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O que é Robótica e o Melhor Curso para se Fazer Atualmente?

flaviobabos — Fri, 25 Dec 2020 20:45:25 +0000

Robótica é um ramo educacional e tecnológico que trata de sistemas compostos por partes mecânicas automáticas e controladas por circuitos integrados, tornando sistemas mecânicos motorizados controlados por circuitos elétricos e inteligência computacional. A robótica é objeto de estudo de diversas áreas: computação, aeroespacial, mecânica, automação, elétrica, etc.

Cada vez mais as pessoas utilizam os robôs para suas tarefas, como por exemplo o robô aspirador, e robôs para cirurgias médicas. Esta tecnologia, hoje adaptada por muitas fábricas e indústrias, tem obtido, de modo geral, êxito em questões como redução de custos, aumento de produtividade e redução de problemas trabalhistas[1]. Contudo, apesar das vantagens, os robôs acabam trazendo outros problemas específicos, como a demissão de vários funcionários humanos.

Robótica coletiva

A robótica de enxame trabalha com robôs grandes e pequenos e simples onde o objetivo é a otimização da realização de tarefas coletivas complexas.

O fenômeno da robotização

Robotização é o nome dado ao processo que envolve a implementação de ferramentas tecnológicas que possibilitem a substituição de tarefas outrora executadas por humanos, de forma que tais atividades passem a ser executadas por meio de robôs.

A tecnologia envolvendo a robotização é altamente sofisticada e requer elevado grau de conhecimento, e altos níveis de desenvolvimento técnico-científico. Dentre as áreas mais comumente robotizadas, temos o setor computacional, setor aeroespacial, automação industrial (indústria automobilística, têxtil, etc.), setor militar e as atividades médico-hospitalares.

Onde e como aprender Robótica nos dias de hoje?

Para aprender tudo sobre robótica independente se você for um iniciante, se possui uma criança que deseja com que ela aprenda essa tecnologia ou se é um Professor e deseja ensinar a Robótica de forma Educacional, existem diversos cursos por ai do ramo e por conta disso escrevi um artigo que relata extamente o Curso de Robótica que melhor se encaixa na sua sitação. Ele é feito independete se você busca um curso Online e a Distância, mesmo se você é um total iniciante ou se procura um Curso de Robótica Infantil e Básica.

Arduino: o que é essa plataforma

flaviobabos — Thu, 12 Nov 2020 13:08:20 +0000

Como nasceu o Arduino? Para que serve um Arduino? Quais as vantagens? Como eu começo a programar? Nesse tutorial vamos apresentar um resumo sobre o que é Arduino e como você pode utilizá-lo em seus projetos.

O que é Arduino

O que é Arduino? Essa plataforma open-source foi criada em 2005 por um grupo de 5 pesquisadores : Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino e David Mellis. O objetivo era elaborar um dispositivo que fosse ao mesmo tempo barato, funcional e fácil de programar, sendo dessa forma acessível a estudantes e projetistas amadores. Além disso, foi adotado o conceito de hardware livre, o que significa que qualquer um pode montar, modificar, melhorar e personalizar o Arduino, partindo do mesmo hardware básico.

Assim, foi criada uma placa composta por um microcontrolador Atmel, circuitos de entrada/saída e que pode ser facilmente conectada à um computador e programada via IDE (Integrated Development Environment, ou Ambiente de Desenvolvimento Integrado) utilizando uma linguagem baseada em C/C++, sem a necessidade de equipamentos extras além de um cabo USB.

Depois de programado, o microcontrolador pode ser usado de forma independente, ou seja, você pode colocá-lo para controlar um robô, uma lixeira, um ventilador, as luzes da sua casa, a temperatura do ar condicionado, pode utilizá-lo como um aparelho de medição ou qualquer outro projeto que vier à cabeça.

O que você pode fazer com o Arduino

A lista de possibilidades é praticamente infinita. Você pode automatizar sua casa, seu carro, seu escritório, criar um novo brinquedo, um novo equipamento ou melhorar um já existente. Tudo vai depender da sua criatividade.

Para isso, o Arduino possui uma quantidade enorme de sensores e componentes que você pode utilizar nos seus projetos. Grande parte do material utilizado está disponível em módulos, que são pequenas placas que contém os sensores e outros componentes auxiliares como resistores, capacitores e leds.

