Arduino | Rodrigo Lira

Placa robô para soldagem e ensino de programação com Arduino

Sat, 26 Nov 2022 00:00:00 +0000

Arquivos para fabricação da placa desenvolvida para ensino de soldagem e programação com Arduino. Mais informações sobre o projeto estão descritos na postagem .

Desenvolvimento de uma placa PCB para fins educacionais

Mon, 01 Jun 2020 00:00:00 +0000

Motivação

Desde 2018.2 ensino a disciplina de Prática Profissional Supervisionada no curso técnico de Manutenção e Suporte em Informática do IFPE Campus Paulista. Venho implementando, cada semestre com maior intensidade, a realização de atividades práticas que possam sejam úteis na formação dos alunos desse curso. Pela característica do curso, as atividades ficam muito relacionadas as áreas de redes de computadores, manutenção de computadores e eletrônica.

Uma atividade que sempre faço questão de realizar é a de remoção e soldagem de componentes eletrônicos. Já utilizei num passado a placa . Na ocasião precisei pedir para os alunos formarem grupos e comprarem os componentes pois eu só tinha as placas para doar. Lembro que apesar dos custos, eles aceitaram e se empolgaram bastante na realização da atividade de montagem da placa. Na imagem abaixo é possível ver uma foto de um dos alunos validando a soldagem dos componentes.

Nos semestres seguintes eu resolvi implementar a atividade de soldagem utilizando equipamentos quebrados pois as placas que tinham não dariam para realizar a atividade com muitos grupos. Para esse novo formato nós usamos fontes de computadores quebradas, mouses e rádios de pilhas. A atividade iniciava com a remoção dos componentes, utilizando um sugador, e em seguida os componentes eram soldados nos seus respectivos locais. Continuou sendo um momento muito bom para os estudantes porque trazia uma experiência que muitos ainda não tinham passado mas para mim ainda faltava algo. Por esse motivo eu resolvi continuar procurando alternativas…

Até aquele momento não tinha passado na minha cabeça a criação uma placa, eu estava procurando por algum produto pronto que pudesse ser barato e fácil de adquirir. Nesse sentido eu encontrei alguns projetos, como o , o e o . Esse último me chamou mais a atenção porque eu poderia usar a placa para fazer a iniciação a programação Arduino, outro assunto abordado na disciplina.

Fui procurar pela placa em lojas na internet e achei pouca oferta. Até consegui adquirir um kit num mas era o único que ele tinha e também de uma versão com menos recursos. Sabendo disso, um amigo que trabalha com robótica educional me sugeriu projetar uma placa PCB similar e mandar confeccionar na China. Algo que a princípio eu achei desnecessário, mas que logo mudei de ideia.

Projeto da Placa

Não era minha pretensão criar uma placa para esse próposito, mas eu fiquei um pouco desafiado a desenvolver o projeto. Por coincidência, eu tinha visto que um outro professor do IFPE tinha acabado de projetar uma placa para o seu projeto no . Depois de conversar com ele, ele me apresentou o seu projeto na plataforma e explicou rapidamente como poderia criar a placa em questão.

Para me familiarizar no EasyEDA, eu resolvi comprar o curso do Ricardo Teixeira. O curso ensina como utilizar a plataforma para desenvolver projetos, sendo o projeto final uma shield para Arduino Uno. Apesar de o EasyEDA ser intuitivo, o curso permitiu utilizar algumas funcionalidades que só quem já trabalhava nessa área poderia saber.

A complexidade da placa facilitou bastante a minha vida. A placa PCB projetada é bastante simples contendo apenas leds, buzzer e pinos para entrada dos sinais, componentes suficientes para realizar uma iniciação em Arduino. Acho que a parte mais complicada foi o posicionamento dos componentes e, consequentemente, o roteamento das trilhas. Confesso que não gastei muito tempo nesse projeto, acho que entre decidir criar e mandar confeccionar o projeto final das placas foram duas semanas. A versão no EasyEDA está apresentada na imagem abaixo.

