{"id":442,"date":"2020-07-24T18:46:38","date_gmt":"2020-07-24T21:46:38","guid":{"rendered":"http:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/?page_id=442"},"modified":"2020-07-24T18:50:49","modified_gmt":"2020-07-24T21:50:49","slug":"introducao","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/introducao\/","title":{"rendered":"INTRODU\u00c7\u00c3O"},"content":{"rendered":"<h2><a name=\"_Toc26352478\"><\/a>1.1 Arduino<\/h2>\n<p>O Arduino \u00e9 uma plataforma eletr\u00f4nica <em>open source<\/em>, que tem como objetivo integrar hardware e software de maneira f\u00e1cil, permitindo que pessoas com pouco conhecimento na \u00e1rea possam desenvolver as suas habilidades e aprendizado de maneira mais simples, aprendendo a eletr\u00f4nica b\u00e1sica e programa\u00e7\u00e3o.\u00a0 As placas do Arduino foram idealizadas para serem capazes de ler vari\u00e1veis f\u00edsicas, como entradas de luz em um sensor, o toque de um dedo em um bot\u00e3o ou at\u00e9 mesmo ler uma mensagem dispon\u00edvel em um meio virtual e transform\u00e1-la em uma sa\u00edda, seja pelo acionamento de um motor, o ligar de uma luz ou de um LED. A sua programa\u00e7\u00e3o \u00e9 amig\u00e1vel e permite o envio de linhas de comando para o microcontrolador existente na placa, dizendo como atuar, o que fazer e como fazer.<\/p>\n<p>E, para que tudo isso seja operacionalizado h\u00e1 a necessidade de intera\u00e7\u00e3o entre o hardware e o usu\u00e1rio, que \u00e9 feita por meio de uma linguagem de programa\u00e7\u00e3o (Arduino), que \u00e9 simples e objetiva (baseada na linguagem <em>Wiring<\/em>) e o Software Arduino (<em>Integrated Development Environment<\/em> \u2013 IDE, ou, em portugu\u00eas, ambiente de desenvolvimento integrado), com base no ambiente de programa\u00e7\u00e3o <em>Processing<\/em> (Arduino.cc, 2020). Desde sua cria\u00e7\u00e3o, o Arduino tem sido usado em milhares de implementa\u00e7\u00f5es, variando desde projetos simples at\u00e9 os mais complexos. Hoje o Arduino conta com uma grande comunidade mundial, envolvendo os pr\u00f3prios criadores, estudantes, programadores e profissionais, que reuniram suas contribui\u00e7\u00f5es a esta plataforma de c\u00f3digo aberto e disponibilizaram uma grande quantidade de conhecimento e projetos acess\u00edveis a todos, sejam iniciantes ou profissionais j\u00e1 em atua\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<p>O Arduino nasceu no <em>Ivrea Interaction Design Institute<\/em> como uma ferramenta simples e de f\u00e1cil operacionaliza\u00e7\u00e3o para integra\u00e7\u00e3o de hardware e software aplicados a prototipagem r\u00e1pida e destinada a estudantes sem forma\u00e7\u00e3o em eletr\u00f4nica e programa\u00e7\u00e3o. Ao alcan\u00e7ar uma comunidade maior, o Arduino come\u00e7ou a sofrer altera\u00e7\u00f5es para se adaptar aos novos desafios e necessidades, diferenciando sua oferta de placas simples a produtos com aplica\u00e7\u00f5es voltadas a Internet das coisas (IoT \u2013 <em>Internet of Things<\/em>), com v\u00e1rias aplica\u00e7\u00f5es integrando impress\u00e3o 3D e ambientes automatizados. As placas do Arduino, bem como o seu software de desenvolvimento s\u00e3o de c\u00f3digo aberto, permitindo assim, que usu\u00e1rios possam implementar sistemas e controles de maneira independente e, se necess\u00e1rio adaptar o sistema para controles mais elaboradores, como controle e monitoramento de ambientes produtivos (Arduino.cc, 2019).