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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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PROGRAMAÇÃO COM ARDUINO

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 10 - MATEMÁTICA COMPLEXA

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Capítulo 10

MATEMÁTICA COMPLEXA

DO QUE TRATA ESTE CAPÍTULO

O nome deste capítulo é até um certo grau contraditório uma vez que em muitas situações, ao contrário do que possa parecer, a matemática com números complexos simplifica o cálculo em vez de torná-lo complexo. Inúmeras vezes os números complexos não são apenas convenientes, mas absolutamente essenciais. Os números reais não são suficientes para lidar com todas as situações e todos os problemas de ciência e de engenharia. Sem os núme-

ros complexos não teríamos como resolver uma equação tão simples como y2 ϩ1 ϭ 0.

Qual é a solução dessa equação? Naturalmente, y ϭ Ϯi, onde

Em outras palavras, i2 ϭ Ϫ1. (Algumas vezes você verá a unidade imaginária i designada por j.) O EXCEL possui 18 funções complexas para facilitar a sua vida ajudando nas tarefas mais difíceis e trabalhosas.

10.1 REVISÃO RÁPIDA SOBRE A ÁLGEBRA DE NÚMEROS

COMPLEXOS

Os chamados números complexos foram descobertos centenas de anos atrás. Podemos identificar um número imaginário pelo símbolo i, como em y ϭ i3. Pense neste número como um ponto do semi-eixo positivo y (habitualmente usado para os números imaginários) distante 3 unidades da origem. Veja a Fig. 10-1. Podemos combinar números reais (sobre o eixo dos x) com números imaginários (sobre o eixo dos y) para obter números complexos, como em: onde x ϭ 4 é a parte real (designada habitualmente por Re) e y ϭ 3 é a parte imaginária (usualmente designada por Im). Por exemplo, Re z ϭ 4 e Im z ϭ 3. (Observação: o EXCEL designa números complexos com as notações x ϩyi ou x ϩyj.).

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CAPÍTULO 9 - O EXCEL EM LABORATÓRIO

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Capítulo 9

O EXCEL EM LABORATÓRIO

DO QUE TRATA ESTE CAPÍTULO

O EXCEL é a planilha escolhida pela maioria dos engenheiros e cientistas para realizar experiências em laboratório. O EXCEL pode importar dados e analisá-los; o Visual Basic for Applications

(VBA) permite que o EXCEL controle e execute experimentos.

O VBA pode ser instalado usando as opções [Ferramentas] [Suplementos] e clicando em [Ferramentas de Análise – VBA].

Contudo, um capítulo não seria suficiente para ensinar tudo sobre como automatizar experimentos com o VBA; o assunto poderia preencher um livro inteiro. Este capítulo é sobre o desenvolvimento de habilidades básicas necessárias para os iniciantes.

Neste capítulo você aprenderá como importar dados de:

• arquivos de dados produzidos por outros aplicativos;

• instrumentos de laboratório;

• placas de aquisição de dados.

Também aprenderá a criar macros para automatizar tarefas e filtrar dados de laboratório utilizando a técnica de extração de sinais médios (modos de varredura simples e varredura múltipla). Vamos comparar os resultados da extração do sinal médio com outros filtros.

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CAPÍTULO 6 - FUNÇÕES DE ENGENHARIA

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Capítulo 6

FUNÇÕES DE ENGENHARIA

DE QUE TRATA ESTE CAPÍTULO

O EXCEL tem uma coleção de funções de planilha muito útil denominada funções de Engenharia. Esta é a maneira como são designadas na Ajuda, mas essas funções são, na verdade, mais gerais do que o significado dos nomes. Elas compreendem quatro categorias:

• Funções matemáticas e estatísticas

• Funções para tarefas com números complexos

• Funções para converter valores entre sistemas numéricos diferentes como o decimal, o hexadecimal, o octal e os sistemas binários

• Funções para conversão de valores entre diferentes sistemas de medida.

Você descobrirá as funções de Engenharia em Ferramentas de Análise. Se uma função de engenharia não estiver disponível na planilha, execute o Programa de Instalação para instalar as

Ferramentas de Análise. Após instalá-las, você deve habilitá-las usando o comando Suplementos no menu Ferramentas. Para obter informações adicionais sobre como instalar o recurso Ferramentas de Análise, consulte a Ajuda ou pressione a Tecla de Função

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CAPÍTULO 8 - FERRAMENTAS DE ANÁLISE

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Capítulo 8

FERRAMENTAS DE ANÁLISE

DE QUE TRATA ESTE CAPÍTULO

O recurso Ferramentas de Análise é um dos 15 Suplementos disponíveis no EXCEL. Esse recurso tem 19 ferramentas que podem facilitar sua vida. Essas ferramentas serão listadas aqui, para uma rápida referência. Para acessar Ferramentas de Análise, clique em [Ferramentas][Análise de Dados]. Na ordem em que aparecem na janela do recurso Análise de Dados, os conteúdos das

Ferramentas de Análise são:

Anova:1 Fator Único

Anova: Fator Duplo com Repetição

Anova: Fator Duplo sem Repetição

Correlação

Covariância

Estatística Descritiva

Ajuste Exponencial (Veja Seção 5.4)

Teste-F: Duas Amostras para Variâncias

Análise de Fourier (Veja Cap. 11)

Histograma

Média Móvel (Veja Seção 5.3)

Geração de Número Aleatório

Ordem e Percentil

Regressão

Amostragem

Teste-T: Duas Amostras em Par para Médias

Teste-T: Duas Amostras Presumindo Variâncias Equivalentes

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APÊNDICES

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Apêndice 1

PASTAS DE TRABALHO

PASTAS DE TRABALHO DO SITE DA LTC EDITORA

Este apêndice contém uma lista de pastas de trabalho e de arquivos de dados do site da LTC Editora. Algumas pastas são complementares às pastas de trabalho do texto principal e outras estão associadas aos problemas do final dos capítulos.

Algumas pastas de trabalho deste Apêndice não são citadas no texto. Elas devem ser usadas para “engenharia reversa” ou “engenharia forense” com o objetivo de aprender o que a pasta de trabalho faz e como isso é feito. Esse tipo de exercício reproduz uma situação da vida real. Talvez você necessite utilizar uma pasta de trabalho elaborada por outra pessoa e descubra que a pasta não dispõe de uma documentação adequada. Sua tarefa, nesse caso, é elaborar uma pasta de trabalho que os outros possam entender.

Utilize os comentários do EXCEL (veja as Seções 2.3 e 2.4 e escreva as instruções de forma narrativa em uma planilha separada da pasta de trabalho.

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