Configurando e usando o Shield Multifunções

Este shield é dito como de aprendizado por ter um conjunto de circuitos bem completo e compatível com arduíno. Saídas modificadas para sensores IR e temperatura, piezo com nível de ruído bem alto, potenciômetro de precisão ajustável, display de 7 segmentos, 3 botões de uso livre, saída para módulos RF, bluetooth e reconhecimento de voz. As funcionalidades são enormes.

 

Neste tutorial explicarei como acoplar este shield no arduino, baixar a biblioteca específica e programar dentro da biblioteca deste shield. Vale dizer que o próprio fabricante já disponibiliza essas bibliotecas, exemplos e esquemático do shield. Acesse o seu manual aqui e seu site oficial aqui.

 

Acoplando o Shield ao Arduino

 

Shield MultifunçõesShield Multifunções

Figura 1 - (a) Conexão da placa Arduino Uno com o shield (com proteção). (b) Shield multifunções já ligado.

 

Na Figura 1.a mostra a placa Arduino Uno conectada com o shield, mas sem ligar a porta USB. Uma nota importante é fazer como fiz na foto. Coloque algo que isole o shield do Arduino, pois a parte metálica poderá fechar curto com a solda do display de 7 segmentos, como consta na mesma figura.

 

Na figura 1.b vemos o shield multifunções já ligado. Podemos ver que ele ainda não está pronto. Vemos também como ele é rico tanto em componentes eletrônicos, quanto em funcionalidades. Outro conselho importante é verificar o consumo de energia e a sua alimentação. Quanto mais recurso e sensores acoplados, mais energia é gasta. O ideal é usar a porta USB e uma fonte externa que não exceda o valor máximo do regulador de tensão do Arduino. Dúvidas sobre fontes externas e consumo do Arduino, existe este link no próprio site Embarcados.

 

Funcionalidades do Shield

 

 

Neste “desenho” deixei o que já tinha buscado algum tempo atrás. Os 2 circuitos integrados U3-U2 fazem o controle entre o display e os pinos. O potenciômetro de precisão ajustável fornece ajuste de tensão no pino A0, e possui um capacitor para atenuar ruídos e pode ser visto no display seu valor usando o algoritmo no arduino.

 

O header na parte superior esquerda é onde se pode usar o módulo bluetooth, comunicação RF com o módulo APC220, muito usado para longas distâncias via radiofrequência e módulo de reconhecimento de voz. Notem que os pinos são os digitais 0 e 1, com 5 V e GND no final.

 

Os leds possuem resistores para limitar a corrente que chega neles e indicar quais pinos estão sendo usados. Possuem um exemplo de acionamento destes pinos (similar ao Blink original do Arduino). Os três Pushbuttons fornecem saída de 5 V pelo fato do circuito possuir resistores em pull-up.

 

Outra adaptação interessante é a saída de 6 pinos para uso dos sensores. Os 3 primeiros pinos são do sensor de temperatura Dallas DS18B20 que pode, junto com o display, construir um termômetro digital. Os 3 pinos restantes pertencem ao sensor de temperatura LM35, que pode fazer a mesma função. Um ponto interessante é que os 3 primeiros pinos podem ser usados com o sensor IR, que pode ser retirado de qualquer equipamento eletrônico que tenha este sensor, como dvds, TVs, etc. Os 12 pinos podem ser usados para outros sensores, servos e alimentação, como demonstrado na imagem, à direita. O piezo é ligado ao pino digital 3, que pode ser acionado pelo algoritmo em conjunto com outras funções como: sensor ultrassônico, sensor de batimento cardíaco, servos ou como alerta baseado na temperatura enviando beeps. Enfim, as funções são enormes e vale da criatividade de quem for usar para seus projetos.

 

Arduino IDE e Bibliotecas

 

 

No próprio manual temos as informações de quais bibliotecas baixar e precauções. A biblioteca TimerOne e Software I2C é bem conhecida para quem usa arduino, já a Multi-function Shield Library foi criada pelo desenvolvedor do shield e é nela que devemos focar, pois só podemos evocar funções adicionais dentro da compatibilidade de software e hardware.

 

Um ponto interessante que vemos agora e que poderá incentivar quem gosta de fazer seu próprio sistema embarcado: podemos criar bibliotecas baseadas no hardware que criamos! Por tal motivo, sempre digo que o limite da Internet das Coisas é sua criatividade! Seguindo os links no manual, os passos que devemos seguir é de baixar essas bibliotecas em formato .ZIP. Após descompactar, abriremos o local da pasta Libraries do Arduino. Copiamos e colamos a  pasta descompactada “Multi-Function Shield Library” dentro da pasta Libraries do Arduino. Abaixo deixarei imagens que fiz no meu próprio computador para ajudar.

 

 

Note que instalei na pasta as 3 que constam no Manual. Agora vamos nas pastas “Exemplos” e teremos já vários códigos prontos para testes. Os códigos de exemplos podem ser baixados no Link dentro do Manual em PDF citado acima. Mais algumas imagens em como deixar os exemplos disponíveis passo a passo.

 

 

 

 

 

Creio que está suficientemente claro os passos até agora. Então vamos para a IDE Arduino e testar o algoritmo de exemplo do Sonar_Ranger com o sensor Ultrassônico HC-SR04, e visualizar no display a distância com o piezo apitando em função da distância de um objeto.

 

IDE Arduino - Exemplos

 

 

 

 

Como vemos, o algoritmo exemplo já está pronto para colocar o sensor. Basta verificar se as bibliotecas estão no local certo, verificar o algoritmo pela IDE e carregar para o arduino. Segue abaixo o teste com arduino Uno feito para este tutorial.

 

 

Terminamos! Nesta imagem, o sensor ultrassônico envia os valores em centímetros, com o piezo apitando em função da distância. Neste algoritmo foi definido para o piezo somente apitar mais vezes em função da distância do objeto. Quando fora do alcance, maior que 100 cm, está fora de alcance e não gera “beep”. Quando menor que 100 cm, o beep vai aumentando sua cadência até apitar constantemente quando a distância for menor que 10 cm.

 

A gama de projetos deste este shield é interessante. Espero que tenham gostado e até a próxima!

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Tiago Augusto Torres Moreira
Entusiasta por prototipagem, Analista de sistemas, tendo cursado 2 anos de astronomia na UFRJ, atuo como voluntário no estudo de meteorítica. Por ser Radio-amador e também, notar que na astronomia , sistemas embarcados vem cada vez mais sendo adotados em observatório Robóticos, me dedico em soluções aplicadas na tomada de decisões para fins científicos e amadores. Sendo elas; estações meteorológicas de baixo custo,sistemas de segurança baseados em sensores ambientais, monitoramento na Nuvem e desenvolvimento de aplicativos para estas finalidades. Nas horas livres, me dedico à Filosofia, Escrita e História.

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