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| − | = Projeto Apropriação em Bancada Computacional (ABaCo) =
| + | O projeto ABaCo tem como objetivo fornecer uma estrutura básica de eletrônica e softwares relacionados, de modo que qualquer pessoa interessada em aprender ou desenvolver projetos interativos, mídias tangíveis entre outros, seja capaz de executá-lo de um modo mais fácil. As ferramentas e softwares utilizados estão diretamente correlacionados com a filosofia de software livre e da liberdade de uso, execução, distribuição e modificação. |
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| − | == Introdução ==
| + | Esta wiki divide o projeto ABaCo em tópicos didáticos que buscam explicar de um modo simples cada parte que o compõe. |
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| − | Um dos entraves enfrentados pelos professores e estudantes das áreas de Engenharia que têm como disciplina eletricidade, é o ensino e entendimento, este por parte dos alunos, de circuitos elétricos. Como cita [1] há uma dificuldade na construção da ponte que liga o embasamento teórico, este adquirido desde as disciplinas básicas tais como física e matemática, e as disciplinas que envolvem a prática em laboratório, o que faz com que o aproveitamento esperado seja prejudicado.
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| − | O foco deste projeto é a criação de um arcabouço para auxiliar no entendimento do aluno para com as aulas de laboratório e a familiarização com circuitos elétricos. | + | = O ABaCo = |
| − | Um dos pontos-chave do projeto é a importância do baixo custo na construção do arcabouço, uma vez que toda a arquitetura , a princípio almejada, segue a filosofia livre.
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| − | O diagrama da página anterior ilustra de forma ampla as ferramentas livres mais utilizadas para se trabalhar com eletrônica, entretanto o projeto focará apenas em algumas de modo a não estender o conteúdo do manual, deixando as outras como forma de auxílio no caso de uma necessidade. | + | O projeto ABaCo segue uma [[cadeia de desenvolvimento]] elaborada com base em Software livre. |
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| − | == O que é ==
| + | Para se trabalhar com circuitos elétricos e projetos interativos usando o ABaCo são necessários componentes eletrônicos como [[Resistores]], chaves de contato entre outros, bem como de um [[Protoboard]] no qual o [[Protótipo]] será montado. Com o protótipo montado no protoboard, o controle do circuito será feito pelo [[Arduino]] que estará conectado a um [[Computador]] no qual roda o código de controle do protótipo na [[linguagem de programação do Arduino]]. Entretanto antes de se ligar o protótipo no arduino é importante simular se tudo está ocorrerá como esperado em um [[software de simulação]] e é também importante manter o diagrama do circuito para que possa ser explicado de forma simples o seu funcionamento e mostrar quais componentes foram usados usando um programa de [[diagramação(Layout do circuito)]]. |
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| − | Em termos práticos o projeto é uma bancada computacional de baixo custo que irá auxiliar, a quem interessar, no entendimento e desenvolvimento de projetos utilizando hardware e interface hardware-software. A arquitetura básica da bancada, além do computador para coleta e envio de dados ao hardware em desenvolvimento, será composta por tecnologias livres, utilizando na parte de interação com o hardware base o ambiente de programação Arduíno [2] e na simulação, anterior a montagem do circuito, será usado o QUCS [3] para que haja certeza de que o que se espera irá ocorrer. Outros simuladores de circuitos pesquisados: KLogic [4] e XCircuit [5].
| + | Para visualização dos dados, pode-se optar pelo [[interfaceamento com processing]] de modo a ter uma interação gráfica e de fácil manipulação. Bem como o custo do projeto a ser construído, o [[ABaCo também tem seu custo]]. |
| | + | Com todo o projeto simulado e montado, já funcionando, é possivel, caso se queira, criar um [[diagrama para impressão]] em placa condutora e assim construir o projeto final numa placa independente do protoboard com o tamanho requisitado pelo circuito ao contrário do protoboard que sempre possui as mesmas dimensões. |
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| − | Programas relacionados a circuitos podem ser encontrados em opencollector.org. O projeto ABaCo será usado em conjunto com outro em elaboração, que é criar aulas de laboratório de mídias e hardware para que os alunos tenham um melhor entendimento dos conteúdos que serão cobrados posteriormente em outras disciplinas de circuítos e desenvolvam a capacidade de criar sistemas interativos.
| + | O projeto incentiva a criação de [[mídias tangíveis]] bem como em paralelo o uso da [[filosofia de software livre]]. |
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| − | === Computador ===
| + | Alguns [[Exemplos Práticos]] estão disponíveis para que se possa esclarecer o uso do ABaCo para construção de mídias tangíveis. |
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| − | O componente da bancada no qual todos os estudos serão realizados tais como simulações, programação do software a ser embarcado no hardware(Arduino) quando necessário, a partir de uma interface(Arduino). O sistema operacional a ser utilizado será baseado no GNU/Linux afim de que se estimule o aluno ao uso e criação de soluções livres para que haja total entendimento e acesso no projeto em desenvolvimento ou já desenvolvido por parte de outros estudantes ou interessados no assunto.
