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Engenheiro Eletricista - UNIFACS Pós-Graduado em Docência do Ensino Superior - UNIFACS Mestrando em Medicina - Neurociências – UFBa www.tkssoftware.com/victory.

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1 Engenheiro Eletricista - UNIFACS Pós-Graduado em Docência do Ensino Superior - UNIFACS Mestrando em Medicina - Neurociências – UFBa Victory Fernandes

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3 Experiência Docente com Microcontroladores Professor da UNIFACS – 2006 a 2010 Disciplina ministrada com 8051 Disciplina ministrada com PIC Professor da AREA1 – Atual Disciplina ministrada com ARDUINO Victory Fernandes

4 Experiência de Projetos com Microcontroladores Envolvido no projeto e competição de robôs Autônomos desde 2006 Sumô de Robôs – 3Kgx20x20cm e 500gx10x10cm Futebol de Robôs – Small Sized League Victory Fernandes

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6 Experiência de Projetos com Microcontroladores Projeto MDG - Multideglutógrafo Triagem de pacientes com Doença de Parkinson para detecção de indicadores de aspiração silenciosa Victory Fernandes

7 Experiência de Projetos com Microcontroladores Projeto ParkiGlove Armazenamento e análise do padrão dos tremores da Doença de Parkinson

8 Victory Fernandes Experiência de Projetos com Microcontroladores Projeto PATC Análise em tempo real do padrão dos tremores da Doença de Parkinson e atuação via eletroestimulação para supressão ativa do tremor.

9 Apresentação da Disciplina Sistemas Embarcados

10 O aluno identificará os conceitos básicos de um sistema embarcado onde a análise e estudo requerem do projetista um conhecimento não apenas de programação clássica, mas também noções de controle de processos, sistemas de tempo real, tecnologias de aquisição de dados (conversores analógico-digitais e sensores de um modo geral) e de atuadores (conversores digital-analógicos, PWM, etc.), além de um cuidado especial no que se refere à eficiência (estruturação, tamanho e velocidade) do código produzido! Ementa

11 Ao final da disciplina, o aluno deve ser capaz de: Identificar as diferenças e aplicabilidades de sistemas embarcados Analisar projetos de sistemas embarcados sugerindo melhorias utilizando os conceitos aprendidos. Realizar simulações e testes em sistemas embarcados dentro das especificações requiridas e focando em objetivos pré-determinados. Objetivos Específicos

12 Apresentação da Disciplina Micro Controladores

13 Identificar as principais características e funcionalidades das arquiteturas de um microcontrolador típico avaliando suas limitações e aplicabilidade em projetos. O aluno desenvolverá a habilidade de criar e simular os códigos. O aluno terá a oportunidade de utilizar kit de microcontrolador. Todo esse processo será baseado em aulas expositivas, aulas práticas em laboratório, simulações e projetos de circuitos. Ementa

14 Ao final da disciplina, o aluno deve ser capaz de: Interpretar o funcionamento de um microprocessador baseado nos fundamentos aprendidos com a finalidade de indicar aplicações de microcontrolador. Analisar projetos de microcontrolados sugerindo melhorias utilizando os conceitos aprendidos. Projetar e realizar simulações e testes de projetos microcontrolados os conceitos/comandos/instruções aprendidos. Objetivos Específicos

15 AVALIAÇÃO P1 – Prova Escrita individual Projeto proposto no enunciado da avaliação Algoritmo (Fluxograma) + Programa em C + Eletrônica P2 – Trabalho em equipe Projetos propostos no enunciado da avaliação Possível substituir por projetos de interesse do aluno

16 Conceitos Básicos de ARDUINO Professor Victory Fernandes

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18 ARDUINO é uma plataforma open-source de software e hardware para prototipagem flexível, fácil de usar e multiplataforma!

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20 O microcontrolador pode ser programado utilizando a linguagem de programação C para Arduino Linguagem baseada em Wiring (www.wiring.org.co)www.wiring.org.co O desenvolvimento dos aplicativos é feito no ambiente de programação próprio do arduino Desenvolvido em Processing (www.processing.org)www.processing.org Software

21 Programação em C é requisito básico desta disciplina! 1. Reservem livros 2. Revisem C 3. Tirem dúvidas

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23 Arduino UNO

24 Entradas e saídas digitais (I/O)14 (6 com saída PWM) Entradas analógicas6 Clock de operação16MHz ProcessadorAtmega328 – Atmel Microcontrolador de 8bits RISC com 131 instruções 2 timers de 8 bits 4 timers de 16 bits Portas de comunicaçãoGravação via USB; 1 porta RS-232 disponivel Alimentação recomendada7-12V (pode ser alimentado pela USB) Corrente DC máxima por pino de I/O40mA Memória Flash32kB (armazenar código) Memória SRAM2kB (rodar programa) Memória EEPROM1 kB (gravar dados)

25 Unidade no SI: Hertz[Hz] = 1ciclo/seg Frequência Múltipl o NomeSímboloMúltiploNomeSímbolo hertzHz 10 1 decadeca-hertzdaHz10 –1 decideci-hertzdHz 10 2 hectohecto-hertzhHz10 –2 centicenti-hertzcHz 10 3 quiloquilo-hertzkHz10 –3 milimili-hertzmHz 10 6 megamega-hertzMHz10 –6 micromicro-hertzµµHz 10 9 gigagiga-hertzGHz10 –9 nanonano-hertznHz teratera-hertzTHz10 –12 picopico-hertzpHz petapeta-hertzPHz10 –15 femtofemto-hertzfHz exaexa-hertzEHz10 –18 attoatto-hertzaHz zettazetta-hertzZHz10 –21 zeptozepto-hertzzHz yottayotta-hertzYHz10 –24 yoctoyocto-hertzyHz

