Programando o Arduino | Aula 03 - Simuladores

Como programar sem ter uma placa Arduino?

Programando o Arduino | Aula 02 - Uno R3

Uno R3

Depois da conhecermos os conceitos iniciais sobre o mundo Arduino (o que é, tipos de placas e IDE) na aula 01, agora vamos detalhar a placa que inicialmente iremos utilizar nas nossas aplicações: a clássica Arduino Uno R3!!!

Fonte: https://docs.arduino.cc/retired/boards/arduino-uno-rev3-with-long-pins/

Descrição

A placa Arduino Uno R3 foi lançada em 2010, sendo baseada no microcontrolador Atmel ATmega328P. O nome da placa, Uno, significa um em italiano, sendo escolhido para marcar o lançamento da Arduino IDE 1.0 e a primeira série de placas Arduino.

Por ser um projeto de código aberto, qualquer pessoa pode construir sua placa própria utilizando o diagrama esquemático da placa Uno, disponibilizada no site da plataforma Arduino.

Especificações técnicas

A tabela abaixo apresenta as principais especificações técnicas da placa Arduino Uno R3.

Microcontrolador	ATmega328P
Tensão de operação	5V
Tensão de entrada (recomendada)	7-12V
Tensão de entrada (limite)	6-20V
Pinos de E/S digitais	14 (sendo 6 saídas PWM)
Pinos de E/S digitais PWM	6
Pinos de entradas analógicas	6
Corrente DC Current por pino E/S	20 mA
Corrente DC por pino 3.3V	50 mA
Memória Flash	32 KB (ATmega328P) sendo 0.5 KB para o bootloader
SRAM	2 KB (ATmega328P)
EEPROM	1 KB (ATmega328P)
Clock	16 MHz
LED_BUILTIN	Pino 13
Comprimento	68.6 mm
Largura	53.4 mm
Peso	25 g

Pinagem

A placa Arduino Uno R3 disponibiliza 32 pinos de acesso com barra de pinos do tipo fêmea, 12 pinos de acesso com barra de pinos do tipo macho, um conector jack P4 para alimentação e uma porta USB tipo B usada para comunicação serial.

Fonte: montado a partir de https://content.arduino.cc/assets/Pinout-UNOrev3_latest.pdf

Alimentação

A placa Arduino Uno R3 pode ser alimentada pela porta USB, por uma fonte de tensão externa conectada ao conector jack P4 ou aos pinos Vin e GND.

Pinos	Função
Vin	pino de alimentação externa (6 a 12V). Quando alimentada a partir do conector jack P4, é disponível direto nesse pino
5V	fornece tensão regulada de 5V (não deve ser usada como entrada de alimentação)
3V3	fornece tensão regulada de 3,3V (não deve ser usada como entrada de alimentação)
GND	pinos de referência (terra)
IOREF	fornece tensão de referência para que shields (módulos externos) selecionem sua tensão de operação (3,3 ou 5Vdc)

Pinos de entrada e saída (E/S)

Os 14 pinos de E/S digital (pinos 0 a 13) operam com 5V-20mA, devendo ser previamente configurados como sendo de entrada ou de saída usando a função pinMode().

Já os pinos das entrada analógicas (A0 a A5) possuem resolução de 10 bits, permitindo 1024 valores diferentes. 

Na tabela abaixo são apresentadas outras funcionalidades específicas dos pinos de E/S.

Tipo	Pinos	Função
Digital	0	Comunicação serial - RX
	1	Comunicação serial - TX
	2, 3	Interrupção externa
	3, 5, 6, 9, 10, 11	Saída PWM com 8 bits de resolução
	10	Comunicação SPI - SS (Slave Select)
	11	Comunicação SPI - MOSI (Master Output Slave Input)
	12	Comunicação SPI - MISO (Master Input Slave Output)
	13	Comunicação SPI - SCK (Serial Clock)
	13	Led da placa
Analógico	A0, A1, A2, A3, A4 A5	Entradas analógicas com 10 bits de resolução
	A4	Comunicação I2C - SDA (Serial Data)
	A5	Comunicação I2C - SCL (Serial Clock)

Além dos pinos de alimentação e de E/S, ainda existem mais dois pinos disponíveis na placa Arduino Uno R3:

Pinos	Função
AREF	Tensão de referência para as entradas analógicas
RESET	Pino usado para resetar a placa, quando levada ao valor O (LOW)

Setup

Para as atividades práticas nesse curso introdutório sobre Arduino, iremos utilizar uma placa Uno R3, um protoboard com 400 pontos e uma fonte ajustável para protoboard (3V3 - 5V), montados em uma base de apoio.

