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Capítulo 6. Entrada e saída

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CAPÍTULO 6

Entrada e saída

O Arduino trata da chamada computação física. Isso significa ligar circuitos eletrônicos à placa do Arduino. Portanto, é necessário que você compreenda a usar as várias opções de conexão dos seus pinos.

As saídas podem ser digitais, apresentando valores de 0 volts ou 5 volts, ou analógicas, apresentando qualquer valor entre 0 e 5 volts – embora não seja tão simples assim, como veremos. Por outro lado, as entradas podem ser digitais

(verificar se um botão foi apertado ou não) ou analógicas (verificar o valor medido por um sensor luminoso).

Em um livro que trata basicamente de software e não de hardware, procuraremos não nos envolver com discussões aprofundadas de eletrônica. Neste capítulo, entretanto seria útil se você pudesse dispor de um multímetro e de um pedaço de fio rígido para compreender melhor o que está acontecendo.

OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

Entender como funcionam as saídas e as entradas digitais.

Aprender a estabelecer a comunicação entre o Arduino e um computador PC.

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Capítulo 4. Funções

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CAPÍTULO 4

Funções

Este capítulo dedica-se principalmente aos tipos de função que você mesmo pode escrever. Estas funções são diferentes das funções internas, tais como digitalwrite e delay, que já foram predefinidas para você.

A razão pela qual você precisa saber como escrever as suas próprias funções é que, quando os sketches começam a se tornar complicados, as funções setup e loop crescem até se tornarem longas e complexas, ficando difícil de entender a maneira como funcionam.

O maior problema no desenvolvimento de software de qualquer tipo é saber lidar com a complexidade. Os melhores programadores escrevem software que é fácil de ser lido e compreendido, requerendo pouca explicação.

As funções são uma ferramenta chave para criar sketches de fácil compreensão. Elas podem ser modificadas sem dificuldade e sem risco de a coisa toda se transformar em uma grande confusão.

OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

Entender o que é uma função.

Aprender como passar parâmetros a funções.

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Capítulo 8. Armazenamento de dados

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CAPÍTULO 8

Armazenamento de dados

Quando você atribui valores às variáveis, esses dados são conservados na memória somente enquanto a placa do Arduino estiver ligada. No momento em que você desligá-lo ou der reset, todos os dados serão perdidos.

Neste capítulo, iremos examinar algumas maneiras de conservar esses dados.

OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

Aprender maneiras de armazenar dados depois de desligar o Arduino.

Aprender a armazenar dados na memória flash.

Aprender a usar a memória EEPROM para armazenar dados permanentes que podem ser alterados.

Aprender o modo mais eficiente de representar os dados quando eles são maiores que o espaço disponível.

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Constantes

Se os dados que você desejar armazenar são sempre os mesmos, então você poderá simplesmente inicializar os dados toda vez que o Arduino começar a executar um sketch. Um exemplo dessa abordagem é o caso do array de letras do seu tradutor de código Morse do

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Capítulo 11. C++ e bibiliotecas

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CAPÍTULO 11

C++ e bibliotecas

Os Arduinos são simples microcontroladores. Na maior parte do tempo, os sketches de Arduino são bem pequenos, de modo que o uso da linguagem

C de programação funciona muito bem. Entretanto, a linguagem de programação do Arduino é, na realidade, C++ em vez de C. A linguagem C++ é uma extensão da linguagem C e contém algo denominado orientação a objeto.

OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

Aprender alguns fundamentos da linguagem C++ e de orientação a objeto.

Examinar mais de perto a biblioteca LCD.

Criar uma biblioteca simples para entender os conceitos que estão por trás.