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| − | === Arduino ===
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| − | Arduino é um protótipo eletrônico open-source que implementa um ambiente de fácil relacionamento entre o hardware e o software para programadores, designers, artistas ou quem quer que esteja interessado em utilizá-lo para algum fim. Com ele é possível capturar eventos em ambientes através de sensores, não inclusos, por meio da porta de entrada de sinais, e também controlar dispositivos eletrônicos de diversos tipos como luzes, motores et cetera, de um modo simples quando comparado às linguagens usadas que permitem esse tipo de comunicação. O Freeduino ou similares ao Arduino pode ser utilizado.
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| − | [[Imagem:Arduino.jpg]] | + | |
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| − | O Arduino tem três regiões principais que estão em torno de um quadrado com bordas vermelhas na imagem acima.
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| − | # No canto esquerdo da imagem há duas portas e um pino (jumper) selecionável que diz se a alimentação do arduino será via USB ou por uma fonte externa ou bateria de 9 Volts.
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| − | # No topo da imagem há 16 portas sendo que os pinos de 0 a 13 são usados pra entrada e saída digital. Desses 13 pinos, os pinos rotulados 0(RX, Recebe) e 1(TX, Transmite) podem ser usados para comunicação serial, os pinos 3,5,6,9,10 e 11 suportam pwm (Pulse-width modulation) em que é possível especificar o tempo que o sinal ficará ligado em um periodo, a porta GND(Ground) é o terra do circuito e a porta AREF é a referência de entrada para as entradas analógicas, ou seja, quando a tensão lida é igual a tensão aplicada em AREF, então 1023 é retornado, caso contrario um valor proporcional de 0 a 1023 é retornado. O valor máximo aplicado na porta AREF deve ser de 5 volts, entretanto esse é o valor padrão considerado como 1023 nas leituras analógicas, logo o uso de AREF deve-se a necessidade de leitura de tensões máximas menores que 5 volts.
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| − | # Na base da imagem há 12 portas sendo 6 rotuladas de 0 a 5 para a entrada analógica de tensão, sendo a máxima 5 volts; na esquerda há 6 portas rotuladas da esquerda para a direita como porta RESET usada para resetar o arduino quando aplicado o terra sobre ela, a porta 3V3 que fornece 3.3 Volts com corrente máxima de 50mA, a porta 5V que fornece 5 volts de tensão, a porta GND que é ligada ao terra do circuito e a porta Vin que também fornece 5 Volts quando alimentado por USB ou a tensão da fonte de tensão ou da bateria quando alimentado por estas.
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| − | O botão na região central direita do arduino serve para resetá-lo.
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| − | === Ambiente de programação Arduino ===
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| − | O ambiente de programação Arduíno é baseado na IDE do processing e a linguagem de programação do arduino é baseada no Wiring. Para os programadores de C/C++ e java não há diferenças significativas na sintaxe.
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| − | === Fonte de alimentação ===
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| − | A fonte de alimentação será construída de modo que tenha saídas padrões com relação aos componentes avançados que podem vir a ser usados, tais como transistores, amplificadores operacionais entre outros. A fonte precisa ser construída por uma pessoa experiente, utilizando o circuito que for conveniente de modo que apenas saiam as tensões +5V, -5V, +12V, -12V e terra(GND-Ground).
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| − | === QUCS (Quite Universal Circuit Simulator) ===
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| − | QUCS é um diagramador de circuitos open-source fácil de usar e foi escolhido para compor o arcabouço, pelo fato de que permite a simulação fácil de circuitos e terá como finalidade sanar possíveis dúvidas de funcionalidade, antes da construção de um determinado circuito. Ele permite uma quantidade razoável de simulações dentre elas de corrente alternada, contínua e circuitos digitais.
