Brincando com o Multi function Shield

O projeto Arduíno foi criado para prover facilidade no desenvolvimento de projetos microcontrolados e certamente um dos grandes responsáveis por essa facilidade é o shield.

Shields" é o nome dado às placas de expansão de hardware que encaixam na placa Arduíno principal.  Através dos Shields podemos adicionar novos elementos ao nosso projeto sem a necessidade de grandes conhecimentos em eletrônica. Os circuitos contidos nos diversos shields  existente contém uma eletrônica que adiciona funções que a placa principal não possui. Nessa postagem iremos apresentar o Multi function Shield da figura 1.

Figura 1. Multi function Shield  

No caso do  Multi function Shield, temos os seguintes componentes instalados:

Unit	PIN #
Buzzer (autofalante/beeper)	3 (digital On/Off)
4 LEDs	10, 11, 12, 13
3 botões + reset button	A1, A2, A3
Potenciômetro (10 kOhm)	A0
4 Displays de 7-sementos e driven 74HC595	Latch 4, Clock 7, Data 8
Socket para sensor IR (controle remoto)	2
Socket para sensor LM35 ou DS18B20	A4
Pinos para Bluethooth	GND, +5v, 0, 1 (rx/tx)
Pinos livres (pwm)	5, 6, 9, A5

Buzzer 

O primeiro componente que iremos testar no shield é o buzzer. Usado para emitir sons de alerta, o buzzer pode ser configurado para tocar melodias idem ao video que pode ser acessado clicando no link abaixo:

Para testar o buzzer do  Multi function Shield  vamos utilizar o código abaixo:

int portSpeak(3);  //porta ligada no speaker

//melodia
int melodia[] = {660,660,660,510,660,770,380,510,380,320,440,480,450,430,380,660,760,860,700,760,660,520,580,480,510,380,320,440,480,450,430,380,660,760,860,700,760,660,520,580,480,500,760,720,680,620,650,380,430,500,430,500,570,500,760,720,680,620,650,1020,1020,1020,380,500,760,720,680,620,650,380,430,500,430,500,570,585,550,500,380,500,500,500,500,760,720,680,620,650,380,430,500,430,500,570,500,760,720,680,620,650,1020,1020,1020,380,500,760,720,680,620,650,380,430,500,430,500,570,585,550,500,380,500,500,500,500,500,500,500,580,660,500,430,380,500,500,500,500,580,660,870,760,500,500,500,500,580,660,500,430,380,660,660,660,510,660,770,380};

//duraçao de cada nota
int duracaodasnotas[] = {100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,80,100,100,100,80,50,100,80,50,80,80,80,80,100,100,100,100,80,100,100,100,80,50,100,80,50,80,80,80,80,100,100,100,100,150,150,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,150,200,80,80,80,100,100,100,100,100,150,150,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,150,150,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,150,200,80,80,80,100,100,100,100,100,150,150,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,60,80,60,80,80,80,80,80,80,60,80,60,80,80,80,80,80,60,80,60,80,80,80,80,80,80,100,100,100,100,100,100,100};

void setup() {
  //for para tocar as 156 notas começando no 0 ate 156 ++ incrementado
        for (int nota = 0; nota < 156; nota++) {

              int duracaodanota = duracaodasnotas[nota];
              tone(portSpeak, melodia[nota],duracaodanota);

  //pausa depois das notas
              int pausadepoisdasnotas[] ={150,300,300,100,300,550,575,450,400,500,300,330,150,300,200,200,150,300,150,350,300,150,150,500,450,400,500,300,330,150,300,200,200,150,300,150,350,300,150,150,500,300,100,150,150,300,300,150,150,300,150,100,220,300,100,150,150,300,300,300,150,300,300,300,100,150,150,300,300,150,150,300,150,100,420,450,420,360,300,300,150,300,300,100,150,150,300,300,150,150,300,150,100,220,300,100,150,150,300,300,300,150,300,300,300,100,150,150,300,300,150,150,300,150,100,420,450,420,360,300,300,150,300,150,300,350,150,350,150,300,150,600,150,300,350,150,150,550,325,600,150,300,350,150,350,150,300,150,600,150,300,300,100,300,550,575};
              delay(pausadepoisdasnotas[nota]);}

              noTone(portSpeak);
}

void loop() {

}

Leds

Conforme já mencionado, no  Multi function Shield  os leds estão ligados aos pinos 10, 11, 12 e 13 do Arduíno. No código abaixo iremos piscar todos os leds ao mesmo tempo. 



int led1 = 13;

int led2 = 12;

int led3 = 11;

int led4 = 10;

void setup()

{

  pinMode(led1, OUTPUT);

  pinMode(led2, OUTPUT);

  pinMode(led3, OUTPUT);

  pinMode(led4, OUTPUT);

}

void loop() 

{

  digitalWrite(led1, HIGH);

  digitalWrite(led2, HIGH);

  digitalWrite(led3, HIGH);

  digitalWrite(led4, HIGH);

  delay(1000);

  digitalWrite(led1, LOW);

  digitalWrite(led2, LOW);

 digitalWrite(led3, LOW);

 digitalWrite(led4, LOW);

 delay (1000);

}

Botões

Os botões no Multi function Shield foram implementados de maneira onde quando pressionado, a entrada do Arduíno que o botão estão ligado recebera o sinal HIGH. No programa abaixo temos um exemplo onde usamos dois botões para acender e apagar os leds do shield.





