Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG LAGEAR - Laboratório Gráfico para Experimentação Arquitetônica

Transcrição

1 Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG LAGEAR - Laboratório Gráfico para Experimentação Arquitetônica 1 Computação Física 2/4

2 Esta apostila foi desenvolvida com o apoio da FAPEMIG dentro do projeto Entre Presença e distância - laboratórios hibridos para educação arquitetônica compartilhada coordenado pelo Prof. José dos Santos Cabral Filho. Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG Escola de Arquitetura - LAGEAR Foi elaborada pelos bolsistas de graduação Marina Martins e Rafael Gil com o apoio do Prof. Cassiano Rabelo e dos bolsistas de mestrado Isabela Lages e Mateus Stralen. Esta apostila destina-se apenas ao uso educacional. Foram utilizados como base para o desenvolvmento dos conteúdos os seguintes livros: - Geting started to Arduino, de Massimo Banzi - Lowtech sensors and actuators for artists and architects, de Usman Haque - Processing: a programming handbook for visual designers and artists, de Casey Reas e Ben Fry Este manual faz parte de uma coleção composta de 4 manuais sobre a computacão física, sendo eles: Introdução aos circuitos I -Introdução aos circuitos II Processing Arduino Foto da capa: Cristiano Dayrell Projeto gráfico: Marina Martins e Rafael Gil Belo Horizonte Agradecemos à FAPEMIG (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais) pelo incentivo e apoio na elaboração deste manual.

3 introdução Esta apostila tem como objetivo fazer uma breve introdução aos circuitos. Nos seus três capítulos, serão abordados temas como componentes básicos, circuit bending e a placa de teclado. Introdução aos circuitos II 4 5 2/4

4 cores 1ª tarja 2ª tarja 3ª tarja 1.Componentes básicos - Resistores São componentes que oferecem oposição à passagem de corrente elétrica, sendo essa oposição chamada resistência e seu valor é dado em ohms (Ω). Esta unidade é bastante pequena para circuitos elétricos alimentados por baterias, então é comum a utilização em kilo-ohms - KΩ (1.000ohms) ou o mega-ohms - MΩ ( ohms). Os resistores podem ser identificados pela cor das tarjas contidas em seu corpo. Para identificar esses valores, deve-se observar as tarjas de cores, seguindo o código e o procedimento a seguir: 1.Inicialmente, posicionar a tarja dourada para a direita e fazer a leitura das outras segundo a tabela. preto 0 0 x1 marrom 1 1 x10 vermelho 2 2 x100 laranja 3 3 x1000 amarelo 4 4 x10000 verde 5 5 x azul 6 6 x violeta 7 7 x cinza branco Identificar a cor do primeiro anel, e verificar através da tabela de cores o algarismo correspondente à cor. Este algarismo será o primeiro dígito do valor do resistor. 3.Identificar a cor do segundo anel. Determinar o algarismo correspondente ao segundo dígito do valor da resistência. 4.Identificar a cor do terceiro anel. Determinar o valor para multiplicar o número formado pelos itens 1 e 2. Efetuar a operação e obter o valor da resistência. 6 7

5 Exemplo: - Relé Um Relé é um dispositivo eletromecânico com inúmeras aplicações possíveis em comutação de contatos elétricos, servindo para ligar ou desligar dispositivos. É normal o relé estar ligado a dois circuitos. A comutação é realizada alimentando-se a bobina do mesmo. Quando uma corrente originada no primeiro circuito passa pela bobina, um campo eletromagnético é gerado, acionando o relé e possibilitando o funcionamento do segundo circuito. (fonte: No resistor representado na figura acima deve ser lido: Valor 1 primeira tarja de cor marrom Valor 0 segunda tarja de cor preta Multiplicado por 100 valor da terceira tarja de cor vermelha Sendo assim, temos: 10 x 100 = 1000 Ω ou 1 K Ω (fonte: livro Algorithim for Visual Design de Kostas Terzidis) 8 9

6 - Fios Os fios são filamentos normalmente de cobre cuja finalidade é conduzir corrente elétrica com o menor grau de oposição possível(resisência) soldagem. As placas variam de 800 furos até 6000 furos, tendo conexões verticais e horizontais. (fonte: (fonte: - Proto board Proto Board é uma placa com vários de furos e conexões condutoras para montagem de circuitos elétricos experimentais. A grande vantagem do protoboard na montagem de circuitos eletrônicos é a facilidade de inserção de componentes, uma vez que não necessita 10 11

