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Arduino como uma Plataforma de Aprendizagem

Por Deividson Luiz Okopnik

Aprender robótica ou qualquer uma das áreas da automação (industrial, doméstica, agrícola, ou qualquer outra) sempre demandou conhecimentos bem avançados em elétrica e eletrônica. Isto, por si só, sempre dificultou bastante a entrada de novos nomes no mercado, uma vez que é necessário, além do conhecimento sobre robótica, o uso de equipamentos de nomes complicados e valores elevados (multímetros, osciloscópios, fontes chaveadas ajustáveis, entre vários outros). Desse modo, o avanço dentro destas áreas lento acaba sendo, caro, e mais teórico do que prático.
A plataforma Arduino é uma plataforma de Automação para desenvolvimento de projetos que vão de pequenos a gigantes e traz. É basicamente uma única plaquinha, menor que um cartão de crédito, e de custo relativamente baixo (podem ser encontrados por menos de R$ 50,00 na internet, já com o frete). Juntamente com o Arduino, atualmente podemos encontrar kits educacionais, compostos pela placa principal e por uma gama de componentes capazes de permitir que projetos de pequeno a médio porte saiam do papel e podem ser encontrados por pouco mais que o dobro disto.
Para os entusiastas da tecnologia de plantão, uma informação interessante é que a plataforma é open source (e open hardware), o que significa que toda a documentação e projetos necessários para a criação de um Arduino são disponibilizados ao público, de maneira que qualquer um pode comprar os componentes avulsos e criar sua própria placa. Esta placa possui todos os equipamentos normalmente utilizados por projetos deste tipo em uma plataforma barata e pronta para o uso. Os conhecimentos avançados em elétrica e eletrônica ainda podem ser necessários, dependendo do projeto, mas com boa disposição é possível chegar a bons resultados.
Além de dispor de formas de comunicação com sensores (equipamentos que fazem a leitura de valores do mundo real para dentro do Arduino) de diversas categorias diferentes, como sensores de som, de luminosidade, de temperatura, de posição, de toque, entre outros, o Arduino também suporta uma ampla gama de atuadores – motores, lâmpadas e leds, resistências para aquecimento, servos, pistões, autofalantes, entre vários outros, suportando também as principais formas de comunicação existentes – analógica ou digital, ou ainda protocolos como o serial ou o i2c. Tudo isto nos traz uma plataforma robusta, pronta para receber a ligação dos componentes e para ser programada, a fim de executar a automação desejada.
O Arduino está presente em diversos aparelhos do nosso cotidiano. Atualmente, é possível encontrá-lo em equipamentos diversos – sistemas de alarme, de automação, de monitoria, robôs, impressoras 3d e fresas CNC são só alguns dos exemplos encontrados com facilidade.
Para quem tem interesse em entrar para este mundo e aprender um pouco, a receita é simples – basta adquirir um Arduino e alguns sensores (um kit didático pode ajudar nisso), e seguir alguns exemplos, facilmente encontrados na internet, inclusive na forma de vídeo-aulas, para ir se familiarizando com cada um dos componentes e a sua forma de utilização e de programação. Quando começar a ter experiência e a conseguir modificar os programas aprendidos nos exemplos, pode-se tentar a criação de um projeto de porte um pouco maior, que utilize vários componentes de maneira integrada, já que os projetos que podem ser desenvolvidos com a plataforma são inúmeros, e, com grande facilidade, ela pode ser aplicada à solução de problemas do cotidiano das pessoas. Esta, sem dúvida, é a melhor fonte de inspiração para a criação de projetos com o Arduino: pensar na resolução de problemas do cotidiano, como detectar a claridade e controlar a ligação de uma lâmpada ou a abertura cortinas de forma automática; detectar a temperatura e utilizar este valor para tomar a decisão de abrir uma janela ou de um ar condicionado, detectar a presença de água ou de ração em um pote e automatizar a alimentação de um animal de estimação – as possibilidades são infinitas. Basta um pouco de vontade de aprender e de criatividade, pois a plataforma Arduino está pronta para lhe auxiliar.