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| − | === Hardware Base ===
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| − | O hardware base para a elaboração de circuitos será composto por resistores, um multimetro para a verificação das grandezas reais associadas ao circuito e aos componentes. A captura de dados e a alimentação do hardware será através da porta USB utilizando o Arduino, entrentanto para circuitos sem a necessidade da captura de dados uma fonte de tensão pode ser usada e por fim um protoboard, ou matriz de contatos, que é uma placa que contém dezenas de pequenas entradas nas quais os componentes eletrônicos são encaixados e o circuito é montado, evitando a necessidade inicial de placas condutoras e soldagem.
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| − | ==== Leitura de Resistores ====
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| − | Cada resistor tem uma identificação única que o caracteriza, ou seja, que informa a sua resistência. São três anéis coloridos em que cada cor representa um número e a partir da combinação se tem então a resistência.
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| − | Geralmente os resistores possuem quatro faixas sendo que a última faixa a ser lida é dourada ou prata, ou seja, a orientação que deve-se seguir é com base na posição da faixa dourada ou prata. A faixa vermelha representa que o resistor tem um erro de 1%, a dourada um erro de 5% e a prata 10%. A leitura será explicada em base ao resistor de 5%.
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| − | Posicionando a faixa de erro para a direita, da esquerda para a direita a primeira faixa representa o primeiro digito, a segunda faixa o segundo digito e a terceira faixa o multiplicador dos dois primeiros. A tabela abaixo relaciona as cores com os valores a serem associados.
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| − | [[Imagem:Resistores.png]]
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| − | Como exemplo, se um resistor tem as cores Amarelo-Violeta-Marrom-Dourado, então pode-se dizer que ele tem um erro de 5%, ou seja, varia para mais ou menos 5% do valor nominal e mais:
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| − | # Amarelo no primeiro anel representa 4
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| − | # Violeta no segundo anel representa 7
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| − | # Marrom no terceiro anel representa 10
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| − | Logo o resistor é determinado com a seguinte relação: ABxM em que A é o primeiro digito, B é o segundo digito e M é o multiplicador, do exemplo acima tem-se que A=4, B=7 e M=10 então a resistência desse resistor vale 47x10 = 470 Ohms
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| − | Essa tabela é importante para se ter as resistências, entretanto há outras melhores e mais didáticas para facilitar na leitura e obtenção do valor.
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| − | É recomendado que se compre a série de 10 a 10k Ohms.
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| − | ==== Protoboard ====
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| − | [[Imagem:Protoboard2.jpg]]
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| − | [[Imagem:Protoboard.jpg]]
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| − | De maneira simples o protoboard pode ser explicado como se segue:
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| − | Cada conjunto de 5 furos numa mesma vertical estão ligados eletricamente como um nó, como mostra a figura acima e toda a linha horizontal nos extremos são ligadas eletricamente.
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| − | Por exemplo, para se ligar uma bateria no protoboard, é necessário apenas plugar um terminal em um furo de qualquer das linhas nos extremos e o outro terminal na outra linha, então todos os furos da linha com o terminal positivo tera +V e toda a linha com o terra terá GND(Terra).
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| − | Um resistor por exemplo deve ter cada terminal em uma linha vertical (coluna) diferente. Caso seus terminais estejam na mesma coluna, não funcionará corretamente o circuito pois os dois terminais estarão num mesmo potencial e não fluirá corrente através do resistor.
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O projeto ABaCo tem como objetivo fornecer uma estrutura básica de eletrônica e softwares relacionados, de modo que qualquer pessoa interessada em aprender ou desenvolver projetos interativos, mídias tangíveis entre outros, seja capaz de executá-lo de um modo mais fácil. As ferramentas e softwares utilizados estão diretamente correlacionados com a filosofia de software livre e da liberdade de uso, execução, distribuição e modificação.
Esta wiki divide o projeto ABaCo em tópicos didáticos que buscam explicar de um modo simples cada parte que o compõe.
Para se trabalhar com circuitos elétricos e projetos interativos usando o ABaCo são necessários componentes eletrônicos como Resistores, chaves de contato entre outros, bem como de um Protoboard no qual o Protótipo será montado. Com o protótipo montado no protoboard, o controle do circuito será feito pelo Arduino que estará conectado a um Computador no qual roda o código de controle do protótipo na linguagem de programação do Arduino. Entretanto antes de se ligar o protótipo no arduino é importante simular se tudo está ocorrerá como esperado em um software de simulação e é também importante manter o diagrama do circuito para que possa ser explicado de forma simples o seu funcionamento e mostrar quais componentes foram usados usando um programa de diagramação(Layout do circuito).
