O que é arduino, para que serve, benefícios e projetos [Exemplos]

Se você está procurando saber o que é Arduino, provavelmente tem interesse em desenvolver projetos de baixo custo com praticidade.

Desde sua criação, o Arduino tem se tornado cada vez mais popular em todo o mundo, principalmente em escolas e universidades.

Entre seus principais benefícios, está a possibilidade de desenvolver projetos complexos de forma simples e bastante veloz.

Antes do Arduino, os projetos eram feitos montando componente por componente e módulo por módulo para, enfim, chegar em uma plataforma.

No entanto, essa tecnologia trouxe praticidade e uma base pronta para desenvolver inúmeras ideias. Saiba tudo sobre o Arduino neste artigo que preparamos para você!

O que é Arduino e para que serve?

Arduino é uma plataforma que possibilita o desenvolvimento de projetos eletrônicos. Em outras palavras, é uma plataforma de prototipagem eletrônica.

O Arduino é constituído de hardware e software, tornando assim possível a realização de diversos projetos tecnológicos.

A placa tem como principal componente o microcontrolador, que é um tipo de processador bem menor do que o convencional.

O microcontrolador executa os programas e avalia qualidade das entradas e saídas, ou seja, dos canais pelos quais é possível a comunicação entre mundo externo e digital.

O Arduino é uma placa open-source. Sendo assim, toda a propriedade intelectual é compartilhada entre os usuários. Os usuários então compartilham soluções em códigos para aprimoramentos da plataforma.

Apenas o nome da marca possui proteção de direitos autorais.

A plataforma de prototipagem eletrônica serve para facilitar projetos de programação, desenvolvendo assim soluções diversas.

Depois de programado, o Arduino pode ser usado de forma independente em qualquer objeto, como ventiladores, controles e termômetros.

Isso significa que, partindo do mesmo hardware básico, qualquer um pode montar, modificar e personalizar o Arduino.

Definição

O que é Arduino, afinal de contas? O Arduino é uma placa de prototipagem eletrônica de código aberto (open-source) e hardware livre. Ele e o Raspberry Pi são duas das plataformas de prototipagem mais utilizadas.

Ele é composto por um microcontrolador Atmel, circuitos de entrada e saída e programação via IDE (Integrated Development Environment, ou Ambiente de Desenvolvimento Integrado).

Seu software é desenvolvido por meio de linguagem baseada em C/C++, usando um ambiente gráfico escrito em Java.

Sendo assim, a programação do Arduino dispensa equipamentos extras além de um cabo USB.

Por conta dessas características, ele permite infinitas modificações, conforme a necessidade de cada usuário.

Leia também: Projetos com Raspberry Pi: 10 ideias incríveis para iniciar sua jornada.

Para que serve um arduino?

O Arduino é uma plataforma de computação física embarcada, ou seja, um mini computador dedicado e independente, programado para realizar determinadas funções.

Por conta disso, qualquer pessoa pode desenvolver diferentes projetos com Arduino, como:

• óculos anti-sono;
• mão animatrônica;
• controle remoto;
• termômetro;
• robô desenhista.

Através desta placa, também é possível automatizar a casa, criando fechaduras eletrônicas, luzes sensíveis ao som e sistema de alarme.

Tudo isso, apenas utilizando os sensores e componentes do Arduino – além de, é claro, a criatividade.

Origem e História: Quando e como surgiu o Arduino?

O Arduino foi criado em 2005, na Itália, por um grupo de 5 pesquisadores: Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino e David Mellis.

Massimo possuía o desejo de ensinar seus alunos noções básicas de eletrônica e programação, mas não encontrava placas com preço acessível e esquemas simplificados.

Por conta disso, o objetivo do projeto era elaborar uma ferramenta adaptável e de baixo custo para servir como base em seus projetos educacionais interativos.

Com características inovadoras, o Arduino se popularizou logo nos primeiros anos de existência, vendendo mais de 50 mil unidades.

Em 2010, também foi lançado um documentário mostrando a trajetória de desenvolvimento das placas open-source.

Como funciona o Arduino?

O arduino funciona com código aberto, em seu software e diversas possibilidades de expansão em seu hardware.

