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Aplicação da Tecnologia Zigbee

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Logo da Aliança ZigBeeA tecnologia Zigbee refere-se a um protocolo de comunicação sem fio (baseada no padrão IEEE 802.15.4 para redes de área pessoal - PANs) entre dispositivos eletrônicos, lançada por uma aliança de indústrias (mais de 400 associados no mundo todo) em 1998 e padronizada em 2003. Os sinais de comunicação são de baixa potência e por conseguinte de baixo alcance (10 a 100m), com taxas de transferência não maiores que 250 kbps, usam chaves de criptografia de 128 bits para garantir a segurança dos dados trafegados pela rede e com seus nós organizados em arquitetura de malha (mesh network).

Dácio e Wenderson (autores do TCC defendido no Campus Goiânia do IFG, em Fev/2016) mostram como aplicar a tecnologia Zigbee, com Arduino e módulos auxiliares (shields), para controlar a iluminação de uma residência com baixo custo e baixa complexidade de automação.

Empresas promotoras: Comcast, Huawei, Itron, Kroger, Legrand, Midea, NXP, Philips, Schneider Electric, Silicon Lab.s, Smart Things, Somfy, Texas Instruments, Wulian.

Empresas participantes: Amazon, Atmel, Analog Devices, ARM, AT&T, Blackberry, Bosch, Cisco, Cypress, Danfoss, Eaton, Freescale, GE, Honeywell, LG, Microchip, Mitsumi, Motorola, Nortek, OKI, Osram, Panasonic, Renesas, Samsung, Siemens, Sony, ST Microelectronics, Telit, Toshiba, Underwriters Lab.s, ...


Fontes: TCC e Wikipedia

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Internet das Coisas

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Internet of Things - IoT

Ficção: máquinas, robôs, dispositivos,... comunicando entre si e tomando decisões para aumentar o conforto da humanidade.

Realidade: máquinas, robôs, dispositivos,... comunicando entre si e otimizando processos e inferindo informações com menos interferência humana.

Desafios encontrados na concepção da coisa (o produto):

  1. Inovação. É a mola mestra do futuro presente. Criar não é uma tarefa fácil. Inventar sempre terá como precursora a problemática. Não se inventa apenas por inventar... é preciso se antenar com problemas e necessidades da humanidade. Pensamento crítico é imperioso aos criadores.
  2. Ética. A "coisa" tem que se encaixar nos padrões admissíveis à época e não permitir desvios de conduta no seu uso. Mas pode apresentar novos conceitos e modos de se fazer.
  3. Crescimento. Buscar o bem comum e o crescimento da humanidade, permitindo o compartilhamento de recursos e benefícios à toda população, independentemente da raça, do credo, das convicções políticas e da renda.
  4. Aplicar conhecimentos para desenvolvimento de novas teorias e costumes saudáveis.

Desafios encontrados nos projetos de IoT:

  1. Seleção do módulo de comunicação sem fio. Na grande maioria dos projetos de IoT os dispositivos estarão conectados via comunicação sem fio (wireless). Qual padrão adotar? Qual padrão oferece a taxa de bits mínima necessária? A distância mínima necessária? Com menor potência possível, ou com maior autonomia de baterias?
  2. Projeto de RF e depuração. Dispositivos não estão funcionando? Analisando o domínio da frequência podemos identificar problemas que não podem ser vistos no domínio do tempo. Equipamentos e instrumentos adequados se fazem necessários na busca de soluções.
  3. Maximização da vida útil da bateria. Verifique se o seu dispositivo pode ter vida longa. Use as melhores práticas e certifique-se de preservar a vida da bateria a partir do projeto.
  4. Obtenção da pré-certificação EMI e EMC. O teste de avaliação EMI (EletroMagnetic Interference) é caro. Saiba como configurar pré-testes em seu laboratório para garantir o cumprimento da certificação já na primeira tentativa.
  5. Agilidade na geração de produto para o mercado. Use padrões estabelecidos de comunicação sem fio. De Bluetooth a WLAN, verifique se o produto cumpre as normas mais recentes. Garanta que o seu produto conseguirá o atalho para o mercado.
  6. Interferência das Coisas. Certifique-se de que o sinal do seu dispositivo poderá ser visto entre milhares de outros com o pré-trabalho (testes e ensaios) e as ferramentas adequadas.

