Grupo PET-Tele - Eng. de Telecommunicações · Universidade Federal Fluminense { UFF Escola de...

Universidade Federal Fluminense – UFF

Escola de Engenharia – TCE

Curso de Engenharia de Telecomunicacoes – TGT

Programa de Educacao Tutorial – PET

Grupo PET-Tele

Introducao ao kit de desenvolvimentoArduino

Relatorios(Versao: A2018M08D27)

Autores: Lorraine de Miranda Paiva

Lucas Pontes Siqueira

Roberto Brauer Di Renna

Thiago Elias Bittencourt Cunha

Professor: Alexandre Santos de la Vega

Niteroi-RJ

Agosto / 2018

1 Introducao, apresentacao do kit e microcontrolador

1 Introducao,

apresentacao do kit e

microcontrolador

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1. Desenhe na Figura 1 a ligacao das trilhasdo protoboard.

2. Complete a tabela referente a cada compo-nente presente na placa do Arduino UNO,representado na Figura 2.

123456789101112131415

Figura 1: Protoboard.

Figura 2: Arduino UNO.

Universidade Federal Fluminense 1

2 Funcoes, Blink, Acender LED

2 Funcoes, Blink, Acender

LED

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1. Na aula de hoje, foram apresentadasfuncoes importantes que usaremos nasproximas praticas. Dentre elas, temos adigitalWrite(), que atribui valores de

e para um pino digital.

Se um pino foi configurado como OUT-PUT, sua tensao sera tipada como osseguintes valores correspondentes:V (ou 3.3V nas placas de 3.3V) para

, V (terra) para .

Se um pino foi configurado como INPUT,colocando um valor do tipo usandodigitalWrite() habilitara um resistor in-terno pullup de 20KΩ. Escrevendoira desabilitar o pullup. O resistor pullupe suficiente para acender um vaga-mente, por isso, se os LEDs funcionarem,mas de forma fraca, esta e uma causa pro-vavel. O remedio e para definir o pinopara uma saıda com a funcao pinMode().

2. A Figura 3 ilustra o circuito da praticade hoje. Esse circuito funcionara ou nao?Justifique.

3. A Figura 4 mostra um LED em detalhe.Complete a figura mostrando sua polari-zacao.

Figura 3: Circuito acender LED.

Figura 4: Polarizacao do LED.


3 Botoes que acendem LEDs RGB

3 Botoes que acendem

LEDs RGB

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1. Na aula de hoje, alem de usarmos a funcaodigitalWrite(), tambem usamos a fun-cao para variar a inten-sidade luminosa dos LEDs . Essafuncao so funciona quando usamos as saı-das . O mecanismo contido nessassaıdas permite controlar o ciclo de traba-lho da onda quadrada gerada. A funcao

gera a onda no pino di-gital e o controle e feito escrevendo valo-res que podem variar de a .Quanto mais alto o valor escrito, maior aintensidade luminosa do LED.

2. A figura 5 abaixo mostra um LED RGBem detalhe. Complete sua pinagem.

Figura 5: LED RGB.

3. No ınicio da programacao da funcaovoid loop () aparece este pequeno tre-cho:

estadoBotao_1 = digitalRead(botao_1);



Descreva o funcionamento da funcaodigitalRead() usando de exemplo essetrecho.


4 Interacao teclado microcontrolador

4 Interacao teclado micro-

controlador

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1. Na pratica de hoje, acendemos um LEDcom uma tecla do teclado. Faca agora comuma tecla para apagar e uma para acen-der. Escreva abaixo o codigo criado.

2. A Serial Monitor e muito usada para (es-colha uma opcao):

a) Mostrar valores lidos.

b) Mostrar o circuito montado.

c) Interpretar sinais.

d) Mostrar valores automaticamentenas escalas do Sistema Internacional.

3. Como ajustamos a tensao para acender eapagar um LED, escolhemos um pino di-gital ao inves de um analogico porque (es-colha uma opcao):

a) O pino digital mantem a tensao cons-tante em 5v.

b) O pino digital envia sinais de HIGHe LOW quando for desejado.

c) Ha mais pinos digitais do que analo-gicas.

d) Nao fazia diferenca optar por umpino analogico.

4. As funcoes Serial.begin(), Se-rial.flush(), Serial.read() e Se-rial.print() servem para (escolha umaopcao):

a) Inicia o programa, esvazia o buffer,le o valor da porta serial, mostra osdados na tela.

b) Determina a taxa de bits por se-gundo, esvazia o buffer, le o valor davariavel serial, escreve na tela.

c) Inicia o programa, controla a trans-missao de todos os dados do tipo se-rial e esvazia o buffer da porta deentrada, le o valor da variavel serial,mostra os dados na tela.

d) Determina a taxa de bits por se-gundo, esvazia o buffer da porta deentrada (nas versoes 1.0.x) e controlaa transmissao de todos os dados pelaserial, le o valor da porta serial, mos-tra os dados na tela.


