Grupo PET-Tele - UFF · 2020. 9. 14. · CD4511 para expandirmos o nu mero de portas do arduino atrav es do protocolo I2C. Assim vi-abilizamos a conexao de LCDs de 7 segmentos Figura

Ministerio da Educacao – MEC

Secretaria de Educacao Superior – SESu

Programa de Educacao Tutorial – PET

Universidade Federal Fluminense – UFF

Escola de Engenharia – TCE

Grupo PET do Curso de Eng. de Telecomunicacoes – PET-Tele

Introducao ao kit de desenvolvimentoArduino

Questionario de Aula(Versao: A2021M01D29)

Autores: Lorraine de Miranda Paiva

Lucas Pontes Siqueira

Roberto Brauer Di Renna

Thiago Elias Bittencourt Cunha

Professor: Alexandre Santos de la Vega

Niteroi-RJ

Janeiro / 2021

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.

123456789101112131415

Figura 1: Protoboard.

Figura 2: Arduino UNO.

Universidade Federal Fluminense 1

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, temosa digitalWrite(), 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.


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 funcao

para variar a intensidade luminosados LEDs . Essa funcao so funci-ona quando usamos as saıdas . Omecanismo contido nessas saıdas permitecontrolar o perıodo cıclico da frequenciada alimentafuncao. A funcao es-creve um valor de para o pino di-gital que pode 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 inıcio do bloco de codigo da funcaovoid loop () aparece este pequeno tre-cho:

estadoBotao_1 = digitalRead(botao_1);



Descreva o funcionamento da funcaodigitalRead() usando de exemplo essetrecho.


4 Interacao teclado microcontrolador

4 Interacao teclado microcon-

trolador

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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(), Serial.flush(),Serial.read() e Serial.print() servem para(escolha uma opcao):

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 esperao fim da transmissao de todos os da-dos seriais, le o valor da porta serial,mostra os dados na tela.


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


6 Funcoes de temporizacao, delay(), millis() e micros(). Comecando a comunicacao serial

6 Funcoes de temporizacao,

delay(), millis() e mi-

cros(). Comecando a co-

municacao serial

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1. Apresentamos na aula de hoje funcoesde temporizacao que foram as funcoes

, e .

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.


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 parade um dos pinos especıfico.

Estudamos tambem o conceito de quan-tizacao e descobrimos como funcionao conversor A/D do Arduino. Sendoeste conversor, um conversor com umaresolucao de , teremos uma escalacom 1024 valores quantizados variandode a . Tendo assim umaresolucao de leitura de para cadaunidade de medida em uma escala entrede 0 e 5 volts.

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 uma re-sistencia que varia de acordo coma luminosidade incidida. Observamos quequanto maior a luminosidade incidente,

era a tensao lida pelo Arduino equanto menor a luminosidade, eraa tensao lida.

4. Desenhe abaixo o diagrama utilizado paraa leitura do sensor LDR:


8 Leitura do Sensor de temperatura TMP36, analog.Read(), Funcoes matematicas basicas

8 Leitura do Sensor de tem-

peratura TMP36, ana-

log.Read(), Funcoes mate-

maticas basicas

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1. Na aula de hoje utilizamos o sensor detemperatura TMP36 e a funcao ana-log.Read() para lermos o valor dee identificarmos a temperatura correspon-dente.Na figura 7 apresentamos o sensor. Iden-tifique sua pinagem.

Figura 7: TMP36.

1- . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2- . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3- . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. No relatorio anterior estudamos a fun-cao analog.Read() e vimos como funci-ona o conversor A/D do Arduino. Vimosque o conversor possui uma resolucao de

, que e calculada dividindopor , que e a quantidade de valoresquantizados.

Utilizamos esta mesma funcao para de-terminar a temperatura lida pelo sensor.Para isso, vimos em aula, que para cada

lido pelo arduino tinhamos umaelevacao de 1K.

Assim para sabermos a temperatura emgraus Celsius basta diminuir a tempera-tura lida em kelvin por .


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.O circuito tinha um funcionamentosimples. Explique com suas palavras ofuncionamento do circuito:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. O sensor infravermelho pode nos ser utilem diversas aplicacoes. Entre elas, pode-mos fazer um alarme sonoro. Um sen-sor de presenca pode ser instalado emum canto da parede, ao lado da porta.Quando uma pessoa atravessar a porta,o sensor captara movimento, acionandoum alarme. Desenvolva o script destepequeno projeto que acione um buzzerquando uma pessoa atravessar a porta.


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 com interacaoPython e Linux. Para realizarmos oprocedimento utilizamos um script paraidentificarmos o codigo de cada tecla doteclado.

Copie este script 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-o abaixo.


11 LCD 16x2, LiquidCrystal.h

11 LCD 16x2,

LiquidCrystal.h

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1. Hoje aprendemos como trabalhar com oLCD 16x2. Na figura 8 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 TMP36.Utilizando o LCD 16x2 crie um script queexiba o valor de temperatura lido pelo ar-duino.


12 Shield Display 7 segmentos

12 Shield Display 7 segmentos

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Neste projeto utilizamos o circuito integradoCD4511 para expandirmos o numero de portasdo arduino atraves do protocolo I2C. Assim vi-abilizamos a conexao de LCDs de 7 segmentos

Figura 9: Decodificador de sete segmentosCD4511

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.


13 Comunicacao RF, VirtualWire.h, Transmissor e Receptor RF

13 Comunicacao RF, Virtu-

alWire.h, Transmissor 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 acendaLED’s diferentes, cada um com uma men-sagem distinta.


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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15 Acionamento via pagina Web, ethernet.h(), WEB Server

15 Acionamento via

pagina Web,

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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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Grupo PET-Tele - UFF · 2020. 9. 14. · CD4511 para expandirmos o nu mero de portas do arduino atrav es do protocolo I2C. Assim vi-abilizamos a conexao de LCDs de 7 segmentos Figura