Fonte

Veja o que há por detrás das coisas (vídeo).

PDS

Detalhes que fazem a diferença

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A análise de Fourier nos permite visualizar um determinado sinal no domínio da frequência, e a partir disso podemos conhecer a faixa de frequência (largura de banda) ocupada pelo sinal.

Sinais periódicos produzem espectros frequenciais discretos, também conhecidos por espectros de linhas, ou ainda, de raias. Cada linha apresenta a amplitude de sua participação na formação da forma de onda temporal do sinal periódico correspondente, e da frequência. A primeira raia representa o nível médio do sinal, também chamado de nível DC (frequência nula) do sinal. A segunda raia representa a componente fundamental (a senóide que oscila na mesma frequência do sinal periódico), a partir da qual as demais componentes são obtidas como múltiplos inteiros da fundamental.

Considerando sinais discretos no tempo (como os sinais digitais), vamos analisar (cálculo do espectro frequencial, determinado pelos coeficientes da Série de Fourier) e sintetizar (cálculo da forma de onda no tempo a partir do espectro frequencial) alguns sinais periódicos. Para tanto precisamos da equações de análise e síntese de sinais periódicos (Série de Fourier), mostradas a seguir:

Eq. de Análise:  c_k = \frac{1}{N_0}\sum_{n=0}^{N_0-1}x[n]e^{-jn\Omega_0k}

Eq. de Síntese:  x[n]=\sum_{k=0}^{N_0-1}c_ke^{jn\Omega_0k}

1. Sinal senoidal:    x[n] = 5.sen(\Omega_0n)

N_0 = 16 \Rightarrow \Omega_0 = \frac{2\pi}{N_0} = \frac{2\pi}{16} = \frac{\pi}{8} rad/amostra

Sinal senoidal com 16 amostras/período

Sinal senoidal com 16 amostras/período

Agora vamos fazer a análise desse sinal, ou seja, vamos calcular os coeficientes da série de Fourier...

O código mostrado a seguir seria a forma mais simples e direta para calcular e exibir o espectro do sinal senoidal:

Espectro frequencial de um sinal senoidal (incorreto).

Espectro frequencial de um sinal senoidal (incorreto).

Observe a magnitude das raias exibidas. Os valores são muito pequenos, próximos de zero, para todas as raias. Isto não está correto..., deveria aparecer duas raias com amplitude de metade da amplitude máxima do sinal nos extremos do eixo horizontal, ou seja, no primeiro e último harmônicos mostrados.

Mas o que está errado no script? Depois de algum tempo seguindo e acompanhando os valores das variáveis do código, percebe-se um aviso do interpretador indicando que a atribuição de números complexos a uma variável real (float) causará a perda da parte imaginária do número complexo...

Aviso de perda de informação em atribuição

Aviso de perda de informação em atribuição

Correção:  ao criar o vetor para armazenar os coeficientes da série de Fourier, foi utilizado o seguinte comando (linha 15):

Este comando cria um vetor com N0 (16) posições para armazenamento de valores reais (float), pois o parâmetro 'dtype' da função 'zeros' tem como valor default o tipo 'float', enquanto que de forma correta deveríamos ter valores complexos (complex). Assim, o comando correto é:

Espectro frequencial (magnitude) de um sinal senoidal.

Espectro frequencial (magnitude) de um sinal senoidal.

Viu aí?! A falta da especificação de um único parâmetro de uma função pode por tudo a perder...

Mas ainda falta um outro detalhe... se os coeficientes são valores complexos, então precisamos traçar também o gráfico da fase dos coeficientes:

Espectro frequencial de uma senóide: magnitude (correta) e fase (incorreta).

Espectro frequencial de uma senóide: magnitude (correta) e fase (incorreta).

Se vc conhecesse a fase do espectro de uma senóide saberia que ela não se parece em nada com o que está plotado no segundo plano cartesiano da figura anterior. Mais um detalhe que faz a diferença!!! Os valores próximos a zero dos coeficientes da série de Fourier são decorrentes de imprecisões numéricas, o que acaba por acarretar ângulos errados.