5 Funcoes sonoras

5 Funcoes sonoras

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1. Complete a descricao da funcao usada naaula de hoje:

tone()

Gera uma onda quadrada de frequenciaespecificada (e 50 % ciclo de trabalho) emum pino. A duracao pode ser especificada,caso contrario, a onda continua ate queuma chamada para . O pinopode ser ligado a um buzzer piezoeletrico,ou outro alto-falante para reproduzir sons.

Apenas um tom pode ser gerado de cadavez. Se um tom ja esta tocando em umpino diferente, a chamada para a tone()nao tera nenhum efeito. Se o tom estajogando no mesmo pino, a chamada iradefinir a sua frequencia.

Utilizacao da tone() ira interferir na saıdanos pinos 3 e 11 (todas as pla-

cas exceto Arduino MEGA).

Nao e possıvel gerar tons inferiores a 31Hz.

NOTA: se voce quiser jogar alturas dife-rentes em varios pinos, voce precisa cha-mar noTone () em um pino antes de cha-mar a tone() no proximo pino.

Sintaxe

tone( , )outone( , , )

2. Complete a tabela abaixo:

Nota Frequencia (Hz) Tecla usada

DO

REMI

FASOL

LASI


6 Funcoes de temporizacao, delay(), millis() e micros(). Comecando a comunicacao serial

6 Funcoes de temporiza-

cao, delay(), millis() e

micros(). Comecando a

comunicacao serial

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1. Apresentamos na aula de hoje funcoesde temporizacao que foram a funcao

, a funcao e afuncao .

Vimos que a funcao delay() e responavelpor pausar o programa por um tempodeterminado em . Ja asfuncoes e micros() retornamem milissegundos e , respec-tivamente, o tempo que o programa estaem execucao.

2. Na aula de hoje aprendemos a funcaoSerial.print(). Escreva um pequenotrecho de codigo utilizando-a para escre-ver na Serial Monitor o valor admitidopor uma variavel qualquer que tenhanela armazenado o tempo, em microsse-gundos, que o programa esta em execucao.


7 Leitura de sensores analogicos, analog.Read(), Sensor de luminosidade LDR

7 Leitura de sensores

analogicos,

analog.Read(),

Sensor de luminosidade

LDR

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1. Na aula de hoje compreendemos melhoro uso da funcao analog.Read(). Vimosque esta funcao e utilizada paravalores de um dos pinosespecıfico.

Estudamos tambem o conceito de quan-tizacao e descobrimos como funciona oconversor A/D do Arduino. Sendo este,um conversor de , teremosuma escala com 1024 valores quantizadosvariando de a . Tendoassim, um valor de de resolucao.

2. Descreva com suas palavras o funcio-namento do processo de quantizacaoe a leitura analogico-digital feita peloArduino.

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3. Utilizamos nesta aula o sensor de lumino-sidade LDR.

Figura 6: LDR.

Este sensor nada mais e do que umaresistencia que de acordo com aluminosidade incidida. Observamos nocircuito montado na pratica que quantomaior a luminosidade incidenteera a tensao lida pelo Arduino e quantomenor a luminosidade era a tensaolida.

4. Desenhe abaixo o diagrama utilizado paraa leitura do sensor LDR:


8 Leitura do Sensor de temperatura LM335A, analog.Read(), Funcoes matematicas basicas

8 Leitura do Sensor de

temperatura LM335A,

analog.Read(), Funcoes

matematicas basicas

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1. Na aula de hoje utilizamos o sensor detemperatura LM335A e a funcao ana-log.Read() para lermos o valor dee identificarmos a temperatura correspon-dente.Abaixo apresentamos o sensor. Identifiquesua pinagem.

Figura 7: LM335A.

1- . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2- . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3- . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. No relatorio anterior estudamos a funcaoanalog.Read() e vimos como funciona oconversor A/D do Arduino. Vimos que oconversor possui uma resolucao de ,que gera um valor de 4.88 mV quandodivide-se 5 V por .

Utilizamos esta mesma funcao para de-terminar a temperatura lida pelo sensor.Para isso, vimos em aula, que para cada

lidos pelo arduino tinhamos umaelevacao de 1 k.

Assim para sabermos a temperatura emgraus Celsius basta diminuir a tempera-tura lida em kelvin por .


