O que é Arduino?

Amado por muitos estudantes e hobbistas da área de eletrônica e robótica, o família Arduino vem ganhando cada vez mais adeptos, em especial a Placa Arduino Uno. Mas afinal, o que é são os Arduinos e o que eles têm de tão especial?

 

Antes do Arduino

Há não muito tempo, para se confeccionar um circuito interativo, era necessário fazer projetos do zero para uma aplicação específica. Para se fazer pequenas alterações nas funcionalidades do circuito era necessário um estudo crítico e bastante trabalho.

Com o advento dos microcontroladores, foi possível que problemas que eram tratados com hardware fossem tratados usando software de computadores. Dessa forma, um mesmo circuito poderia tomar funções totalmente diferentes, reprogramando e alterando alguns parâmetros do programa.

Mas mesmo assim, trabalhar com microcontroladores não é tão trivial. Desta forma, um grupo de pesquisadores italianos teve a ideia de fazer um dispositivo que tornasse o seu uso simples e acessível a qualquer um. O resultado foi o Arduino.

O que realmente é o Arduino?

No site oficial da Arduino, encontramos a seguinte definição (traduzida):

Arduino é uma plataforma open-source de prototipagem eletrônica com hardware e software flexíveis e fáceis de usar, destinado a artistas, designers, hobbistas e qualquer pessoa interessada em criar objetos ou ambientes interativos.

Ou seja, o Arduino é uma plataforma formada por dois componentes: A placa, que é o Hardware que usaremos para construir nossos projetos e a IDE Arduino, que é o Software onde escrevemos o que queremos que a placa faça.

A maior vantagem dessa plataforma de desenvolvimento sobre as demais é a sua facilidade de sua utilização: pessoas que não são da área técnica podem aprender o básico e criar seus próprios projetos em um intervalo de tempo relativamente curto.

Aonde podemos usá-lo?

Falando em termos práticos, o Arduino é um pequeno computador que você pode programar para processar entradas e saídas entre o dispositivo e os componentes externos conectados a ele, interagindo com o ambiente por meio de hardware e software. Para programar o Arduino (fazer com que ele faça o que você deseja) utilizamos seu IDE (Ambiente Integrado de Desenvolvimento), que é um software onde podemos escrever um código numa linguagem semelhante a C/C++ que será traduzida, após a compilação, em um código compreensível pelo Arduino.

Por exemplo, um uso simples de um Arduino seria para acender uma luz por certo intervalo de tempo, digamos, 30 segundos, depois que um botão fosse pressionado. Nesse exemplo, o Arduino teria uma lâmpada e um botão conectados a ele. O circuito aguardaria pacientemente até que o botão fosse pressionado; uma vez pressionado o botão, ele acenderia a lâmpada e iniciaria a contagem. Depois de 30 segundos, apagaria a lâmpada e aguardaria um novo apertar do botão. Você poderia utilizar essa configuração para controlar uma lâmpada em um closet, por exemplo.

Esse conceito poderia ser estendido pela conexão de um sensor, como um sensor de movimento, para acender a lâmpada quando uma pessoa entrasse no closet. Outros inúmeros projetos podem ser feitos com o Arduino, como um painel solar que se move de acordo com a incidência do sol, uma planta que manda uma mensagem no twitter quando precisar ser regada, uma caixa de brinquedos aberta por leitura de impressão digital, um robô espião sem fio, entre muitos outros. A imaginação é o limite!

A placa Arduino

Existem diversas placas Arduino, mas a mais popular é o Arduino Uno e será ela que iremos usar como referência nessa apostila. Caso você tenha outra placa, fique tranquilo, os projetos que iremos montar aqui podem ser montados em todas as placas. Só fique atento para as particularidades de sua Placa.

O Arduino Uno

O hardware do Arduino é simples, porém muito eficiente. Vamos analisar a partir desse momento o hardware do Arduino UNO. Ele é composto pelos seguintes blocos:

Placa Arduino UNO REV3
Placa Arduino UNO REV3
  1. Microcontrolador:

    O cérebro do Arduino. Um computador inteiro dentro de um pequeno chip. Este é o dispositivo programável que roda o código que enviamos à placa. No mercado existem várias opções de marcas e modelos de microcontroladores. A Arduino optou pelo uso dos chips da ATmel, a linha ATmega. O Arduino UNO usa o microcontrolador ATmega328.

  2. Conector USB:

    Conecta o Arduino ao computador. É por onde o computador e o Arduino se comunicam com o auxílio de um cabo USB, além de ser uma opção de alimentação da placa.

