Hardware Arduino (parte II)

Memória

O ATmega328 tem 32 KB (com 0,5 KB utilizado para o gerenciador de boot). Também possui 2 KB de SRAM e 1 KB de EEPROM (que pode ser lido e escrito com a biblioteca EEPROM1), (Herrador, 2009; Arduino, 2011).

Entrada e Saída

De acordo com (Arduino, 2011) cada um dos 14 pinos digitais do Arduino Uno pode ser usado como  entrada ou saída, usando funções pinMode(), digitalWrite() e digitalRead()2. Eles operam com 5 volts. Cada pino pode fornecer ou receber um máximo de 40 mA e tem um resistor de “pull-up” (desligado por padrão) de 20-50 kOhms. Além disso, alguns pinos têm funções específicas:

→ Serial: 0 (RX) e 1 (TX). Usados para receber (RX) e transmitir (TX) dados seriais TTL. Esses pinos são conectados aos pinos correspondentes do chip ATmega8U2  USB-para-TTL serial.

→ Interrupções Externas: 2 e 3. Esses pinos podem ser configurados para disparar uma interrupção por um valor baixo, uma margem crescente ou decrescente, ou uma alteração no valor. Veja a função attachInterrupt()1 para obter mais detalhes.

→ PWM: 3, 5, 6, 9, 10 e 11. Proporcionar saída PWM de 8 bits com a função analogWrite()1.

→ SPI: (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) 10. Estes pinos suportam comunicação SPI, usando a biblioteca SPI.

→ LED: 13. Há um LED embutido conectado ao pino digital 13. Quando o pino está em HIGH, o LED está ligado, quando o pino é LOW, o LED é desligado.

Figura 01: Arduino Uno. Fonte: (Arduino, 2011).

De acordo com (Arduino, 2011) o Arduino Uno tem 6 entradas analógicas, rotulados A0 a A5, cada qual com 10 bits de resolução (ou seja, diferentes valores de 1024). Por padrão, eles medem do negativo ou terra até 5 volts, embora seja possível alterar o valor superior de sua faixa de uso com o pino AREF e a função analogReference()1. Além disso, alguns pinos têm funções especializadas:

→ I2C : A4 (SDA) e A5 (SCL). Suporte a comunicação I²C (TWI)  usando a biblioteca Wire2.

Existe outro par de pinos na placa:

→ AREF. Voltagem de referencia para as entradas analógicas ( apenas de 0 a 5V). Usado com analogReference().

→ Reset. Coloque esta linha em LOW para resetar o microcontrolador. Tipicamente usado para adicionar um botão de reset para os dispositivos que bloqueiam a placa principal.

REFERÊNCIAS

Arduíno – Homepage. Disponível em: <http://www.arduino.cc/> Acesso em março de 2011.

HERRADOR, R. E., Guía de Usuario de Arduíno, 2009. Disponível em: <http://www.uco.es/aulasoftwarelibre/wp-content/uploads/2010/05/Arduino_user_manual_es.pdf> Acesso em março de 2011.

Hardware Arduino (parte I)

Hardware

Existem muitas versões do Arduino, pelo fato de ser open source e ter a licença Creative Comons, muitos desenvolvedores criaram suas próprias versões do Arduino. Entre as versões mais conhecidas estão: Diecimila, Nano, Bluetooth, LilyPad, Mini, Serial, Serial Single Sided, Uno que atualmente é a versão mais recente é também a versão padrão do Arduino, alem destes existem muitos outros menos conhecidos.

Arduino Uno - Visão Geral

O Arduino Uno é uma placa microcontroladora baseada no microcontrolador Atmega328. Possui 14 pinos de entrada e saída digitais (dos quais 06 podem ser usados como saídas PWM), 06 entradas analógicas, um oscilador de cristal de 16 Mhz, uma conexão USB, um conector para alimentação, um conector ISCP, e um botão de reset. Ele contem todo o necessário para apoiar o microcontrolador, basta ligá-lo a um computador através de um cabo USB ou conectá-lo a um adaptador AC/DC, ou  em uma bateria para começar (Herrador, 2009; Arduino, 2011).

Figura 01: Arduino Uno. Fonte: (Arduino, 2011).

O Uno é diferente de todas as versões anteriores já que ele não usa o FTDI para o chip de comunicação serial USB. Em vez disso, ele apresenta o Atmega8U2 programado, como um conversor USB para serial (Arduino, 2011).

Características

Resumo das características técnicas da placa Arduino.

Figura 02: Características técnicas da placa Arduino. Fonte: (Arduino, 2011).

