1. Hello World
Vamos fazer o nosso primeiro projeto com a Orange One? mas antes, vamos aprender alguns conceitos de eletrônica para que possamos entender como alguns copmponentes simples funcionam e como funciona um circuito eletrônico.
O que você vai aprender?
Nesta aula você aprenderá sobre os LEDs e os resistores, como eles funcionam e como utiliza-los em seus projetos, não fique com medo de errar, pois o erro faz parte do processo de aprendizagem.
Objetivos:
- O primeiro objeto desde projeto é entender o funcionamento dos componentes utilizados nele, então se restar alguma dúvida não hesite em utilizar o campo de comentários para fazer perguntas a respeito, pois nossa equipe está totalmente disposta em ajudar;
- O segundo objetivo é criar um programa para fazer o acionamento de um LED como um pisca-pisca, onde o LED deve ficar 1 segundo aceso e 1 segundo apagado.
Lista de Materiais
- 1 – LED Vermelho;
- 1 – Resistor de 330R;
- 1 – Geek plate 400 com protoboard;
- 3 – Jumpers macho-macho;
- 1 – Plataforma de prototipagem Orange One ou Arduino Uno;
- 1 – Cabo USB.
Entendendo os Componentes
Neste tópico vamos abordar o funcionamento dos componentes utilizados neste projeto, são eles, os LEDs e os resistores, vamos entender como eles funcionam e o que eles proporcionam a um circuito eletrônico e após isto faremos uma interação entre os dois componentes no circuito para realizar o acionamento do LED.
Os Resistores:
Resistores são componentes eletrônicos que basicamente são utilizados dentre outras aplicações para controlar a corrente elétrica que passa em um determinado circuito, pois os resistores dificultam a passagem de elétrons de forma proporcional ao valor de sua resistência, e por dificultar e limitar a corrente no circuito o resistor também causa queda de tensão em seus terminais.
Os resistores podem ser encontrados em diferente tamanho e com diferentes valores de resistência. O valor de sua resistência pode ser lido através das faixas coloridas presentes no corpo do resistor, estas faixas seguem uma tabela que as relaciona com números. Neste Kit você encontra dois valores distintos de resistores, sendo eles, resistores de 330 Ohms e de 10K Ohms, e podem ser diferenciados através de suas cores.
Os LEDs:
LEDs são componentes semicondutores que quando energizados com a tensão correta emitem luz, são chamados de diodos emissores de luz por serem componentes semicondutores assim como os diodos. Os LEDs apenas emitem luz se forem ligados de forma correta, por isso devemos ficar atentos ao lado que estamos ligado o LED. Existem algumas formas de saber qual a posição certa na hora de fazer a conexão de um LED, uma delas é a mais utilizada é conferir o tamanho de seus terminais, pois o terminal maior normalmente é positivo, outra delas é notar um pequeno chanfrado no lado negativo.
E esta é a simbologia utilizada para o LED em circuitos eletrônicos:
Circuito
Agora vamos colocar a mão na massa! Vamos par a prática, este é o circuito para fazer com que o LED acende através da porta 2 da Orange One, se atender aos pinos de ligação da protoboard e utilize os jumpers presentes no Kit para executar as conexões o terminal dobrado do LED é o terminal maior e sendo assim o lado positivo, estas linhas do desenho representam os jumpers.
Para a montagem deste circuito teremos que utilizar um resistor em série com o LED, isso se deve ao fato de precisarmos reduzir a tensão elétrica que cai sobre o LED já que a porta digital da Orange One tem saída em nível de tensão de 5 volts enquanto a tensão que cai sobre o LED é de aproximadamente 1,8 volts, desta forma o resistor ficaria com a tensão restante, de 3,2 volts, o valor do resistor que vamos utilizar é de 330 Ohms para que possamos limitar a corrente no circuito.
Como calcular o valor da resistência?