27 de setembro de 2019 – Conexão IFPR

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O papel das tecnologias nos momentos de pandemia

Por: Deividson Luiz Okopnik

Vivemos, atualmente, em uma situação única, singular em nossas vidas. Devido à pandemia e ao isolamento, a tecnologia tem se mostrado cada vez mais eficiente e se colocado como uma maneira de sanar lacunas e de permitir encontros, discussões, reuniões e aulas – atividades que, sem o uso da tecnologia, seriam impossíveis neste momento em que vivemos.
Ao mesmo tempo em que facilita, o uso destas tecnologias escancara também uma grande quantidade de problemas de nossa sociedade. As diferenças de acesso, que incluem, por exemplo, as diferenças de equipamentos e de qualidade de conexão – essas são apenas algumas das variáveis que podem ilustrar que as experiências com as tecnologias são diferentes de pessoa para pessoa. Não é novidade que, ao mesmo tempo em que algumas pessoas estão aproveitando o período para acompanhar diversos cursos e palestras, aprimorar seus estudos, dentre outros; muitos não possuem condições (técnicas ou psicológicas) se quer para acompanhar suas aulas ou seu serviço remoto, muito menos para possibilitar a adoção de tarefas novas.
Dentre as ferramentas tecnológicas que têm se tornado essenciais temos as ferramentas de comunicação – Whatsapp, Discord, Telegram e o e-mail, que estão entre as mais utilizadas. Essas ferramentas são vantajosas, pois seu formato proporciona a comunicação através do envio de mensagens, textos, áudio e vídeos que podem ser baixados e acessados no momento em que acharmos oportuno. Assim, pode-se dizer que nos possibilita a comunicação mesmo se estivermos usando uma internet de menor qualidade e/ou velocidade, inclusive por planos de telefonia móvel. Nesses casos, mesmo que haja demora ao baixar um arquivo, como um vídeo, por exemplo, uma vez que este já tenha sido baixado não há travamentos ou falhas na sua reprodução. Outro recurso importante é permitir funções como o uso de grupos e de confirmação de envio/recebimento das mensagens, que ampliam as possibilidades de utilização por empresas, escolas ou grupos que precisam se comunicar de maneira eficiente.
Aproximando mais o olhar para as salas de aula virtuais, realidade instaurada nos últimos meses em grande parte do planeta, outro tipo de comunicação importante para a sala de aula é o de Videoconferência, como o Google Meet, Zoom, Google Teams. Esses são exemplos de ferramentas que permitem a comunicação em tempo real: reuniões e aulas de maneira bem similar às presenciais. Porém, tecnologicamente falando, esse tipo de ferramenta apresenta um obstáculo: é muito dependente da qualidade da internet dos envolvidos. Por isso, travamentos e diminuição da qualidade são comuns e podem dificultar o entendimento do conteúdo trabalhado. É importante notar que tanto a pessoa que está transmitindo, quanto as que estão recebendo o áudio/vídeo podem, dependendo de sua internet, ter sua comunicação perpassada por travamentos, o que faz os problemas se multiplicar, além de ser impraticável em internets móveis e/ou com franquias, pois seu consumo de dados é gigantesco.
Plataformas de vídeo, como o Youtube, também podem ser utilizadas para distribuir conteúdo. Sua principal vantagem está na possibilidade do aluno assistir quando quiser as vídeo-aulas, sendo, portanto, mais flexíveis. Há ainda a possibilidade de pausar o vídeo e continuar em outros momentos, além de poder carregar os vídeos de maneira prévia, evitando gargalos e travadas nos vídeos. Esse tipo de conteúdo, porém, são mais difíceis de produzir por parte dos professores e, portanto, menos utilizadas. Como é possível notar, são diversas as tecnologias e possibilidades de interação por meio da tecnologia, e cada uma tem suas vantagens e desvantagens – dificilmente sendo alguma delas a melhor em todos os casos. Portanto, há grande vantagem na utilização de várias ferramentas, ou todas elas, em conjunto, desta forma evitando gargalos tecnológicos (como problemas de conexão ou de equipamento) ou de organização, como é o caso de problemas de organização de alunos. A utilização de diversos recursos tecnológicos, aparentemente, seria a melhor solução.

