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Juliana Karoline de Sousa | @julianaklulo PROGRAMANDO UM ROBÔ IOT USANDO MICROPYTHON E RASPBERRY PI PICO

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JULIANA KAROLINE DE SOUSA | @JULIANAKLULO ➔ Cientista da Computação | UFSCar ➔ PyLadies São Carlos | co-fundadora e organizadora ➔ Grupy-Sanca | co-fundadora e organizadora ➔ Software Engineer | Omnivector Solutions ➔ IoT, robótica, impressão 3D e gatinhos :3

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AGENDA Escolha do robô Por que esse robô? 01 Specs do robô Componentes e esquemático 02 Montagem Fotos do robô sendo preparado e montado 03 Controlando o robô Configurando e utilizando o Blynk 04 Programando o robô Código em Arduino vs MicroPython 05 Demonstração Mostrando o robô em funcionamento 06

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A ESCOLHA DO ROBÔ Por que esse robô em específico? 01

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ROBÔS QUE EU JÁ TINHA INTEL EDISON INTEL GALILEO ARDUINO MEGA ARDUINO UNO NODE MCU

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POR QUE ESSE ROBÔ? POR QUE ESSE ROBÔ?

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ESPECIFICAÇÕES DO ROBÔ Lista de componentes do projeto 02

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No content

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MICROCONTROLADOR?

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COMPONENTES DO MICROCONTROLADOR MICRO PROCESSADOR MEMÓRIA I/O TIMERS ADC SERIAL I/O

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➔ Raspberry Pi Pico + Barra de Pinos ➔ Módulo WiFi ESP8266 ESP-01 ➔ LED RGB Difuso ➔ Buzzer Ativo 5 V ➔ Micro Servo 9g SG90 TowerPro ➔ 2 Motores DC com Caixa de Redução e Eixo Duplo + Ponte H L298n ➔ 2 Rodas para Robô ➔ Bateria Li-Po 450 mAh + Módulo de Carga TP4056 ➔ Chave Liga-Desliga 10 A ➔ Case impresso em 3D LISTA DE COMPONENTES DO ROBÔ

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CIRCUITO DO ROBÔ

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CONTROLE DO ROBÔ App Mobile Cabeça Slider para girar o servo motor (0-180º) Buzzer Botão para fazer o buzzer funcionar LED RGB Zebra Selector para criar cores RGB Rodas Botões para controlar a direção das rodas

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MONTANDO O ROBÔ Preparando, soldando e interligando os componentes 03

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SOLDA DA BARRA DE PINOS

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CONEXÃO DO MÓDULO DE CARGA

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CONEXÃO DA PONTE H NOS MOTORES

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TESTE DOS COMPONENTES

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CONEXÃO DOS JUMPERS

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FINALIZAÇÃO DA MONTAGEM

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CONTROLANDO O ROBÔ Configurando o Blynk 04

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PLATAFORMA INTEGRADA PARA IOT?

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Blynk Cloud Blynk Library Blynk IoT Aplicativo customizável para controlar e exibir dados Nuvem com comunicação bi-direcional entre app e dispositivo Biblioteca para interação com o dispositivo

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Pros ➔ Fácil de usar ➔ Suporta várias plataformas ➔ Permite conexão remota ➔ Possui plano grátis Cons ➔ Protocolo proprietário ➔ Erros de comunicação intermitentes ➔ Número limitado de dispositivos ➔ Documentação escassa

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USANDO O BLYNK

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COMPONENTES DO BLYNK Template Device Datastreams Widgets

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CRIANDO UM TEMPLATE

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CRIANDO UM DATASTREAM

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CRIANDO UM DEVICE

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CRIANDO UM WIDGET NO APP

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CONFIGURANDO O BLYNK NA PLACA Conexão com a internet Conexão com a Blynk Cloud Configuração dos callbacks (virtual pins) Lógica da aplicação

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PROGRAMANDO O ROBÔ Código em Arduino vs código em MicroPython 05

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FIRMWARES DISPONÍVEIS PARA A RASP PI PICO Arduino MicroPython

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ARDUINO (C/C++) VS MICROPYTHON Arduino (C/C++) MicroPython Modo de execução Compilado Interpretado Linguagem Baixo nível Alto nível Tratamento de Erros Não possui Built-in Performance Mais rápido Mais lento

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Código #1: Arduino

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CONFIGURANDO O FIRMWARE

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CONFIGURAÇÃO DAS BIBLIOTECAS

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INICIALIZAÇÃO DOS MÓDULOS

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INICIALIZAÇÃO DO BLYNK

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EXEMPLOS DE CALLBACKS

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Como portar o código para MicroPython?

