O documento introduz conceitos básicos de eletricidade, eletrônica e computação física utilizando a plataforma Arduino. São apresentados sensores, atuadores e comunicação serial, além de exemplos práticos de programação para acender LEDs, ler entradas digitais e analógicas e emitir sons.

1. introdução ao arduino Tiago Barros|tiago.barros@cesar.org.br Inovação é a gente!

3. computação física

11. conceitos básicos de eletricidade

13. eletricidade Atomos com mais elétrons que prótons estão carregados negativamente (íon negativo) Atomos com menos elétrons que prótons estão carregados positivamente (íon positivo) “ buraco” “ elétron extra”

14. eletricidade cargas iguais se repelem cargas opostas se atraem cargas em movimento geram campo magnético campo magnético em movimento gera corrente elétrica N S

15. eletricidade – condutores e isolantes isolante – evita a passagem de elétrons condutor – permite o fluxo de elétrons

16. eletricidade – diferença de potencial (v) cargas negativas quanto maior a tensão, mais “força” teem os elétrons diferença de potencial ou tensão. cargas positivas V

17. eletricidade – corrente elétrica (i) quanto maior a corrente, maior a “quantidade” de elétrons fluxo de elétrons em um condutor

18. eletricidade – tipos de corrente elétrica corrente contínua corrente alternada

19. eletricidade – tipos de corrente elétrica inversão de polaridade no tempo mesma polaridade no tempo (sentido continuo)

20. eletricidade – resistência elétrica (r) propriedade do material condutor em reduzir a passagem dos elétrons elétrons “se acumulam e batem” no condutor, “dissipando” sua energia (gerando calor)

21. eletricidade – lei de ohm V = R x I a diferença de potencial (V) entre dois pontos de um condutor é proporcional à corrente elétrica (I) que o percorre e à sua resistência (R) V R I R = V/I I = V/R

22. eletricidade – circuito elétrico + – V i R gerador [fonte] condutor [caminho] carga [consumidor]

24. sistemas computacionais reativos

26. plataforma Arduino

30. plataforma arduino – hardware

33. plataforma arduino – ambiente área de código área de status e saída serial compilar (verif. programa) parar execução novo abrir salvar enviar programa para placa exibir serial

34. plataforma arduino – ciclo de vida escrever compilar enviar para placa verificar execução corrigir erros corrigir erros

35. atuadores

36. plataforma arduino – estrutura do sketch

42. plataforma arduino – hello arduino

43. Perguntas

45. eletrônica – modulação PWM a função analogWrite() escreve “pulsos” muito rápidos no pino digital (só funciona nos pinos marcados com PWM). o valor a ser escrito representa o tempo que o pulso fica em nível alto e varia de 0 a 255. quanto mais tempo o pulto permanecer em nível alto, maior é a “tensão média” da saída

52. eletrônica – resistores oferecem resistência à passagem da corrente elétrica transformam energia elétrica em energia térmica [pode ser usado como atuador] tipos: carvão [carbono] filme fio resistência: fixo variável

53. eletrônica – resistores valores expressos em ohms o corpo dos resistores possui um código de cores para identificar o valor

60. Perguntas

61. sensores

70. sensores - prática

73. Perguntas

75. eletrônica – sinais analógicos e digitais sinal com variação contínua no tempo sinal com variação discreta (valores pré-definidos)

76. eletrônica – conversão de sinais valor é lido em intervalos regulares de tempo e transformado em um número digital

77. eletrônica – conversão de sinais vários valores, não só HIGH e LOW. quantiade de valores é a resolução.

78. eletrônica – conversão de sinais resolução de 8 bits = 256 valores resolução de 16 bits = 65536 valores

84. entrada analógica – prática

85. protocolos de comunicação

90. comunicação serial - prática “ Hello Arduino” via serial

91. comunicação serial - prática

95. comunicação serial - prática ler valores do LDR e enviar via serial

98. Perguntas

104. Perguntas

118. Perguntas

119. displays

120. eletrônica – displays de LEDs (7 seg) conjunto de leds organizados de forma a representar numeros e caracteres ligando os leds corretos, representamos numeros catodo comum ou anodo comum

122. displays de LEDs - prática temporizador digital

123. displays de LEDs - prática temporizador digital - protoboard

124. Perguntas