Arduino no Atmel Studio

     Para programar o Arduino não é necessário programar somente no IDE e sim em outros programas. Hoje vou ensinar a configurar o Atmel Studio 6 para programar no Arduino em Wiring (programação própria do IDE)... Para fazer o download do software que é gratuito é só entrar no site do Fabricante Atmel (é necessário fazer um registro para pode fazer o download), para quem não sabe os Atmegas são fabricados pela própria Atmel.

     Aprendi a usar o novo software pelos vídeo 1 e o vídeo 2 do Fernando Nunes. Percebi alguns pontos negativos para programar, para cada Arduino com porta diferente (COM 1, COM 2, etc.) é necessário configurar novamente; Para cada modelo de Arduino (UNO, MEGA, NANO, etc.) é necessário configurar novamente¹; Para cada versão de IDE (as vezes versões novas da erros com IDEs antigos, etc) é necessário configurar novamente²; Para cada programação que for fazer, sempre vai ter que configurar, não igual aos outros e sim direcionando aonde estão as bibliotecas do IDE³.

     Caso faça isso para uso pessoal e que não trabalhe com muitos Arduinos, vale a pena usar o software.

     Para começar iremos instalar uma extensão do Atmel Studio da janela Serial, para que possamos visualizar os valores dos sensores ou fazer controle pelo teclado, como se fosse o Monitor Serial do IDE.

Assim que abrir o programa vai em Tools -> Extension Manager -> Available Dowload (que fica no lado esquerdo da janela) -> Terminal Window.

Para fazer o download será necessário entrar com o seu login e a senha, o mesmo que registrou para fazer o download. Após feito o download e instalado, pronto já podemos ir para próxima etapa.

     Agora nessa etapa vamos configurar o AVR dude (configuração para programar o chip do Arduino). A partir de agora fica um pouco trabalhoso para configurar, isso só irá servir para programar um tipo, modelo de arduino.

     1.0 - Vai em Tools -> External Tools (serve para configurar uma nova ferramenta).

     1.1 - Após abrir uma janela vamos configurar cada item: Title: eu coloquei Upload Arduino UNO COM3 (isso porque era a versão do meu Arduino e a porta que está usando, mas vocês podem colocar outro nome).

     1.2 - Em Command: você vai direcionar o arquivo executável do avrdude, vamos achar nele na posta do Arduino: arduino -> hardware -> tools -> AVR -> bin -> avrdude.exe

     1.3 - Agora vai dar trabalho, em Arguments: 

     Para preencher esse campo vamos abrir o IDE do Arduino e ir em File -> Preference e vamos marca para começar só o upload e deixar desmarcado o compilation

     Após isso pegue uma programação de exemplo como blink e manda fazer o upload, isso sem nenhum arduino está conectado ao computador (lembrando que tem que ser com a porta que o seu arduino usa no computador e o modelo) com o erro você vai copiar a parte da imagem que está marcada e colar em Arguments:

     Após colocar esse endereço nos Arguments... Logo depois do :w: tem que escrever: "$(ProjectDir)Debug\$(ItemFileName).hex":i. Agora sim acabamos com esse item.

     1.4 - Só marcar agora o item Use Output Window e acabamos com essa primeira parte.

OBS.: Isso só serve para configurar para fazer a compilação de um TIPO e MODELO de Arduino.

Agora vamos configurar a Biblioteca do Arduino:

      2.0 - Primeiramente vamos criar uma pasta chamada de ArduinoCore (dentro vão ser salva a biblioteca dos pinos e de programação do IDE dentro da pasta do Atmel Studio (essa pasta é onde vão ser salvas as programações feitas por ele) que foi criada nos meus documentos logo que você instalou o software.

    2.0.1 - Em arduino -> hardware -> arduino -> cores -> arduino. Copia todos os arquivos com arquivos .h e cola no ArduinoCore, os arquivos C e C++ não copia.