2 de outubro de 2020 – Conexão IFPR

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Vem chuva? O uso das imagens de radar na previsão do tempo

Por: Patricia Baliski

Vem chuva? Será que vai chover? Essas são perguntas bastante comuns e que todos já escutaram ou fizeram inúmeras vezes ao longo da vida. Saber, antecipadamente, se vai chover permite que cada um tome as decisões mais adequadas sobre as questões que lhe interessam que podem ir desde a escolha de roupas e calçados para sair de casa, até a tomada de precauções necessárias diante de possíveis eventos extremos (tempestades).
Dada a curiosidade das pessoas a respeito da previsão do tempo, é bastante comum a presença desse tema em jornais televisivos, inclusive ampliando-se seu tempo de exibição em alguns casos. Observadores mais atentos já devem ter percebido que, em tais programas, a pauta da previsão do tempo não mais fica restrita, somente, à indicação da precipitação e das temperaturas. É crescente a complementação das informações com mapas, gráficos e imagens de satélite e de radar, geralmente, produzidas por instituições que monitoram o tempo.
Dentre todas essas fontes de informação, as imagens de radar têm sido uma importante ferramenta, não apenas para a previsão de chuvas, mas também para alertar sobre a ocorrência das precipitações de maior volume e velocidade e que podem trazer algum tipo de risco à população. Isso ficou evidente nos últimos meses, quando imagens de radar exibidas em inúmeros telejornais demonstraram a magnitude de eventos extremos que atingiram com gravidade algumas cidades da Região Sul do Brasil.
Ainda que os resultados da sua utilização estejam sendo divulgados com mais frequência nos últimos anos, o equipamento já existe há algumas décadas. O nome radar origina-se da expressão inglesa Radio Detection and Ranging, que significa detecção e telemetria por ondas de rádio. Seu desenvolvimento ocorreu, sobretudo com a Segunda Guerra Mundial, quando foi utilizado para determinar a posição e o deslocamento de aeronaves e submarinos inimigos. Com o fim do conflito, a tecnologia passou a ser empregada para outros usos, do científico ao civil, tais como mapeamento dos relevos submarino e terrestre, controle de tráfego aéreo, levantamento de recursos naturais, previsão do tempo, dentre outros.
Mesmo que cada uso diferente possua suas especificidades, o modo como a informação é captada pelos equipamentos é similar. Os radares têm como característica transmitir pulsos de energia eletromagnética, na faixa da frequência das micro-ondas, em intervalos regulares de tempo. Dessa forma, os objetos que receberam os pulsos de energia emitidos pelo radar irão absorver uma parte e refletir outra. O que é refletido retorna ao sensor como um eco. A leitura desse eco é medida em tempo, assim, objetos mais próximos responderão em um intervalo de tempo menor, enquanto que, os mais distantes, demorarão mais.
No caso dos radares meteorológicos, o objeto de contato são as moléculas de água presentes nas nuvens, podendo ser em forma de chuva, granizo ou neve. Essas moléculas refletem o sinal emitido pelo radar, o qual é captado pela antena do sensor. Além da localização da precipitação, as imagens de radar também permitem determinar a intensidade, por meio da quantificação do volume. Nesse caso, a intensidade é representada por cores convencionadas. Do amarelo para o verde estão as chuvas moderadas a fracas, enquanto que do vermelho para o rosa, as precipitações fortes. Como os dados de radar podem ser obtidos com bastante frequência (alguns com intervalo de dez minutos apenas), é possível fazer o acompanhamento da precipitação, determinando seu deslocamento e a manutenção ou não da sua intensidade. Quando nos telejornais são divulgadas imagens com o avanço das chuvas sobre uma determinada região, a animação é resultado de uma série de leituras realizadas por um radar em um determinado período de tempo.
Por fim, é importante ressaltar que o uso das imagens de radar não se restringe à previsão do tempo divulgada em telejornais, embora esse seja o modo mais popular de divulgação. Além de dotar de dados algumas pesquisas científicas, bastante importantes para compreender a dinâmica meteorológica de uma determinada região, os dados têm sido utilizados também para salvar vidas. Nos estados de maior recorrência de eventos extremos, como Santa Catarina, por exemplo, os dados de radar têm auxiliado à Defesa Civil a fazer alertas à população sobre a ocorrência de situações mais graves, evitando possíveis tragédias.

