Computação Física Arquitetura e Interatividade
Alunos: Ana Carolina da Silva, Ana Carolina Souza, Bruna Vasconcellos, Christopher Pires, Érika Gabriel, Maísa Akie Yamashita, Natália Magalhães e Thaís Fernandes Faria.
O que é? • Disciplina que estuda e cria sistemas digitais como controladores, computadores e softwares que quando ligados a sensores e atuadores permitem a construção de sistemas e aparelhos autômatos,
que
percebem a realidade e respondem com ações físicas devido ao uso de Softwares e Hardwares
Computação Física • Utiliza elementos de eletrônica na prototipagem de novos materiais e projetos, envolve o projeto de objetos interativos que podem se comunicar com os humanos a partir de sensores e aturadores como LEDs, displays e sensores de movimentos.
Arduino
O que é? • Arduino é um hardware e software do tipo open source em forma de placa que permite a automação de projetos eletrônicos e robóticos;
• Possui entradas e saídas analógicas e digitais, a transferência de Sketch é
feita por cabo USB e os aplicativos para Arduino são desenvolvidos em C e C++.
Arduino • O arduino Ê formado por dois componentes principais, a placa arduino (hardware) e o ambiente integrado de desenvolvimento - IDE (software);
• Dispositivos baseados no Arduino podem funcionar de maneira
independente ou se comunicar com aplicativos instalados no computador.
Arduino
Open Hardware: OpenCores • O open source software (OSS) possibilita que muitas pessoas construam software em conjunto, como por exemplo, o Linux criado pelo Linus Torvalds e desenvolvido em conjunto por muita gente; • É um hardware eletrônico projetado e oferecido da mesma maneira que um software de código livre; • O termo foi primeiramente empregado para refletir o lançamento irrestrito de informação sobre o projeto de hardware, tal como um diagrama, estrutura de produtos e dados de layout de uma placa de circuito impresso; • Há iniciativas já conhecidas como a beaglebone, beaglebone black e o arduino, dentre outras. Mas não é 100% Open Source Hardware;
Raspberry Pi Quem Criou ?
• O computador foi concebido por Eben Upton, um ex-professor da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, que criou o Raspberry Pi Foundation para tornar o produto real. • Upton fazia parte da fabricante de chips Broadcom, projetando tipos de chips que tornam possível vender um computador completo por USD$35.
Raspberry Pi O que é?
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Raspberry Pi é um computador muito compacto do tamanho de um cartão de crédito. Ele possui as mesmas características de um computador normal, como navegar na internet, reproduzir vídeos em alta definição, processamento de textos e jogar jogos.
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Todo o hardware é integrado numa única placa. O principal objetivo é promover o ensino em Ciências da Computação básica em escolas.
•
É usado por crianças de todo o mundo para aprender como funcionam os computadores, como manipular o mundo eletrônico ao redor deles, e como
programar.
Raspberry Pi
Fonte da imagem: Divulgação/Raspberry Pi Foundation
Como Funciona? • Raspberry Pi resume-se a uma pequena placa contendo todos os elementos centrais de um PC:
Como Funciona? • Para que se inicíe o uso do Raspberry Pi é necessário que se conecte ao hardware um mouse, monitor e teclado que sejam compatíveis a sua entrada USB. • Pegue um cartão SD e carregue-o com o sistema operacional livre baseado em Linux no site da Raspberry Pi Foundation. • Coloque o cartão SD na porta, forneça energia e você tem uma estação de trabalho. • O Raspberry Pi pode ser alimentado com o carregador de um celular, por exemplo, desde que sua entrada seja compatível com a do aparelho.
Raspberry Pi
Raspberry Pi • Existem atualmente dois modelos: Modelo A e Modelo B;
•
A grande diferença entre os dois modelos é que o Modelo B possui um controlador Ethernet e duas portas USB, enquanto que o Modelo A possui
apenas uma porta USB e nenhuma porta de Ethernet;
Raspberry Pi • Apesar de não possuir a porta Ethernet, o Modelo A pode ser conectado a internet através de um adaptador USB de Ethernet ou Wi-Fi. No modelo B da porta Ethernet é fornecido por um adaptador Ethernet USB embutido;
• O Raspberry Pi é compatível com sistemas operativos baseados em GNU/Linux (não é possível executar o Windows no Raspberry Pi).
Raspberry Pi – Open Hardware • Esse projeto pode ir muito além da área educacional. Todos os projetos e códigos-fontes utilizados no pequeno computador foram disponibilizados ao domínio público pela Raspberry Pi Foundation, permitindo que
qualquer fabricante possa fazer modificações ou até clones mais baratos da placa;
• A natureza open-source do Raspberry Pi o torna ideal para os entusiastas do código aberto, já que pode ser explorado e modificado à vontade.