Bem, antes de tudo temos que tem mente algumas características dos componentes, como por exemplo, o LED tem uma corrente de trabalho entre 4 e 20mA e uma tensão de operação que varia conforme a cor do LED, mas por padrão aproximadamente 1,87 volts, se ligarmos um LED de 1,8 volts direto a uma saída digital de 5 volts, provavelmente ele vai queimar, então remos que ligar uma “carga extra” para dividir essa tensão de 5 volts, então ligamos um resistor que recebe uma queda de tensão de aproximadamente 3,2 volts, sabendo disso utilizaremos uma “formulinha” bastante conhecida no meio eletrônico, chama-se primeira lei de Ohm e ela diz que: R = V / A (resistência é igual a tensão dividida pela corrente).
Siglas:
V = Tensão;
I = Corrente;
R = Resistência.
Já que a variação da corrente de trabalho de um LED é de 4 a 20mA, vamos estipular uma corrente de 10mA, sendo assim o valor da tensão sobre o resistor (3,2 volts) dividido por essa corrente no circuito vai nos dar um valor de resistência de aproximadamente 320R, utilizaremos no Kit um resistor de 330 por ser o valor mais aproximado encontrado no mercado.
Entendendo o Código
Agora vamos aprender a codificação trecho a trecho, o principal é conseguir entender algumas palavras chaves da IDE do Arduino, pois estas serão vistas com frequência durante as aulas, então vamos começar pela primeira linha de código efetivamente.
//declarando uma variável do tipo inteiro
int led = 2;
Nela já podemos notar uma destas palavras chave, a palavra “int” refere-se à criação de uma variável do tipo interio, esta variável está armazenando um valor igual a 2.
Mas o que é uma variável?
Podemos fazer um comparativo com uma gaveta que serviria para armazenar arquivos, e nesta gaveta poderíamos colocar uma quantidade limitada de arquivos e um certo tipo de arquivo, por exemplo, uma gaveta onde colocaríamos arquivos pessoais de todas as pessoas de uma empresa que tivessem o nome iniciado com a letra F, a mesma coisa com as variáveis, existem alguns tipos de variáveis e cada tipo pode armazenar valores diferentes, uma variável do tipo “int” em uma placa Orange One pode armazenar qualquer valor que não tenha casas decimais e seja um valor entre -32768 e 32767.
Agora passemos para a segunda parte do código:
// parte do código que é executada apenas uma vez
void setup() {
pinMode(led, OUTPUT);
}
O “void setup()” é a parte do programa que é executada apenas uma vez durante o ciclo de execução da Orange One, apenas quando a placa é ligada, por isso o “void setup()” é ideal para fazer a inicialização de algumas variáveis e portas do Arduino, tudo que está escrito entre as chaves pertence ao “void setup()”.
pinMode(), é uma função do próprio Arduino utilizada para definir se alguma porta está sendo utilizada como entrada ou saída digital, e esta função recebe alguns “parâmetros” para que possa funcionar corretamente, estes parâmetros estão descritos entre parênteses e separados por vírgula, um deles é o número do pino, que está armazenado na variável “Led”, sendo o pino de número 2, e o outro parâmetro é exatamente se a porta será uma entrada ou saída, nesse caso utilizamos a definição de saída.
// Executada ciclicamente, é aqui onde normalmente é implementada a lógica de funcionamento.
void loop() {
digitalWrite(led,HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(led,LOW);
delay(1000);
}
O “void loop(“, é a função que é executada ciclicamente enquanto a Orange One estiver ligada, é nesta função que é incorporada à sua lógica, e para o projeto do LED podemos notar que utilizamos duas outras funções distintas:
- A função digitalWrite(), que serve para controlar o valor de alguma saída digital da Orange One, e essa função recebe dois parâmetros, o número da porta que você quer controlar e o nível lógico que você quer enviar esta porta.
