Aula 3: Aprenda a piscar um LED

Nesta aula iremos fazer uma luz piscar. Parece um projeto simples demais, mas isso exemplifica a utilização do Arduino para controle de dispositivos externos. Os conceitos aprendidos neste exemplo servem para acionamento de outros dispositivos como ventilador, lâmpadas, motores e etc.

Funcionamento Pisque um LED

Fazer uma luz piscar é um projeto tão importante, que existe até uma competição internacional para ver quem faz uma luz piscar de maneira mais impressionante, mostrando domínio de eletrônica e programação. É o primeiro passo que se dá quando se começa a trabalhar com uma placa, porque ele mostra que você é capaz de programá-la. Esse primeiro projeto será um pequeno grande passo para que você aprenda eletrônica e programação e possa fazer projetos mais complexos.

Material necessário

Em todos os projetos teremos uma seção que mostra os componentes que iremos utilizar. Se você tiver alguma dúvida sobre qual é o componente, você pode voltar na lista de materiais:

Muitos nomes que você nunca viu na vida? Fique tranquilo que vamos explicar um pouco como funciona cada componente novo que apareceu na lista. Claro que no primeiro projeto essa explicação vai ser grande, mas conforme você for fazendo mais projetos, vai se familiarizando com os componentes e essa lista de desconhecidos vai ficando cada vez menor.

Como funciona a protoboard?

A protoboard é um componente utilizado e em quase todos os projetos de eletrônica. É sobre ela que se faz a montagem dos circuitos eletrônicos, ação também conhecida como prototipagem. Ela é cheia de furos, onde você pode encaixar os pinos dos componentes ou mesmo um fio diretamente, e tem uma lógica de conexão entre os furos que, depois que você entende, a montagem dos seus projetos fica bem intuitiva.

Protoboard

Com a protoboard podemos experimentar a montagem de diversos tipos de combinações de componentes eletrônicos e circuitos sem a necessidade de conectá-los permanentemente. Caso haja a necessidade de trocar um componente de posição ou mesmo substituí-lo, isso pode ser feito de maneira muito rápida e fácil.

Na protoboard existem dois blocos de colunas B e C. Cada coluna possui 5 furos e esses estão interligados entre si como mostrado nas linhas cinzas. Uma coluna não possui conexão interna com a coluna ao lado. Os blocos B e C não são interligados entre si, sendo separados por uma cavidade central, e é que são colocadas a maior parte do circuito.

Esquema da protoboard

Já nos blocos A e D, nas extremidades superior e inferior da protoboard, temos as linhas em vermelho e azul. Todos os furos de uma mesma linha  estão interligados entre si, mas os furos da linha vermelha não estão conectados aos furos da linha azul. Na linha vermelha existe um sinal de positivo “+” e na azul um sinal de negativo ”-”. É nessas linhas que ligamos a energia do circuito que vamos montar: nos projetos com Arduino, são os pinos 5 V e GND. Geralmente se coloca o 5 V no vermelho e o GND no azul, mas isso não é uma regra e não vai mudar nada no circuito, é apenas uma questão de organização.

Nos nossos projetos sugerimos uma montagem através de um desenho auxiliar. Mas se você mantiver as mesmas conexões e respeitar a lógica da protoboard, pode montar o projeto em qualquer lugar dela.

O que é um LED?

LED (do inglês, Light Emitting Diode) é um diodo emissor de luz, sendo basicamente é uma lâmpada que consome pouca energia. Por seu baixo consumo, está se tornando cada vez mais comum o seu uso em casas.

O LED, assim como alguns componentes, possui um lado positivo “+” e um lado negativo “-“, essa característica também é conhecida como polaridade. Para esses componentes, se ligar de modo invertido, ele não irá funcionar e pode até acabar danificando. A haste (perna) maior do LED é o lado positivo e a menor é o lado negativo. Você pode ver também pelo lado mais achatado, que é o lado negativo enquanto o lado arredondado é o positivo.

Pinagem do LED

A montagem correta de um LED em uma protoboard é feita como mostrado na figura abaixo. Os dois terminais do LED não podem ficar na mesma coluna da protoboard, lembrando que os furos das colunas são conectados entre si na vertical. Esse mesmo princípio de montagem se aplica também a outros componentes do kit.

Ligação do LED errada

Ligação do LED certa

O que é um resistor?

O resistor é o componente elétrico mais comum que existe. Uma das aplicações de um resistor, e a mais comum, é limitar o fluxo da corrente elétrica que passa em um circuito.

Os resistores têm diferentes valores de resistência, quanto mais alta a resistência, mais ele irá limitar a corrente que passa por ele. O valor do resistor é fixo e é indicado pelas faixas de cores pintada nele.

Resistores

Utilizando um resistor de valor 220 ohm, por exemplo, reduzimos a corrente do circuito para trabalhar nos valores que o LED suporta. Sem o resistor, a corrente que passa pelo LED seria muito grande e acabaria queimando ele.

Você pode ligar um resistor tranquilamente pois ele não tem lado positivo ou negativo, ou seja, tanto faz o lado que é conectado.

O que é um jumper?

Jumper é o fio que liga os vários componentes de um circuito. Você pode ligá-los na protoboard, na placa Arduino ou mesmo direto no componente. Para ajudar na organização do seu circuito os jumpers vêm em diversas cores, mas as cores não alteram em nada o seu funcionamento.

Jumpers macho-macho

Nos esquemas de montagens de circuitos eletrônicos, os jumpers são representados apenas como traços coloridos, que ligam os componentes.

Como funciona um circuito eletrônico?

Antes de montarmos o primeiro circuito é interessante aprender um pouco sobre o que é um circuito e alguns conceitos básicos. Um circuito elétrico basicamente é um laço onde circula energia elétrica, fazendo com que cada componente funcione. Veja abaixo um circuito básico de eletrônica composto de uma fonte de energia, resistor e LED.

Esquema elétrico Pisque um LED

O lado positivo da fonte é chamada de VCC ou 5 V e o lado negativo é chamado de GND. Uma fonte pode ser uma bateria ou pilha que quando ligada faz com que o circuito funcione. Também veremos que algumas portas do Arduino podem fazer um papel de fonte, assim podemos ligar e desligar o circuito utilizando programação.

Nesse exemplo, o LED acende quando a fonte de energia é ligada e ao se desligar a fonte de energia, o LED apagará. O resistor é colocado para reduzir a corrente que passa pelo circuito inteiro.

Circuito Pisque um LED

No caso do nosso projeto, a fonte de energia vem da porta 11 do Arduino. Com a programação correta, é possível ligar e desligar a energia do pino 11, fazendo o LED acender e apagar.

No esquema da montagem do circuito, as linhas coloridas são a representação gráfica dos jumpers. Utilize-os para ligar os componentes entre si conforme a ilustração abaixo. Note que o pino 11 está conectado ao lado positivo do LED, enquanto o GND vai no pino negativo, passando antes pelo resistor.

Montagem Pisque um LED com Arduino

A representação de um circuito da montagem acima seria a seguinte:

Esquema elétrico Pisque um LED

Não é necessário conectar os componentes exatamente nos mesmos furos como indicados acima, basta apenas que os terminais de cada componente não estejam na mesma coluna. Também não importa se o resistor está antes ou depois do LED, ele vai reduzir a corrente do laço estando antes ou depois. Veja abaixo montagem alternativa do circuito acima mas que funciona da mesma maneira. Note que o pino GND do Arduino ainda está conectado no negativo do LED e o pino 11 ainda está no positivo do LED.

Montagem alternativa de Pisque um LED

Veja abaixo o circuito alternativo representando a montagem acima.

Esquema elétrico alternativo Pisque um LED

Código Pisque um LED

Copie o código abaixo e cole o mesmo na IDE Arduino.

// Programa : Pisque um LED
// Autor : FILIPEFLOP

void setup()
{
  //Define a porta do led como saida
  pinMode(11, OUTPUT);
}

void loop()
{
  //Acende o led
  digitalWrite(11, HIGH);
  
  //Aguarda intervalo de tempo em milissegundos
  delay(1000);
  
  //Apaga o led
  digitalWrite(11, LOW);
  
  //Aguarda intervalo de tempo em milissegundos
  delay(1000);
}

Depois, verifique e carregue o código para a placa utilizando o cabo USB.

Possíveis erros

Caso o projeto não funcione, verifique alguns dos possíveis erros:

  • Na hora da checagem, apareceu alguma mensagem em vermelho? Verifique o código e caso não encontre o problema, copie e cole novamente o código na IDE Arduino e tente mais uma vez;
  • Verifique se os jumpers estão na mesma coluna dos terminais dos componentes, fazendo assim a conexão;
  • Verifique se os jumpers estão ligados nos pinos corretos no Arduino;
  • Verifique se o LED não está conectado invertido ou seja, terminal negativo no pino 11 e positivo no pino GND;
  • Verifique se o código carregou na placa através da IDE Arduino.

Desafios

Veja abaixo alguns desafios que você pode tentar!

  • Troque o LED por outro de cor diferente;
  • Monte o circuito de uma maneira alternativa usando outros furos e posições na protoboard;
  • Mude o intervalo de tempo que o LED pisca mudando o valor na programação na linha delay(1000); por exemplo: delay(250).