História do Arduino – como surgiu esta incrível plataforma de prototipagem eletrônica

Tempo de leitura: 10 minutos

Quem criou o Arduino? Esta história começa por volta de 2002 no Interaction Design Institute Ivrea (IDII) – uma antiga escola de design italiana. O professor da disciplina de design de interação, Massimo Banzi, estava com um problema. Ele precisava encontrar uma maneira fácil e barata para que os seus alunos, na maioria designers e artistas, pudessem criar dispositivos eletrônicos que reagissem fisicamente conforme fossem estimulados. O que ele e seus colegas criaram revolucionaram o universo maker.

A História do Arduino

Para entender a história do Arduino, precisamos primeiro compreender o que é computação física (physical computing). No contexto do design, ela consiste em uma disciplina que estuda como humanos e máquinas se relacionam.

Neste processo de aprendizado, é necessário dar inteligência às coisas. Isto pode ser feito através de sistemas computacionais interativos que sejam capazes de perceber eventos do mundo físico – os sensores – e reagir à eles por meio de atuadores. Assim, esses dispositivos podem interagir com o ambiente e com as pessoas.

Exemplo de sistema interativo
Exemplo de sistema interativo

Dê uma olhada em alguns exemplos interessantes:

A grande questão era:

Como permitir que estudantes sem conhecimento técnico em eletrônica pudessem criar artefatos tecnológicos assim?

O Basic Stamp

Para conseguir isso naquela época, eles utilizavam um kit chamado BASIC Stamp, programado em linguagem BASIC. Ele era formado essencialmente por uma placa com os circuitos de energia, interpretador de comandos, memória para o programa e algumas portas de entrada e saída para interação com os demais componentes.

Foto do Basic Stamp 2
Basic Stamp 2 – Fonte: www.parallax.com

Eles podiam fazer muita coisa com ele mas infelizmente o produto era muito caro para um estudante médio (o kit custava aproximadamente 100 dólares). Além disso, a ferramenta de programação estava disponível apenas para o sistema Windows. O que fazer com os vários Macintosh de uma escola de design?

Outra barreira para o uso do kit, desenvolvido pela empresa americana Parallax, era a curva de aprendizagem. Todo o processo de escrever um programa, grava-lo na placa e fazê-lo funcionar era muito técnico e demorava para ser aprendido.

Será que não seria possível tornar tudo isso mais simples, fácil e barato? Como alunos sem experiência em eletrônica poderiam elaborar seus projetos no espaço de tempo de poucas aulas?

O Processing e a ideia de desenhar com código

Sketch significa literalmente “esboço” e é uma forma bacana de iniciar uma ideia. Um Sketchbook consiste em um conjunto desses rascunhos temporários. Um registro da evolução do pensamento e do processo criativo do autor sobre a sua obra.

Foto de um Sketchbook, um livro de esboços
Sketchbook – Livro de esboços

Partindo desse conceito, Casey Reas – um estudante do MIT Media Lab que posteriormente foi colega de Banzi no instituto de Ivrea – desenvolveu um software livre para criação de imagens a partir de descrições simples de código – um Sketch. O Processing tinha uma linguagem de programação fácil de aprender e ao mesmo tempo poderosa. Podia-se rapidamente criar descrições visuais de dados e algoritmos na tela do computador. Além disso, a ferramenta era multiplataforma e podia ser utilizada em Windows, Linux e Mac OS.

No vídeo abaixo (em inglês), Casey nos conta um pouco mais sobre como desenhar com código.

O simplicidade de uso do Processing para a criação de sketches permitia que mesmo programadores inexperientes pudessem criar imagens interativas e visualizações de dados complexos. Era uma ferramenta cuja linguagem de programação era amigável aos designers.

Uma das razões do seu sucesso foi o ambiente integrado de desenvolvimento chamado Processing Development Environment (PDE). Fácil de usar, bastava escrever um código que inicializasse as estruturas necessárias da imagem – a função setup() – e outro que as executasse recorrentemente – a função draw(). Veja um exemplo:

Tela com um exemplo de uso do Processing
Exemplo de uso do Processing

Esta facilidade era muito conveniente, pois não era necessário entender nada sobre como a imagem seria produzida ou como seria desenhada pelo computador.