Sequência lógica
Toda a lógica embutida na Orange One é executada sequencialmente de cima para baixo nas linhas de codificação, e após o final do “void loop()”acontece um retorno para o começo do “void loop()” até que a placa seja desenergizada, a sequência de acontecimentos deste projeto é tida da seguinte forma:
- O LEd acende após a execução de “digitalWrite (LED, HIGH);
- O programa para de ser executado durante 1 segundo;
- O LED apaga após a execução de “digitalWrite (LED, LOW);
- O programa para de ser executado durante 1 segundo;
- Retorna para o primeiro item.
Codificando
Hora de enviar o código para nossa placa! vamos juntar as partes do código já mencionada e carregar para nossa Orange One.
/*
Programa projeto Hello World Autor: Orange Maker
*/
int led = 2; // variável que armazena o valor do número da porta
void setup() {
pinMode(led, OUTPUT); // define o pino 2 como saída
}
void loop() {
digitalWrite (led, HIGH); // acende o Led
delay(1000); // espera 1 segundo
digitalWrite (led,LOW); // desliga o Led
delay(1000); // espera 1 segundo
}
Copie o programa acima e cole-o na IDE do Arduino, plugue a Orange One na porta USB do computador e selecione a porta de comunicação em que a Orange One está conectada, caso a porta não apareça provavelmente você está sem o driver da placa instalado em seu computador, e deve executar o procedimento de instalação do driver encontrado neste link.
Certifique-se também de ter a placa: “Arduino/ Genuíno Uno” selecionada, pois a Orange One é uma placa compatível com o Arduino Uno.
Clique em “carregar” para fazer o carregamento do programa para a placa. E após isso aguarde até aparecer a palavra carregado na aba inferior da IDE.
Ai está! Agora seu projeto deve estar funcionando como descrito no objetivo, contudo vamos propor algumas alterações e desafios para exercitar tudo o que aprendemos.
Desafios e Alterações
- Altere os tempos em que o LED fica ligado ou desligado;
- Implemente outro LED no pino 3 da Orange One, defina como quer que este LEd funcione antes de implementa-lo, tente fazer com que ele funcione da meneira que você definiu.
1. Hello World
Vamos fazer o nosso primeiro projeto com a Orange One? mas antes, vamos aprender alguns conceitos de eletrônica para que possamos entender como alguns componentes simples funcionam e como funciona um circuito eletrônico.
O que você vai aprender?
Nesta aula você aprenderá sobre os LEDs e os resistores, como eles funcionam e como utiliza-los em seus projetos, não fique com medo de errar, pois o erro faz parte do processo de aprendizagem.
Objetivos:
- O primeiro objetivo deste projeto é entender o funcionamento dos componentes utilizados nele, então se restar alguma dúvida não hesite em utilizar o campo de comentários para fazer perguntas a respeita, pois nossa equipe está totalmente disposta em ajudar;
- O segundo objetivo é criar um programa para fazer o acionamento de um LED como um pisca-pisca, onde o LED deve ficar 1 segundo aceso e 1 segundo apagado.
Lista de Materiais
- 1 – LED Vermelho;
- 1 – Resistor de 330R;
- 1 – Geek plate 400 com protoboard;
- 3 – Jumpers macho-macho;
- 1 – Plataforma de prototipagem Orange One ou Arduino Uno;
- 1 – Cabo USB.
Entendendo os Componentes
Neste tópico vamos abordar o funcionamento dos componentes utilizados neste projeto, são eles, os LEDs e os resistores, vamos entender como eles funcionam e o que eles proporcionam a um circuito eletrônico e após isto faremos uma interação entre os dois componentes no circuito para realizar o acionamento do LED.
Os Resistores:
Resistores são componentes eletrônicos que basicamente são utilizados dentre outras aplicações para controlar a corrente elétrica que passa em um determinado circuito, pois os resistores dificultam a passagem de elétrons de forma proporcional ao valor de sua resistência, e por dificultar e limitar a corrente no circuito o resistor também causa queda de tensão em seus terminais.