Nosso setup para desenvolvimento é apresentado na imagem abaixo, com a placa Uno R3 conectada ao computador via cabo USB.

Programando o Arduino | Aula 01 - Introdução

O que é o Arduino?

O Arduino é uma plataforma eletrônica de código aberto, baseada em hardware e software de uso fácil, contendo os seguintes componentes:

• Microcontrolador

• Clock

• Módulo de comunicação serial

• Fonte de alimentação

• Conectores de entrada e saída

O projeto Arduino foi desenvolvido no Instituto de Design de Interação Ivrea (IDII), na Itália, em 2005, e seu nome foi herdado de um bar, em Ivrea. 

A primeira placa comercial a ser disponibilizada foi a Arduino RS232:

Fonte: Arduino/Nicholas Zambeti

Hardware - Famílias de placas

Atualmente existem diversas placas, sendo elas classificadas por famílias:

Clássica

As placas da família clássica são consideradas a espinha dorsal do projeto Arduino. Destacamos aqui as placas Uno R3 (lançada em 2010), Uno R4 Minima e Uno R4 WiFi (lançadas em 2023).

Fonte: https://www.arduino.cc/en/hardware

Mega

As placas da família Mega apresentam maior poder de processamento e quantidade de pinos de entrada e saída (GPIO), sendo indicadas para projetos de maior porte. Destacamos aqui a placa Mega 2560 Rev3 (lançada em 2010).

Fonte: https://www.arduino.cc/en/hardware

Nano

As placas da família Nano apresentam tamanho menor quando comparadas com as placas das demais famílias. Por serem compactas, são indicadas para aplicações onde o espaço é limitado. Destacamos aqui a placa Nano (lançada em 2008) e a Nano RP2040 Connect (lançada em 2021).

Fonte: https://www.arduino.cc/en/hardware

MKR

As placas da família MKR foram criadas para aplicações IoT, com dimensões menores, como a família Nano, e incluindo a comunicação sem fios (Wifi e bluetooth).

Fonte: https://www.arduino.cc/en/hardware

Software - IDE (Integrated Development Environment)

Para que um placa Arduino possa realizar alguma função é necessário que um programa seja desenvolvido e posteriormente carregado na sua memória. Para isso o projeto Arduino disponibiliza uma IDE (Integrated Development Environment - Ambiente Integrado de Desenvolvimento) de código aberto. 

De forma simplificada o usuário deve seguir os seguintes passos para deixar uma placa Arduino com algumas funcionalidade:

1. Editar um código fonte;
2. Escolher o tipo de placa;
3. Escolher a porta de comunicação do computador onde a placa está conectada;
4. Compilar o código fonte;
5. Transmitir o código binário gerado pela compilador para a placa. 

No entanto, antes de realizar esses passos, é necessário instalar a IDE Arduino no seu computador, de acordo com o seu sistema operacional (Windows, Linux ou macOS)!!!

No momento que escrevo esse post, a versão atual é a Arduino IDE 2.3.4.

Fonte: https://www.arduino.cc/en/software

Depois de instalada, para ver seu primeiro exemplo basta inicializar a IDE e clicar em:

 Arquivo|Exemplos|01.Basics|Blink

Fonte: @eng&IoT

Hello World!

Para quem já é iniciado no mundo da programação, independente da área de atuação, essa frase já foi vista e apresentada em uma tela de computador ou display, pelo menos uma vez.

Para os iniciantes, ela representa o começo de uma jornada, sendo válida em qualquer atividade que vai ser iniciada. No jargão do futebol, é o chute inicial.

Segundo a Wikipedia, o Hello World! ou Olá Mundo! teve sua apresentação na Linguagem B (predecessora das Linguagens C e C++, que veremos muito nesse blog), lá pelo fim da década de 1960, início da década de 1970.

Assim, o blog eng&IoT, com este post inicial, dá início a suas atividades!!!