    2.0.2 - Agora vamos salvar o arquivo .h que fala dos pinos do Arduino que fica em arduino -> hardware -> arduino -> variants -> Standard (isso se o seu for o UNO), caso você não saiba você vai na pasta arduino -> hardware -> arduino no arquivo boards.txt (vai aparecer um pouco bagunçado mas nesse arquivo você vai saber qual pasta que esta dentro de variants usar. Sabendo o arquivo você pega o arquivo pins_arduino e cole em ArduinoCore.

     2.0.3 - Agora é o ultimo arquivo para salvar dentro dessa pasta. Agora no IDE em File -> Preference e vamos marca para começar só o compilation e deixar desmarcado o upload e com a programação de exemplo blink mandar fazer a compilação mas sem o arduino conectado ao computador, de novo vai dar erro.

     Essa mensagem é muito grande para agilizar, logo na primeira linha que tem a terminação do core.a seleciona o endereço marcado na imagem e cola no endereço do meu computador.

     Copie o arquivo core.a e cole no ArduinoCore, mas renomeie para libcore.a. Com isso terminamos a nossa pasta com os arquivos de ArduinoCore.

     Agora toda vez que for fazer a programação, terá que configurar a pasta para exibir a biblioteca de programação do wiring (não é a biblioteca como servo, display, etc.) mas para ir adiantando copie a pasta que está dentro do arduino Librares e cole dentro da pasta Atmel Studio junto com o ArduinoCore.

     Quando for criar a programação vamos em: Criar Novo Projeto e selecionaremos o terceiro item que é GCC C++ Executable Project e logo a segui o escolher o chip que usamos, no caso o UNO é o ATmega328p.

    Apos carregado a janela de programação vamos selecionar as bibliotecas em Project -> Nome da programação properties (ALT + F7) -> Toolchain.

     2.1 - Nos itens AVR/GNU C Copiler e AVR/GNU C++ Copiler será feita a mesmas coisas.

     2.1.1 - Em Directores vamos selecionar a pasta ArduinoCore

     Assim que escolher a pasta, ANTES de clicar em ok precisa desmarcar a opção Relative Path isso em todas as vezes que for selecionar a pasta do ArduinoCore.
     2.1.2 - Em Optimization em Optimization Level selecionar a ultima opção e marca o primeiro item... os três primeiros itens vão ficar marcados que nem a imagem a seguir.

     2.2 - Agora em AVR/GNU Linker em Optimization é só marcar a primeira opção (irão ter três, só a primeira que irá ficar marcado).

     2.2.1 - Em Libraries, no primeiro quadro ao adicionar a o item, escrevemos libcore.a e logo em seguida ok. No seguindo quadro vamos adicionar a pasta ArduinoCore e também a pasta das bibliotecas do Arduino como tinha dito para adiantar anteriormente, mas fazendo o mesmo esquema, quando for selecionar a pasta precisa desmarcar a opção Relative Pach.

     Pronto terminamos de configurar tudo, agora e aperta o botão de salvar e voltar para a pagina de programação... Lá você apaga tudo que está escrito e sempre que for fazer a programação você vai escrever:

#define F_CPU 16000000

#define ARDUINO 101

#include "Aduino.h"

     E logo a seguir fazer a programação desejada, no vídeo mostro fazendo a programação do blink e do controle pelo teclado para mostrar também como funciona o Terminal Window.

     Após ter feito a programação para verificar se está funcionando você vai em Build -> Build Solution esse item que fará a verificação da programação, caso não tenha nenhum erro você vai em Tools -> Upload Arduino UNO (ou como você tenha nomeado anteriormente). Você verá que a programação será enviada com sucesso para a sua placa.

     Sempre que você programar, precisa escrever os comando como foi dito antes e logo em seguida escrever a programação normalmente como se fosse no IDE.

Vídeo:

Vídeo sendo editado, logo será exibido, desculpa pela falta do vídeo pessoal

    Espero que tenham entendido, também sou novo com o programa Atmel Studio... Qualquer duvida só falar.

ArduBlock

     Bom essa extensão do IDE é bom para quem está começando a programar com o Arduino, pois a sua programação e desenvolvida em blocos mas podendo gerar o código no final. Primeiramente download da extensão do ArduBlock.

