STE29008-2019-2

Sistemas Embarcados: Diário de Aula 2019-2

• Professor: Roberto de Matos
• Encontros: 2ª e 4ª às 07:30h
• Atendimento Paralelo: 4ª às 10h e 14h (1h cada)
• Plano de Ensino.
• Cronograma de Aulas: Conteúdo Programado no Portal SIGAA

29/07/2019 – Apresentação

• Apresentação do professor.
• Apresentação da disciplina.
• 2017 Embedded Markets Study

31/07/2019 – Introdução

• Notas de Aula:
  • Introdução
  • Embedded Systems Development: Design Principles

05/08/2019 – GPIO

• Notas de Aula:
  • Embedded Systems Development: Design Principles

• Experimento:
  • Lab 01: GPIO - Hello LED
  • Arduino - Digital Pins

• Definição das Duplas:
  • Daniel e Anderson
  • Ameliza e Natalia
  • Guilherme e Marcone
  • Allex e Douglas
  • Fabiano e Filipe Kuhnen
  • Felipe Cardoso e Luiza
  • Gustavo e Gabriel

07/08/2019 – Experimento UART

• Serial Arduino

• Experimentos:
  • Lab 02: UART - Serial Communication
  • Lab 03: UART - Master/Slave

12/08/2019 – Projeto 1: Sensor de Temperatura - Arduino

• Notas de Aula:
  • https://www.arduino.cc/en/tutorial/AnalogInput
  • https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/analog-io/analogread/

Atividade

O objetivo deste experimento é apresentar um exemplo básico de programação de sistema embarcado com microcontrolador. Para isto, será desenvolvido um sensor de temperatura com comunicação serial utilizando a plataforma Arduino.

• Material necessário:
  • Arduino Uno;
  • Termistor NTC 10KOhm;
  • Resistor 10KOhm;
  • Matriz de contato;
  • Computador com IDE do Arduino instalada.

• Para completar o desafio, utilize o site arduino.cc como referência, e construa um sketch (programa na IDE do Arduino) que, a cada 1 segundo, pisque um LED (veja o LED já na placa do Arduino no pino 13), e leia um valor do sensor de temperatura e escreva, em graus celcius, na tela. Um pseudo-código da sua aplicação seria:

loop() {
    ligaLED();
    AdquireTemperatura(); // lê do ADC e converte para Celcius
    desligaLED();
    ImprimeResultado(); // pela serial
    dorme1segundo();
}

• Para completar esta atividade, você precisará:
  • Montar um circuito com divisor de tensão utilizando o NTC e o resistor para aquisição do sinal através de uma porta analógica do Arduino
  • Especificar um modelo (equação) para obter o valor da resistência do NTC a partir do valor de tensão lido no canal analógico do Arduino;
  • Utilizar o modelo de Steinhart-Hart para obter a temperatura a partir da resistência;
  • Calibrar o seu sistema para temperaturas entre 0 e 50 graus celcius (utilize esta calculadora e a tabela de resistência-temperatura do seu NTC abaixo);
  • No programa arduino, implemente duas versões do software: uma utilizando apenas "float" e outra utilizando apenas "int 32-bits" (compare as versões).

• Entregue um relatório curto (1 página), comparando os resultados obtidos em termos de:
  • Uso de memória de programa (flash - código-fonte);
  • Uso de memória de dados (RAM);
  • Tempo necessário para o cálculo (conecte o pino do LED a um osciloscópio - o tempo que o LED fica acesso é o tempo que leva para fazer o cálculo).

• Observações:
  • O trabalho deve ser executado em dupla.
  • Entrega até 18/08 via Sigaa

14/08/2019 – Projeto 1: Sensor de Temperatura - Arduino (cont.)

• Verificar "β parameter equation":
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Thermistor

19/08/2019 – Correção Projeto 1

• Implementado em conjunto a versão long e float.

21/08/2019 – Usando C++

Mudança de nível de abstração

• Arduino Mega --> ATmega2560 (Ex.: I/O Ports)
• Esquemático Arduino Mega
• Esquemático Arduino Mega - CLONE

Fonte: https://www.arduino.cc/en/Hacking/PinMapping2560

ATmega2560: I/O Ports

• Datasheet ATmega2560
• Datasheet ATmega2560 (local)

• Resumo Portas

• Tabela verdade de configuração das portas:

• Endereços registradores de I/O:

GCC, avr-libc

Fluxo Ferramentas:

AVR-LIBC:

• avr-libc
• A simple Project

Desenvolvimento:

• É obrigatório a instalação das ferramentas (Toolchain e o AVR-Libc).
• O aluno pode escolher usar o Eclipse ou montar seu próprio Makefile.

• Ferramentas Necessárias:
  • Instalação do Toolchain e AVR-Libc

• Instalação do Eclipse:
  • Eclipse IDE Neon.2 para Linux 64-bits (última atualização em 24/02/2017) - Mantido pelo Prof. Arliones.
  • OU
  • Instalação do Eclipse para C/C++ e Plugin dentro do Eclipse
  • E
  • Iniciando um projeto no Eclipse usando o AVR Plugin

• Makefile:
  • Guia
  • Exemplo Simples
  • Exemplo Complexo

Prática

• Implemente um programa usando GCC e avr-libc para ligar um led quando um botão for pressionado (exemplo)
• Operação de Bits em C/C++
• Operações Booleanas em C/C++
• Programming 101 - By Eric Weddington