Arduino - Aula 3 - Entradas e Saídas Digitais


Referência

  Video


Curso Setup e Loop

 

 

Entradas e saídas digitais


Configuração das entradas digitais

Antes de utilizar cada um pinos do Arduino em sua aplicação, você deve configurá-lo como entrada ou saída digital, conforme a necessidade. Por exemplo, para acionar um LED você deve configurar o pino como saída e para ver o estado de uma chave ou interruptor você deve configurar o pino  como entrada.

Na imágem acima vemos 1 LED sendo acionado pela porta 11, configurada como saída digital e 2 chaves conectadas às portas 7 e 8 cofiguradas como entrada digital.

Saída digital: LED, lâmpadas, buzinas, motores

 Entrada digital: chaves, sensores

Entradas Digitais

Por padrão os pinos no Arduino estão configurados como entradas digitais, porém, para ficar mais explicito  na programação, deve-se configurar o pino como entrada. 

 Para que se possa utilizar um pino como entrada digital, é necessário colocar um resistor de pull up (ligado a +5V) ou um resistor de pull down (ligado a GND) conforme o desenho abaixo.


Esses resistores garantem nível lógico estável, ou seja, a entrada digital não fica flutuando, quando por exemplo uma tecla não está pressionada. 

Geralmente utiliza-se um resistor de 10K para esse propósito.

 O microcontrolador ATmega328, da placa Arduino UNO, possui resistores de pull-up internos ( 20 kOhms) que facilitam a ligação de teclas, sensores sem a necessidade de conectar externamente um resistor de pull-up. A habilitação desses resistores é feita de maneira simples via software.

Configuração dos Pinos Digitais

Para se configurar um pino como entrada ou saída, utilizamos a seguinte função:
  • pinMode();
Ela geralmente é utilizada dentro da função setup(). Apresenta as seguintes características:

pinMode(pino, modo);

pino: Número correspondente ao pino que se deseja configurar, conforme a placa que está trabalhando. No caso da Arduino UNO e NANO pode ser de 0 a 13;

modo: Modo que deseja configurar o pino. INPUT, INPUT_PULLUP, OUTPUT.
  • INPUT: Entrada digital;
  • INPUT_PULLUP: Entrada digital com resistor de pull-up (ligado ao VCC) interno habilitado;
  • OUTPUT: Saída digital;

Leitura de uma Entrada Digital


A função para a leitura do estado de uma entrada digital é:
  • int digitalRead();
Essa função lê o valor presente em um pino digital. Ou seja, se essa entrada digital estiver ligada a uma chave, esse valor pode ser HIGH ou LOW. 
 

Imagem

Na foto acima, vemos uma chave (botão) conectado ao pino 2 do Arduino.

 Quando esse potão estiver acionado, a entrada retorna HIGH, de outra forma retorna LOW.

A função de leitura apresenta as seguintes características:

digitalRead(pino);

pino: valor correspondente ao pino que se deseja ler.

Retorno:  HIGH ou LOW.

Acionamento de uma Saída Digital

Para acionarmos uma saída digital, utilizamos a função:
  • digitalWrite();
A função digitalWrite() coloca um nível lógico Alto (HIGH, 5V) ou baixo (LOW, 0V) em um pino configurado como saída digital.

digitalWrite(pino, valor)

pino: Número correspondente ao pino;
valor: HIGH ou LOW

Exemplo

Para exemplificar a utilização de pinos de I/O digitais, vamos desenvolver uma aplicação de leitura de tecla e acionamento de LED, conforme o a montagem feita no software Fritzing exibida a seguir:




                                                                            Imagem



 O esquema elétrico obtido a partir do Fritzing é exibido abaixo, note que no circuito há um resistor de pull-up que garante nível lógico alto quando tecla não está pressionada:



Imagem



O exemplo consiste em ler a tecla S1 e ligar o LED caso a mesma estiver pressionada. Caso não esteja sendo pressionada, o LED deve permanecer desligado. 

O Sketch a seguir exibe a programação:


/*
Leitura de tecla
O exemplo le uma tecla conectada ao pino 2 e aciona um led conectado ao pino 13
*/
int ledPin = 13; // cria uma variável "int" com o número do pino ligado ao LED
int inputPin = 2; // cria uma variável "int" com o número do pino conectado a tecla
int val = 0;  // cria uma variável para armazenar o estado da entrada digital

void setup()
{
  pinMode(ledPin, OUTPUT); // declara o pino do led como saída
  pinMode(inputPin, INPUT); // declara o pino da tecla como entrada
}


void loop()
{
  val = digitalRead(inputPin); // le o valor na entrada e armazena na variável val
  if (val == LOW) // se valor está em zero( tecla pressionada)
  {
    digitalWrite(ledPin, HIGH); // Liga LED indicando tecla pressionada
  }
  else
  {
    digitalWrite(ledPin, LOW); // Desliga LED indicando tecla solta
  }
}

 A programação apresentada acima possui uma estrutura bem simples e serve de inicio para a manipulação de pinos de I/O digitais. Com as três funções apresentadas é possível aplicar em diversos projetos que necessitem de acionamento e leitura de sinais digitais. Agora para fixar os conceitos apresentados é necessário colocar a mão na massa!!!

Exercícios

 

1) Para que serve a função pinMode() ?


2) Para que serve a função digitalRead() ?



3)  O que pode ser acionado por uma saída digital?



4) Que tipo de informação pode ser recebida por uma entrada digital?




5) Que tipo de informação é recebida pela função digitalRead() ?




6) O que é um resistor de Pull-down?




7) Para que serve o modo INPUT_PULLUP ?





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