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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.
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Figura 1: Protoboard.
Figura 2: Arduino UNO.
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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.
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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);
estadoBotao_2 = digitalRead(botao_2);
estadoBotao_3 = digitalRead(botao_3);
Descreva o funcionamento da funcaodigitalRead() usando de exemplo essetrecho.
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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.
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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
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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.
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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:
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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.
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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 .
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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.
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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.
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11 LCD 16X2, LiquidCrystal.h
11 LCD 16X2,
LiquidCrystal.h
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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.
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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.
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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.
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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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Universidade Federal Fluminense 14
15 Acionamento via pagina Web, ethernet.h(), WEB Server
15 Acionamento via
pagina Web,
ethernet.h(),
WEB Server
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.
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