26 Em eletrônica e especialmente em circuitos digitais síncronos, o clock é um sinal usado para coordenar as ações de dois ou mais circuitos eletrônicos. Um sinal de clock oscila entre os estados alto e baixo, normalmente usando um duty cycle de 50%, e gerando uma onda quadrada. Unidade de frequência no SI: Hertz[Hz] = 1ciclo/seg Clock de 16MHz

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30 datasheet

31 Não existe divisão interna de clock, arquitetura Harvard conceito de fast-access Register File permite executar 1 instrução por ciclo de clock Significa dizer que podemos executar até 16x10 6 instruções por segundo!

32 131 instruções Assembler... a maioria de um único ciclo!

33 Arduino MEGA

34 Arduino UNO Arduino MEGA Entradas e saídas digitais (I/O)54 (15 com saída PWM) Entradas analógicas16 Clock de operação16MHz ProcessadorAtmega2560 – Atmel Microcontrolador de 8bits RISC com 131 instruções 2 timers de 8 bits 1 timer de 16 bits Portas de comunicaçãoGravação via USB; 4 portas RS-232 disponiveis Alimentação recomendada7-12V (pode ser alimentado pela USB) Corrente DC máxima por pino de I/O40mA Memória Flash256kB (armazenar código) Memória SRAM8kB (rodar programa) Memória EEPROM4kB (gravar dados)

35 Memória do tipo EEPROM, re-gravável que, ao contrário de uma memória RAM convencional, preserva o seu conteúdo sem a necessidade de fonte de alimentação. Armazena o código do programa que gravamos no Arduino, assim ao retirar a alimentação da placa o código continua gravado e não é perdido! Memória Flash

36 Static Random Access Memory, memória estática de acesso aleatório, mantém dados armazenados enquanto alimentação é mantida mas ao contrário da DRAM, não requer refresh. Utilizada para executar o programa que gravamos no Arduino, assim ao retirar a alimentação da placa qualquer status de variáveis de execução do código é perdido! Memória SRAM

37 Electrically-Erasable Programmable Read- Only Memory, memória não volátil, que ao contrário de uma EPROM, uma EEPROM pode ser programada e apagada eletricamente várias vezes. Utilizada para que seu programa grave dados que deseje recuperar posteriormente caso a alimentção seja perdida a exemplo de status de variáveis de execução do código! Memória EEPROM

38 Onde comprar?

39 No Brasil...

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41 No Exterior...

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43 Arduino Shields

44 O conceito de shields permite empilhar placas com diferentes funcionalidades. Dá flexibilidade ao Arduino para se adequar a diferentes projetos de forma rápida, basta comprar o shield desejado e empilhar. Não encontrou um shield?! Você pode construir o seu e pessoas do mundo todo poderão comprar e será sempre compatível! Arduino Shields

45 shieldlist.org

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48 GPS GSM-GPRS

49 Display colorido Display 16x2 Display de 7 segmentos

50 Controle de Motor Ponte H – 1A Controle de Motor Ponte H – 2A

51 GameDuino Saida VGA Audio Stereo joystick

52 Ethernet Wi-Fi

53 microSD SDCard logger

54 ZigBee CanBus

55 ZigBee Saídas a Relé

56 Arduino MINI

57 Arduino UNO Arduino MINI Entradas e saídas digitais (I/O)14 (6 com saída PWM) Entradas analógicas8 Clock de operação16MHz ProcessadorAtmega168 – Atmel Microcontrolador de 8bits RISC com 131 instruções 2 timers de 8 bits 1 timer de 16 bits Portas de comunicaçãoGravação via RS-232 Alimentação recomendada7-9V (pode ser alimentado pela USB) Corrente DC máxima por pino de I/O40mA Memória Flash32kB Memória SRAM2kB Memória EEPROM1 kB

58 Arduino NANO

59 Arduino UNO Arduino NANO Entradas e saídas digitais (I/O)14 (6 com saída PWM) Entradas analógicas8 Clock de operação16MHz ProcessadorAtmega328 – Atmel Microcontrolador de 8bits RISC com 131 instruções 2 timers de 8 bits 1 timer de 16 bits Portas de comunicaçãoUSB e RS-232 Alimentação recomendada7-12V (pode ser alimentado pela USB) Corrente DC máxima por pino de I/O40mA Memória Flash16kB Memória SRAM1kB Memória EEPROM512 B Dimensão

60 Miniaturização Simplificada!

61 Arduino LilyPad

62 Arduino UNO Arduino Lilypad Entradas e saídas digitais (I/O)14 (6 com saída PWM) Entradas analógicas6 Clock de operação16MHz ProcessadorAtmega328 – Atmel Microcontrolador de 8bits RISC com 131 instruções 2 timers de 8 bits 1 timer de 16 bits Portas de comunicaçãoUSB e RS-232 Alimentação recomendada7-12V (pode ser alimentado pela USB) Corrente DC máxima por pino de I/O40mA Memória Flash32kB Memória SRAM2kB Memória EEPROM1 kB

63 Wearable Devices Funcional EstéticaDiversão

64 Software

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67 Tutoriais

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74 Software

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76 Tutoriais

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78 professor Victory Fernandes


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