estados discretos: sinal alto (high) ou baixo (low), ou seja, 5 V e 0 V. Porém, há situações em que precisamos trabalhar com grandezas que variam continuamente, ou seja, a variação ocorre de maneira analógica. Nessas situações, iremos usar os pinos analógios do Arduíno. Vemos na figura os seis canais analógicos da placa nomeadas de A0 a A5. O Arduino, porém, trabalha com informações digitais, assim ele usa um conversor Analógico- Digital para transformar os sinais analógicos em digitais. O valor analógico é quantificado de acordo com a resolução de conversor em n bits. Vcc resolução n 2

3 Entradas Analógicas no Arduíno Trabalhando com a tensão de 5 V no arduíno, temos que a resolução dada abaixo de 4,8 mv. Assim, associamos 5 V ao valor 1023 e 0 V ao valor 0, com passo de 4,8 mv. Vcc 5 V resolução 4, mv 5V 0V Função para entradas analógicas AnalogRead (pino): lê o sinal no pino analógico configurado (o a 5) e retorna um valor inteiro entre 0 e Exemplo: AnalogRead(3) lê o sinal analógico no pino 3 e retorna um valor entre 0 e 1023.

4 Usando entradas analógicas: led potenciômetro Um potenciômetro é um componente eletrônico com resistência elétrica variável. Seu funcionamento básico se dá pela variação do comprimento de uma resistência entre um terminal e o terminal Cursor. O modelo mais comum possui um resistor de três terminais em que a conexão central é variável. Quando utiliza-se os três terminais, tem-se um divisor de tensão. O funcionamento básico do potenciômetro pode ser entendido a partir da relação entre a resistência elétrica (R) de um condutor com seu comprimento L, sua área transversal (A) e sua resistividade,, que é característico do material: Exemplo para Cobre: = 1, m Então um metro de fio de cobre de A = 2,5mm 2 = 2, m 2 terá resistência de R ~

5 Projeto: Controlando tempo de piscagem do Led com potenciômetro Nesse projeto, vamos utilizar a saída analógica para converter o valor lido em tempo de espera para o led acender ou apagar. Segue a montagem do circuito e a programação para o arduíno. int led = 3; int potenciometro = 3; int tempodeespera = 0; void setup() { pinmode(led,output); void loop() { /* Leitura do valor do potenciômetro que é usada como delay */ tempodeespera = analogread(potenciometro); digitalwrite(led, HIGH); delay(tempodeespera); digitalwrite(led, LOW); delay(tempodeespera);

6 Projeto: Usando o Monitor Serial do Arduino Mas como ler o valor de retorno do AnalogRead do potenciômetro? Para responder, faremos uso da comunicação serial do arduíno para leitura do valor na janela Serial Monitor do IDE. Funções para comunicação serial Serial.begin(veloc): configura a taxa de comunicação em bits por segundo (baud rate). Exemplo: Serial.begin(9600) Serial.print( ): escreve na serial texto em formato ASCII. Exemplos: Serial.print(123) ; Serial.print( Alô, mundo ) ; Serial.print( B ). Serial.println( ): semelhante ao Serial.print( ), com a diferença que acrescenta ao final o retorno de carro, ou seja, volta a posição inicial na próxima linha.

7 Projeto: Usando o Monitor Serial do Arduino Usando agora o mesmo circuito do potenciometro, faremos uso dos recursos do monitor serial para ler os sinais do potenciometro. int led = 3; int potenciometro = 3; int tempodeespera = 0; void setup() { pinmode(led,output); Serial.Begin (9600); void loop() { Serial.println (tempodeespera); tempodeespera = analogread(potenciometro); digitalwrite(led, HIGH); delay(tempodeespera); digitalwrite(led, LOW); delay(tempodeespera);

8 Sensor de Temperatura Neste projeto iremos usar um sensor de temperatura, LM35, para medirmos valores de temperatura. O LM35 é um dispositivo que fornece uma saída de tensão proporcional a temperatura no qual ele se encontra, com um sinal de 10 mv para cada 1º C de temperatura (faixa de temperatura de -55º C a 150º C). Usando um pino analógico: Tensão no pino: (valor lido no pino)*(5v/1023) Temperatura: (tensão no pino)/0,01v

9 Projeto: medindo temperatura Neste projeto iremos usar o sensor de temperatura LM35 para fazermos medidas de temperatura. int pinosensor = 0; int valorlido = 0; float temperatura = 0; void setup() { Serial.begin(9600); Serial.println("Temperatura atual (oc): "); void loop() { valorlido = analogread(pinosensor); temperatura = (float(valorlido))*5/(1023)/0.01 ; Serial.println(temperatura); delay(1000);

10 Projeto: medindo temperatura com tempo Neste projeto iremos usar o sensor de temperatura LM35 para fazermos medidas de temperatura e o respectivo tempo. int pinosensor = 0; int valorlido = 0; float temperatura = 0; unsigned long tempo; void setup() { Serial.begin(9600); Serial.println("Temperatura atual (oc), Tempo(s)"); void loop() { tempo = millis(); valorlido = analogread(pinosensor); temperatura = (float(valorlido))*5/(1023)/0.01 ; unsigned long tipo de dado de variável que ocupa 4 bytes na memória; armazena valores positivos de 0 a 4, (4, ms ~ 50 dias) Millis() função que retorna o tempo em milissegundos contado a partir do início do programa. Serial.print(temperatura); Serial.print(", "); Serial.println(tempo/1000); delay(1000);