Os resistores poder ser encontrados em diferente tamanhos e com diferentes valores de resistência. O valor de sua resistência pode ser lido através das faixas coloridas presentes no corpo do resistor, estas faixas seguem uma tabela que as relaciona com números. Neste Kit você encontra dois valores distintos de resistores, sendo eles, resistores de 330 Ohms e de 10K Ohms, e podem ser diferenciados através de suas cores.
Os LEDs:
LEds são componentes semicondutores que quando energizados com a tensão correta emitem luz, são chamados de diodos emissores de luz por serem componentes semicondutores assim como os diodos. Os LEDs apenas emitem luz se forem ligados de forma correta, por isso devemos ficar atentos ao lado que estamos ligando o LED. Existem algumas formas de saber qual a posição certa na hora de fazer a conexão de um LED, uma delas é a mais utilizada é conferir o tamanho de seus terminais, pois o terminal maior normalmente é positivo, outra delas é notar um pequeno chanfrado no lado negativo.
E esta é a simbologia utilizada para o LED em circuitos eletrônicos:
Circuito
Agora vamos colocar a mão na massa! Vamos para a prática, este é o circuito para fazer com que o LED acenda através da porta 2 da Orange One, se atender aos pinos de ligação da protoboard e utilize os jumpers presentes no Kit para executar as conexões o terminal dobrado do LED é o terminal maior e sendo assim o lado positivo, estas linhas do desenho representam os jumpers.
Para a montagem deste circuito teremos que utilizar um resistor em série com o LED, isso se deve ao fato de precisarmos reduzir a tensão elétrica que cai sobre o LED já que a porta digital da Orange One tem saída em nível de tensão de 5 volts enquanto a tensão que cai sore o LED é de aproximadamente 1,8 volts, desta forma o resistor ficaria com a tensão restante, de 3,2 volts, o valor do resistor que vamos utilizar é de 330 Ohms para que possamos limitar a corrente no circuito.
Como calcular o valor da resistência?
Bem, antes de tudo temos que tem mente algumas características dos componentes, como por exemplo, o LED tem uma corrente de trabalho entre 4 e 20mA e uma tensão de operação que varia conforme a cor do LED, mas por padrão aproximadamente 1,87 volts, se ligarmos um LED de 1,8 volts direto a uma saída digital de 5 volts, provavelmente ele vai queimar, então remos que ligar uma “carga extra” para dividir essa tensão de 5 volts, então ligamos um resistor que recebe uma queda de tensão de aproximadamente 3,2 volts, sabendo disso utilizaremos uma “formulinha” bastante conhecida no meio eletrônico, chama-se primeira lei de Ohm e ela diz que: R = V / A (resistência é igual a tensão dividida pela corrente).
Siglas:
V = Tensão;
I = Corrente;
R = Resistência.
Já que a variação da corrente de trabalho de um LED é de 4 a 20mA, vamos estipular uma corrente de 10mA, sendo assim o valor da tensão sobre o resistor (3,2 volts) dividido por essa corrente no circuito vai nos dar um valor de resistência de aproximadamente 320R, utilizaremos no Kit um resistor de 330 por ser o valor mais aproximado encontrado no mercado.
Entendendo o Código
Agora vamos aprender a codificação trecho a trecho, o principal é conseguir entender algumas palavras chaves da IDE do Arduino, pois estas serão vistas com frequência durante as aulas, então vamos começar pela primeira linha de código efetivamente.
//declarando uma variável do tipo inteiro
int led = 2;
Nela já podemos notar uma destas palavras chave, a palavra “int” refere-se à criação de uma variável do tipo interio, esta variável está armazenando um valor igual a 2.
Mas o que é uma variável?
Podemos fazer um comparativo com uma gaveta que serviria para armazenar arquivos, e nesta gaveta poderíamos colocar uma quantidade limitada de arquivos e um certo tipo de arquivo, por exemplo, uma gaveta onde colocaríamos arquivos pessoais de todas as pessoas de uma empresa que tivessem o nome iniciado com a letra F, a mesma coisa com as variáveis, existem alguns tipos de variáveis e cada tipo pode armazenar valores diferentes, uma variável do tipo “int” em uma placa Orange One pode armazenar qualquer valor que não tenha casas decimais e seja um valor entre -32768 e 32767.
