Saída Digital - Digital Output

Uma saída digital é o recurso que permite ao microcontrolador interagir com o mundo externo, enviando sinais que possuem apenas dois estados possíveis: ligado ou desligado. No ecossistema Arduino, isso significa que a tensão em um pino configurado como saída será alternada entre o nível lógico alto (HIGH), correspondente a 5V (ou 3,3V dependendo do modelo), e o nível lógico baixo (LOW), correspondente a 0V ou terra (GND).

Para configurar e usar uma saída digital, segue-se o procedimento abaixo:

1. Configuração (Função `setup`)

Antes de utilizar um pino, você deve configurá-lo, para que ele funcione como uma saída. Isso é feito através da função pinMode(pin, mode).

Parâmetros
- pin: Pino do arduino a ser configurado, no Uno de 0 a 13;
- mode: INPUT, OUTPUT ou INPUT_PULLUP;
Sintaxe: pinMode(pino, OUTPUT);
Exemplo: pinMode(13, OUTPUT); define o pino 13 como saída.
Nota técnica: Internamente, esse comando escreve o valor '1' no bit correspondente do registrador de direção de dados (DDRx) do microcontrolador.

2. Uso (Função `loop`)

Após a configuração, você controla o estado do pino usando a função digitalWrite(), que define se o dispositivo conectado receberá ou não energia.

Sintaxe: digitalWrite(pino, HIGH); para aplicar tensão (5V) e ligar o componente.
Sintaxe: digitalWrite(pino, LOW); para aplicar a tensão (0V) e desligar o componente.

No lugar das definições HIGH e LOW podem ser usados os valores 1 e 0, respectivamente.

Sintaxe: digitalWrite(pino, 1); para aplicar tensão (5V) e ligar o componente.
Sintaxe: digitalWrite(pino, 0); para aplicar a tensão (0V) e desligar o componente.

Considerações Práticas e Elétricas

Pinos Disponíveis: O Arduino Uno possui 14 pinos digitais (0 a 13). Recomenda-se evitar o uso dos pinos 0 e 1, pois são utilizados para a comunicação serial com o computador.
Capacidade de Corrente: Cada pino pode fornecer ou drenar uma corrente de até 40 mA (sendo recomendado manter-se em 20 mA para segurança), o que é suficiente para acender um LED diretamente, desde que se utilize um resistor limitador para não queimar o componente.
Atividade Blink: O exemplo mais comum de uso é o programa "Blink", que alterna o estado de um LED entre HIGH e LOW em intervalos de tempo definidos pela função delay(ms).

Ao conectar cargas que exijam correntes maiores, como motores ou lâmpadas de corrente alternada, a saída digital deve ser conectada a um circuito de interface, como um transistor, relé ou driver de corrente.

Blink ou Pisca LED

A atividade Pisca LED ou Blink é considerada o "Hello World!" dos sistemas embarcados e microcontroladores. Ela consiste em um programa básico cujo único objetivo é fazer um LED piscar em uma frequência determinada, servindo como a primeira prova de conceito para verificar se o hardware, o compilador e o processo de gravação estão funcionando corretamente.

A lógica fundamental dessa atividade segue um ciclo de quatro passos executados dentro de um laço infinito:

Ligar o LED, aplicando o nível lógico alto no pino em que o LED está ligado.
Aguardar um tempo, geralmente 1 segundo ou 500 ms.
Desligar o LED, aplicar nível lógico baixo no pino do LED.
Aguardar novamente o tempo antes de reiniciar o ciclo.

Formas de Implementação

Dependendo da plataforma e linguagem utilizada, a implementação varia:

No Arduino (Linguagem Wiring/C++): É o exemplo mais popular, disponível nativamente na IDE. Utiliza as funções pinMode() para configurar o pino como saída, digitalWrite() para alterar o estado e delay() para as pausas.
Em Linguagem C (AVR-GCC): O programador utiliza macros para manipulação direta de bits nos registradores (como set_bit e clr_bit) e bibliotecas de utilitários de tempo, como a <util/delay.h>.
Em Assembly: É a forma mais complexa e próxima do hardware, onde o programador utiliza instruções de baixo nível (como SBI para ativar e CBI para limpar bits) e cria sub-rotinas de atraso decrementando valores em registradores de trabalho.

A implementação do Blink como código introduz um conceito vital nos sistemas embarcados: o loop infinito. Diferente de programas de computador de uso geral que têm um fim, o software de um sistema embarcado deve rodar continuamente enquanto o dispositivo estiver ligado ou até que sofra um reset. Sem esse laço de repetição, o LED mudaria de estado apenas uma vez e o hardware permaneceria inútil.

Seguem algumas montagens de circuito pisca LED em simuladores:

Figura: Montagem de pisca LED no TinkerCad

Fonte: Autor

Pisca LED em ligação do pino como fonte (Source)	Pisca LED em ligação do pino como dreno (Sink)

Código Fonte

void setup()
{
    pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

void loop()
{
    digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);  
    delay(1000); 
    digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
    delay(1000); 
}

Referências

Arduino Builtin Examples - Blink