     Primeiramente você tem que saber aonde que o IDE criou uma pasta para salvar as programações para isso, você abre o programa -> Arquivo -> Preferencias e pronto, irá abrir uma janela logo de cara mostra onde fica essa pasta no qual deve ser colocado o ArduBlock:

     Apos saber aonde fica salvo as programações, necessário ir ate essa pasta e criar outras pastas nele mas com a ordem e o jeito de escrever certo:
- 1º criar uma pasta chamada tools dentro do Arduino;
- 2º criar uma pasta chamada ArduBlockTool dentro do tools;
- 3º criar uma pasta chamada tool dentro do ArduBlockTool;
- 4º salvar o arquivo dentro dessa ultima pasta...

     Depois de ter feito isso, abre o IDE vai em ferramentas do programa e terá um novo icone do Ardublock, clique nele e comece a programar por blocos para o Arduino

     Espero que tenham gostado dessa novidade, facilita muito para quem está passando do kit LEGO para o Arduino ou para quem está realmente começando com programação. Até mais...

Potenciômetro

     Nessa postagem irei explicar função nova, estou utilizando potenciômetro para controlar o tempo em que um LED vai piscar e a intensidade de luz do LED RGB, usando nas portas PWM.

     Nessa "aula" estou usando 4 potenciômetros, 1 LED RGB e 3 resistores de 220ohm para proteger o LED. 1 potenciômetro é para o LED do pino 13 e outros 3 para cada cor do LED RGB. O circuito do potenciômetro com os LED RGB fica assim:

Esse circuito é para 1 potenciômetro, mas é idem com todos os potenciômetros.

Programação:

const int led = 13;
int T = 0;
const int R = 11;
const int G = 10;
const int B = 9;
const int potled = 0;
const int potR = 1;
const int potG = 2;
const int potB = 3;
void setup()
{
  pinMode(led, OUTPUT);
  pinMode(R, OUTPUT);  pinMode(G, OUTPUT);

  pinMode(B, OUTPUT);  Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
  //Programação De Tempo do LED que pisca
  T=analogRead(potled);
  digitalWrite(led, HIGH);
  delay(T);
  digitalWrite(led, LOW);
  delay(T);                                                                                                                                                               //Programação de Cores com RGB                                                                                                                                   int valorR=analogRead(potR);                                                                                                              int valorG=analogRead(potG);

  int valorB=analogRead(potB);

  int pwmr = map(valorR,0,1023,0,255);

  int pwmg = map(valorG,0,1023,0,255);

  int pwmb = map(valorB,0,1023,0,255);

  analogWrite(R, pwmr);

  analogWrite(G, pwmg);

  analogWrite(B, pwmb);

}

     Agora irei explicar a função matemática map() e variável const:                                 - const -> A const palavra-chave significa constante. É uma variável qualificador que modifica o comportamento da variável, tornando uma variável " read-only ". Isto significa que a variável pode ser usado apenas como qualquer outra variável de seu tipo, mas seu valor não pode ser alterado. Você vai ter um erro do compilador, se você tentar atribuir um valor a uma const variável.

- map() -> map serve para fazer calculo de um intervalo para o outro, map(valor, ValorInicialDesligado, ValorInicialLigado, ValorFinalDesligado, ValorFinalLigado), ou seja, o ValorInicalDesligado ficará mapeado em ValorFinalDesligado, e o ValorInicalLigado ficará mapeado em ValorFinalLigado.

OBS.: Nos valores Desligado, não quer dizer que o valor tem quer se menor do que os valores Ligados, podendo fazer o contrario, o valor Desligado ser maior que os Ligado. Também podendo usar valores negativos.

Vídeo:

Serial Monitor

     Serial Monitor, localiza-se logo abaixo da barra de ferramentas como irei mostra logo a seguir. Esse ícone serve para exibir dados que vem da placa do Arduino ou enviar dados para o Arduino.