Confecção da Placa

Para mim a grande vantagem de usar o EasyEDA foi a sua integração com a JLCPCB, um fabricante de placas sediado em Hong Kong. Com poucos cliques foi possível enviar o projeto para ser manufaturado pela JLCPCB e escolher detalhes da placa como a cor, o tipo das pontas, dentre outras opções. O custo também foi bastante acessível, eu escolhi as opções mais baratas (padrão) de confecção e isso fez com que o custo total fosse de US$ 12 por 50 placas.

Acabei não dando sorte na entrega, os Correios perderam o pacote e me fizeram esperar um novo envio da JLCPCB. Não tive custos adicionais mais tive que contatar os Correios para devolverem a taxa de despacho postal (R$15) da encomenda extraviada. Recebi a placa nesse segundo envio, elas vieram bem lacradas num pacote embalado a vácuo. Nas imagens abaixo são apresentadas fotos da placa.

Depois de colocar os componentes…

Extensão | Desenvolvimento de um Jogo para o Estímulo do Pensamento Computacional

Tue, 01 Jan 2019 00:00:00 +0000

A humanidade vive numa sociedade conectada onde cada vez mais conhecimento sobre tecnologia são necessários. Iniciativas como o code.org apresentam como o conhecimento em programação são necessários para as futuras gerações. Por isso, cada dia mais o termo “Pensamento Computacional” está sendo difundido entre professores e pesquisadores.

De acordo com Wing [1], o pensamento computacional amplia competências que desenvolvem e aprimoram nos alunos novas habilidades tais como: i) Pensar de forma abstrata em vários níveis e encontrar uma solução; ii) Desenvolver um produto, indo além do programa, pois é necessário pensar em diferentes níveis de abstração, permitindo o uso consciente das técnicas de programação; iii) Resolver ou desenvolver problemas com ou sem o computador; iv) Pensar ao invés de deixar que os problemas sejam resolvidos pelo computador; v) Correlacionar a área computacional com a matemática e as engenharias. Ele é uma habilidade fundamental para todos, não somente para cientistas da computação. Por esse motivo, nos últimos anos, vários países, incluindo EUA e Reino Unido [2][3], incentivaram a adição da adição desses conceitos no currículo escolar para ajudar a criar uma nova geração de ‘Mark Zuckerbegs’. Nesse sentido, a Sociedade Brasileira de Computação (SBC) apresentou, para ser incluída na Base Nacional Comum Curricular (BNCC), proposta que se baseou em destacar a importância desse conhecimento para os estudantes serem capazes de solucionar desafios cotidianos [4].

Este projeto tem como objetivo o desenvolvimento de um jogo utilizando robótica educacional para estímulo do pensamento computacional. Nele, os jogadores precisaram utilizar conceitos de lógica de programação para poder controlar a movimentação de um robô em um mapa que será o tabuleiro do jogo. O tabuleiro poderá ser utilizado de diversas formas, por exemplo, pode ser apresentado perguntas aos jogadores como: “Qual é a quinta letra do alfabeto?”, “Qual a capital do estado de Pernambuco?” e o jogador teria que responder com os comandos - direita, frente, esquerda e abaixo - necessária para que o robô chegue até a resposta. Uma outra forma de usá-lo é fazendo com que o robô se movimente por um percurso e desvie de obstáculos pré-definidos pelos jogadores.

Após a fase de desenvolvimento do projeto, espera-se criar oficinas na comunidade interna e externas do campus. Nessas oficinas serão utilizados os dois produtos, ambiente de simulação e robô educacional para estimular o pensamento computacional. Com isso espera-se despertar o interesse das crianças e adultos para a área de computação e apresentar de forma divertida os conceitos de programação.