Raspberry Pi – Open Hardware • O Raspberry Pi pode até ser uma solução de baixo custo para centrais multimídia e também uma alternativa para os dispositivos que mantêm os painéis publicitários funcionando em espaços públicos, como shopping
centers.
O Raspberry também pode estar nos painéis em shopping centers (Fonte da imagem:Reprodução/Poster Labs)
Sensores • São dispositivos que trabalham com medidas de grandezas físicas, como: temperatura, pressão, presença, umidade, intensidade luminosa, entre outros.
As grandezas medidas pelos sensores são combinadas a fim de obter informações sobre o meio físico, onde estão presentes. Em geral os sensores atuam transformando partes de uma grandeza física normalmente em um
sinal elétrico, que por sua vez pode ser interpretado por certos equipamentos eletrônicos. (BORGES & DORES, 2010)
Sensores de Luz • Quando há uma grade quantidade de luz incidindo sobre o sensor, eles têm uma resistência muito baixa o que permite o fluxo da corrente elétrica;
• Quando há pouca luz, apresentam uma resistência
elevada,
podendo
atingir
alguns megaohms, evitando assim a
passagem corrente.
Resistor dependente de luz: LDR (Lightdependent resistors)
Classificação dos Sensores • Mecânicos - Mensurando é transformado em deslocamento e movimento . • Elétricos - Mensurando é transformado em tensão devido à variação de resistência elétrica, capacitância, indutância e carga elétrica. • Magnéticos - Mensurando é transformado em campo magnético. • Ópticos - Mensurando é transformado em sinal óptico. • Acústicos - Mensurando é transformado em frequência (ressonância) e amplitude (emissão acústica). • Químicos - Mensurando é transformado em alteração da condutividade elétrica. • Biológicos - Mensurando é transformado em nível de atividade metabólica.
Atuadores • Um transdutor, que transforma uma forma de energia em outra, porém pelo caminho inverso, transformando um sinal elétrico em uma grandeza
física, movimento, magnetismo, calor, etc; • Recebem um sinal proveniente do controlador e agem sobre o sistema controlando praticamente todas as ações físicas realizáveis por um operador humano sobre um processo; Podem ser realizadas (com maior precisão) por um atuador controlado eletronicamente.
Principais atuadores - Motores elétricos: controle de movimentos de rotação e deslocamentos, transformando energia elétrica em energia mecânica. Esta é desenvolvida através da rotação de um eixo, com determinada velocidade e torque.
Principais atuadores - Vรกlvulas hidrรกulicas e pneumรกticas: controle de fluxo; podem ser acionadas mecanicamente ou eletricamente.
Principais atuadores - Bombas: controle de fluxo e nível;
- Resistências elétricas: controle de aquecimento;
Principais atuadores - Compressores: controle de refrigeração/climatização
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Indicadores: em robótica muitas vezes é necessário sinalizar um acontecimento
ou situação importante. Essa sinalização é feita, geralmente por meio de lâmpadas, leds ou sinalização sonora.
Principais atuadores • Lâmpadas e LEDs: - Quando energizados, esses elemento produzem sinal luminoso. Apesar de não efetuarem trabalho em forma de movimento, são considerados atuadores por serem dispositivos de saída, ou seja, que recebem comandos do processador. Ex.: acender um LED verde quando o robô está ligado; acender um LED amarelo sempre que a bateria do robô estiver fraca, etc. • Sinalizadores Sonoros: - Quando energizados, esses dispositivos soam um alarme, indicando uma situação de alerta. Ex: soar um alarme sempre que o robô se distanciar mais de 2 metros do controle remoto, etc.
Outros exemplos Velocidade: sonar (sensor)
Eletricidade: voltímetro (sensor)
Vibração: sismógrafo (sensor)
Auto falantes (atuador)
Referências •
http://pt.slideshare.net/guilherme_farto/computao-fsica-com-arduino;
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http://www.techtudo.com.br/noticias/noticia/2013/10/o-que-e-um-arduinoe-o-que-pode-ser-feito-com-ele.html ;
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http://sorcha.com.br/2014/10/computacao-fisica-e-arduino/;
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http://computacaofisicabr.wordpress.com/o-que-e-computacao-fisica/;
•
http://pt.slideshare.net/andrevj/prototipacao-para-computacao-fisica;
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http://www.ebah.com.br/content/ABAAABB9QAC/todos-os-tipos-sensores;
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http://www.tecmundo.com.br/hardware/23175-raspberry-pi-como-um-
computador-de-50-reais-pode-revolucionar-a-informatica.htm