<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2><a name=\"_Toc26352479\"><\/a>1.2 Por que usar Arduino<\/h2>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>O Arduino, por possuir uma interface simples e acess\u00edvel aos usu\u00e1rios, tem sido usado nas mais diferentes aplica\u00e7\u00f5es, variando de simples projetos aos mais elaborados projetos e aplicativos. O software Arduino \u00e9 de f\u00e1cil entendimento e de implementa\u00e7\u00e3o para usu\u00e1rios iniciantes, tornando-se uma linguagem bem estrutura nas m\u00e3os de usu\u00e1rios experientes, al\u00e9m de sua interface rodar em ambientes variados, como o Mac, Windows e Linux.<\/p>\n<p>O Arduino se tornou uma ferramenta simples e completa, permitindo que professores e alunos o usem para implementar atividades did\u00e1ticas de baixo custo e, que permitam um aprendizado voltado a intera\u00e7\u00e3o teoria &#8211; pr\u00e1tica, onde o aluno pode na pr\u00e1tica comprovar a teoria baseado nos experimentos de classe voltados para a qu\u00edmica, f\u00edsica, programa\u00e7\u00e3o e eletr\u00f4nica, dentre outras mais, al\u00e9m de inici\u00e1-los nos fundamentos da rob\u00f3tica.<\/p>\n<p>O Arduino \u00e9 uma ferramenta de apoio para que os professores possam inovar no ensino aplicando a tecnologia em sala de aula. Hoje, qualquer pessoa, com o aux\u00edlio de um professor ou de aulas dispon\u00edveis online, podem come\u00e7ar a aprender os conceitos b\u00e1sicos de programa\u00e7\u00e3o e eletr\u00f4nica, bastando para isso um tempinho para se\u00a0 dedicar, vendo v\u00eddeos educativos ou participando de atividades did\u00e1ticas, ou mesmo, compartilhando ideias online com outros membros da comunidade Arduino. Atualmente, est\u00e3o dispon\u00edveis no mercado outros microcontroladores e plataformas de microcontroladores para o aprendizado e para a constru\u00e7\u00e3o de projetos pr\u00e1ticos e did\u00e1ticos, como o <em>Parallax Basic Stamp, o BX-24 da Netmedia, o Phidgets, o Handyboard do MIT &#8211; Massachusetts Institute of Technology<\/em>, e muitos outros que oferecem funcionalidades bem parecidas. O Arduino, al\u00e9m de permitir um aprendizado simples e pr\u00e1tico, tamb\u00e9m facilita a utiliza\u00e7\u00e3o dos microcontroladores voltados a projetos simples ou complexos, oferecendo vantagens para docentes, discentes e para os entusiastas interessados em aprender, aplicar e inovar atrav\u00e9s de uma ferramenta simples e objetiva (Arduino.cc, 2019). Basicamente, o Arduino possui:<\/p>\n<ul>\n<li>Baixo custo: suas placas s\u00e3o relativamente baratas, quando comparadas com outras plataformas de microcontroladores. A vers\u00e3o mais barata do m\u00f3dulo Arduino pode ser montada manualmente e at\u00e9 os m\u00f3dulos pr\u00e9-montados custam menos de R$ 50,00.<\/li>\n<li>Multiplataforma: O IDE do Arduino \u00e9 multiplataforma, ou seja, pode rodas em sistemas operacionais, como: Windows, Macintosh OSX e Linux.<\/li>\n<li>Ambiente de programa\u00e7\u00e3o simples e objetivo: A IDE do Arduino \u00e9 de f\u00e1cil uso e amig\u00e1vel, principalmente para os iniciantes, al\u00e9m de permitir que usu\u00e1rios avan\u00e7ados aproveitem toda sua funcionalidade. Para os professores, a sua programa\u00e7\u00e3o \u00e9 baseada no ambiente de programa\u00e7\u00e3o <em>Processing<\/em>, o que torna o aprendizado da linguagem mais simples e clara para o aluno.