Entenda melhor o funcionamento do dispositivo abaixo:

Hardware – Faça você mesmo (DIY)

O hardware, ou seja, as partes físicas do Arduino, são bastante diversas e, inclusive, iremos explicar como funcionam os principais tipos de Arduino existentes.

Modelos como Arduino Mega, Arduino Pro Mini e Arduino Uno são bastante populares.

Os diversos modelos servem para diferentes usos, também chamados de classes de plataformas de prototipagem, sendo as principais:

• entry level: modelos mais simples, especiais para quem está iniciando o desenvolvimento de projetos eletrônicos;
• internet of things: versões para projetos de internet das coisas;
• enhanced features: arduinos voltados para projetos mais complexos e, portanto, contam com mais funcionalidades;
• education: é um modelo especial para o aprendizado de eletrônica, programação e desenvolvimento de sistemas;
• 3D printing: modelo de impressora 3D desenvolvida com o auxílio de Arduino;
• wearable: versões feitas para o desenvolvimento de tecnologias vestíveis, como os relógios inteligentes ou qualquer outra roupa ou acessório com função tecnológica.

O Arduino UNO, por exemplo, que é um modelo de entrada, conta com componentes como botão de reset, ICSP header, inputs analógicos, conector de alimentação, oscilador de 16MHz, microcontrolador Atmega328p, conector USB e entradas e saídas digitais.

Isso significa que os Arduinos são feitos para desenvolvimento de projetos no estilo DIY (do it yourself ou, em tradução, faça você mesmo).

São disponibilizados modelos diversos, que servem para diferentes tipos de projetos. Muito provavelmente você deve encontrar um tipo que se adeque às suas necessidades.

Software – Código aberto

O software do Arduino, ou seja, todo o seu sistema, é chamado Arduino Integrated Development Environment, ou Arduino Software (IDE).

Ele conta com um editor de texto para inserção dos códigos, um console de texto, um campo de mensagens, e menus comuns de dispositivos do tipo.

A IDE do Arduino é open-source, assim como a propriedade intelectual da fabricante. A sua interface gráfica é baseada em Processing e outras linguagens de código aberto.

Uma grande biblioteca de códigos é disponibilizada para os usuários da plataforma, e por isso a programação é intuitiva e prática.

O ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) do Arduino é bastante simplificado.

Tipos de placa Arduino

Sendo uma plataforma de código aberto, o Arduino também tem diversas versões no mercado, com diferentes preços e aplicações específicas.

Os tipos de Arduino a serem utilizados no desenvolvimento de um projeto variam de acordo com sua complexidade e o número de portas necessárias.

Existem opções mais básicas, como o Arduino Uno, e também aquelas direcionadas a projetos complexos, como o Arduino Due.

Abaixo, listamos os principais tipos de Arduino e os detalhes de cada um deles para você. Confira!

O que é Arduino Uno

Um dos mais populares modelos de placa de código aberto, o Arduino Uno foi o primeiro a possuir USB.

Em geral, ele é bastante utilizado para projetos que exijam um menor número de portas, e possui grande compatibilidade com os shields existentes no mercado.

Possui processador ATmega328, 14 portas digitais, sendo 6 para saídas PWM e 6 analógicas.

Além disso, sua alimentação é selecionada automaticamente e pode vir por conexão USB ou conector para alimentação externa.

O cristal oscilador de 16Mhz é usado para o clock do microcontrolador.

O Arduino Uno também possui conector para programação e um botão de reset para reiniciar a placa.

Arduino Uno WiFi

Trata-se de uma atualização do modelo Arduino Uno, que traz como nova tecnologia a conectividade wireless. Ou seja, o Wi-Fi já se encontra embutido na placa.

Esse modelo apresenta o processador ATmega4809, que é compatível com os programas do ATmega328P.

A versão conta com 14 pinos de I/O, sendo 5 deles PWM. Ainda há 6 portas analógicas e uma memória flash de 48KB.

Arduino Mega 2560

O Arduino Mega é a maior versão da placa Arduino, ideal para projetos mais elaborados.

Possui microcontrolador ATmega2560 e 54 portas digitais, 15 delas podendo ser usadas como PWM, enquanto as outras 15 são analógicas.

Ele também possui clock de 16Mhz, conexão USB e conector para alimentação externa.