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PROGRAMAÇÃO COM ARDUINO

Orientação a objeto

Este é apenas um pequeno livro, de modo que uma explicação aprofundada da linguagem

C++ de programação está além de seus propósitos. No entanto, o livro cobrirá alguns fundamentos de C++ e de orientação a objeto, sabendo que o seu objetivo principal é aumentar o encapsulamento dos programas. O encapsulamento mantém juntas as coisas relevantes, algo que torna a linguagem C++ muito adequada para escrever bibliotecas como as que você usou nos sketches de Ethernet e de LCD em capítulos anteriores.

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Capítulo 1. Este é o Arduino

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CAPÍTULO 1

Este é o Arduino

O Arduino é uma plataforma de microcontrolador que atraiu a imaginação dos entusiastas de eletrônica. Sua facilidade de uso e sua natureza aberta fazem dele uma ótima opção para qualquer um que queira realizar projetos eletrônicos.

Basicamente, permite que você conecte circuitos eletrônicos a seus terminais, permitindo que ele controle coisas – como, por exemplo, ligar ou desligar dispositivos, como lâmpadas e motores, ou medir grandezas físicas, como luz e temperatura. Essa é a razão pela qual algumas vezes dizemos que o Arduino realiza uma computação física (concreta). Como os Arduinos podem ser conectados a um computador por meio de um cabo USB (universal serial bus, ou barramento serial universal), isso significa também que você pode usar o Arduino como placa de interface e controlar esses mesmos dispositivos a partir de seu computador.

OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

Conhecer microcontroladores e placas de desenvolvimento.

Conhecer uma placa de Arduino.

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Capítulo 5. Arrays e strings

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CAPÍTULO 5

Arrays e strings

Depois da leitura do Capítulo 4, você ficou com uma ideia razoável de como estruturar os seus sketches para facilitar a sua vida. Se há alguma coisa que um bom programador gosta, é uma boa vida. Agora, a nossa atenção estará nos dados que você usa nos sketches.

O livro Algoritmos + Estruturas de Dados = Programas (Prentice-Hall, 1976), de Niklaus Wirth, foi escrito há muito tempo, mas continua conseguindo captar as essências da ciência da computação e da programação em particular. Posso recomendá-lo fortemente para qualquer um que foi fisgado pela programação. Ele também capta a ideia de que, para escrever um bom programa, você precisa pensar tanto no algoritmo

(o que você faz) como na estrutura dos dados que você usa.

Você viu os comandos loop e if e também aquilo que se denomina o lado “algorítmico” da programação de um Arduino.

Agora, você verá como estruturar os seus dados.

OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

Mostrar como estruturar dados em um sketch usando arrays e strings.

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Capítulo 3. Fundamentos de linguagem C

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CAPÍTULO 3

Fundamentos de linguagem C

A linguagem usada na programação de Arduinos é a linguagem C. Neste capítulo, você verá os fundamentos da linguagem C. Como programador de

Arduino, o que aprender aqui você usará nos sketches que desenvolver. Para tirar o máximo do Arduino, você precisa compreender esses fundamentos.

OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

Entender o que é programação e como funciona uma linguagem de programação.

Entender um pouco das funções setup e loop.

Aprender fundamentos da linguagem C.

Aprender o que é uma variável em C.

Explorar alguns comandos de decisão e repetição da linguagem C.

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PROGRAMAÇÃO COM ARDUINO

Programando

Não é incomum pessoas falarem mais de uma língua. De fato, quanto mais línguas você falar, mais fácil fica aprender outras línguas, porque você começa a se dar conta das estruturas comuns de gramática e vocabulário. O mesmo vale para as linguagens de programação.

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Capítulo 9. Displays

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CAPÍTULO 9

Displays

Neste capítulo, você verá como se pode escrever software para controlar displays LCD. A Figura 9.1 mostra os dois tipos de display que usaremos. O primeiro é um shield de display LCD alfanumérico.

O segundo é um display OLED gráfico de 128 × 64 pixels. Esses dois tipos populares de display são muito usados com o Arduino.