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PROBLEMA ESSAS BIBLIOTECAS NÃO POSSUEM IMPLEMENTAÇÃO EM MICROPYTHON

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COMO CONECTAR A RASP PI PICO NA INTERNET USANDO O MÓDULO ESP8266-01?

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Checking ESP module COMMAND: AT LINE: AT LINE: OK Connecting to WiFi COMMAND: AT+CWMODE=1 LINE: AT+CWMODE=1 LINE: OK COMMAND: AT+CWJAP="SSID","PASSWORD" LINE: AT+CWJAP="SSID","PASSWORD" LINE: WIFI DISCONNECT LINE: WIFI CONNECTED LINE: WIFI GOT IP LINE: OK WiFi connected Making request COMMAND: AT+CIPSTART="TCP","jsonplaceholder.typicode.com",80 LINE: AT+CIPSTART="TCP","jsonplaceholder.typicode.com",80 LINE: CONNECT LINE: OK COMMAND: AT+CIPSEND=61 LINE: AT+CIPSEND=61 LINE: OK FUNCIONAMENTO DO ESP8266-01 https://github.com/julianaklulo/socket-esp/

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NÃO FUNCIONOU ):

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TENTATIVA DE SOCKET https://github.com/julianaklulo/socket-esp/

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SOLUÇÃO?

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RASPBERRY PI PICO W

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RASP PI PICO X RASP PI PICO W Rasp Pi Pico Rasp Pi Pico W Wireless + Bluetooth Microcontrolador RP2040 @ 133MHz, 256kB RAM RP2040 @ 133MHz, 256kB RAM GPIOs 26 26 PWMs 16 Canais 16 Canais

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Código #2: MicroPython

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CONFIGURANDO O FIRMWARE

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CONFIGURANDO A BLYNK LIBRARY #1 - Baixar o arquivo blynklib_mp.py do GitHub do Blynk #2 - Renomear para blynklib.py #3 - Criar uma pasta /lib no sistema de arquivos da placa #4 - Copiar o arquivo para a pasta /lib https://github.com/blynkkk/lib-python/blob/master/blynklib_mp.py

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CONECTANDO À INTERNET

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ABSTRAÇÃO DO MOTOR

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ABSTRAÇÃO DO SERVO

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PWM: PULSE WIDTH MODULATION 0 - 65535 EQUIVALE A 0 - 100%

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ABSTRAÇÃO DO SERVO - VALOR PWM

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ABSTRAÇÃO DO SERVO - MOVIMENTO

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ABSTRAÇÃO DO LED RGB

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ABSTRAÇÃO DO LED: VALOR PWM

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ABSTRAÇÃO DO LED RGB: SET COLOR

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ABSTRAÇÃO DO LED RGB: COLOR BY NAME

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ABSTRAÇÃO DO BUZZER

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ABSTRAÇÃO DO ROBÔ - STARTUP

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ABSTRAÇÃO DO ROBÔ

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INICIALIZAÇÃO DO BLYNK

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CALLBACKS DO BLYNK

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DEMONSTRAÇÃO Mostrando o robô em funcionamento 06

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https://www.youtube.com/watch?v=yhgqU4OrT1o

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CONCLUSÃO Por que MicroPython? 07

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POR QUE MICROPYTHON? Alto Nível Permite escrever código orientado a objetos Produtividade Sintaxe mais simples que C/C++, dá para escrever mais código em menos tempo Abstração É possível abstrair a camada de hardware de acordo com a aplicação Python Segue a filosofia da linguagem Python

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OBRIGADA! → @julianaklulo https://github.com/julianaklulo/pybr-2023-robo-bb9