Jogo Desenvolvido no PIBEX 2019

Vídeo de apresentação do Encontro de Extensionista do IFPE 2020

Imagens do robô desenvolvido

Apresentação no Computer On de Beach 2021

[1] WING, Jeannette Marie. Computational thinking. In: Communications of The ACM, Marz 2006. Vol. 49, no 3. p. 33-35

[2] Computer Science for all. Disponível em: < >. Último acesso: 20 out. de 2018.

[3] Coding at school: a parent’s guide to England’s new computing curriculum. Disponível em: . Último acesso: 20 out. de 2018

[4] Fundação Telefônica Vivo; Fundação Lemann. Programaê: Um guia para construção do pensamento computacional. 1 ed. São Paulo. 2018. Disponível em:

Sistema de Monitoramento em Tempo Real de Qualidade de Água de um Rio

Tue, 01 Jan 2019 00:00:00 +0000

A água é essencial para a vida e por isso deve-se criar formas de monitorar as principais fontes desse recurso. Tragédias recentes, como os rompimentos das barragens em Brumadinho e Mariana fizeram com que rejeitos de minérios alcançassem rios e contaminasse a principal fonte de captação de água das cidades dessas regiões.

Sabe-se que é possível medir a qualidade da água através de diversos parâmetros. O valor dos sólidos dissolvidos totais (do inglês Total Dissolved Solids - TDS) representa a concentração total de substâncias dissolvidas na água. O TDS é composto por sais inorgânicos, além de uma pequena quantidade de matéria orgânica (SDWF, 2020). Por sua vez, a turbidez é um parâmetro físico relacionado à água. Ela é considerada um dos principais parâmetros para a determinação de sua qualidade, principalmente àquelas destinadas ao consumo humano, e está relacionada à capacidade ótica de absorção e reflexão da luz, e não depende tão somente da concentração dos sedimentos em suspensão, mas também de aspectos como tamanho, composição mineral, cor e quantidade de matéria orgânica (LIBÂNIO, 2010). Os dois parâmetros citados anteriormente podem ser medidos através de sensores que estejam instalados na bacia, nascente de um rio ou até mesmo estações de tratamento de água (ETA) para que as ações de preservação e as precauções necessárias para quem utiliza aquela água sejam tomadas. Uma rede de sensores espalhados numa bacia hidrográfica ou numa ETA pode ser fundamental para uma rápida tomada de decisão, além de evitar gastos com coletas manuais.

A proposta deste projeto é desenvolver um protótipo de estação de monitoramento de qualidade da água de baixo custo usando plataforma Arduino/ESP. A estação desenvolvida irá monitorar a qualidade da água de um rio e enviar os dados coletados através de HTTP ou MQTT para um sistema de informação geográfico (SIG). A estação também contará com painéis solares que irão ser responsáveis pela alimentação de todo os componentes e que permitirão que ela funcione de forma autossuficiente. Os testes serão realizados em ambiente controlado a fim de simular uma bacia hidrográfica. Também será criado um SIG utilizando a framework Django (backend) e Bootstrap (frontend). Ele será responsável por agregar todas as informações enviadas das estações de monitoramento de qualidade de água e permitirá analisar o histórico de coleta da estação e as respectivas localizações geográficas dessas informações. Além do gerenciamento das informações recebidas pelas estações, o sistema permitirá a criação de alertas que possam ser acionados caso os valores dos sensores superem limites pré-estabelecidos pelo usuário.

Este projeto foi aprovado na chamada pública do NIC.BR.

Material Externo

Vídeo de Divulgação do Projeto

Apresentação da Semana Nacional de Ciências e Tecnologia do IFPE Campus Paulista

Slides

Apresentação SNCT de Rodrigo Lira

Demonstração da Aplicação Web

Referências

Safe Drinking Water Foundation (SDWF). TDS and PH. Acessível em: . Último acesso: 21 de janeiro de 2020.

LIBÂNIO, M. Fundamentos de qualidade e tratamento de água. Campinas: Átomo, 2010.

Apresentação do projeto aprovado na chamada pública Mover-se na Web - Articulação Pró-Brumadinho

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000