     Primeiramente para poder ver esses valores, logo no void setup() precisamos usar o Serial.begin(). Relembrando o quer seria isso, a função Serial serve para poder ter uma comunicação entre a placa e o computador e a função begin() é para definir a taxa de transmissão de bits por segundo para transmissão de dados serial, vale ressaltar que essas taxas são: 300, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 28800, 38400, 57600, ou 115200. Mas geralmente é usado a taxa de 9600 bps.                                                              
    Logo relembrando isso, na programação dentro do loop() ou no setup() iremos usar outra função que seria o print() e/ou println().
     O comando print() podemos escrever qualquer coisa contanto que esteja entre aspas "", mas pode colocar a variável em que deseja visualizar o valor ou poder ver os valores da Tabela ASCII (logo iria colocar o valor logo depois desse valor a virgula e o formato (val, format)) e tudo é visto na mesma linha.
     O comando printiln() é idêntico ao print() sendo que depois desse valor irá pular uma linha na leitura.      


     A janela em que possamos ver o que deseja, basta clicar no Serial Monitor e abrirá uma janela como essa, logo a seguir. Mas só podemos ver essas variáveis contanto que o arduino esteja ligado ao computador pelo USB.

Como sempre espero que tenham entendido pessoal!!! Até....

Programação Sensor de Toque (Push Button ou Chave Switch)

     A programação do Sensor de Toque, praticamente é igual ao do Sensor de Luz, mas é mais pratico usar esse Sensor numa porta Digital do Arduino, porque nesse sensor você só irá ligar e desligar algo, vai ser 0 quando estiver pressionado ou 1 quando não pressionar o botão (ou vice versa dependendo do circuito que você queira), na minha opinião, o mais adequado para isso seria usar o push button. Mas podendo fazer numa porta analógica, ai seria melhor usar a Chave Switch porque podemos controlar um pouco a intensidade do toque no sensor.

     Quando usamos as portas analógicas do Arduino, o arduino irá fazer uma leitura de 0-1023 na porta digital, a leitura vai ser 0-1, mas na programação colocamos HIGH (1) e LOW (0).

     Para quem não conhece o que é um Push Button ou Chave Switch, logo abaixo tem foto desses sensores e para quem não sabe montar o Sistema do Sensor de Toque aqui o link para saber montar.

     Como disse a programação não tem mistério praticamente o idem do Sensor de Luz, mas nesse aqui estou usando o PushButton para controlar os LEDs mas a partir disso dá para usar no sensor de toque, por exemplo o projeto desviar de obstáculos.

     O circuito do PushButton é fácil de montar mas tem que prestar atenção no botão nos terminais, ver onde ficar o NA e o NF (Normalmente Aberto e Fechado). O circuito do RGB é independente do botão os circuitos não se misturam como mostra a imagem a seguir:

Programação:

int led13 = 13;
int R = 11;
int G = 10;
int B = 9;
int botao13 = 2;
int valor13 = 0;
int botaoR = 3;
int valorR = 0;
int botaoG = 4;
int valorG = 0;
int botaoB = 5;
int valorB = 0;
int botaoReset = 6;
int valorReset = 0;
void setup()
{
  pinMode(led13, OUTPUT);
  pinMode(R, OUTPUT);
  pinMode(G, OUTPUT);
  pinMode(B, OUTPUT);
  pinMode(botao13, INPUT);
  pinMode(botaoR, INPUT);
  pinMode(botaoG, INPUT);
  pinMode(botaoB, INPUT);
  pinMode(botaoReset, INPUT);
}
void loop()
{
  // Liga a Desliga o Led13
  valor13=digitalRead(botao13);
  if(valor13 == HIGH)
  {
    digitalWrite(led13, HIGH);
  }
  else
  {
    digitalWrite(led13, LOW);
  }
  // Liga a Desliga Cores do RGB
  valorR=digitalRead(botaoR);
  valorG=digitalRead(botaoG);
  valorB=digitalRead(botaoB);
  valorReset=digitalRead(botaoReset);
  if(valorR == HIGH)
  {
    digitalWrite(R, HIGH);
    digitalWrite(G, LOW);
    digitalWrite(B, LOW);
  }
  if(valorG == HIGH)
  {
    digitalWrite(R, LOW);
    digitalWrite(G, HIGH);
    digitalWrite(B, LOW);
  }
  if(valorB == HIGH)
  {
    digitalWrite(R, LOW);
    digitalWrite(G, LOW);
    digitalWrite(B, HIGH);
  }
  if(valorReset == HIGH)
  {
    digitalWrite(R, LOW);
    digitalWrite(G, LOW);
    digitalWrite(B, LOW);
  }
}

