Há não muito tempo, para se confeccionar um circuito era necessário fazer o projeto de forma discreta. Assim, qualquer alteração no circuito demandava muito estudo e trabalho.
O advento dos microcontroladores tornou possível programar uma nova gama de circuitos usando software. Os circuitos poderiam, assim, realizar funções diferentes, bastando para isso programá-lo. No entanto, a manipulação de microcontroladores ainda difícil, era trivial mexer com microcontroladores, e é quando nasce a necessidade de criar algo similar ao que hoje chamamos de Arduíno.
O que é o Arduíno?
O Arduíno é uma plataforma eletrônica de código aberto baseada em hard-
ware e software livres e fáceis de usar. É praticamente um mini computador
sem os periféricos que cabe na palma da sua mão e que pode realizar diversas tarefas, desde ligar e desligar um LED até coisas mais complexas como uma mão robótica que repete os movimentos do usuário. Usa um microcontrolador que pode ser programado por uma IDE(Integrated Development Environment) simples e bastante amigável que utiliza uma linguagem baseada em C/C++.
O Arduíno nasceu no Instituto de Design de Interação Ivrea como uma ferramenta fácil para prototipagem rápida, destinada a estudantes sem formação em eletrônica e programação, de forma que qualquer um pudesse desenvolver tecnologia. Atualmente, é bastante popular em todo o mundo possuindo diversos modelos com particularidades variadas.
Porque usar o Arduíno?
Barato, funcional, fácil de programar, com uma IDE que roda em diversos sistemas operacionais. O arduíno possui hardware e software livres, o que possibilita o usuário (estudantes, hobbystas, engenheiros e qualquer um que tenha vontade de aprender) personalizar e modificar o Arduíno a partir de um sistema base.
Com algumas poucas linhas de código é possível ligar e desligar um led, obter uma medida através de um sensor de distância, temperatura e mostrar isso na tela de um display LCD, por exemplo. Além dessas simples aplicações, pode-se utilizar para diversos outros fins, como automatizar o portão de sua garagem, iluminação da sua casa entre outras possibilidades.
Você não precisa comprar a placa!
Sim, é isso que você leu, não é necessário gastar 1 centavo para aprender a mexer no arduíno. Atualmente existem algumas ótimas opções de sites/simuladores onde é possível montar o circuito (alguns com bastante complexidade) e compilar o código para ver como tudo ficaria na vida real. Segue abaixo uns desses sites/simuladores:
Após realizar o cadastro, basta clicar em "Circuits" e se divertir. Além disso, temos também o Virtual BreadBox, no entanto, esse não posso opinar, pois nunca fiz uso, mas fica aí como uma outra opção que pode ser bem legal e útil.
Sobre os pinos
Em um arduíno nós temos pinos de sinal digital (PWM ou não) e sinal analógico basicamente. Afinal, o que é cada tipo de pino?
Pinos de Sinal Digital
Inicialmente vamos falar dos pinos de sinal digital que são basicamente um "interruptor”, ou seja, ele funciona como ligado ou desligado (no caso do arduíno, isso equivale a dizer que ou não entrega nada, 0V, ou entrega o seu maior valor,+5V) podendo funcionar como saída e como entrada.
Alguns pinos digitais (3,5,6,9,10,11 no caso do arduíno uno) podem ser programados para ser utilizados como saída analógica utilizando PWM (Pulse Width Modulation). Mas afinal, o que é PWM?
Vamos imaginar um interruptor simples que liga e desliga, quando ligado ele entrega toda a tensão e potência à carga, porém, quando desligado ele não entrega nada. Agora imagine que você controle o tempo que esse interruptor fica ligado ou desligado. Se fizermos ele ficar ligado por 75% do tempo e o resto desligado, isso é o mesmo que dizer que durante 75% do tempo nós temos corrente e tensão. Portanto, a potência média aplicada na carga é a própria tensão média, ou seja, 75%, logo quanto mais tempo o interruptor ficar ligado, maior a potência média entregue à carga.
Dessa forma nós conseguimos usar uma determinada tensão que está contida entre 0V e +5V através de um pino digital.
Pinos de Sinal Analógico
Como a figura 3 mostra, os pinos de sinal analógico são os pinos que entregam qualquer valor na determinada faixa (aqui no caso de 0V a +5V), ou seja, podemos tanto usar um tensão de +5V como também +3.8V. Esse tipo de pino é o ideal para ler valores sobre temperatura, pressão e umidade, pois são grandezas que variam continuamente.
Automatizando a fechadura do seu portão
Esse é um exemplo de algo muito legal que pode ser feito usando um arduíno uno, 2 leds, 2 resistores de 220 ohms, um teclado de membrana e um servo motor (aqui representa a fechadura do portão). O sistema funciona da seguinte maneira:
Assim que a senha correta for digitada, o led vermelho se apagará e o verde acenderá ao mesmo tempo que o servo motor irá rodar 90º (como se fosse a fechadura do seu portão).
No link abaixo você pode ter acesso ao esquemático e o código:
Escrito por Iago Oliveira.