#define Bt1 A1  //Botão 1 do shield configurado no pino A1

#define Bt2 A2  //Botão 1 do shield configurado no pino A1

int led1 = 13;

int led2 = 12;

int led3 = 11;

int led4 = 10;



void setup()

{

  pinMode(led1, OUTPUT);

  pinMode(led2, OUTPUT);

  pinMode(led3, OUTPUT);

  pinMode(led4, OUTPUT);

}

void loop() 

{

  if(!digitalRead(Bt1)) //se o valor de botão 1 for 0 liga leds

  {

    digitalWrite(led1, HIGH);

    digitalWrite(led2, HIGH);

    digitalWrite(led3, HIGH);

    digitalWrite(led4, HIGH); 

  }

  if(!digitalRead(Bt2)) //se o valor de botão 1 for 0 desliga leds

  {

    digitalWrite(led1, LOW);

    digitalWrite(led2, LOW);

    digitalWrite(led3, LOW);

    digitalWrite(led4, LOW);

  }

}

Potenciômetro 



Potenciômetro é resistor com resistência variável. Será utilizado para enviar um sinal analógico ao Arduíno. Na figura 2 temos alguns exemplos de potenciômetros.



Figura 2. Exemplos de potenciômetros.
Por permitir variar a resistência, segundo a lei de OHM teremos uma modulação da tensão, logo o potenciômetro deve ser ligado a porta analógica do Arduíno.  No caso do kit Multi function Shield  o potenciômetro está ligado a porta analógica A0. Abaixo segue como medir o valor na entrada A0 que será modulada pelo potenciometro e enviar o valor para a porta serial.



#define Pot1 0 

void setup() 

{ 

       Serial.begin(9600); 

} 

void loop() 

{ 

    int PotValue;

    PotValue = analogRead(Pot1); 

    Serial.print("Potenciomentro: "); 

    Serial.println(PotValue); 

 }








Display de 7 segmentos

Displays de sete segmentos são usados em eletrônica para de exibir uma informação alfanumérica (binário, decimal ou hexadecimal). devido a simplicidade e fácil configuração  seu uso é muito popular.

Figura 3. Display de 7 segmentos - Facilidade para representar números. 



Como o próprio nome já diz, um display de sete segmentos é composto de sete elementos (LEDs), os quais podem ser ligados ou desligados individualmente. Na figura 4 podemos observar que no display de 7 segmentos temos um anodo comum e o catodo de cada LED receberá um nome (A, B, C,...), assim para formação dos dígitos, basta seguir a "tabela do decodificador" mostrada na figura 4.


Figura 4. Configuração do display de 7 segmentos.





O Multi function Shield  possui um registrador de descolamento onde os valores e o display que será utilizado é controlado por codificação em hexadecimal. Os código abaixo irá mostrar os numero 0 1 2 3 no display.







int LED[]= {13,12,11,10};
/* Configurações do registador de deslocamento */
#define LATCH_DIO 4
#define CLK_DIO 7
#define DATA_DIO 8
 
/* Mapa de Segmentos dos números de 0 to 9 */
const byte SEGMENT_MAP[] = {0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0X80,0X90};
/* Byte maps to select digit 1 to 4 */
const byte SEGMENT_SELECT[] = {0xF1,0xF2,0xF4,0xF8};
 
void setup ()
{
/* Set DIO pins to outputs */
pinMode(LATCH_DIO,OUTPUT);
pinMode(CLK_DIO,OUTPUT);
pinMode(DATA_DIO,OUTPUT);
}
 
void loop()
{
 
/* O comando WriteNumberToSegment indicando qual numero deve ser escrito e o segmento */
WriteNumberToSegment(0 , 0);
WriteNumberToSegment(1 , 1);
WriteNumberToSegment(2 , 2);
WriteNumberToSegment(3 , 3);
}
 
/* Função que controlará os displays */
void WriteNumberToSegment(byte Segment, byte Value)
{
digitalWrite(LATCH_DIO,LOW);
shiftOut(DATA_DIO, CLK_DIO, MSBFIRST, SEGMENT_MAP[Value]);
shiftOut(DATA_DIO, CLK_DIO, MSBFIRST, SEGMENT_SELECT[Segment] );
digitalWrite(LATCH_DIO,HIGH);
}

Desafios:





Desafio 1 - Faça um programa que conte de 0 a 9 com intervalo de 1 segundo, uso estrutura de repetição FOR.



Desafio 2 - Receba uma centena via serial e exiba a centena no display





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