Como fazer um Crachá Arduino Standalone

Olá pessoal! Já imaginaram utilizar um crachá com display LCD passando seu nome ou informações? Sim, é possível e o resultado fica muito bacana. Hoje vamos ensinar a montar o seu!

O projeto chamado Black Badge foi uma ideia de Daniel Almeida Chagas (criador do Marminino) e layout por Izabelle Lima (da Autocore Robótica). É uma placa Arduino Standalone com formato de crachá, comercializada nos eventos Roadsec promovidos pelo Brasil.

Como não encontrei material na Internet de como montar a placa, redigi este post para ensinar como montar sua Black Badge.

Materiais para Black Badge

• 1 placa Black Badge
• 1 Soquete 28 pinos
• 1 ATMega 328 com Bootloader
• 1 Regulador de tensão 7805
• 1 cristal oscilador 16MHz
• 1 led 5mm (a cor que desejar)
• 1 resistor 220 (ou 330) Ω
• 2 capacitores cerâmicos 22pF
• 1 capacitor cerâmico 104
• 1 push button
• 1 diodo 1N4007
• barra de pinos
• 1 suporte pra bateria 9V
• 1 bateria 9V
• 2 capacitores eletrolíticos 10μF/16V
• fita dupla face
• fios coloridos diversos
• ferro de solda e estanho
• 1 display LCD 16×2
• 1 trimpot 10kΩ
• 2 parafusos Allen Cabeça fenda ou Phillips M2x15 (com porca e arruela)
• 2 espaçadores

PS: Além de habilidades em solda, você vai precisar de habilidades com furadeira, faremos alguns furos na placa.

Montagem eletrônica

Localização dos componentes:

Black Badge	Componente
R1	Resistor 10kΩ
R2	Resistor 220Ω (ou 330)
D1	Led 5mm
D2	Diodo 1N4007
C1	Capacitor Cerâmico 104
C2 e C3	Capacitor Cerâmico 22pF
SW1	Push button
C4 e C5	Capacitor eletrolítico 10uF
XTAL1	Cristal 16 MHz
U1	Soquete 28 pinos
U2	Regulador 7805

Como trata-se de um crachá, preferi não colocar Barra de pinos na parte de GPIO. Realizei a conexão do Display LCD por fios finos. Apenas coloquei pinos na parte SERIAL para realizar as gravações de sketch.

O Display LCD pode ser conectado de diversas maneiras. No caso, optei por uma ligação a 4 fios chamada 4 bits. Existem também as modalidades 8 bits e I2C (requer módulo adicional).

Conexões entre Display LCD e Black Badge:

Display LCD	Black Badge
1 GND	GND
2 VCC	5V
3 VEE	Pino central do Trimpot 10k
4 RS	Digital 11
5 R/W	GND
6 EN	Digital 12
7 DB0	Não conectado
8 DB1	Não conectado
9 DB2	Não conectado
10 DB3	Não conectado
11 DB4	Digital 5
12 DB5	Digital 4
13 DB6	Digital 3
14 DB7	Digital 2
15 Led+	5V
16 Led-	GND

A seguir o diagrama do projeto completo, com Display LCD incluso:

Alguns detalhes:

• O trimpot serve para ajuste do contraste, não possui lugar fixo na placa, então o coloquei na parte traseira do display, conectado por fios entre 5V e GND e com seu pino central soldado ao pino 3 do display.

• Não há furos para colocar o display e os fios. Fiz três furos, dois para fixar o display e um maior suficiente para passar os fios e soldar nos pinos correspondentes do ATmega 328. Fique atento para que os furos que fizer não danifiquem ou quebrem alguma trilha!

• Para o display, coloque dois parafusos M2x15 com cabeça fenda ou Philips e utilize porcas e espaçadores para fixação.

• A fixação da bateria 9V foi realizada com fita dupla face.

• Há pads específicos para entrada de tensão (VIN) e 5V. Entre o VIN e GND (no lado escuro da placa, à esquerda) solde o suporte para bateria, sendo o fio vermelho (positivo) no VIN e fio preto (negativo) no GND. Já no pad 5V (lado escuro da placa, à direita) solde todas as conexões 5V do circuito. Também solde todos os fios relacionados ao GND no pad próprio.

• A gravação do sketch foi realizada numa placa Arduino Uno PTH (chip removível) e o CI colocado no soquete da Badge. Porém, utilizando um Conversor Serial/USB você pode realizar a gravação diretamente na placa, se o ATmega 328 já tiver bootloader.

Programação

Primeiramente, verifique entre as bibliotecas instaladas na sua versão IDE Arduino se há a LiquidCrystal. Se não, faça o download e instale a Biblioteca LiquidCrystal aqui.

O sketch que utilizei é:

/*The circuit:
 * LCD RS pin to digital pin 12
 * LCD Enable pin to digital pin 11
 * LCD D4 pin to digital pin 5
 * LCD D5 pin to digital pin 4
 * LCD D6 pin to digital pin 3
 * LCD D7 pin to digital pin 2
 * LCD R/W pin to ground
 * 10K resistor:
 * ends to +5V and ground
 * wiper to LCD VO pin (pin 3)

 */

// include the library code:
#include <LiquidCrystal.h>

// initialize the library with the numbers of the interface pins
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
  // set up the LCD's number of columns and rows:
  lcd.begin(16, 2);
  // Print a message to the LCD.
  lcd.print("hello, world!"); // aqui você modifica a mensagem
  lcd.setCursor(1,1);
  lcd.print("I'm a maker");
  delay(1000);
}

void loop() {
  // scroll 13 positions (string length) to the left
  // to move it offscreen left:
  for (int positionCounter = 0; positionCounter < 13; positionCounter++) {
    // scroll one position left:
    lcd.scrollDisplayLeft();
    // wait a bit:
    delay(150);
  }

  // scroll 29 positions (string length + display length) to the right
  // to move it offscreen right:
  for (int positionCounter = 0; positionCounter < 29; positionCounter++) {
    // scroll one position right:
    lcd.scrollDisplayRight();
    // wait a bit:
    delay(350);
  }

  // move 16 posicoes
  for (int positionCounter = 0; positionCounter < 16; positionCounter++) {
    // scroll one position left:
    lcd.scrollDisplayLeft();
    // wait a bit:
    delay(350);
  }

  // delay at the end of the full loop:
  delay(1000);

}

Faça as modificações nas linhas lcd.print para o texto que você desejar.

Ao final, a placa ficou assim:

E aqui um vídeo da placa em funcionamento:

https://www.instagram.com/p/BNHqU-Pho5W/?taken-by=gedeanekenshima

Sugestões:

• Para controlar o brilho do backlight, tire o fio Led+ (pino 15 do display) do 5V e coloque no pino 9 ou 10 digital (do ATMega 328) e faça o controle por PWM.

Para quem desejar fazer sua própria placa, disponibilizaram-nos algumas imagens do layout e circuito original:

Agradecimentos à equipe FLIPSIDE (organização da Roadsec) por disponibilizar a Black Badge e à Izabelle Lima por nos fornecer as informações necessárias sobre a placa!

PS: Como a placa é somente vendida juntamente com ingressos para a Roadsec, a organização nos informou as cidades onde terão eventos no próximo ano. São estas:

Espero que tenham curtido este tutorial, comentem e deem suas sugestões ou dúvidas. Até os próximos posts!