Alimentação

Segundo (Arduino, 2011) o Arduino Uno pode ser alimentado através da entrada USB ou com uma fonte de alimentação externa. A fonte de energia é selecionada automaticamente.

A alimentação externa (não USB) pode vir de um adaptador AC-DC ou de uma bateria. O adaptador pode ser conectado através de um plug de 2,1 milímetros de centro positivo, no conector de energia da placa. A alimentação feita através de uma bateria pode ser feita através dos pinos GND e VIN do conector de alimentação.

A placa pode operar com uma fonte externa de 6 a 20 volts. Se a fonte externa tiver voltagem menor que 7V, no entanto, o pino de 5V pode fornecer menos de cinco volts e a placa poderá ficar instável. Se usar mais do que 12V, o regulador de voltagem pode superaquecer e danificar a placa. A faixa recomendada para alimentação externa é de 7 a 12 volts (Herrador, 2009; Arduino, 2011).

Os pinos de alimentação da placa Arduino são os seguintes:

→ VIN: A entrada de tensão da placa Arduino, quando ela está usando uma fonte externa de energia (ao contrário de 5 volts a partir da conexão USB ou fonte de alimentação regulada). Você pode fornecer a tensão através desse pino, ou, se o fornecimento de tensão for realizado através do conector de alimentação, pode-se acessá-lo através deste pino.

→ 5V: A fonte de alimentação regulada usada para alimentar o microcontrolador e outros componentes na placa. Este pode vir do pino VIN através de um regulador na placa, ou ser fornecido pelo USB ou outra fonte de regulada de 5V.

→ 3V3: Uma fonte de 3,3 volts gerado pelo regulador da placa. A corrente máxima é 50 mA.

→ GND: Pinos terra.

REFERÊNCIAS

Arduíno – Homepage. Disponível em: <http://www.arduino.cc/> Acesso em março de 2011.

HERRADOR, R. E., Guía de Usuario de Arduíno, 2009. Disponível em: <http://www.uco.es/aulasoftwarelibre/wp-content/uploads/2010/05/Arduino_user_manual_es.pdf> Acesso em março de 2011.

A plataforma Arduino

Atualmente a plataforma Arduíno esta difundida por todo o mundo, sendo que esta é utilizada por vários tipos de pessoas e segundo a Homepage dos desenvolvedores o Arduíno é uma plataforma de protótipos eletrônicos de código aberto (open source) baseada em hardware a software flexíveis e fácil de usar. É destinado a artistas, designers, hobbyists, e qualquer pessoa interessada em criar objetos ou ambientes interativos.

O Arduíno pode “sentir” o ambiente através de sensores e também afetá-lo com o uso de atuadores, como motores, luzes entre outros. O microcontrolador  da placa é programado em “Arduino Programming Language”(baseado em Wiring) e o “Arduino Development Environment” (baseado em Processing). Os projetos do Arduíno podem ser autônomos ou podem se comunicar com um software em execução em computador. As placas podem ser construídas a mão ou compradas prontas e o software pode ser baixado gratuitamente (Arduíno, 2011).

O sucesso que a plataforma Arduíno eve foi em grande parte determino  por algumas características:

→ Preço: As placas Arduíno são relativamente baratas se comparadas a outras plataformas de microcontroladores, a versão mais barata do Arduíno custa cerca de 85 reais.

→ Multi plataforma: O software Arduíno é executado no Linux, no Macintosh OS ou no Windows, basta ter instalado a maquina virtal java.

→ Ambiente de programação simples e claro: Conforme, (Herrador, 2009) o ambiente de programação do Arduíno é simples de ser usado por principiantes, porem, é suficientemente flexível para ser usado por usuários mais experientes.

→ Código abeto e software expansível: O Software Arduíno é baseado na linguagem AVR C, Herrador (2009). É uma ferramenta de código aberto, disponível para a utilização por todos os interessados, também pode ser expandida por programadores experientes que construam  bibliotecas em linguagem C++.

→  Código abeto e hardware expansível: Atualmente o Arduíno possui varias versões, porem ainda é baseado nos microcontroladores Atmega8, Atmega168, Atmega328, Atmega1280, Atmega2560 da Atmel. O projeto do Arduíno esta publicado com a licença Creative Comons, qualquer pessoa é livre para usar e modificar os circuitos de acordo com suas necessidades.

REFERÊNCIAS

Arduíno – Homepage. Disponível em: <http://www.arduino.cc/> Acesso em março de 2011.

HERRADOR, R. E., Guía de Usuario de Arduíno, 2009. Disponível em: <http://www.uco.es/aulasoftwarelibre/wp-content/uploads/2010/05/Arduino_user_manual_es.pdf> Acesso em março de 2011.