Correção: atribuir valor nulo para os coeficientes que estiverem com magnitude abaixo de um limiar, por exemplo: 1,0\times10^{-14}

Assim, teremos o seguinte espectro:

Espectro frequencial de uma senóide: magnitude e fase (corretos).

Espectro frequencial de uma senóide: magnitude e fase (corretos).


 

2. Sinal senoidal meio retificado

N_0 = 16\Rightarrow \Omega_0 = \frac{2\pi}{N_0} = \frac{2\pi}{16} = \frac{\pi}{8} rad/amostra

Espectro frequencial de uma senóide meio retificada.

Espectro frequencial de uma senóide meio retificada.

3. Sinal senoidal completamente retificado

N_0 = 16\Rightarrow \Omega_0 = \frac{2\pi}{N_0} = \frac{2\pi}{16} = \frac{\pi}{8} rad/amostra

Senóide Retificada Completa: forma de onda e espectro frequencial.

Senóide Retificada Completa: forma de onda e espectro frequencial.

Concluindo, os detalhes fazem a diferença!

 

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Adeus, malária e dengue: Google pretende erradicar as doenças

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Captura de Tela 2015-08-15 às 18.14.27

Quando a Google quer fazer uma coisa, na maioria das vezes, ela tem sucesso. Agora, a empresa tem uma meta um pouco fora do comum, mas trata-se de algo que pode ser muito bom para todos nós: a erradicação de doenças como a malária e a dengue.

Quem está por trás dessa ideia é Linos Upson, um executivo da Google que ajudou no desenvolvimento do Chrome. De acordo com o Business Insider, a companhia quer montar um projeto para modificar geneticamente os mosquitos que causam essas doenças.

De acordo com um estudo publicado na Popular Science e realizado no Brasil, os mosquitos que foram geneticamente modificados até o momento já reduziram a população dos insetos transmissores de dengue em 95%.

Segundo o BI, Upson comentou que a necessidade de colocar a pauta na Google é tornar o projeto mais seguro e possuir um capital — isso porque o retorno de uma proposta como essa não é rápido.

Não há datas para o projeto sair do papel, mas a ideia de ter a Google (ou outra empresa da Alphabet) trabalhando em algo deste tamanho é bem interessante para todos nós.

 Fonte: Techmundo

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Microempresas de nanotecnologia começam a ganhar força no Brasil

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Captura de Tela 2015-08-15 às 18.10.08

Segundo o gerente de Acesso à Inovação e Tecnologia do Sebrae, Célio Cabral, o Brasil está começando a solidificar uma posição no ramo da nanotecnologia. Atualmente, são cerca de 100 empresas registradas no país que têm como base produtos e serviços relacionados à área nanotecnológica.

A nanotecnologia faz parte do Plano Plurianual (PPA) do governo federal de 2000-2003, mas foi somente nos últimos anos que empreendimentos de maior porte começaram a ganhar força. “É um diferencial competitivo, sobretudo, em um momento de crise, em que as condições econômicas são cada vez mais difíceis no acesso ao mercado. O risco é maior, mas a possibilidade de retorno é grande”, explica Cabral.

Em 2012, o Ministério de Ciência Tecnologia e Inovação criou o SisNANO (Sistema Nacional de Laboratórios em Nanotecnologias). O objetivo é fornecer infraestrutura adequada para ajudar pesquisadores, órgãos públicos e companhias da área que precisam de suporte para desenvolver projetos na área.

Regulamentação e pesquisa

No ano passado, o Brasil aderiu ao programa NanoReg, um grupo de pesquisa que visa estabelecer padrões de regulamentação em nanotecnologia. Mais de 50 instituições no mundo todo, como empresas, universidades e institutos de pesquisa fazem parte da empreitada financiada pela União Europeia.

Até o ano passado, o Brasil respondia por menos de 0,1% da produção mundial do setor, mas as condições favoráveis podem fazer com que o setor cresça ainda mais. Firmas farmacêuticas, cosméticas e têxteis são apenas alguns exemplos das que mais crescem com projetos relacionados à nanotecnologia no Brasil.