Arduino Leonardo

Semelhante ao modelo Uno, o Arduino Leonardo possui capacidade um pouco maior.

Tem microcontrolador ATmega32u4 e 20 portas digitais, das quais 7 permitem o uso como PWM e 12 como analógicas.

O Arduino Leonardo também possui conexão para alimentação externa e clock de 16Mhz.

Além disso, tem conector micro-usb para ligação ao computador e chip de conexão USB integrado ao microcontrolador.

Por conta disso, ele não exige a adição de um chip de comunicação/processador na placa, o que permite que ele seja reconhecido do mesmo modo que um mouse ou teclado pelo computador.

Arduino Due

O Arduino Due é, entre os tipos de Arduino, a placa com maior capacidade de processamento.

Com um microcontrolador ARM de 32 bits e 512 Kb de memória disponível para programas, seu bootloader já vem gravado de fábrica em uma memória dedicada ROM.

O Arduino Due possui 54 portas digitais, com 12 delas podendo ser usadas como PWM e 12 como portas analógicas.

Também possui 4 chips controladores de portas seriais, conector para alimentação externa e conexão USB.

Um ponto de atenção nesse tipo de Arduino é quanto ao uso dos shields, já que suas portas trabalham à 3.3V, enquanto os disponíveis no mercado trabalham com 5V.

Arduino Mega ADK

Baseado no ATmega2560, assim como seu modelo semelhante, esta placa tem conexão USB dedicada à ligação com dispositivos Android, como celulares e tablets.

Possui 54 portas digitais, sendo 15 delas usadas como PWM e 16 analógicas, além de 4 chips dedicados à comunicação serial.

Tem conector para alimentação, seu clock é de 16 Mhz, e a conexão é feita via USB ou externa.

Arduino Nano

O Arduino Nano, quando na versão 3.x, é uma placa compacta baseada no microcontrolador ATmega328.

Quando na versão 2.x, tem como microcontrolador o ATmega168.

Diferente dos outros modelos de Arduino, o Nano não possui conector para alimentação externa, sendo ela feita por um conector USB Mini-B.

Seu tamanho serve para projetos compactos onde exista a necessidade de atualização constante de software.

Arduino Pro Mini

A placa compacta Arduino Pro Mini é ideal para projetos permanentes, ou seja, onde não haja a necessidade de constante atualização ou alto poder de processamento.

Seu microcontrolador é o ATmega168 e, dependendo da versão da placa, pode rodar à 8Mhz (versão 3.3V) ou 16 Mhz (versão 5V).

Possui 14 portas digitais, sendo 6 delas usadas como PWM e 8 como analógicas, e não tem conexão USB ou conector para alimentação externa.

Para que haja comunicação com o computador, pode ser utilizada uma placa Arduino para programação ou adicionado um módulo USB separadamente.

O Arduino Pro Mini também possui um ressonador integrado, um botão de reset e furos para montagem do conector de gravação.

Arduino Esplora

Totalmente diferente fisicamente das outras placas de Arduino, o Arduino Esplora possui diversos sensores.

Junto a ele, estão embutidos:

• buzzer;
• joystick;
• sensor de temperatura;
• acelerômetro;
• potenciômetro deslizante;
• LED RGB;
• sensor de Luz LDR;
• 4 Push-buttons;
• microfone;
• soquete para tela LCD.

Por possuir seus componentes embutidos, essa placa é indicada para usuários que desejam utilizar o Arduino sem se preocupar com a eletrônica.

Ela utiliza microcontrolador ATmega32u4, possui clock de 16Mhz e 32 Kb de memória.

Também possui 2 conectores de 3 pinos para a conexão de módulos adicionais e cabo micro-usb para conexão com o microcomputador.

Quais delas são placas com recursos avançados?

As placas com recursos avançados citadas anteriormente são Arduino Mega 2560, Arduino Due, Arduino Mega ADK, Arduino Pro Mini, Arduino Nano e Arduino Esplora.

Muitas dessas placas já pararam de ser fabricadas. Para conferir os modelos descontinuados, veja a lista.

Atualmente, a empresa, além de dedicar-se no aprimoramento de placas para projetos de prototipagem eletrônica mais simples aos mais complexos, também tem desenvolvido Arduinos para uso industrial.