     Explicando a primeira parte da programação, o 1º botão só vai servir para ligar o LED quando for pressionado, quando não for, o LED fica apagado. Para fazer isso como vimos usei a programação else serve para fazer o contrario (dependendo da programação) do if, o Arduino irá ler assim: "SE (if) botão for igual a 1 (HIGH), o LED acende, DO CONTRARIO (else) caso o botão não fique pressionado o LED apaga. Não colocando o else, o Microcontrolador irá entender que quando pressionar uma vez o LED ficará acesso e não apaga.

     Na programação, devemos sempre colocar até os mínimos detalhes como você quer, quando quer que uma situação (exemplo) o LED acenda e outra situação o LED apague, porque se não pode gerar conflito dependendo da programação.

     Na segunda parte da programação, ai usei 4 botões para isso, cada um vai ligar uma única cor (sem fazer misturas de cores) e o quarto botão vai ser um botão de Reset que vai apagar todas as cores independendo de qual cor esteja acesso.

 Como falei um pouco antes, eu tive que detalhar a programação falando como eu queria que funcionasse, que se eu aperta o botaoR, quero que só a cor vermelha acenda fique HIGH e outras LOW. Caso aperte o botaoG quero que só o verde acenda e os outros apaguem e caso eu aperte o botaoB só o azul fique HIGH e o resto LOW. Mas tipo fazendo isso em qualquer sequencia de quando eu apertar o botão, ai no botaoReset como quero que apague tudo deixei claro que quando eu aperta-se o botão, todos vão se apagar, vão ficar LOW.

Vídeo:

Até mais... espero que tenham entendido mesmo, qualquer duvida já sabem!!!

Brincando com LED RGB

     Como já vimos já usamos o LED normal, agora podemos brincar com o LED RGB. Mas o que seria esse LED RGB é praticamente 3 LEDs com único encapsulamento que possui as cores: Vermelho (R), Verde (G) e Azul (B).

     

     Com esse LED podemos gerar até 16.581.375 cores diferentes usando porta PWM do arduino. Mas lembrando que precisa colocar uma resistência em cada terminal, eu usei 470ohm. O circuito fica mais ou menos isso:

     A programação também não tem nada de mais praticamente é idêntica ao LED normal (Blink) sendo que em vez de programar 1 LED, programei 3 LEDs. Nessa programação a seguir usei a sequência de cores como a Tabela Verdade com 3 Variáveis, tanto na programação Básica de liga e desliga o LED e na programação for para ligar e desligar lentamente.

Programação:

int r = 11;

int g = 10;

int b = 9;

void setup()

{

  pinMode(r, OUTPUT);

  pinMode(g, OUTPUT);

  pinMode(b, OUTPUT);

}

void loop()

{

  // Programação Liga e Desliga os LED's

  int M = 255;

  int m = 0;

  int t = 15;

  // Tudo apagado

  analogWrite(r, m);

  analogWrite(g, m);

  analogWrite(b, m);

  delay(1000);

  // Vermelho acesso

  analogWrite(r, M);

  analogWrite(g, m);

  analogWrite(b, m);

  delay(1000);

  // Verde acesso

  analogWrite(r, m);

  analogWrite(g, M);

  analogWrite(b, m);

  delay(1000);

  // Vermelho e Verde acesso

  analogWrite(r, M);

  analogWrite(g, M);

  analogWrite(b, m);

  delay(1000);

  // Azul acesso

  analogWrite(r, m);

  analogWrite(g, m);

  analogWrite(b, M);

  delay(1000);

  // Azul e Vermelho acesso

  analogWrite(r, M);

  analogWrite(g, m);

  analogWrite(b, M);

  delay(1000);