Agora passemos para a segunda parte do código:
// parte do código que é executada apenas uma vez
void setup() {
pinMode(led, OUTPUT);
}
O “void setup()” é a parte do programa que é executada apenas uma vez durante o ciclo de execução da Orange One, apenas quando a placa é ligada, por isso o “void setup()” é ideal para fazer a inicialização de algumas variáveis e portas do Arduino, tudo que está escrito entre as chaves pertence ao “void setup()”.
pinMode(), é uma função do próprio Arduino utilizada para definir se alguma porta está sendo utilizada como entrada ou saída digital, e esta função recebe alguns “parâmetros” para que possa funcionar corretamente, estes parâmetros estão descritos entre parênteses e separados por vírgula, um deles é o número do pino, que está armazenado na variável “Led”, sendo o pino de número 2, e o outro parâmetro é exatamente se a porta será uma entrada ou saída, nesse caso utilizamos a definição de saída.
// Executada ciclicamente, é aqui onde normalmente é implementada a lógica de funcionamento.
void loop() {
digitalWrite(led,HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(led,LOW);
delay(1000);
}
O “void loop(“, é a função que é executada ciclicamente enquanto a Orange One estiver ligada, é nesta função que é incorporada à sua lógica, e para o projeto do LED podemos notar que utilizamos duas outras funções distintas:
- A função digitalWrite(), que serve para controlar o valor de alguma saída digital da Orange One, e essa função recebe dois parâmetros, o número da porta que você quer controlar e o nível lógico que você quer enviar esta porta.
Sequência lógica
Toda a lógica embutida na Orange One é executada sequencialmente de cima para baixo nas linhas de codificação, e após o final do “void loop()”acontece um retorno para o começo do “void loop()” até que a placa seja desenergizada, a sequência de acontecimentos deste projeto é tida da seguinte forma:
- O LEd acende após a execução de “digitalWrite (LED, HIGH);
- O programa para de ser executado durante 1 segundo;
- O LED apaga após a execução de “digitalWrite (LED, LOW);
- O programa para de ser executado durante 1 segundo;
- Retorna para o primeiro item.
Codificando
Hora de enviar o código para nossa placa! vamos juntar as partes do código já mencionada e carregar para nossa Orange One.
/*
Programa projeto Hello World Autor: Orange Maker
*/
int led = 2; // variável que armazena o valor do número da porta
void setup() {
pinMode(led, OUTPUT); // define o pino 2 como saída
}
void loop() {
digitalWrite (led, HIGH); // acende o Led
delay(1000); // espera 1 segundo
digitalWrite (led,LOW); // desliga o Led
delay(1000); // espera 1 segundo
}
Copie o programa acima e cole-o na IDE do Arduino, plugue a Orange One na porta USB do computador e selecione a porta de comunicação em que a Orange One está conectada, caso a porta não apareça provavelmente você está sem o driver da placa instalado em seu computador, e deve executar o procedimento de instalação do driver encontrado neste link.
Certifique-se também de ter a placa: “Arduino/ Genuíno Uno” selecionada, pois a Orange One é uma placa compatível com o Arduino Uno.
Clique em “carregar” para fazer o carregamento do programa para a placa. E após isso aguarde até aparecer a palavra carregado na aba inferior da IDE.
Ai está! Agora seu projeto deve estar funcionando como descrito no objetivo, contudo vamos propor algumas alterações e desafios para exercitar tudo o que aprendemos.
Desafios e Alterações
- Altere os tempos em que o LED fica ligado ou desligado;
- Implemente outro LED no pino 3 da Orange One, defina como quer que este LEd funcione antes de implementa-lo, tente fazer com que ele funcione da meneira que você definiu.