Existem também os chamados Shields, que são placas que você encaixa no Arduino para expandir suas funcionalidades. A imagem abaixo mostra um Arduino Ethernet Shield encaixado no Arduino Mega 2560. Ao mesmo tempo que permite o acesso à uma rede ou até mesmo à internet, mantém os demais pinos disponíveis para utilização, assim você consegue, por exemplo, utilizar os pinos para receber dados de temperatura e umidade de um ambiente, e consultar esses dados de qualquer lugar do planeta:

Para você ter uma idéia das possibilidades de criação com o Arduino, dê uma olhada nesses dois projetos (clique nas imagens para mais detalhes). O primeiro é de um tênis que se amarra sozinho…

… o outro é de um robô que sobe em árvores…

Modelos de Placas Arduino

O tipo de placa que você vai utilizar depende muito do projeto a ser desenvolvido e o número de portas necessárias. As opções vão das mais comuns, como o Arduino Uno e suas 14 portas digitais e 6 analógicas, passando por placas com maior poder de processamento, como o Arduino Mega, com microcontrolador ATmega2560 e 54 portas digitais, e o Arduino Due, baseado em processador ARM de 32 bits e 512 Kbytes de memória.

Estrutura de um programa em Arduino

Escrever um programa em Arduino é muito simples. Tudo o que você precisa é conectá-lo ao computador por meio de um cabo USB e utilizar um ambiente de programação chamado IDE, onde você digita o programa, faz os testes para encontrar eventuais erros e transfere o programa para o dispositivo.

Na imagem abaixo temos a IDE já com um programa carregado. No site oficial do Arduino você pode fazer o download da IDE gratuitamente:

Uma vez feito o programa, basta transferí-lo para o Arduino e o mesmo começa a funcionar.

Você não precisa ser expert em linguagem C para programá-lo. Você pode começar um programa utilizando a estrutura básica do Arduino, que é composta por duas partes, ou dois blocos:

setup() – É nessa parte do programa que você configura as opções iniciais do seu programa: os valores iniciais de uma variável, se uma porta será utilizada como entrada ou saída, mensagens para o usuário, etc.

loop() – Essa parte do programa repete uma estrutura de comandos de forma contínua ou até que algum comando de “parar” seja enviado ao Arduino.

Vamos ver exatamente como isso funciona, levando em consideração o programa abaixo, que acende e apaga o led embutido na placa em intervalos de 1 segundo:

//Programa : Pisca Led Arduino
 
void setup()
{
  //Define a porta do led como saida
  pinMode(13, OUTPUT);
}
 
void loop()
{
  //Acende o led
  digitalWrite(13, HIGH);
   
  //Aguarda o intervalo especificado
  delay(1000);
   
  //Apaga o led
  digitalWrite(13, LOW);
   
  //Aguarda o intervalo especificado
  delay(1000);
}

A linha do código contendo digitalWrite(13, HIGH) coloca a porta 13 em nível alto (HIGH, ou 1), acendendo o led embutido na placa. O comando delay(1000), especifica o intervalo, em milisegundos, no qual o programa fica parado antes de avançar para a próxima linha.

O comando digitalWrite(13, LOW), apaga o led, colocando a porta em nível baixo (LOW, ou 0), e depois ocorre uma nova parada no programa, e o processo é então reiniciado.

Começando com o Arduino

Como vimos acima, você não precisa de nenhum componente adicional para começar a programar um Arduino. Basta um computador, uma placa e a IDE para efetuar a programação e enviar o programa para a placa.

Depois que você der os primeiros passos, vale a pena investir em alguns módulos ou até mesmo nos kits de desenvolvimento.

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O que é PWM Arduino, para que funciona e como utilizar

flaviobabos — Tue, 10 Nov 2020 10:30:01 +0000

Neste artigo você irá aprender o que é PWM Arduino e como essa técnica de controle de tensão funciona nas placas Arduino UNO, Arduino Mega e Arduino Nano.

O Arduino possui diversas portas PWM, isto é, portas com a funcionalidade de Pulse Width Modulation, capazes de variar a largura de pulso de um sinal digital. Assim, com a função PWM da placa microcontroladora Arduino é possível efetuar o controle de velocidade ou posição de motores, intensidade de brilho de LEDs e controle de LEDs RGB, possibilitando até mesmo obter diferentes cores por meio das combinações possíveis.

Portanto, o objetivo desse artigo é mostrar o que é o PWM, como ele funciona, quais suas aplicações e como programar o PWM no Arduino.