  // Azul e Verde acesso

  analogWrite(r, m);

  analogWrite(g, M);

  analogWrite(b, M);

  delay(1000);

  //Todos acessos

  analogWrite(r, M);

  analogWrite(g, M);

  analogWrite(b, M);

  delay(1000);

  //Programação Acende e Apaga os LED's lentamente

  // Vermelho

  for(int i=0; i<255; i++)

  {

    analogWrite(r, i);

    analogWrite(g, m);

    analogWrite(b, m);

    delay(t);

  }

  for(int i=255; i>0; i--)

  {

    analogWrite(r, i);

    analogWrite(g, m);

    analogWrite(b, m);

    delay(t);

  }

  // Verde

  for(int i=0; i<255; i++)

  {

    analogWrite(r, m);

    analogWrite(g, i);

    analogWrite(b, m);

    delay(t);

  }

  for(int i=255; i>0; i--)

  {

    analogWrite(r, m);

    analogWrite(g, i);

    analogWrite(b, m);

    delay(t);

  }

  //Vermelho e Verde

  for(int i=0; i<255; i++)

  {

    analogWrite(r, i);

    analogWrite(g, i);

    analogWrite(b, m);

    delay(t);

  }

  for(int i=255; i>0; i--)

  {

    analogWrite(r, i);

    analogWrite(g, i);

    analogWrite(b, m);

    delay(t);

  }

  //Azul

  for(int i=0; i<255; i++)

  {

    analogWrite(r, m);

    analogWrite(g, m);

    analogWrite(b, i);

    delay(t);

  }

  for(int i=255; i>0; i--)

  {

    analogWrite(r, m);

    analogWrite(g, m);

    analogWrite(b, i);

    delay(t);

  }

  //Azul e Vermelho

  for(int i=0; i<255; i++)

  {

    analogWrite(r, i);

    analogWrite(g, m);

    analogWrite(b, i);

    delay(t);

  }

  for(int i=255; i>0; i--)

  {

    analogWrite(r, i);

    analogWrite(g, m);

    analogWrite(b, i);

    delay(t);

  }

  //Azul e Verde

  for(int i=0; i<255; i++)

  {

    analogWrite(r, m);

    analogWrite(g, i);

    analogWrite(b, i);

    delay(t);

  }

  for(int i=255; i>0; i--)

  {

    analogWrite(r, m);

    analogWrite(g, i);

    analogWrite(b, i);

    delay(t);

  }

  //Todos

  for(int i=0; i<255; i++)

  {

    analogWrite(r, i);

    analogWrite(g, i);

    analogWrite(b, i);

    delay(t);

  }

  for(int i=255; i>0; i--)

  {

    analogWrite(r, i);

    analogWrite(g, i);

    analogWrite(b, i);

    delay(t);

  }

}

     Para começar a explicar essa programação, primeiramente logo no inicio do loop, declarei 3 variáveis, M que seria o valor máximo (255) para as portas pwm, m que seria o valor mínimo (0) e t que seria o tempo que usei no delay na programação dor for.
     A pequena diferença da programação liga e desliga o LED, seria que geralmente usamos digitalWrite(pin, HIGH ou LOW) usei o analogWrite(pin, 0-255), apesar que, poderia ter usado o primeiro, mas para fazer a programação do LED acender e apagar lentamente precisamos usar portas pwm para controlar a corrente que iria passar no terminal do componente.
     Na programação for para cada LED usei 2 programações, 1 para acender e outra para acender lentamente, e claro fazendo as combinações como citei fazendo por Tabela Verdade.


     Mas também podemos brincar com esse LED usando um LDR, a cada valor que o LDR detectar pode acender uma cor diferente, só para começar (sem mistura de cores),  ai quem gosta de dificuldade a cada valor seria uma cor diferente mas já misturando todas as cores (ai usaria map na programação, futuramente explicarei).


     Na filmagem a seguir, a câmera não mostra muito a cores quando se misturam, por isso na segunda filmagem coloquei uma folha de papel oficio porque dava para ver melhor as mistura de cores.


Vídeo:

Espero que tenham entendido, qualquer coisa já sabe só comentar. Até mais...