Shields para cima! Novas placas chegando!
É discutível que um fator significativo para o sucesso do Arduino, especialmente em seus primeiros dias, foi a indústria artesanal de placas complementares criadas e vendidas por terceiros. Essas placas, conhecidas como shields, podem ser inseridas nos headers exclusivos do fator de forma do Arduino encontrado nas placas Diecimila, Duemilanove e Uno da geração atual. Eles ajudaram a expandir a funcionalidade da placa Arduino subjacente, permitindo que os projetistas integrassem rapidamente uma variedade de sensores e atuadores em seus projetos baseados em Arduino. A interoperabilidade e a capacidade de aninhar vários shields foram uma vitória decisiva para o Arduino. De fato, hoje muitos outros fabricantes de sistemas embarcados oferecem placas de desenvolvimento que apresentam compatibilidade com os shields Arduino (Figura 1).
A popularidade do fator de forma original do Arduino não impediu a empresa de introduzir uma variedade de fatores de forma adicionais que mantiveram a facilidade de ajustes e programação. A parte eletrônica no coração da placa Arduino evoluiu ao longo dos anos. Novos microcontroladores foram incorporados para fornecer mais potência de processamento. Ao longo dos anos, o hardware foi adicionado para fornecer maior funcionalidade, como comunicações sem fio Wi-Fi® e BLUETOOTH®. O Arduino até lançou pacotes de tecnologia e programas de estudos voltados para o ensino de cursos de ciências e robótica. Alguns dos destaques dos anos de evolução do hardware são:
- Mega: Fisicamente é uma placa muito maior que a Uno que expôs significativamente mais pinos de E/S (a revisão atual tem 54 pinos de E/S digitais, 16 entradas analógicas e 4 UARTs) para dar ao projetista mais flexibilidade e criar sistemas mais complexos (Figura 2).
- Micro e Nano: Como seus nomes indicam, os fatores de forma Micro e Nano são muito menores do que o fator de forma Uno. O fator de forma menor os tornou preferíveis para projetos finais ou aplicações com restrições de tamanho significativas.
- Lilypad: explicitamente criado para aqueles com interesse em eletrônicos vestíveis. O fio condutor substitui o fio tradicional como meio de conectar componentes.
- MKR: A linha de placas MKR é indiscutivelmente a primeira tentativa do Arduino de unir os mercados de fabricantes e profissionais. Embora a família MKR compartilhe um formato compacto comum, ela oferece uma ampla variedade de arquiteturas, protocolos de comunicação, sensores baseados em blindagem, atuadores e interfaces de sistema. Por exemplo, existem placas MKR com protocolos sem fio Wi-Fi, LoRa e GSM. Além disso, existem shields para interagir com motores DC, CANbus e protocolos industriais RS–485.
- VIDOR 4000: O VIDOR foi a primeira tentativa do Arduino em hardware Field Programmable Gate Array (FPGA) versus microcontroladores. Embora o VIDOR compartilhasse o mesmo Cortex-M0 SAMD21 de 32 bits que outras placas MKR e, portanto, fosse programável por meio do Arduino IDE, o lado FPGA da placa nunca realmente cumpriu a promessa de trazer linguagens de descrição de hardware (HDL), como Verilog e VHDL para as massas. Mesmo utilizando ferramentas de força industrial, é possível programar o VIDOR com HDL; nunca provou ser algo que a maioria dos fabricantes (ou mesmo profissionais) realmente tentou tentar.
- Portenta: A linha Portena de produtos de sistemas embarcados marcou a expansão do Arduino em hardware para desenvolvimento profissional dedicado. A Portenta conta com inúmeras melhorias de hardware que a tornam preferível para aplicações industriais, como fábricas e automóveis. Além disso, o suporte integrado para protocolos sem fio, como Wi-Fi, BLE, LoRa, LTE Cat-M e NB-IoT, e protocolos com fio legados, como RS-485, expressa que o Arduino pode ajudar a preencher a lacuna entre o antigo e o novo, garantindo confiabilidade e adicionando novas funcionalidades, como aprendizado de máquina e gêmeos digitais. Além disso, as sementes do investimento do Arduino no mercado educacional trarão inúmeras recompensas, pois os jovens que aprenderam sobre eletrônica usando um Arduino Uno terão menos dificuldade com os novos produtos Arduino de nível profissional.
- Nicla: O Nicla também se enquadra no âmbito profissional, com o Nicla Vision focado em aplicativos de visão computacional baseados em IA (Figura 4). O fator de forma quase do tamanho de um selo com a câmera embutida significa que o Nicla Vision pode ser facilmente integrado ao maquinário existente com facilidade. O Nicla Sense ME tem o mesmo fator de forma enquanto fornece movimento de nível profissional e capacidade de detecção ambiental.
