Fundamentos para projetos Microcontrolados.

Arduino

Quem pode programar com Arduino?

QUALQUER PESSOA PODE USAR O ARDUINO!

Desde de sua criação em 2005 pelo Professor Massimo Banzi, que queria criar o conceito de programação para que todos aqueles que demostrassem interesse em programar o Arduino vem aumentando dia após dia seus adeptos à essa plataforma. Os usuários de Arduino não têm um perfil definido, mas existem alguns conhecimentos básicos que podem tornar sua interação com essa “plaquinaha” mais proveitosa ou não, mas de qualquer maneira por lógica ou por intuição é possível programá-la.

Quem quiser melhorar ou conhecer um pouco mais sobre as funções que auxiliam na produção de projetos com Arduino, deve continuar seguindo o nosso blog, onde a cada vez que for postado um novo projeto com Arduino todas as etapas para conseguir realiza-lo vai ser explicado com detalhes e em vídeo.

Alguns conhecimentos básicos que auxiliam o usuário

Fundamentos de Eletrônica

O uso de diversos componentes básicos da eletrônica analógica é essencial para o funcionamento de projetos com Arduino.

Um dos principais componentes é o resistor. Com a função de limitar a corrente elétrica em um circuito, os resistores utilizam o conceito de transformação de energia elétrica em energia térmica para isso, como o próprio nome sugere eles oferecem resistência à corrente elétrica causando uma queda de tensão na região do circuito onde está sendo empregada. Diversas vezes utilizamos também o conceito de resistência para conseguir tensões intermediárias no circuito, quando a fonte aplicada não for capaz de fazê-las.

fonte:http://www.gineersnow.com/ 

Para conseguir o valor de resistores que atendam as nossas necessidades é muito comum o uso das Leis de Ohm, que consistem em duas fórmulas.

fonte: http://www.dreaminc.com.br/sala_de_aula/lei-de-ohm/ 

fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfnmcAF/fisica-eja-unidade

Resistores em série

Se em um determinado circuito existir resistores colocados em série, podemos calcular a resistência equivalente somando os valores de cada resistência.

fonte: http://www.garotascpbr.com.br/

Resistores em paralelo

Caso os resistores estejam em paralelo, o resultado da resistência deve ser o inverso da soma dos inversos da resistência, conforme a formula:

fonte: http://www.garotascpbr.com.br/

Código de cores

A identificação em cada um dos resistores está determinada pelas cores que estão em faixas sequenciais inserida em seus corpos, para saber qual o valor do resistor, também é possível utilizar a seguinte fórmula:

R = (10a + b).10^{c  +}_- t

onde a, b e c são as primeiras faixas e t representa a tolerância.

fonte: http://www.electronica-pt.com/codigo-cores-resistencias 

Resistores e suas simbologias:

fonte: http://www.geocities.ws/eletronica2004/resistores.htm 

Divisor de tensão

O divisor de tensão é um recurso bastante utilizado quando há a necessidade de medirmos uma tensão maior do que os nossos circuitos conseguem, sabendo que na região onde estão localizados os resistores é causado uma queda de tensão utiliza-se então a divisão de tensão, onde na saída têm-se uma fração da tensão aplicada na entrada.

fonte: http://www.feiradeciencias.com.br/sala12/12_T03.asp 

Capacitores e indutores

Esses dois componentes básicos, mas de enorme importância nos circuitos, exercem estudos mais aprofundados, que detalharemos conforme o uso nos projetos, mas o que precisamos entender no momento é que eles armazenam energia com capacidade de valores limitados, mas suficientes para a eletrônica, e utilizados como filtros, estabilizadores de tensão, circuitos ressonantes entre outros.

Capacitores

Os capacitores armazenam energia em forma de campo elétrico e formados por duas placas metálicas com um isolante no meio e sua unidade de media é o Farad – F.

fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/Electrolytic_capacitor 

Capacitores e suas simbologias:

fonte: http://grupo5-3c.blogspot.com.br/2011/05/simbologia-de-capacitor-e-como-se.html 

Indutores

Diferente dos capacitores os indutores armazenam energia em forma de campo magnético e são formados em sua maioria por bobinas e têm em seu interior um condutor, sua unidade de medida é o Henry – H.

fonte: http://www.eletronicaprogressiva.net/2013/07/Indutores-o-que-sao-para-que-servem-e-como-funcionam.html 

Simbologias dos indutores:

fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfWL4AI/nocoes-basicas-componentes-eletronicos 

Diodos

Os diodos conduzem a corrente elétrica em uma direção e a bloqueia em outra. Sua utilização é bastante comum em retificações, proteção contra corrente reversa e extração de modulação de sinais. O diodo consegue cumprir sua função como condutor quando a tensão em seu terminal positivo é maior que a tensão em seu terminal negativo. É importante lembrar que para o ideal funcionamento desse elemento devemos considerar uma queda de tensão de 0,7v em sua junção P-N, necessitando que a tensão do lado positivo seja maior (+0,7v) para sua condução.

Esses são alguns dos conhecimentos básicos necessários em eletrônica antes de entramos em componentes semicondutores como transistores.

fonte: http://eletronicasempre.com/?p=638 

Simbologias dos diodos:

fonte:http://eduhonorio.blogspot.com.br/2013/04/diodo-introducao-eletronica-parte-7.html 

Eletrônica Digital

Os circuitos digitais trabalham com valores bem definidos em suas entradas e saídas, normalmente determinados por dois valores (alto e baixo/ 1 e 0), e por isso, chamamos de binários.

Nos circuitos digitais o transporte da informação é dado pela combinação dos dois valores existentes por meio de combinações codificadas em bits. Como nos circuitos feitos com Arduino trabalhamos com tensões de 0v a 5v, então dizemos que 0v equivale ao bit 0 e 5v equivale ao bit 1.

fonte: http://canaltech.com.br/materia/curiosidades/qual-a-diferenca-entre-o-sinal-analogico-e-o-digital-65147/ 

Portas lógicas

Existem na eletrônica digital operações básicas que podem ser realizadas com os bits. Uma outra maneira simples para entender operações binárias, o bit 0 pode receber o sinônimo de falso e o bit 1 como sinônimo de verdadeiro.

A melhor maneira de representar as operações lógicas é por meio da tabela verdade, nessa tabela é possível visualizar infinitas possibilidades de todos os resultados possíveis das operações lógicas.

Nota-se que as operações para melhor entendimento estão com duas entradas e uma saída, e podem ser entendidas como:

AND: resulta em bit verdadeiro somente se os bits de ambas entradas forem verdadeiro;

OR: resulta em bit verdadeiro se um ou outro bit na entrada for verdadeiro;

NOT: operação que resulta na inversão do bit de entrada.

fonte: http://producao.virtual.ufpb.br/books/camyle/introducao-a-computacao-livro/livro/livro.chunked/ch03s08.html 

Considerações

Esses conceitos são de extrema importância para começar desenvolvimento de projetos com Arduino ou outros microcontroladores que vamos conhecer com o passar do tempo.

No próximo post estarei abordando, fluxogramas e brevemente vídeo aulas sobre a linguagem C/C++.