Simplificando a montagem de sensores no Esp e Arduíno para aulas Makers com I2C.

Introdução

Atualmente o mercado nacional voltado às criações Makers tem evoluído consideravelmente em termos de tecnologias empregadas e demanda por profissionais na área, onde logo essa crescente acaba impactando diretamente os ambientes de ensinos tecnológicos. No post de hoje iremos expor um modo simplificado de montar sensores para as linhas de microcontroladores ESP e Arduíno via protocolo de comunicação I2C de modo que durante as aulas, professores foquem no ensino da lógica empregada aos seus projetos.

Materiais Necessários para o Projeto

Para fazer este projeto, iremos precisar dos seguintes materiais e serviços:

• 1x Módulo WiFi ESP8266 NodeMcu ESP-12E ou
• 1x Uno R3 + Cabo Usb para Arduino
• 1x Cabo Micro USB para Arduino Leonardo, Micro, DUE e Raspberry Pi
• 1x Jumpers – Macho/Macho – 20 Unidades de 20cm
• 1x Protoboard 400 Pontos
• 1x LED Difuso 5mm Azul
• 1x Resistor 330R 1/4W (10 Unidades)
• 1x Módulo Serial I2C para Display LCD.
• Materiais para confecção de placas de circuito impresso (opcional).

Breve Resumo

ESP8266 NodeMCU:  Será a placa de desenvolvimento usada neste projeto, seu funcionamento é similar às placas Arduino, mas com algumas particularidades que fazem com que seja  melhor escolha para este projeto:

• Bastante compacto
• WiFi nativo
• Baixo consumo de energia
• Compatibilidade com a Arduino IDE e suas bibliotecas.

Caso você não conheça a placa NodeMCU ou deseja saber mais, poderá aprender sobre ela clicando neste nosso post. Módulo Serial I2C para Display LCD: Se você já trabalhou com projetos usando Arduino e displays LCD, provavelmente percebeu que a quantidade de pinos disponíveis se torna um desafio, não é? Eu já passei por isso! Mas a boa notícia é que existe uma solução prática e inteligente: o Módulo Serial I2C para Display LCD. Ele permite que você conecte seu display LCD utilizando apenas dois pinos do seu microcontrolador, liberando espaço para outros sensores, módulos e componentes no seu projeto. Esse módulo funciona como uma ponte entre o seu display LCD (geralmente aquele 16x2 ou 20x4) e seu Arduino, ESP8266, ESP32, PIC, entre outros. Ele utiliza o protocolo I2C, que além de reduzir a quantidade de conexões, simplifica bastante a programação e a montagem do circuito. Na prática, você terá uma prototipagem muito mais limpa, organizada e eficiente. Se você quer deixar seu projeto mais profissional, esse módulo é simplesmente indispensável. Parece demorado e complicado? Só parece. É bastante simples e vale muito a pena conferir.

Executando o Projeto

Instalando e configurando código básico I2C Primeiro devemos fazer o carregamento de um código simples para leitura I2C em nosso Arduíno ou Esp

#include <Wire.h>

#define I2C_ADDR 0x27  // troque se o scanner mostrar outro endereço

void setup() {
  Wire.begin(); // inicia I2C
}

void loop() {
  // Escreve no registrador inteiro (8 bits = P0..P7)
  Wire.beginTransmission(I2C_ADDR);
  Wire.write(0b11111101); // Todos HIGH, exceto P1 que fica LOW
  Wire.endTransmission();

  delay(1000);

  Wire.beginTransmission(I2C_ADDR);
  Wire.write(0b11111111); // Todos HIGH (liga LED no P1)
  Wire.endTransmission();

  delay(1000);
}

Basicamente cada bit da biblioteca Wire corresponde a um pino do PCF8574. Então para ligar um LED no Terminal P1, ligue o LED entre VCC (5V) e P1 (com resistor). Assim, quando o terminal for 1, o LED acende (caminho para GND) conforme diagrama abaixo:

Conclusão

Então, com tudo finalmente concluído, você pode dar comandos aos seus dispositivos conectados via protocolo I2C a partir do seu Arduino ou ESP de modo a sempre utilizar apenas 4 cabos! Com o conhecimento adquirido aqui, você poderá também serializar uma linha de componentes plug and play (conexão simples) para uso no dia a dia com tais dispositivos conforme mostrado no vídeo abaixo:

Aproveite a criatividade e automatize, adicione, integre sensores e coloque em prática todo o seu conhecimento em robótica e automação. Gostou do projeto? Deixe aqui embaixo seu curtir para nos incentivar a trazer sempre mais conteúdos. Em caso de dúvidas e sugestões, deixe um comentário! Deixo aqui o meu muito obrigado por você ler até aqui.

Sobre o Autor

Lucas Schiavon Calu