O processamento de sinais é uma área fundamental da eletrônica e da engenharia de controle que envolve a análise, modificação e síntese de sinais, como áudio, vídeo, temperatura, entre outros. No contexto do Arduino, o processamento de sinais permite a criação de projetos que podem interpretar e responder a uma variedade de entradas analógicas e digitais. Este artigo abordará a importância do processamento de sinais e como ele pode ser implementado utilizando a plataforma Arduino, proporcionando uma compreensão prática através de um projeto exemplo.

Project: Neste projeto, vamos criar um sistema de filtragem de sinal utilizando um Arduino Uno. O objetivo é filtrar o ruído de um sinal analógico recebido, como o de um sensor de temperatura ou um microfone, e exibir o sinal filtrado em um display LCD. Este sistema pode ser utilizado em diversas aplicações, como monitoramento ambiental, sistemas de áudio e outros dispositivos que requerem sinais limpos e precisos.

Components List:

• 1x Arduino Uno
• 1x Sensor de temperatura (LM35)
• 1x Display LCD 16x2
• 1x Potenciômetro (para ajuste de contraste do LCD)
• 1x Protoboard
• Jumpers

Examples:

#include <LiquidCrystal.h>

// Inicializa a biblioteca do LCD com os pinos correspondentes
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

// Pino analógico onde o sensor de temperatura está conectado
const int sensorPin = A0;

// Variáveis para armazenar os valores do sinal
int rawValue = 0;
float filteredValue = 0.0;
const float alpha = 0.1; // Constante de suavização para o filtro

void setup() {
  // Configura o LCD
  lcd.begin(16, 2);
  lcd.print("Filtrando Sinal");
  delay(2000);
  lcd.clear();
}

void loop() {
  // Lê o valor bruto do sensor
  rawValue = analogRead(sensorPin);

  // Aplica o filtro passa-baixa (média ponderada)
  filteredValue = alpha * rawValue + (1 - alpha) * filteredValue;

  // Converte o valor filtrado para temperatura (em graus Celsius)
  float temperature = (filteredValue * 5.0 / 1023.0) * 100.0;

  // Exibe o valor no LCD
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Temp: ");
  lcd.print(temperature);
  lcd.print(" C");

  delay(500); // Aguarda meio segundo antes de ler novamente
}

Comentários detalhados:

• #include <LiquidCrystal.h>: Inclui a biblioteca necessária para controlar o display LCD.
• LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);: Inicializa o display LCD com os pinos de controle conectados ao Arduino.
• const int sensorPin = A0;: Define o pino analógico onde o sensor de temperatura está conectado.
• int rawValue = 0; float filteredValue = 0.0; const float alpha = 0.1;: Declara variáveis para armazenar os valores do sinal e a constante de suavização do filtro.
• void setup() { ... }: Configura o display LCD e exibe uma mensagem inicial.
• void loop() { ... }: Lê o valor do sensor, aplica o filtro passa-baixa, converte o valor filtrado para temperatura e exibe no LCD.

Este exemplo demonstra como um simples filtro passa-baixa pode ser implementado para suavizar um sinal analógico. A constante alpha pode ser ajustada para alterar a quantidade de suavização aplicada ao sinal.