9 Sensor infravermelho, analog.Read(), Alarme

9 Sensor infravermelho,

analog.Read(), Alarme

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1. Comecamos a aula de hoje explicando ofuncionamento do sensor infravermelho.No caso tınhamos um circuito com umLED infravermelho e um . Ocircuito tinha um funcionamento simples.Explique com suas palavras o funciona-mento do circuito:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. O conjunto emissor e receptor infraverme-lho pode nos ser util em diversas apli-cacoes. Entre elas, podemos fazer umalarme sonoro. Um led emissor pode serinstalado em um canto da porta e o recep-tor no canto oposto. Quando uma pessoaatravessar a mesma ela cortara o fluxo deluz acionando um alarme. Desenvolva oscript deste pequeno projeto que acioneum buzzer quando uma pessoa atravessara porta.


10 Comunicacao IR, NECIRrcv.h, Controle Remoto IR

10 Comunicacao IR,

NECIRrcv.h, Controle

Remoto IR

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1. Na pratica de hoje utilizamos o controleRemoto Infravermelho. Para realizarmoso procedimento utilizamos um script paraidentificarmos o codigo de cada tecla doteclado.

Copie este codigo no espaco abaixo e iden-tifique o codigo de 6 teclas do teclado.

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2. Com as teclas identificadas na questao an-terior crie um script que acione o arduinocom o controle remoto de forma que ele al-terne entre 6 efeitos luminosos com 5 ledse escreva abaixo.


11 LCD 16X2, LiquidCrystal.h

11 LCD 16X2,

LiquidCrystal.h

Data: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Aluno: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Aluno: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. Hoje aprendemos como trabalhar com oLCD 16x2. Abaixo temos a imagem doLCD usado em aula. Identifique a funcaode cada pino.

Figura 8: LCD 16X2.

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2. Em aulas anteriores vimos o funciona-mento do sensor de temperatura LM335A.Utilizando o LCD 16X2 crie um script queprinte o valor de temperatura lido pelo ar-duino.


12 Shield LCD 7 segmentos

12 Shield LCD 7 segmen-

tos

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Neste projeto utilizamos o circuito integradoPCF8574 para expandirmos o numero de por-tas do arduino atraves do protocolo I2C. Assimviabilizamos a conexao de LCDs de 7 segmen-tos

Figura 9: CI PCF8574

Figura 10: Display 7 segmentos

1. Encontre cada codigo binario que acendano seu LCD de 7 segmentos os algarismosde 0 a 9.

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2. Elabore um contador que conte de 0 a9 crescentemente e posteriormente decres-centemente com o display de 7 segmentos.


13 Comunicacao RF, VirtualWire.h, Transmissor e Receptor RF

13 Comunicacao RF, Vir-

tualWire.h, Transmis-

sor e Receptor RF

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1. Idenfitique a pinagem do Receptor RFabaixo:

Figura 11: Receptor RF.

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2. Idenfitique a pinagem do Transmissor RFabaixo:

Figura 12: Transmissor RF.

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3. Elabore o script do receptor que acenda 2LED’s diferentes, cada um com uma men-sagem distinta.


14 Jogo Genius

14 Jogo Genius

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Um jogo muito famoso na decada de 1980,que buscava estimular a memoria do jogadoratraves de cores e sons, e o Genius.

A pratica de hoje trata de uma adaptacaodesse jogo para o Arduino. Precisaremos de4 botoes, 8 resistores de 330 e 4 LEDs (depreferencia de cores diferentes). Alem de umautofalante.

A montagem do circuito e bem simples,porem como temos uma quantidade maior decomponentes que das praticas anteriores, enecessaria maior atencao na montagem.

Figura 13: Circuito jogo genius.

1. Apos montar a pratica mostrada hoje,agora adapte para que tenha um con-tador de pontos. Seu programa deve acada rodada mostrar na serial monitorquantos acertos o jogador possui, e ze-rar a contagem quando acontecer um erro.

Escreva o programa feito abaixo:

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15 Acionamento via pagina Web, ethernet.h(), WEB Server

15 Acionamento via

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Data: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Aluno: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Aluno: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. Na aula que tivemos hoje aprendemoscomo funciona um projeto utilizando oarduino e o shield ethernet. Vimos quepara acionarmos diferentes cargas possuı-mos diferentes circuitos para cada finali-dade. Imagine que voce possua uma si-rene 12v DC. Qual circuito voce utilizariapara aciona-la com o Arduino? Desenhe omesmo abaixo:

2. Imagine agora que voce possua um venti-lador 110v AC. Faca o mesmo pedido noitem anterior:

3. Imagine que voce possua uma casa depraia. So que nela voce so possua agua deum poco. Recentemente voce esteve la edeixou a caixa d’agua vazia. Agora voceesta em sua moradia mas pretende voltarla em breve.

Para nao faltar agua logo que chegar, voceresolve ligar a bomba da sua casa de praiapelo seu projeto com o Arduino. Elaboreum script de uma pagina que acione abomba e que ao identificar a caixa cheiadesligue-a e avise-o.


Grupo PET-Tele - Eng. de Telecommunicações · Universidade Federal Fluminense { UFF Escola de...

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