<\/li>\n<li>C\u00f3digo aberto e extens\u00edvel: O software Arduino, como j\u00e1 dito anteriormente, \u00e9 <em>open source<\/em>, ou seja, de c\u00f3digo aberto e dispon\u00edvel para aplica\u00e7\u00f5es mais complexas envolvendo programadores mais experientes. A linguagem pode ser expandida por meio das bibliotecas C\/C++, e os interessados em implementar aplica\u00e7\u00f5es mais complexas podem migrar para linguagens mais avan\u00e7adas, no caso AVR-C na qual a programa\u00e7\u00e3o se baseia. Da mesma forma, \u00e9 poss\u00edvel adicionar o c\u00f3digo AVR-C diretamente aos seus programas em Arduino.<\/li>\n<li>C\u00f3digo aberto e hardware extens\u00edvel: As placas do Arduino s\u00e3o publicadas sob uma licen\u00e7a <em>Creative Commons<\/em>, para que projetistas de circuitos mais experientes possam implementar suas pr\u00f3prias vers\u00f5es do m\u00f3dulo, estendendo-o e aprimorando-o.<\/li>\n<\/ul>\n<h2><a name=\"_Toc26352479\"><\/a>1.3 Componentes b\u00e1sicos<\/h2>\n<p>Os componentes b\u00e1sicos do <em>Arduino<\/em> s\u00e3o: <strong>Microcontrolador:<\/strong> \u00e9 respons\u00e1vel por processar o <em>software<\/em> e manipular as portas de entrada e sa\u00edda. \u00c9 o c\u00e9rebro do sistema e funciona como um computador dentro de um pequeno <em>chip<\/em>; <strong>Conector USB:<\/strong> \u00e9 respons\u00e1vel pela conex\u00e3o da placa ao computador, \u00e9 por onde ocorre a transfer\u00eancia do programa implementado para dentro da placa (do circuito); <strong>Pino de Entrada e Sa\u00edda de dados: <\/strong>\u00e9 respons\u00e1vel por fazer com que a placa possa se comunicar com o ambiente externo. O <em>Arduino<\/em> possui 14 portas digitais, 6 pinos de entrada anal\u00f3gica e 6 pinos de sa\u00edda anal\u00f3gica (PWM &#8211; Pulse Width Modulation); <strong>Pinos de alimenta\u00e7\u00e3o:<\/strong> \u00e9 respons\u00e1vel por fornecer diversos valores de tens\u00e3o e s\u00e3o respons\u00e1veis por energizarem os componentes do projeto; <strong>Bot\u00e3o <em>Reset<\/em>:<\/strong> \u00e9 o respons\u00e1vel por reiniciar ou <em>resetar<\/em> a placa; <strong>Conversor <em>Serial<\/em>-USB e LED TX\/RX:<\/strong> \u00e9 respons\u00e1vel pela comunica\u00e7\u00e3o entre o computador e o microcontrolador, sendo necess\u00e1rio um <em>chip<\/em> que fa\u00e7a a tradu\u00e7\u00e3o de comunica\u00e7\u00e3o de um para o outro. O LED Tx\/Rx acende quando alguma transmiss\u00e3o ou recep\u00e7\u00e3o est\u00e1 sendo realizada pela porta serial; <strong>Conector de Alimenta\u00e7\u00e3o:<\/strong> \u00e9 respons\u00e1vel por receber a fonte de alimenta\u00e7\u00e3o externa e que pode ter uma tens\u00e3o que varia de 7 a 20 <em>volts<\/em> e uma corrente m\u00ednima de 300 mA. Recomenda-se uma voltagem de 9 V; <strong>LED de Alimenta\u00e7\u00e3o: <\/strong>indica se a placa est\u00e1 energizada e <strong>LED Interno: <\/strong>LED conectado ao pino digital (Vidadesilicio, 2020).<\/p>\n<p>De uma maneira bem simples pode-se entender <em>Arduino<\/em> como sendo uma plataforma <em>open-source<\/em> de prototipagem eletr\u00f4nica integrando hardware e <em>software<\/em> de maneira simples, flex\u00edveis e de f\u00e1cil uso, destinado as mais diversas \u00e1reas do conhecimento, principalmente a computa\u00e7\u00e3o, eletr\u00f4nica, a mecatr\u00f4nica e rob\u00f3tica, mas podendo ser usada por qualquer pessoa interessada em criar objetos ou ambientes interativos, de maneira simples e r\u00e1pida, ou seja, \u00e9 uma plataforma composta basicamente por dois componentes: a Placa e a IDE. A placa pode ser entendida como o <em>hardware<\/em> do sistema que ser\u00e1 estruturada para receber os projetos ou sistemas implementados e o IDE, que nada mais \u00e9 que o <em>software<\/em> que ir\u00e1 operacionalizar o <em>hardware<\/em>, como um computador.