O Procedimento Arduino

[pic 1]	ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
DISCIPLINA	ROBO	Robótica
TURMA	PERÍODO	NOME DOCUMENTO	DATA
EMECN16-A EMECN16-B	9º período 2017/1	ROBO-RAP-06	02/05/2017

Aula Prática 06

Controlando Saídas

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Objetivos

O objetivo central desta aula prática são:

• Controlar saídas de alta corrente
• Ligar e desligar um relê

Materiais Necessários

Os materiais necessários para a realização desta aula prática serão:

• Microcomputador com sistema operacional Windows e no mínimo porta USB. Aceitável uso de notebook’s.

Necessário software do Arduino previamente instalado com a biblioteca do Arduino Due.

• Arduino - preferencialmente Arduino Due
• 1 X LED - qualquer tamanho e qualquer cor
• 1 X resistor de 330Ω x 1/8W
• 1 X resistor de 1kΩ x 1/8W
• 1 X resistor de 22kΩ x 1/8W
• 1 X chave simples - push-button
• 1 X mini-relê - bobina de 5V ou 12V
• 1 X placa de prototipagem rápida (proto-board)
• 1 X fonte de alimentação ajustável
• fios diversos para ligação da proto-board
• Alicate para descascar fios

Literatura Recomendada e Referências Bibliográficas

• CRAIG, John J. Robótica. 3. ed. São Paulo: Pearson Education, 2012.
• ROSÁRIO, J. M., Princípios de Mecatrônica. São Paulo: Pearson, 2005.
• SAEED B. N. Introdução à Robótica - Análise, Controle, Aplicações. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2013.
• SOLOMAN, S. Sensores e sistemas de controle na indústria. Rio de Janeiro: LTC, 2012.
• BOLTON, William. (01/2010). Mecatronica: uma abordagem multidisciplinar, 4ª edição
• MONK, Simon. Programação com Arduino: Começando com Sketches - Série Tekne. AMGH, 03/2013.
• MONK, Simon. Programação com Arduino II: Passos Avançados com Sketches - Série Tekne. Bookman, 01/2015.

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[pic 2]	ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
DISCIPLINA	ROBO	Robótica
TURMA	PERÍODO	NOME DOCUMENTO	DATA
EMECN16-A EMECN16-B	9º período 2017/1	ROBO-RAP-06	02/05/2017

Diagrama de montagem da protoboard

Os alunos deverão montar a proto-board conforme o circuito abaixo.[pic 3][pic 4][pic 5]

Circuito Elétrico

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[pic 6][pic 7][pic 8]

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[pic 9]	ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
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TURMA	PERÍODO	NOME DOCUMENTO	DATA
EMECN16-A EMECN16-B	9º período 2017/1	ROBO-RAP-06	02/05/2017

Considerações sobre o circuito montado

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O limite de corrente prático que cada pino do Arduino possui é da ordem de 25mA . Quando se deseja acionar uma carga indutiva (um motor, um solenóide, um relê, etc.) o pino do Arduino não será capaz de acionar esta[pic 10][pic 11][pic 12]

carga sozinho. Para isso devemos utilizar alguma forma de acionar uma carga de alta corrente com uma corrente bem baixa de acionamento. Temos vários recursos disponíveis: transistor, relês, etc.

O transistor

O transistor essencialmente, funciona como um amplificador de corrente, isto é, a partir de uma corrente baixa em sua entrada ele consegue fazer circular uma corrente alta em sua saída. Existem várias formas de se ligar um transistor, sendo uma forma comum a polarização de emissor comum - conforme ilustração ao lado.[pic 13][pic 14][pic 15]

Todas as vezes que for utilizado uma carga indutiva, deve ser utilizado um diodo de proteção (1N4007). Este diodo serve para proteger o circuito contra o pico de tensão reversa que surge quando a carga e desligada. Este fenômeno é presente em todos os dispositivos indutivos.

O cálculo do resistor R1, deve ser feito conforme exemplo abaixo. O exemplo considera o uso do transistor BC548, e um relê com resistência aproximada da ordem de 400Ω.

DESCRIÇÃO	FÓRMULA	VALOR CALCULADO	CONSIDERAÇÕES
Resistência da carga	Rcarga	400 Ω	Resistência elétrica da bobina do relê
Tensão de alimentação da carga	VCC	12,00 V	Tensão de alimentação da carga (relê)
Tensão de entrada	Vin	3,30 V	Tensão de saída do Arduino
Ganho do transistor	hFE	200	Obtido no datasheet do transistor
Corrente do coletor	I  [A] = VCC − 0, 7V C        R carga	28,25 mA	Verificar se esta corrente está dentro do limite de corrente do transistor - para o BC548 esta corrente é da ordem de 300mA
Corrente da base	I  =  IC B        h FE	0,141 mA
Resistor de base	R        = Vin − 0, 7V base        I B	18.407 Ω