  3. Pinos de Entrada e Saída:

    Pinos que podem ser programados para agirem como entradas ou saídas fazendo com que o Arduino interaja com o meio externo. O Arduino UNO possui 14 portas digitais (I/O), 6 pinos de entrada analógica e 6 saídas analógicas (PWM).

  4. Pinos de Alimentação:

    Fornecem diversos valores de tensão que podem ser utilizados para energizar os componentes do seu projeto. Devem ser usados com cuidado, para que não sejam forçados a fornecer valores de corrente superiores ao suportado pela placa.

  5. Botão de Reset:

    Botão que reinicia a placa Arduino.

  6. Conversor Serial-USB e LEDs TX/RX:

    Para que o computador e o microcontrolador conversem, é necessário que exista um chip que traduza as informações vindas de um para o outro. Os LEDs TX e RX acendem quando o Arduino está transmitindo e recebendo dados pela porta serial respectivamente.

  7. Conector de Alimentação: 

    Responsável por receber a energia de alimentação externa, que pode ter uma tensão de no mínimo 7 Volts e no máximo 20 Volts e uma corrente mínima de 300mA. Recomendamos 9V, com um pino redondo de 2,1mm e centro positivo. Caso a placa também esteja sendo alimentada pelo cabo USB, ele dará preferência à fonte externa automaticamente.

  8. LED de Alimentação:

    Indica se a placa está energizada.

  9. LED Interno:

    LED conectado ao pino digital 13.

Especificações da placa:

Nesta placa o microcontrolador ATmega328 é utilizado, este dispõem de 32kb de memória flash e 2kb de SRAM. De maneira simples a memória flash é o local na qual nosso programa será salvo, já a SRAM é a memória na qual nossas variáveis serão salvas. A diferença básica entre esses dois tipos de memória é que a flash não perde seus dados caso o Arduino seja desligado ou reiniciado o mesmo não é válido para a SRAM.


IDE Arduino

Quando tratamos de software na plataforma Arduino, podemos referir-nos ao ambiente de desenvolvimento integrado do Arduino e o programa desenvolvido por nós para enviar para a nossa placa.

Uma das grandes vantagens dessa plataforma está no seu ambiente de desenvolvimento, que usa uma linguagem baseada no C/C++, linguagem bem difundida, usando uma estrutura simples. Mesmo pessoas sem conhecimento algum em programação conseguem, com pouco estudo, elaborar programas rapidamente.

Para baixar a IDE Arduino acesse o site oficial da Arduino (www.arduino.cc). No site, clique na aba software.

Site Arduino.cc
Site Arduino.cc

Na página software, procure pela última versão do Arduino IDE. No dia em que escrevo é a versão 1.8.4.

Escolha a IDE adequada a seu sistema operacional:

Opções de download da Arduino IDE
Opções de download da Arduino IDE

Na página que abará, clique em JUST DOWNLOAD

Como baixar Arduino IDE
Como baixar Arduino IDE

Windows

  • Primeira Opção: baixar o instalador (Installer) que funciona como qualquer outro instalador de programa.
  • Segunda Opção: Baixar todos os arquivos da IDE Arduino compactados para Windows (ZIP file), nessa versão basta baixar e descompactar na pasta que você desejar, inclusive no seu pen driver ou HD virtual. Eu costumo descompactar na Área de Trabalho.
  • Terceira opção: Aplicativo para windows 10.

Mac OS X

Basta baixar e intalar

Linux

Baixar todos os arquivos da IDE Arduino compactados para Linux (32bit ou 64bit), nessa versão basta baixar e descompactar na pasta que você desejar, inclusive no seu pen driver ou HD virtual. Eu costumo descompactar na Área de Trabalho.

Você tambem pode baixar o IDE Arduino através de linha de comando. Clique aqui para ver um tutorial.


Entendendo a IDE Arduino

Em resumo, é um programa simples de se utilizar e de entender com bibliotecas que podem ser facilmente encontradas na internet. As funções da IDE do Arduino são basicamente três: permitir o desenvolvimento do software, de enviá-lo à placa para que possa ser executado e de interagir com a placa Arduino.


Fechamento

Nesse tutorial aprendemos o que é uma placa Arduino e suas principais funcionalidades.

Esperamos que tenham gostado, deixe seu comentário com duvidas, sugestões ou com a foto ou vídeo de seu projeto!! Compartilhe à vontade.

Feito em parceria com Rodolfo Picoreti

Estudante de Engenharia Elétrica da UFES e Fundador do Vida de Silício. Sonhador com uma única pretensão, fazer a diferença.