Atualmente, os Arduinos para uso industrial são: Arduino Portenta, Arduino Nicla, Arduino Opta, Arduino Nano, Arduino MKR e Arduino Edge Control.

Qual é a função do microcontrolador Arduino?

O microcontrolador Arduino é basicamente o “cérebro” do dispositivo. Os comandos recebidos pelos programas do Arduino são realizados pelo microcontrolador.

Ele é responsável por executar programas e avaliar as entradas e saídas, que são mais conhecidas como I/O (Input/Output).

Os microcontroladores do Arduino tem o seu desempenho definido pela taxa “clock”. O “clock” do primeiro Arduino, o Uno, por exemplo, é de 16MHz. 

Qual a linguagem de programação e IDE usada em Arduino? 

A linguagem de programação do Arduino é baseada na linguagem Wiring, Processing e outras de código aberto. A maioria delas tem origem nas linguagens C/C++.

O Arduino utiliza uma IDE (Integrated Development Environment, ou ambiente de desenvolvimento integrado) próprio, que é bastante simples de utilizar.

A IDE do Arduino conta com as abas “File”, “Edit”, “Sketch”, “Tools” e “Help” e também alguns atalhos em ícones, que servem para verificar erros no código, carregar programas na placa, adicionar uma nova aba em branco, abrir um Sketch e salvar os Sketchs em produção.

Entenda a estrutura de um programa em Arduino

Agora que você já entende o que é Arduino, chegou o momento de conhecer mais detalhes sobre a sua estrutura.

O Arduino funciona a partir de códigos de programação destinados aos mais diversos tipos de funções.

Sua programação é feita por meio do programa IDE Arduino, disponibilizado gratuitamente no site oficial do Arduino.

Esse é o espaço onde você pode digitar o programa, fazer testes em busca de erros e transferi-lo para o dispositivo open-source.

Inicialmente, é preciso conectar o Arduino a um computador por meio de um cabo USB.

Com o IDE aberto, você pode começar um programa utilizando a estrutura básica do Arduino, composta por dois blocos:

setup()

Local do programa onde são configuradas as opções iniciais.

No setup(), você deve determinar os valores iniciais de uma variável e escrever mensagens para o usuário.

Além disso, também é no setup() em que deve-se definir se uma porta será utilizada como entrada ou saída.

loop()

Essa parte do programa é responsável por repetir uma série de comandos continuamente.

Para interrompê-los, é necessário adicionar um de pausa, como “parar”, e enviá-lo ao Arduino.

No início da estrutura do programa do Arduino é importante colocar uma observação com o nome do programa, sua função e nome do criador.

Benefícios do Arduino na criação de projetos: por que utilizar Arduino?

Até aqui, você já sabe o que é Arduino e quais os tipos existentes no mercado. No entanto, já parou para pensar sobre os benefícios dessa placa de código aberto?

Entre os principais benefícios de utilizar o Arduino para a elaboração de projetos, estão:

• prototipagem de baixo custo;
• diversos tutoriais de projetos na internet;
• linguagem simples de programação;
• alto número de possibilidades de execução.

Aplicações: onde o Arduino pode ser utilizado?

O arduino pode ser utilizado para muitos projetos de prototipagem eletrônica. Dentre eles, podemos destacar:

• Eletrônica e Robótica;
• Automação residencial;
• Jogos;
• Sensores e Módulos;
• Segurança.

O que é kit arduino? (Exemplo)

Uma outra vantagem do uso de Arduino em projetos é a existência de Kits de prototipagem com sensores, módulos e componentes.

O objetivo deles é facilitar o processo de aprendizagem sobre o Arduino para você começar o quanto antes a executar os mais diversos projetos.

O kit Arduino costuma vir com a placa de prototipagem e componentes adicionais.

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Conclusão

O Arduino é a base ideal para quem deseja usar a programação para colocar em prática ideias e projetos inovadores.

Com uma infinidade de possibilidades de uso, ele permite que você crie e altere os mais diversos tipos de produtos e equipamentos, sejam eles eletrônicos ou não.

Portanto, se antes você se perguntava o que é Arduino, agora já sabe que ele pode ser um grande aliado em seus projetos.

Leia também: “O que é Raspberry Pi, para que serve e principais modelos no Brasil”. 

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