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Atualmente, existem diversas placas de <em>Arduino<\/em>, mas para nossas implementa\u00e7\u00f5es ser\u00e1 usado o <em>Arduino <\/em>Uno. A Figura 1 mostra uma placa <em>Arduino<\/em> Uno.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><a name=\"_Toc37436900\"><\/a>Figura 1 &#8211; Arduino Uno<br \/>\n<img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-443\" src=\"https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-content\/uploads\/sites\/248\/2020\/07\/1.jpg\" alt=\"\" width=\"451\" height=\"335\" srcset=\"https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-content\/uploads\/sites\/248\/2020\/07\/1.jpg 451w, https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-content\/uploads\/sites\/248\/2020\/07\/1-300x223.jpg 300w, https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-content\/uploads\/sites\/248\/2020\/07\/1-80x60.jpg 80w\" sizes=\"(max-width: 451px) 100vw, 451px\" \/><\/p>\n<p>Fonte: Fritzing, 2019<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><a name=\"_Toc37436901\"><\/a>Figura 2 \u2013 Arduino Pinout Diagram<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-444\" src=\"https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-content\/uploads\/sites\/248\/2020\/07\/2.jpg\" alt=\"\" width=\"538\" height=\"790\" srcset=\"https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-content\/uploads\/sites\/248\/2020\/07\/2.jpg 538w, https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-content\/uploads\/sites\/248\/2020\/07\/2-204x300.jpg 204w\" sizes=\"(max-width: 538px) 100vw, 538px\" \/><\/p>\n<p>Fonte: https:\/\/www.circuito.io\/blog\/arduino-uno-pinout\/<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><a name=\"_Toc37436902\"><\/a>Figura 3 \u2013 Conhecendo o hardware 1<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-445\" src=\"https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-content\/uploads\/sites\/248\/2020\/07\/3.jpg\" alt=\"\" width=\"520\" height=\"862\" srcset=\"https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-content\/uploads\/sites\/248\/2020\/07\/3.jpg 520w, https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-content\/uploads\/sites\/248\/2020\/07\/3-181x300.jpg 181w\" sizes=\"(max-width: 520px) 100vw, 520px\" \/><\/p>\n<p>Fonte: Adaptado de Pictronics.com.br<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><a name=\"_Toc37436903\"><\/a>Figura 4 \u2013 Conhecendo o hardware 2<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-446\" src=\"https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-content\/uploads\/sites\/248\/2020\/07\/4.jpg\" alt=\"\" width=\"520\" height=\"862\" srcset=\"https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-content\/uploads\/sites\/248\/2020\/07\/4.jpg 520w, https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-content\/uploads\/sites\/248\/2020\/07\/4-181x300.jpg 181w\" sizes=\"(max-width: 520px) 100vw, 520px\" \/><\/p>\n<p>Fonte: Adaptado de Pictronics.com.br<\/p>\n<h2><a name=\"_Toc26352479\"><\/a>1.4 IDE Arduino<\/h2>\n<p>O IDE do <em>Arduino \u00e9<\/em> respons\u00e1vel pela implementa\u00e7\u00e3o dos c\u00f3digos e transfer\u00eancia desse c\u00f3digo para o microcontrolador, que \u00e9 respons\u00e1vel pelo processamento dos dados no Arduino, controlando o envio e recebimento de dados das portas digitais e anal\u00f3gicas de programa\u00e7\u00e3o do micro controlador, ou seja, \u00e9 o ambiente de desenvolvimento dos projetos confeccionados e que s\u00e3o gerenciados pelo <em>Arduino<\/em>. Uma das grandes facilidades da IDE \u00e9 seu ambiente de programa\u00e7\u00e3o que \u00e9 baseada na linguagem C\/C++.<\/p>\n<p>O <em>software, que <\/em>\u00e9 a IDE propriamente dito, ou seja, o ambiente de desenvolvimento do programa que ser\u00e1 respons\u00e1vel por gerenciar e dar funcionalidade ao circuito, \u00e9 implementada e executada em um computador (programa\u00e7\u00e3o), conhecida como <strong><em>sketch<\/em><\/strong>, que ap\u00f3s conclu\u00edda ser\u00e1 transferida via <em>upload <\/em>para a placa de prototipagem <em>Arduino<\/em>, atrav\u00e9s de uma comunica\u00e7\u00e3o serial. O <em>sketch<\/em> implementado pelo analista dir\u00e1 ao sistema ou \u00e0 placa o que deve ser executado durante o seu funcionamento.<\/p>\n<p>A IDE possui uma linguagem pr\u00f3pria baseada na linguagem C e C++, como j\u00e1 descrito. O Ciclo de programa\u00e7\u00e3o pode ser compreendida da seguinte maneira: Conex\u00e3o da placa a uma porta USB do computador; Desenvolvimento de um <em>sketch <\/em>com comandos para a placa; <em>Upload<\/em> do <em>sketch <\/em>para a placa, utilizando a comunica\u00e7\u00e3o USB; Aguardar a reinicializa\u00e7\u00e3o, ap\u00f3s ocorrer\u00e1 a execu\u00e7\u00e3o do <em>sketch <\/em>criado. A partir do momento que foi feito o upload, o <em>Arduino <\/em>n\u00e3o precisa mais do computador: o <em>Arduino<\/em> executar\u00e1 o sketch criado, desde que seja ligado a uma fonte de energia (entre 9 e 12 <em>volts<\/em>). Aguardar a reinicializa\u00e7\u00e3o, ap\u00f3s ocorrer\u00e1 a execu\u00e7\u00e3o do sketch criado.<\/p>\n<p>A partir do momento que foi feito o upload, o Arduino n\u00e3o precisa mais do computador, o Arduino executar\u00e1 o sketch criado, desde que seja ligado a uma fonte de energia (entre 9 e 12 volts).<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>1.1 Arduino O Arduino \u00e9 uma plataforma eletr\u00f4nica open source, que tem como objetivo integrar hardware e software de maneira f\u00e1cil, permitindo que pessoas com pouco conhecimento na \u00e1rea possam desenvolver as suas habilidades e aprendizado de maneira mais simples, aprendendo a eletr\u00f4nica b\u00e1sica e programa\u00e7\u00e3o.\u00a0 As placas do Arduino foram idealizadas para serem capazes<a href=\"https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/introducao\/\">[&#8230;]<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":21741,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":"","_links_to":"","_links_to_target":""},"class_list":["post-442","page","type-page","status-publish","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/442","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-json\/wp\/v2\/users\/21741"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=442"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/442\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":449,"href":"https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/442\/revisions\/449"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/sites.usp.br\/ltsi\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=442"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}