4 de setembro de 2020 – Conexão IFPR

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Matriz Energetica no Brasil

Por: Luiz Sérgio Soares da Silva

Na sociedade contemporânea mundial, onde a necessidade de constante consumo de bens e serviços está estritamente ligada aos avanços científicos e tecnológicos, ao mesmo tempo que se desenvolve cada vez mais o entendimento do crescimento global sustentável, fica cada vez mais evidenciada a necessidade de buscar uma matriz energética limpa e renovável, capaz de suprir e acompanhar esses avanços na sociedade.
A atual matriz energética que vem sendo utilizada, em grande parte, é composta de fontes não renováveis, tais como combustíveis fósseis, a exemplo do petróleo, gás natural e carvão. No Brasil, tal matriz constitui-se predominantemente da produção hidrelétrica. Segundo os dados de 2019 da Agência Nacional Elétrica (ANEEL), nosso país conta hoje com 1342 usinas hidroelétricas, sendo espalhadas por todo o território nacional e correspondendo a 63, 75% da produção de energia elétrica em nosso país. Apesar da água de ser considerada uma fonte de energia renovável, pois em teoria trata-se do uso de uma fonte capaz de se refazer em curto prazo, deve-se levar em consideração o bom uso desse recurso. A escassez mundial cada vez maior de fontes limpas de água potável, bem como a questão ambiental que é indissociável nesse debate sobre a necessidade de se mudar a matriz energética atual, entram como condição sine qua non, para reverter esta situação.
Uma possiblidade de se modificar o atual modelo de produção energética do Brasil vem da utilização das usinas termonucleares, como Angra 1 e 2, instaladas em Angra dos Reis no estado do Rio de Janeiro. Nesse tipo de usina, a energia é obtida pelo processo de fissão nuclear do urânio dentro de um reator. Uma minúscula pastilha de 1 cm de comprimento e diâmetro de urânio enriquecido produz a mesma energia que 22 caminhões tanques de óleo diesel (BBC News). No momento o Brasil conta com o funcionamento das usinas de Angra 1 e Angra2, que são responsáveis juntas pela produção de apenas 3% da energia consumida no país. Com tamanha capacidade de produção energética dessas usinas termonucleares, o país seria capaz de modificar sua matriz energética atual, contudo não o faz.
Algumas indagações são inevitáveis: por que produzimos tão pouca energia através dessas usinas? Quais são os interesses por trás de tão pouca utilização? Além de que, a construção da terceira usina iniciada há 35 anos, Angra 3, que tem apenas 62% das obras executadas, e que atualmente estão suspensas, foi alvo, recentemente, de operação da polícia federal, na qual diversos suspeitos foram presos por desviar milhões do dinheiro público. Todas essas situações nos levam a pensar que o interesse em modificar a atual matriz energética passa distante do bem coletivo. Além disso, a busca por uma fonte de produção de energia mais barata e menos agressiva ao meio ambiente fica, como se vê, em segundo ou terceiro plano, devido ao interesse de uma minoria governante.

8 de agosto de 2020 – Conexão IFPR

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