No final dos anos 2010, o Arduino fez movimentos para expandir de apenas um fabricante de hardware para um ecossistema de sistemas embarcados completo. Em 2019, foi lançado um programa de certificação online baseado em testes que permitiu que os indivíduos comprovassem seus conhecimentos de eletrônica básica, desenvolvimento de software e certos aspectos do ecossistema Arduino. Então, em setembro de 2020, o Arduino assumiu a propriedade do aplicativo para smartphone Science Journal do Google usado em muitos currículos de ciências (Figura 5). Eles até expandiram a capacidade do aplicativo para usar não apenas os sensores integrados do smartphone, mas também os sensores encontrados na placa de desenvolvimento Arduino Nano 33 BLE Sense.
Arduino hoje, Arduino amanhã
À medida que nos aproximamos rapidamente do início da terceira década do Arduino, é bastante notável olhar para o crescimento de um ecossistema que já revolucionou a educação eletrônica e está bem posicionado para fazer muito mais no futuro. Hoje, o Arduino é muito mais do que uma placa de circuito baseada em microcontrolador de 8 bits projetada por um artista e um ambiente de desenvolvimento de software básico. Na verdade, eles estão acompanhando o ritmo, se não liderando, na movimentação da tecnologia de sistemas embarcados para o futuro.
Existem duas tendências principais que os desenvolvedores de sistemas embarcados devem continuar a apreciar e investir se quiserem permanecer competitivos. O primeiro é o avanço da tecnologia de IA (como aprendizado de máquina) para o “limite”, ou seja, eletrônica incorporada no ponto de ação, longe de depender de servidores de ponta para fazer todo o processamento computacional intensivo. Os produtos Portenta e Nicla mencionados anteriormente, juntamente com parcerias com empresas como a Edge Impulse, mostram que o Arduino não tem intenção de dormir no ponto e está adotando a tecnologia IA.
A segunda tendência é o lançamento incremental contínuo da Internet das Coisas e o recente surgimento de tecnologias explicitamente construídas para IoT, como Thread. Nos últimos anos, o Arduino abraçou a nuvem e a IoT (Figura 6). Começando como Arudino Create antes de ser renomeado como Arduino Cloud em 2021, o serviço hospedado oferece aos desenvolvedores uma plataforma baseada em nuvem conveniente para monitorar e controlar remotamente soluções baseadas em Arduino. O Arduino tornou isso ainda mais conveniente com o lançamento de seus aplicativos de smartphone IoT Remote disponíveis para iOS e Android.
O futuro parece brilhante para o Arduino. Durante a pesquisa e redação deste artigo, anúncios adicionais significativos foram feitos sobre futuros hardwares e serviços do Arduino. Primeiro, a empresa acaba de anunciar o Opta, seu primeiro Controlador Lógico Programável (CLP) para aplicações industriais (Figura 7). O Opta será programável usando diagramas de lógica ladder padrão da indústria e diagramas de blocos de funções. Além disso, a empresa anunciou o Arduino Cloud for Business. De uma forma que reflete como a linha de produtos Pro transformou o Arduino em hardware de nível industrial, o Arduino Cloud for Business transformará o Arduino Cloud de maneira semelhante. Além disso, a oferta de negócios incluirá recursos que tornarão os dispositivos de ponta baseados em Arduino mais fáceis de provisionar, monitorar e atualizar com segurança em escala.
Feliz aniversário de 20 anos, Arduino!
2023 marca o 20º ano de existência do Arduino. Tanta coisa mudou em nosso mundo nos anos seguintes. Então, não havia iPhones ou dispositivos Android, a Netflix era uma empresa que enviava DVDs por correio tradicional e os sistemas embarcados eram da alçada de grandes corporações e dos mais tenazes entusiastas. Hoje vivemos em um mundo onde quase qualquer pessoa interessada em eletrônica pode se envolver de forma muito prática. E embora o Arduino não seja a única empresa a ajudar a criar este mundo moderno, certamente lança uma grande sombra para uma pequena empresa iniciada por cinco pessoas em uma pequena instituição acadêmica em Ivrea, Itália. Portanto aguardamos o que virá nos próximos vinte anos, Arduino.
Artigo escrito por Michael Parks e publicado no blog da Mouser Electronics: The History of Arduino Part 2: Revolutionizing Embedded Electronics
Traduzido pela Equipe Embarcados. Visite a página da Mouser Electronics no Embarcados
(*) este post foi patrocinado pela Mouser Electronics.