7 2.Circuit Bending 1 Circuit Bending é a combinação e reutilização criativa dos circuitos de dispositivos, sensores e atuadores lowtech. Artistas e arquitetos que querem fazer espaços interativos e sistemas responsivos, especialmente em grandes projetos urbanos e/ou arquitetônicos de larga escala, muitas vezes são impedidos de fazê-lo por causa da complexidade, logística ou custos envolvidos com tais sistemas. Pesquisas com protótipos parece proibitivamente caro e os conceitos e abordagens mais interessantes permanecem no papel até um cliente/investidor/patrocinador for encontrado. Uma solução para esse problema é a combinação e reutilização de dispositivos, sensores e atuadores low-tech. compreender como ela funciona e remontá-las, geralmente com melhorias e mudanças). Dessa forma, é possível projetar interfaces, sensores, dispositivos de bio-feedback e atuadores usando tecnologia relativamente simples que pode até já existir nas casas das pessoas. Em particular brinquedos baratos de controle remoto são apropriados para desmontagem e retrabalho. Por meio da combinação desses dispositivos de baixo custo é possível criar interfaces, sensores e atuadores maiscomplexos. Esses podem até ser usados em conunto com microcontroladores como o Arduino e/ou um computador. Artistas e arquitetos que investigam o uso de novas mídias não precisam necessariamente a precisão e exatidão que os cientistas costumam empregar em seus projetos a fim de explorar as possibilidades de interação. Portanto, não se exige, na maioria das vezes, equipamentos sofisticados para se desenvolver projetos interativos verdadeiramente interessantes e que funcionam bem com a abordagem de fazer o melhor com o que se tem a mão. Esses artistas e arquitetos são confortáveis com a idéia de hackear uma tecnologia existente (no sentido de desmotá-la para 1. traduzido e adaptado da parte low tech da apostila lowtech sensors and actuators for artists and architects de Usman Haque 12 13

8 3.A Placa de Teclado 2 Hackeamento da placa de um teclado refere-se a desmontar um teclado padrão de computador e utilizar a sua placa de circuitos como base para interface de sistemas interativos. Desde a sua invenção, o teclado é o maior meio de interação entre as pessoas e o computador, juntamente com o mouse. Essa maneira de se manipular os dados é muito limitada em termos espaciais, já que é isolado do contexto do mundo físico. O teclado, no entanto, ao ser desmontado, apresenta uma gama de possibilidades para a elaboração de interfaces interativas e baixo custo. Ao ligar dois dos vários terminais da placa (como os mostrados na figura acima) entre si, o efeito para o software será o de que uma tecla foi pressionada. Ao invés de se usar a tecla do teclado de fato, pode-se criar novas maneiras de como se fechar esse contato, como por exemplo o uso de sensores. Dessa forma, uma tecla será pressionada se, por exemplo, uma parte do ambiente for mais iluminada (uso de um sensor de luz). Fazendo essa tecla corresponder a alguma ação em um software rodando no computador é um passo para começar a criação de um ambiente interativo. A prototipia usando placas de teclado é um meio barato de investigar a elaboração de interfaces interativas e uma parte importante da computação física. Abaixo segue um guia introdutório de como proceder para hackear um teclado. 2. tradução livre de trecho do livro Geting started to Arduino, de Massimo Banzi e adaptação do site

9 Deve-se escolher um teclado que possa ser desmontado, pode ser velho, de entrada PS2 ou USB, mas deve ser um que não fará falta após ser desmontado. Haverá abaixo disso a placa e duas folhas com caminhos condutivos em que a união deles equivale a pressionar uma tecla. Desmonte o teclado, desparafusando atrás e tudo o que for necessário de se fazer além disso. Retire a parte de cima com as teclas e as borrachas que espaçam as teclas. Para saber quais contatos correspondem à tecla a ser usada, procure o desenho de um pequeno círculo próximo aonde essa tecla ficava no teclado

10 Siga os caminhos até a placa para descobrir quais são os contatos que devem ser fechados para que o teclado leia a tecla desejada. Por fim, solde um fio em cada um dos contatos identificados previamente. Nos terminais desses fios ficará o sensor ou o botão ou qualquer outro dispositivo que irá acionar essa tecla. Agora que se sabe quais os contatos da placa correspondem à tecla desejada, desparafuse a placa. O trabalho agora é mapear essa tecla em um programa como o Processing