Seria possível fazer um sketch de dispositivos eletrônicos?

Hernando Barragán, um estudante de mestrado no instituto italiano, foi o primeiro a responder esta questão. Em sua tese, orientada por Massimo Banzi e Casey Reas, ele propôs a criação de uma placa e uma linguagem padrões para serem utilizadas pelos alunos: o Wiring.

No começo do seu documento em 2003 ele descreveu o seguinte problema:

“Current prototyping tools for electronics and programming are mostly targeted to engineering, robotics and technical audiences. They are hard to learn, and the programming languages are far from useful in contexts outside a specific technology. Designers need a teaching language and electronics prototyping system that facilitates and encourages the process of learning, that reduces the struggle with electronics design and programming, and that are powerful and flexible enough for the needs of Interaction Design.”

“As ferramentas atuais de prototipagem eletrônica e programação são voltadas principalmente para a engenharia, robótica e público técnico. Elas são difíceis de aprender e as linguagens de programação estão longe de serem úteis em contextos fora de uma tecnologia específica. Os designers precisam de uma linguagem de ensino e um sistema de prototipagem eletrônica que facilite e encoraje o processo de aprendizagem, que reduza a luta com o projeto e a programação de eletrônicos, e que seja poderosa e flexível o suficiente para as necessidades do Design de Interação.” (tradução livre)

O nascimento do Wiring

Para resolver essa inquietação, o Processing parecia ser a escolha natural por várias razões. Primeiro, Barragán tinha acesso a equipe que desenvolveu a ferramenta. Segundo, ela já era utilizada por muitos professores e estudantes para o ensino de arte e design. Terceiro, o Wiring deveria ser completamente Open Source – hardware e software – de modo a permitir que qualquer pessoa pudesse melhorá-lo.

Na sua empreitada, Hernando fez as modificações necessárias no software de desenho. Ele desenvolveu a capacidade de converter o código escrito – o sketch – em um programa que o microcontrolador – um pequeno computador em um único chip – soldado na placa externa pudesse executar. Ao invés de desenhar o resultado na tela, o Wiring agora poderia ler e escrever sinais elétricos, interagindo com o mundo físico. Era o que se precisava para a Computação Física.

Tela com um exemplo de uso do Wiring: o famoso Blink (pisca-led)
Exemplo de uso do Wiring: o famoso Blink (pisca-led)

Uma interface para todos governar

Na linguagem, Hernando definiu os famosos comandos que hoje são utilizados largamente pelos entusiastas do Arduino. No artigo “The Untold History of Arduino” – a história não contatada do Arduino – ele nos relata que uma das suas principais decisões foi nomear os pinos digitais e analógicos por números. Isto permitiu separar a sintaxe que define os comados (pinMode(), digitalWrite(), digitalRead(), analogWrite(), analogRead() etc.) da implementação necessária para acioná-los, o que poderia ser diferente para cada placa ou microcontrolador utilizado.

Listagem dos comandos da linguagem Wiring, criada por Hernando Barragán em 2014
Linguagem Wiring – Fonte: Hernando Barragán, 2014

Para criar o hardware Barragán escolheu o microcontrolador ATmega128. Entre outras razões, ele justifica que todo o software necessário para converter o sketch para o código binário e gravá-lo no chip da placa estava disponível livremente. Isto não acontecia com a família de microcontroladores PIC, muito popular já naquela época (2003). Também não era o caso do antigo Basic STAMP de arquitetura fechada.

Foto da placa Wiring
Placa Wiring – Fonte: http://wiring.org.co

O Wiring deu muito certo. O IDII decidiu fazer inicialmente 25 e depois mais 100 placas para serem utilizadas nas atividades do instituto. Hernando Barragán formou-se com distinção em 2004. Embora esquecido pela maioria, ele é um dos principais personagens da história do Arduino.

A placa Arduino

Apesar de revolucionário o Wiring ainda era caro. Estima-se que custava em torno de 60 dólares. O microcontrolador – o coração da placa – era soldado e não podia ser trocado facilmente. Se ele queimasse por causa de um curto-circuito ou uma ligação errada toda a placa seria perdida.

