Guião - Sessão 5 - Programacao com Arduinos.pdf
- 1. Ação: Programação com Arduinos 5ª sessão - Sensores e atuadores simples Maio, 2021
- 2. Projeto ArdRobotica Página - 1 - Atividade 11 – Sensor de luz LDR Descrição: Nesta atividade pretende-se simular uma luz de presença. O led deverá acender quando o sensor de luz LDR registar valores abaixo de um determinado limiar. As foto-resistências LDR (Light-Dependent Resistor) representam um tipo de resistências cujo valor resistivo varia em função da luz, o que as torna especialmente úteis em sistemas automáticos. Devido às suas características poderão funcionar como sensores de luminosidade. A foto- resistência LDR é composta essencialmente por Sulfeto de cádmio (CdS). O cadmio reage à luz, deixando que os seus eletrões se movam livremente, permitindo assim a passagem da corrente elétrica. O LDR, assim como uma resistência comum, não possui polarização e a sua resistência é medida em ohms. Como o LDR é um componente analógico, o intervalo de valores obtidos na porta analógica varia entre 0 (0V) e 1023 (5V). Quanto maior for a luminosidade, menor será a resistência elétrica e, portanto, maior será o valor obtido. Quanto menor for a luminosidade, maior será a resistência elétrica e, portanto, menor será o valor obtido. Material necessário: Esquema do circuito: • 1 Led • 1 LDR • 2 Resistências • Fios 220 Ω 10 kΩ
- 3. Projeto ArdRobotica Página - 2 - Programação: 1º - Vamos começar por definir as variáveis constantes para os pinos correspondentes ao led e ao LDR: Para além disso, será necessário definir uma variável para guardar os valores obtidos pelo LDR: 2º - Na função “setup” será necessário configurar o pino digital do led como pino de saída (OUTPUT), o pino analógico do LDR como pino de entrada (INPUT) e definir a taxa de transmissão de dados na comunicação série: 3º - Na função “loop”, será necessário obter os valores do sensor LDR e guardá-los numa variável. Para se perceber quais são os valores obtidos pelo LDR é conveniente utilizar o monitor série. Após a leitura dos valores é necessário definir um limiar a partir do qual o led acenderá. Neste exemplo, foi utilizado o valor 500, no entanto este valor poderá ser ajustado de acordo com a vossa preferência. Se o valor for menor que 500 então significa que a luminosidade é mais reduzida e o led acenderá, caso contrário o led permanecerá apagado.
- 4. Projeto ArdRobotica Página - 3 - Código Final:
- 5. Projeto ArdRobotica Página - 4 - Atividade 12 – Sensor de Temperatura Descrição: Nesta atividade pretende-se construir um circuito que permita medir valores de temperatura ambiente de uma sala, utilizando um sensor de temperatura LM35 e consoante os valores de temperatura obtidos, acender diferentes leds. LM35 O sensor LM35 é um sensor de precisão que apresenta uma saída de tensão linear proporcional à sua temperatura. Para cada grau celsius de temperatura obtém-se uma saída de 10mV. É um circuito integrado, medidor de temperatura, com aparência de um transístor de 3 terminais. Este sensor possui uma alta precisão e funciona com tensões de intervalo de 4V a 30VDC. Não necessita de calibração externa para fornecer, com exatidão, valores de temperatura com variações entre ¼°C e ¾°C, dentro do intervalo de temperaturas –55°C a 150°C. O sinal de saída do sensor de temperatura LM35 é analógico e cada 10mV de tensão representa 1°C. Especificações e características: • Tensão de operação: 4 a 30VDC • Intervalo de valores: -55° a 150°C • Precisão: ±0,5°C • Sensibilidade: 10mV/°C • Conexão de saída: analógica Material necessário: Esquema do circuito: • 3 Leds • 3 Resistências 220Ω • 1 Sensor LM35 • Fios Programação:
- 6. Projeto ArdRobotica Página - 5 - 1º - Será necessário definir quatro variáveis constantes correspondentes aos pinos onde estão ligados os leds e o sensor de temperatura: Para além disso, será necessário definir uma variável para guardar os valores obtidos pelo sensor de temperatura: 2º - Na função “setup” será necessário configurar os pinos digitais dos leds como pinos de saída (OUTPUT), o pino analógico do sensor LM35 como pino de entrada (INPUT) e definir a taxa de transmissão de dados na comunicação série: 3º - Na função “loop”, é necessário obter o valor relativo ao sensor de temperatura LM35. Este deve ser guardado numa variável. Para se perceber quais são os valores obtidos pelo sensor é conveniente utilizar o monitor série. 4º - Definir variáveis para guardar os valores de tensão e temperatura calculados através dos valores obtidos pelo sensor de temperatura 5º - Efetuar a conversão dos valores obtidos em valores de tensão e temperatura:
- 7. Projeto ArdRobotica Página - 6 - 6º - Determinar qual o valor de temperatura ambiente da sala e criar uma constante com esse valor. Utilizar o monitor série para determinar esse valor. 7º - Acender os leds consoante os valores de temperatura obtidos: • Se os valores de temperatura forem menores ou iguais ao valor da temperatura ambiente, os leds permanecerão desligados. • Se os valores de temperatura forem maiores que o valor da temperatura ambiente e menores ou iguais ao valor da temperatura ambiente + 2, o led verde acenderá. • Se os valores de temperatura forem maiores que o valor da temperatura ambiente + 2 e menores ou iguais ao valor da temperatura ambiente + 3, o led amarelo acenderá. • Se os valores de temperatura forem maiores que o valor da temperatura ambiente + 3, o led vermelho acenderá. Código Final: LM35 TMP36
- 8. Projeto ArdRobotica Página - 7 - Atividade 13 – Sensor Ultrassónico Descrição: Nesta atividade pretende-se construir um circuito que permita determinar a distância de um objeto, utilizando um sensor ultrassónico. Os sensores ultrassónicos possuem um emissor e um recetor de ondas sonoras. O seu funcionamento baseia-se na emissão de uma onda sonora de alta frequência (40khz), impercetível ao ouvido humano. Ao ser emitida a onda sonora, é acionada uma espécie de relógio de alta precisão, que mede o tempo entre a colisão da onda sonora com um obstáculo e a reflecção de volta ao recetor do sensor. Através do valor da velocidade do som e tendo em conta o tempo que o sinal demorou a colidir com o obstáculo e retornar, é possível, determinar qual a distância percorrida entre sensor e obstáculo. HC-SR04 O módulo HC-SR04 é um sensor de distância composto por um emissor e um recetor, com capacidade de medir distâncias de 2cm até 4m, com uma precisão de aproximadamente 3mm. Este sensor emite sinais ultrassónicos que refletem no objeto a ser atingido e retornam ao sensor, indicando a distância do alvo. A velocidade do sinal ultrassónico emitida pelo Sensor HC-SR04 corresponde à velocidade do som, que é de aproximadamente 340 m/s. Assim, se o sensor estiver a uma distância x do objeto, o sinal percorrerá uma distância equivalente a 2x, ou seja, a onda enviada pelo sensor é refletida no obstáculo, logo percorre 2 vezes a distância em relação ao objeto. É importante referir que caso o obstáculo seja muito pequeno ou não esteja exatamente à frente do sensor, pode não ser detetado.
- 9. Projeto ArdRobotica Página - 8 - Material necessário: • 1 Sensor Ultrassónico HC-SR04 • Fios Esquema do circuito: Programação: 1º - Adicionar a biblioteca Ultrasonic.zip ao software Arduino. 2º - Incluir a biblioteca Ultrasonic.h na programação: 3º - Definir os pinos correspondentes ao Trigger e ao Echo do sensor: 4º - Criar um objeto do tipo Ultrasonic: 5º - Declarar as variáveis associadas à distância e ao tempo:
- 10. Projeto ArdRobotica Página - 9 - 6º - Utilizar a função timing() para obter o valor relativo ao tempo que o sinal demora a chegar desde que foi emitido: 7º - Calcular a distância do sensor em relação ao objeto, em centímetros, utilizando a função convert: Código Final: