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Aprenda diversos conceitos interagindo com o mascote do Android



No mundo da programação, geralmente nos deparamos com diversos conceitos, siglas e plataformas que ainda não faziam parte do nosso vocabulário. Mesmos os desenvolvedores mais experientes passam por esta etapa. Ainda mais quando uma nova onda invade o ambiente de estudo: a internet das coisas. Junto com ela, o conceito de make yourself, placas de prototipação como arduino e diversos mini-pcs, o mais famosos deles o Raspberry Pi.
Neste pequeno artigo pretendo mostrar de forma prática o que são e para que servem estas 4 palavras: arduino, adk, protoboard e sensores. Para tornar o aprendizado mais animador proponho um código que irá ligar os olhos do robozinho verde símbolo da plataforma Android.
Começaremos pelo arduino. Esta placa, usada principalmente para prototipação de projetos eletrônicos , teve um enorme sucesso. Prova disso é o recente interesse da gigante Intel, e a criação do Intel Galileo, baseado justamente neste produto italiano criado por Mássimo Banzi.
O arduino é um projeto open-source e open-hardware, resultante da união entre uma placa antecessora chamada Wiring e uma linguagem de programação chamada de Processing. Na figura abaixo temos o Arduino Uno na parte inferior e o Iteaduino ADK na parte superior.

O Arduino Uno é baseado no microcontrolador ATMega 328, um dos mais comuns no mercado. Perceba que na parte superior encontram-se 14 portas digitais mais um terra (gnd) e um aref. Na parte inferior a esquerda temos portas de entrada de energia, mais dois terras e reset. Na parte inferior a direita temos 6 portas analógicas.
Porém, perceba que uma placa arduino sem nenhum componente adicional não tem nenhuma utilidade. É neste momento que entram os sensores. Estes, captam dados e informações do mundo externo, propiciando que programadores desenvolvam uma lógica computacional encima dos mesmos. Por exemplo, com um sensor de luz e um sensor de presença podemos criar um sistema de alarme residencial extremamente confiável.
Dependendo do sensor a ser utilizado saberemos quais portas devemos utilizar. Por exemplo, um simples LED usa uma porta digital e uma porta terra. Já um sensor de luz, por exemplo, é um sensor analógico e deve ser ligado nos pinos mencionados na parte inferior direita do Arduino Uno.
Voltando a imagem anterior, na parte superior temos um Arduino Mega. Visualmente já percebemos uma quantidade muito maior de portas analógicas e digitais. Além disso, ele também tem um microcontrolador ATMega 2560, e também podemos encontra-lo usando o ATMega 1258. A mudança é na memória ROM Flash. O 328 tem 32Kb, o 2560 tem 256Kb.
O Arduino Mega também é a base para o Adk (Accessory Development Kit), uma placa criada pelo Google para que desenvolvedores criassem hardware para smartphones Android. O ADK possui um protocolo específico (AOA Protocol) que pode ser usado para troca de dados via serial ou bluetooth entre um aplicativo Android e a placa Arduino.
Para unir todos estes conceitos vamos à codificação da placa. Será usado um sensor de presença ultrassônico, semelhante ao mostrado abaixo. A idéia é que ao aproximarmos algum objeto do sensor os olhos do mascote do Android, desenhado no ADK, se acendam.

Perceba que ele tem quatro “perninhas”, nomeadas com VCC, Trig, Echo e GND. O VCC é o sinal de 5V, o Echo e o Trig devem ser colocados em portas digitais. E o GND é o ground, ou terra. O problema é que no arduino estas portas não estão localizadas lado a lado, para que possamos simplesmente acoplar o sensor na placa. É neste momento que entra em ação a protoboard.
A protoboard é mostrada na figura abaixo. Ela apresenta diversos tamanhos e formatos. Neste projeto utilizei a versão mini. Mas independente da versão, todas apresentam furos conectados verticalmente, como mostra a Figura.

Agora veja como conectamos o sensor de proximidade a protoboard e esta, por sua vez, ao arduino adk.

O fio preto está ligando o terra do sensor a porta terra do adk. Os dois fios azuis estão ligando o echo e o trigger as portas digitais 11 e 12. O fio laranja liga o VCC do sensor ao pino 5 volts do ADK.
Depois disso veja o código Arduino (para baixar a ide acesse www.arduino.cc).

#include <NewPing.h>
#define TRIGGER_PIN  12
#define ECHO_PIN     11
#define MAX_DISTANCE 200

NewPing sonar(TRIGGER_PIN, ECHO_PIN, MAX_DISTANCE);

unsigned int distancias[5];
int qtdLeu = 0;

void setup() {
  pinMode(18, OUTPUT);
  pinMode(19, OUTPUT);
}

void loop() {
  unsigned int uS = sonar.ping();
  unsigned int cm = (uS / US_ROUNDTRIP_CM);
 
  if (qtdLeu < 3){
    distancias[qtdLeu] = cm;
    qtdLeu++;
  } else {
    distancias[0] = distancias[1];
    distancias[1] = distancias[2];
    distancias[2] = distancias[3];
    distancias[3] = distancias[4];
    distancias[4] = cm;
   
    int media = (distancias[0] + distancias[1] + distancias[2] + distancias[3] + distancias[4]) / 5;
   
    if (media < 15){
      digitalWrite(18, HIGH);
      digitalWrite(19, HIGH);
    } else {
      digitalWrite(18, LOW);
      digitalWrite(19, LOW);
    }
  }
}

O experimento em funcionamento pode ser visto neste link.
Espero ter demonstrado de forma prática o que significa cada palavra mencionada no início deste pequeno artigo. Qualquer dúvida ou sugestão comente o post que respondo assim que possível. Obrigado
Att - Ricardo

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