A placa Arduino: uma opção de baixo custo para experiências de Física assistidas pelo PC. Prof. Helio Salim de Amorim 1

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1 A placa Arduino: uma opção de baixo custo para experiências de Física assistidas pelo PC Prof. Helio Salim de Amorim 1

2 O projeto Arduino foi criado na Itália em 2005 com o objetivo de oferecer uma plataforma de prototipagem eletrônica de baixo custo e de fácil manuseio. A plataforma Arduino é composta de uma placa eletrônica (hardware) e um ambiente de desenvolvimento integrado (IDE, Integrated Development Environment, software). O projeto é open source onde a documentação para a elaboração da placa e o código fonte do ambiente de desenvolvimento estão disponíveis para os usuários. Prof. Helio Salim de Amorim 2

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4 Conexão via USB Microcontrolador da família AVR: permite milhares de gravações e regravações. Várias entradas e saídas, analógicas e digitais. Modelo Freeduino BR, fabricada no Brasil Esquema de aplicação da placa Arduino como interface de controle e aquisição de dados com o PC Prof. Helio Salim de Amorim 4

5 Modelo UNO REV3 Microcontrolador ATmega328P; Conexão USB; Alimentação via USB / externa (7 a 12 V); 14 entradas/saídas digitais (6 saídas PWM)/ 5 V (nível TTL) 40 ma; 6 entradas analógicas de 10 bits de resolução (de 0 a 1023) para tensão de entrada de 0 a 5 V; 32 KB de memória Flash (2 KB usado pelo bootloader); Pinos com saídas de 3,3 V/50 ma e 5 V. Prof. Helio Salim de Amorim 5

6 Modelos que podem ser encontrados no mercado nacional. Fonte: Multilogica SP/ Prof. Helio Salim de Amorim 6

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10 Software Arduino (IDE, Integrated Development Environment) Programado em JAVA; Baseado em Processing; Permite editar, compilar e carregar; Prof. Helio Salim de Amorim 10

11 A maior vantagem da placa Arduino: Uma grande comunidade de desenvolvedores, em todo o mundo, extremamente colaborativa!!! Prof. Helio Salim de Amorim 11

12 Algumas aplicações Prof. Helio Salim de Amorim 12

13 PMLD 2009: oscilador amortecido (u.a. - unidades arbitrárias) régua deslocada da posição de equilibrio e posta para oscilar régua plástica (20 cm) espelho plano DDP (u.a.) registro do sinal com a régua em repouso. oscilação amortecida observada 460 lanterna com LED branco LDR (Arduino) tempo (u.a.) luz ampliação do grafico anterior mostrando os instantes finais kw B LDR porta analógica 0 V placa Arduino USB DDP (u.a.) V tempo (u.a.) Maiores detalhes: Souza, A. R. et al., A placa Arduino: uma opção de baixo custo para experiências de Física assistidas pelo PC. Rev. Bras. Ensino de Física, 2011, vol.33, no. 1, pp Prof. Helio Salim de Amorim 13

14 PMLD 2009: transmissão radiativa de energia 1000 corpo preto Temperatura (ua) corpo amarelo corpo branco tempo (s) Prof. Helio Salim de Amorim 14

15 PIBIC EM 2011: Estação Climatológica, OEC (Observatório Escolar do Clima) Letícia Castro Nogueira Colégio Pedro II São Cristovão Luiza Fernandes Corrêa Colégio Pedro II São Cristovão Rafael dos Santos Carvalho Colégio Pedro II Realengo Prof. Helio Salim de Amorim 15

16 Não é prático Sensor de temperatura (CI - LM355/National) Sensor de umidade do ar (sensor HIH-4030/Honeywell) Placa Arduino Sensor de UVB (fotodiodo) Sistema de armazenamento automático de dados Índice pluviométrico (pluviômetro PET) (?) até seis sensores analógicos. Prof. Helio Salim de Amorim 16

17 Datalogger para a Arduino Prof. Helio Salim de Amorim 17

18 Protoshield e o processo de construção em camadas (shield) Montagem da unidade de controle da estação. Prof. Helio Salim de Amorim 18

19 Existe um expressiva quantidade de shields comerciais, prontos: Prof. Helio Salim de Amorim 19

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21 Etc, etc, etc,... Prof. Helio Salim de Amorim 21

22 PMEF/IF 2013 Marés Atmosféricas - Luiz Raimundo M. de Carvalho Maiores detalhes: Carvalho, L. R. M. et al., Observando as mares atmosféricas: Uma aplicação da placa Arduino com sensores de pressão barométrica e temperatura. Rev. Bras. Ensino de Física, 2013, vol.33, no. 4, Prof. Helio Salim de Amorim 22

23 Outra grande vantagem da placa Arduino: Uma grande quantidade de sensores para as mais diversas grandezas físicas. Prof. Helio Salim de Amorim 23

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27 PMEF/IF 2016 Ilhas de Calor Urbana - Alipson A. M. Santos Maiores detalhes: Carvalho, L. R. M. et al., Observando as mares atmosféricas: Uma aplicação da placa Arduino com sensores de pressão barométrica e temperatura. Rev. Bras. Ensino de Física, 2013, vol.33, no. 4, Prof. Helio Salim de Amorim 27

28 PNMEF/IF 2016 Sondas Atmosféricas - Fabiano P. de Oliveira antena Arduino Garagino Sensor pressão Temperatura BMP180 Arduino Garagino Transmissor RF (434 MHZ) Bateria 9V Prof. Helio Salim de Amorim 28

29 Recepção do sinal Antena YAG para 434 MHz Receptor SDR( Software-Defined Radio) Prof. Helio Salim de Amorim 29

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31 Lançamento da sonda Garagino em 16/11/2016 Versão do programa: sonda_03 Dados gravados em: Tempo de gravação: 3,49 min decodificação Temperatura (oc) Pressão (hpa) , , , , , , Prof. Helio Salim de Amorim 31

32 FIM Prof. Helio Salim de Amorim 32