Banzi então montou uma equipe, sem a participação de Barragán que havia se formado, para dar prosseguimento aos trabalhos dele. A ideia era chegar a um custo de no máximo 30 dólares. Isto era o mesmo que sair para comer uma pizza naquela época. Ele trocou o microcontrolador principal pelo ATmega8 – mais barato e “encaixável” na placa usando um soquete DIP. Caso queimasse ele poderia ser facilmente substituído. A placa foi enxugada para conter o essencial. Surgia então o Wiring Lite.

Foto da placa Wiring Lite
Wiring Lite – Fonte: arduinohistory.github.io

Esta placa não tinha uma interface USB como o Wiring. Isto logo deve ter se mostrado um problema porque a porta serial dos computadores já estava em extinção naquela época. Fato é que a interface USB voltou para a placa. Um design bonito e simpático foi feito – a placa Arduino tem um formato irregular ao contrário das tradicionais placas retangulares. Ela foi feita na cor azul (o normal é verde) e recebeu um pequeno mapa da Itália no verso. Nascia a placa Arduino.

Foto de uma das primeiras placas Arduino
Arduino USB v2 – Autor: Matt Biddulph – A hand-soldered Arduino (2007)

A família Arduino

A história do Arduino não parou por aí. A família cresceu e hoje ela é composta de outras placas com características variadas para atender aos mais diversos propósitos.

O modelo mais utilizado atualmente é o Arduino Uno – lançado em 2010 juntamente com a famosa logo – representando um marco na história do Arduino. Em uma entrevista feita em abril de 2013, David Cuartielles, membro da equipe Arduino, estimou que havia mais de 700.000 placas oficiais vendidas. Se para cada placa oficial houvesse outra não-oficial, haveria na época mais de um milhão de placas Arduino. Elas estão cumprindo o seu papel, realizando coisas incríveis nas mãos de makers ávidos por construir seus projetos.

Foto do Arduino Uno R3
Arduino Uno R3 – Foto: Fabio Costa

A história do Arduino não teria sido a mesma sem a visão dos seus fundadores e a divulgação que revistas especializadas como a Make: proporcionaram. Muitas outras plataformas de desenvolvimento foram criadas antes e depois do Arduino mas nenhuma delas atingiu esse mesmo grau de popularidade.

No começo a plataforma que mudaria o mundo dos amantes do universo “Maker” não tinha um nome. Ele chegou em uma noite de confraternização da equipe no pub local: o “Bar di Re Arduino“. O nome do bar, uma homenagem ao rei Arduino que governou a Itália no ano 1.002, será sempre lembrado pelo batismo de um novo rei que têm governado projetos inovadores ao redor do mundo.

Restou alguma dúvida ou conhece outras histórias sobre a criação do Arduino? Comente abaixo e compartilhe com a gente como foi o seu primeiro contato com o Arduino. Caso você nunca tenha começado, então conheça os componentes mais importantes para você iniciar já a montagem do seu próprio kit.

6 Comentários


  1. Nossa historia muito legal e interessante.Legal saber que foi a partir de algumas pessoas que surgiu o mundo do Arduino para facilitar tudo.

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  2. Que bom que você gostou Pedro! É incrível o quanto o Arduino pode facilitar os nosso projetos. Forte abraço!

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  3. Estou começando a “mexer” com Arduino, nem comprei ainda, estou lendo sobre o assunto, temos um gosto em comum, ou pelo menos dois, Arduino e aeromodelismo!
    Valeu pela matéria!!!

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    1. Oi Marcelino! Também sou apaixonado por aeromodelismo. Dá pra criar muita coisa bacana com Arduino para os nossos hobbies. Se você ainda não comprou nenhum componente então esse artigo sobre os principais componentes utilizados com o Arduino pode te ajudar. Agora, se você quiser começar sem gastar nenhum tostão, dá pra criar uma conta gratuita no site https://www.tinkercad.com/ e começar já a simular os seus circuitos. Forte abraço! Fabio.

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  4. Meu interesse no arduino é pra montar uma CNC, pra criar peças e componente para aeromodelos!

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    1. Muito legal, Marcelino! Com certeza você poderá criar uma CNC com Arduino. Pesquise sobre o GRBL (um firmware para CNCs) e também sobre kits CNC com Arduino que você vai encontrar muitos projetos interessantes. Abraço, Fabio.

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