O que é PWM

PWM (Pulse Width Modulation) ou Modulação de Largura de Pulso, utilizado em sistemas digitais, consiste em uma técnica para variar o valor médio de uma forma de onda periódica. Assim, é possível controlar em uma onda quadrada o tempo em que ela fica em nível lógico alto, mantendo sua frequência, mas alterando o seu valor médio de tensão ao longo do tempo.

Dessa forma, seria como se um circuito, cuja fonte de tensão fornece 10 volts, tivesse uma chave que fica abrindo e fechando em uma determinada frequência. Veja a onda que será formada nesse circuito:

Note que neste exemplo 50% do tempo a chave está fechada e 50% do tempo aberta. Dessa forma, é possível variar o tempo que a chave fica aberta ou fechada, alterando a largura do pulso.

O PWM funciona exatamente dessa forma, entretanto digitalmente. E assim é possível regular o tempo em que o sinal estará em nível lógico alto em uma determinada frequência. O tempo em que o sinal está em nível lógico alto, é chamado de Duty Cycle, ou, Ciclo Ativo.

Para calcular a potência média dissipada no sinal em uma onda quadrada utiliza-se a fórmula:

Onde:

P = Potência Média (Watts)
t = Tempo (segundos ou milissegundos)
V = Tensão fornecida pela fonte (Volts)
I = Corrente (Amperes)

Essa fórmula serve para encontrar a porcentagem do tempo em que o sinal está em nível lógico alto, e multiplicar pela potência máxima. Dessa forma, é possível estimar a potência média de um sinal em PWM.

Portanto, o PWM é controlado variando a largura de um pulso para controlar o ciclo do sinal aplicado a uma carga, e consequentemente, sua potência.

Como funciona o PWM do Arduino

No Arduino, podemos encontrar algumas portas PWM, a quantidade delas depende do modelo do Arduino. Existem Arduinos com mais portas PWM, e outros com menos, sendo que diversos sensores ou módulos necessitam obrigatoriamente de portas PWM para funcionar.

Veja abaixo as portas PWM de um Arduino Uno:

Veja que as saídas PWM são as marcadas com um “~“.

Dessa forma, essa saída podem ser controladas em sua programação para trabalharem conforme o necessário.

A função PWM do Arduino – analogWrite ()

Dessa forma, para controlar os ciclos ativos nas portas PWM do Arduino, existe uma função específica em sua programação, o analogWrite ().

Sintaxe: analogWrite(porta , valor de 0 a 255);
Exemplo: analogWrite(9, 200);

Utiliza-se a função analogWrite() para determinar o tempo de um ciclo ativo em uma saída PWM. Assim, o tempo do ciclo ativo é controlado com um valor de 0 a 255, sendo 255 o máximo e sempre ativo.

Veja na imagem abaixo, o comportamento da onda de acordo com o valor dado na programação (de 0 a 255):

Vale lembrar que a frequência dessa onda na maioria dos pinos tem um valor fixo de mais ou menos 490 hertz.

Exemplo utilizando o PWM do Arduino

Para testar o PWM do Arduino, será feito um projeto muito simples, retirado do site oficial do Arduino. Um LED será ligado ao Arduino para variar a intensidade do brilho do LED a partir da função analogWrite ( ), ou seja utilizando o PWM do Arduino. Para este projeto você vai precisar de 3 componentes:

Placa Arduino Uno;
LED de qualquer cor;
Resistor 220 ohms (funciona sem o resistor, caso você não tenha).
As conexões entre os componentes devem ser feitas da seguinte forma, sendo que o terminal positivo do LED deve estar ligado a porta 9 do Arduino com um resistor entre a porta e o LED.

Caso você não tenha o resistor, ele não é necessariamente obrigatório, já que a corrente de saída do Arduino pode alimentar um LED tranquilamente sem queima-lo.

Portanto, para a programação, será feita uma estrutura for que varia constantemente o valor que deve ir na função analogWrite ( ) e executa a função. Veja abaixo o código:

int ledPin = 9;
void setup() {
}
void loop() {
for (int fadeValue = 0 ; fadeValue &lt;= 255; fadeValue += 5) {
analogWrite(ledPin, fadeValue);
delay(30);
}
for (int fadeValue = 255 ; fadeValue &gt;= 0; fadeValue -= 5) {
analogWrite(ledPin, fadeValue);
delay(30);
}
}

Se deu certo, o LED vai ficar variando sua intensidade de brilho.

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