Este é um livro sobre software e não hardware, mas neste capítulo teremos que explicar um pouco do funcionamento da eletrônica desses displays para compreendermos melhor como acioná-los.

OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

Entender um pouco do funcionamento da eletrônica dos displays para saber como acioná-los.

Aprender a usar algumas funções da biblioteca de LCD.

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PROGRAMAÇÃO COM ARDUINO

Figura 9.1

Um shield de display LCD alfanumérico

(esquerda) e um display OLED gráfico (direita).

Displays LCD alfanuméricos

O módulo LCD que usaremos é um shield de Arduino, que é encaixado em cima de uma placa de Arduino. Além do display, ele também tem alguns botões. Há muitos shields diferentes, mas a grande maioria usa o mesmo chip controlador de LCD (o HD44780). Sendo assim, procure utilizar um shield que use esse chip controlador.

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Capítulo 2. Começando

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CAPÍTULO 2

Começando

Depois de introduzir o Arduino e ter aprendido um pouco a respeito do que estamos programando, chegou o momento de instalar em nosso computador o software que é necessário para começar a trabalhar com os códigos de programa.

OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

Aprender a ligar eletricamente o Arduino.

Aprender a instalar o software aplicativo do Arduino.

Aprender a instalar um Sketch na placa do Arduino.

Fazer um pequeno passeio pelo aplicativo Arduino.

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PROGRAMAÇÃO COM ARDUINO

A alimentação elétrica

Quando você compra uma placa de Arduino, ela normalmente vem com um sketch

(programa) já instalado denominado Blink (pisca-pisca). Esse sketch faz piscar o pequeno LED

(diodo emissor de luz) que faz parte da placa.

Na placa, há um LED marcado com “L” que está conectado ao pino digital 13, que é um dos pinos de entrada e saída da placa. Isso não significa que esse pino 13 destina-se somente para acender o LED. Você também poderá usá-lo normalmente como entrada ou saída digital.

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Capítulo 7. A biblioteca padrão do Arduino

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CAPÍTULO 7

A biblioteca padrão do Arduino

É nesta biblioteca que vivem as guloseimas. Até agora você se limitou a usar apenas um mínimo da linguagem C. O que você realmente precisa é de um grande conjunto de funções que você possa usar em seus sketches.

Você já encontrou algumas dessas funções, tais como pinMode, digitalwrite e analogWrite, mas na realidade há muitas outras. São funções que você pode usar para realizar operações matemáticas, gerar números aleatórios, manipular bits, detectar pulsos em um pino de entrada e usar algo denominado interrupção.

OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

Ajudar a descobrir outras funções diponíveis na biblioteca padrão.

Entender a função Random.

Conhecer as funções matemáticas mais usadas.

Aprender a realizar manipulação de bits.

Entender algumas funções que ajudam a realizar atividades de entrada e saída.

Aprender a usar interrupções para estruturar a realização de diversas tarefas simultâneas.

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Capítulo 10. Progamando o Arduino para a Internet das Coisas

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CAPÍTULO 10

Programando o

Arduino para a Internet das Coisas

A Internet das Coisas (IoT – Internet of Things) consiste na ideia de que dispositivos irão se conectar entre si através da Internet, numa quantidade extraordinária e crescente. Isso não significa simplesmente mais e mais computadores e seus navegadores, mas coisas reais, como celulares, tablets, eletrodomésticos, roupas, etc. Estão incluídos todos os tipos de automação residencial, desde iluminação e eletrodomésticos inteligentes até sistemas de segurança, e mesmo dispositivos para alimentação de animais de estimação operados pela Internet, assim como muitos projetos de pouca aplicação prática, porém muito divertidos.

OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

Conhecer brevemente as possibilidades da Internet das Coisas.

Conhecer um pouco sobre HTTP e HTML.

Aprender a usar um shield de Ethernet permitindo que o Arduino funcione como servidor de web.

Aprender a realizar requisições de web para acessar serviços disponíveis na

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