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O Arduino e o mundo da automação e robótica

O Arduino tem um papel fundamental no mundo da automação e robótica, principalmente por ser uma plataforma de prototipagem rápida

Para o mundo da automação e robótica o Arduino se mostrou como uma ótima ferramenta de desenvolvimento, tanto de hardware quanto de software, sendo ainda uma plataforma Open-Source. Tanto os seus recursos quanto as suas diferentes formas de aplicação e de expansão fazem com que o seu sucesso seja garantido em qualquer projeto.

Com uma linguagem de programação baseada em C/C++ e uma grande variedade de placas disponíveis no mercado, o sucesso desta plataforma de prototipagem rápida se dá também pela capacidade de utilização de Shields que são placas que agregam mais funcionalidades de hardware ao Arduino e facilitam o desenvolvimento dos projetos.

E você, quer saber mais sobre o Arduino e a sua importância para a automação? Continue lendo a nossa publicação!

E o que é o Arduino?

O Arduino é uma incrível plataforma de prototipagem rápida que facilita o desenvolvimento de novos projetos de automação e robótica, tanto de hardware quanto de software. Foi criado na Itália em 2005 por um grupo de 5 pesquisadores e o seu objetivo principal foi ter um dispositivo que fosse ao mesmo tempo barato, funcional e simples de se programar, utilizando inclusive tecnologias já consolidadas no projeto.

E então, a partir destas premissas surgiu o Arduino, uma placa única de hardware e software livre, que conta com um microcontrolador Atmel AVR e com portas de entrada e de saída de dados embutidas na própria placa. Além disso, a linguagem de programação padrão utilizada nos projetos com esta plataforma é essencialmente o C/C++, amplamente consolidada no mundo do desenvolvimento de software.

Depois de algum tempo de desenvolvimento do projeto da placa, algumas versões com mais possibilidades e outros tipos de microcontroladores surgiram, como exemplo do Arduino UNO, NANO e do MEGA 2560. Além das próprias placas em si, bibliotecas de software foram criadas pela comunidade que utiliza o Arduino para controlar e expandir o poder de automação via software. Elas conversam diretamente com as Shields ou placas físicas que expandem o poder de automação via hardware.

Após programado, o microcontrolador pode ser usado de forma independente nos projetos de automação como um robô, uma controladora residencial ou comercial, uma impressora 3D, sendo conectado a alguma fonte de alimentação externa ou até ser utilizado conectado na porta USB do computador.

O Arduino e o seu papel para automação

O Arduino teve um papel fundamental para difundir a automação e os projetos Open-Source em diversas áreas por sua facilidade e simplicidade de aplicação, além de permitir a utilização de outras ferramentas de hardware e software em conjunto.

Disponibilidades de placas Arduino no mercado

É originalmente fabricado pela empresa italiana Smart Projects com a empresa estadunidense SparkFun Electronics também possuindo a licença comercial para fabricar placas similares. As placas Arduino disponíveis no mercado possuem controladores que derivam do ATmega, como o ATmega8, ATmega168 e o ATmega328. Um modelo da plataforma que utiliza o controlador ARM Atmel é o Arduino Due.

Um ponto importante é que existem uma variedade de placas Arduino disponíveis no mercado, incluindo modelos que já vem com controladores ARM e possuem a capacidade de conectividade bluetooth ou WiFi sem a necessidade de nenhum hardware adicional.

Shields e a possibilidade de expansão no desenvolvimento do hardware

O hardware do Arduino por si só permite a aplicação de diversos sensores e atuadores, principalmente de pequeno porte. Para projetos mais robustos e que possuam a demanda por sensores e atuadores mais complexos de serem incorporados, a plataforma exige a utilização de módulos e placas que permitam esta expansão.

Os Shields são placas que agregam circuitos ao Arduino principal, proporcionando mais opções e capacidades para a placa original. Essas placas de circuito impresso normalmente são fixadas no topo do Arduino e se mantém conectados e alimentados através dos conectores originais de entrada e saída da placa.

Estas expansões à placa original permitem diversas funções específicas ao Arduino como a capacidade de se conectar a uma rede sem fio, caso a placa original não possua essa capacidade, e até controlar motores e outros tipos de atuadores. Alguns bons exemplos de Shields para o Arduino são o shield WiFi + Bluetooth que como o nome já diz adiciona as duas interfaces ao microcontrolador e o Motor Shield Driver (L293D) que é um Shield específico de ponte H que dá a capacidade da placa de controlar até 4 motores DC, 2 Servos ou 2 Motores de Passo.

As bibliotecas e a possibilidade de expansão no desenvolvimento do software

O Arduino possui uma IDE específica mas não fica limitado somente a esta IDE. Por ser programado utilizando a linguagem C/C++, existem outras IDEs compatíveis. Como exemplo importante, mesmo não sendo considerado uma IDE, temos o MatLab. Além disso, a plataforma também possui uma estrutura de programação definida e bastante característico do C/C++.

  • Possui uma área inicial onde devem ser declarados as bibliotecas que serão importadas no código e as variáveis globais;
  • Possui o setup(), onde se definem as configurações iniciais do código;
  • Possui o loop(), onde fica a estrutura de comandos de repetição do código.

As bibliotecas possuem um papel importante no Arduino como um todo, pois facilitam a utilização dos Shields e permitem a expansão do desenvolvimento também via software. Uma das formas de se utilizar todo o poder do hardware presente nos Shields é através destas bibliotecas, que possuem os comandos específicos e os modos de configuração de cada placa de expansão.

Um bom exemplo do poder de uma biblioteca quando utilizada em conjunto com um Shield é no controle de algum servomotor.  Um bom exemplo do poder de uma biblioteca quando utilizada em conjunto com um Shield é no controle de algum servomotor. O Arduino originalmente não contém os comandos necessários para controlar a posição de um servomotor e a biblioteca pode simplificar o desenvolvimento de alguma solução que utilize este componente uma vez que já possui os códigos para estas funções.

E quais projetos utilizam o Arduino?

Tanto protótipos quanto projetos finais já utilizam o Arduino a algum tempo com bastante sucesso nestas aplicações. Tanto protótipos quanto projetos finais já utilizam o Arduino a algum tempo, com bastante sucesso nestas aplicações. Um exemplo fácil e prático é utilizar o Arduino como uma central para a automação residencial ou comercial, conectando sensores de temperatura, umidade do ar, luminosidade, detecção de gás, infravermelho e de presença para saber em qual cômodo se encontram os ocupantes da casa ou da empresa, além de manter o ambiente sempre com uma temperatura agradável de acordo com o período do dia mantendo a segurança deste ambiente como um todo.

Um campo que tem crescido bastante é o da robótica, tanto no ramo de pesquisa e tecnologia quanto com aplicações diretas para o desenvolvimento de produtos finais. Além disso, o Arduino tem ganhado bastante espaço no campo da impressão 3D e vem sendo adotado por usuários e entusiastas que se arriscam a projetar e construir a sua impressora 3D do zero, tendo o controle total de cada peça e de cada etapa da produção de um equipamento deste porte.

Saiba mais!

O Arduino é uma incrível forma de conhecer e entrar de vez no mundo da automação, robótica e prototipagem, tanto pela facilidade de utilização quanto pela disponibilidade de placas e bibliotecas de software. Como uma plataforma de prototipagem o Arduino pode ser utilizado tanto a nível doméstico como comercial e também em aplicações móveis.

E você, quer saber mais sobre estes ou outros assuntos ligados a tecnologia e inovação? Continue acompanhando as nossas publicações!

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