Curso de Arduino

Aula 2 - O Hardware do Arduino

Daniel O. Basconcello Filho

Entradas e saídas

Comentamos na página anterior que basicamente toda eletrônica ativa está dentro do chip micro controlador. Para entender o que seria essa eletrônica, vamos considerar o chip mais simples usado no arduino: o ATMega8.


Micro controlador ATMega8

O chip acima possui 28 pinos de conexões elétricas, 14 de cada lado. É através desses pinos que podemos acessar as funções do micro controlador, enviar dados para dentro de sua memória e acionar dispositivos externos.

No Arduino, os 28 pinos deste micro controlador são divididos da seguinte maneira:

  • 14 pinos digitais de entrada ou saída (programáveis)
  • 6 pinos de entrada analógica ou entrada/saída digital (programáveis)
  • 5 pinos de alimentação (gnd, 5V, ref analógica)
  • 1 pino de reset
  • 2 pinos para conectar o cristal oscilador

Os dois primeiros itens da lista são os pinos úteis, disponíveis para o usuário utilizar. Através destes pinos que o Arduino é acoplado à eletrônica externa.

Entre os 14 pinos de entrada/saída digitais temos 2 pinos que correspondem ao módulo de comunicação serial USART. Esse módulo permite comunicação entre um computador (por exemplo) e o chip.

Todos os pinos digitais e os analógicos possuem mais de uma função. Os pinos podem ser de entrada ou de saída, alguns podem servir para leitura analógicas e também como entrada digital. As funções são escolhidas pelo programador, quando escreve um programa para a sua placa.

Na placa do Arduino, o pinos úteis do micro controlador são expostos ao usuário através de conectores fêmea (com furinhos) onde podem ser encaixados fios ou conectores para construir o circuito externo à placa do Arduino. Veja:


Pinos úteis da placa Arduino

Vamos aprender para que servem cada conjunto de pinos úteis do Arduino.

Entradas Digitais

No total temos disponíveis 20 pinos que podem ser utilizados como entrada digitais. Os 14 pinos digitais mais os 6 pinos analógicos, podem ser programados para serem entradas digitais. Quando um pino é programado para funcionar como entrada digital, através do programa que escrevemos colocamos um comando que ao ser executado efetua a "leitura" da tensão aplicada ao pino que está sendo lido. Então, após a execução deste comando, sabemos se o pino encontra-se em um estado "alto" ou "baixo".

Na prática, o programa pode saber se um pino está alimentado com 0 (zero) ou 5 Volts. Essa função é utilizada geralmente para identificar se um botão está pressionado, ou um sensor está "sentindo" alguma coisa no mundo externo.

Note que a função de entrada digital apenas entrega 0 ou 1, sem tensão ou com tensão. Não é possível saber quanta tensão está sendo aplicada no pino. Para isso usamos as entradas analógicas.

Entradas Analógicas

Temos disponíveis no Arduino Uno 6 entradas analógicas. A contrário de uma entrada digital, que nos informa apenas se existe ou não uma tensão aplicada em seu pino, a entrada analógica é capaz de medir a tensão aplicada. Na sessão de exemplos do nosso curso veremos a leitura analógica com mais detalhes.

Através da entrada analógica, realizamos uma conversão A/D conseguimos utilizar sensores que convertem alguma grandeza física em um valor de tensão que depois é lido pela entrada analógica. Um exemplo simples é um sensor tipo acelerômetro, que existe na maioria dos smartphones modernos. Esse sensor entrega uma tensão que depende da sua inclinação em relação ao solo. Veja abaixo um vídeo de um projeto que utiliza um Arduino e um acelerômetro de dois eixos:

O Arduino utilizado no circuito acima é uma versão "nossa", um clone que projetamos para ser simples de fazer em casa. Adiante vamos aprender como fazer um arduino com detalhes, para quem não quiser comprar um Arduino pronto.

Na próxima página continuamos a descrição dos blocos que compõem o hardware do Arduino

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