[PRJ32][Christopher] aula 1 – introdução

Aula 1 –Introdução, Arduino e ConcepçãoMSc. Christopher S. Cerqueira

Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.

M.Sc. Eng. Christopher Shneider Cerqueira

Técnico em Informática Industrial

(Sistemas Embarcados Industriais)

Engenheiro da Computação

(Ambientes de Realidade Aumentada)

Mestre em Engenharia Espacial

(Simuladores Operacionais)

Em andamento

Doutorado em Engenharia Espacial

(Concepção de Missão)

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Cronograma das Apresentações (Christopher)

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Aula 1 22/02 Apresentação

Aula 4 14/03 Arduino e suas capacidades, Sensores MEMS,

Programação na IDE Arduino e Matlab.

Aula 6 28/03 NanoSats, Software Embarcado e o papel da

computação no ciclo de vida espacial. Aceitação

de Software ( HIL).

Aula 14 02/05 Programando controle por eventos e dinâmicos

no Arduino

Introdução

Como me encontrar:

▪ E-mail (se urgente): christophercerqueira@gmail.com

▪ Site: http://cscerqueira.com.br

▪ Para dúvidas MUITO maiores:

INPE – Prédio Satélite - Sala 95

Ramal: 3208-7321

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www.cscerqueira.com.br/moodleMoodle

entrarPRJ32

O que seremos responsável

Payload(Carga Útil)

Monitoramento de

Saúde:

- Vetores de

aceleração

- Temperatura

- Pressão

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Frase da Necessidade da Carga Útil“Statement of need”

“A carga útil deverá ser capaz de ler os sensores* durante o voo do foguete,

armazenar localmente numa memória recuperável e transmitir os valores para

uma estação durante o voo.”

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* inerciais, temperatura, pressão e posicionamento global

(Sub)System ArquitectureÁrvore de Produtos

Payload

OnboardComputer

TT&CPower Supply

Sensors Memory

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Planejamento

• Cronograma

• Configuração

• Custos

• Segurança

• Objetivos

• Requisitos

• AIT

Balanço Estrutural

• Massas

• Conectores

• Fiações

Balanço Elétrico

• Consumos

• Dissipações

• Baterias

• Amostragens dos sensores

• EGSE

Balanço Lógico

• Algoritmos

• Armazenamento

• Telecomunicação

• Rotinas e bibliotecas disponíveis

ArduinoBase do Computador de Bordo

O que é? Onde vivem?Existe? Hoje no Glob..

Alguns projetos utilizando Arduino:

▪ Vídeos...

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O que tem no ARDUINO?

20:37cscerqueira.com.br

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[ARDUINO]Outras versões

20:37cscerqueira.com.br

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[ARDUINO] Shields

20:37cscerqueira.com.br

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Arduino Nano

Sugestões para o projeto:

Arduino IDE

arduino.cc

Geração Automática

de modelos

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Arquitetura Simplificada

ARD

Inerciais

Temp

Pressão

GPS

Bateria Memória

(Tele)

Comunicação

Links (MUITO) úteis relacionados com a construção da carga útil

▪ Arduino

▪ http://www.arduino.cc/

▪ http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardNano

▪ https://123d.circuits.io/ - Simulador eletrônico, com Arduino – Possui uma interface para programação

▪ http://fritzing.org/home/ - Software para desenhar circuitos (não simula)

▪ Sensor de Temperatura e Pressão

▪ BMP085 (http://www.arduinoecia.com.br/2013/06/sensor-de-temperatura-e-pressao-bmp085.html)

▪ Sensor de Aceleração

▪ MMA7361 (http://www.filipeflop.com/pd-6b8a9-acelerometro-de-3-eixos-mma7361.html) *site da loja, mas tem o tutorial de conexão com Arduino

▪ MPU-6050 (http://www.filipeflop.com/pd-10fd9f-acelerometro-e-giroscopio-3-eixos-6-dof-mpu-6050.html) *site da loja, mas tem o tutorial de conexão com Arduino

▪ Suporte Arduino para o Matlab:

▪ http://www.mathworks.com/hardware-support/arduino-matlab.html?requestedDomain=www.mathworks.com

▪ http://playground.arduino.cc/Interfacing/Matlab

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ConcepçãoConception

Concept Study and Design

Ciclo de vida (Diagrama V)

Mission Simulation LabHICEE

Mission Simulation LabHICEE

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Concepção

Necessidade

Projeto Conceitual

Projeto Detalhado

Industrialização

Integração e Testes

Lançamento Operação

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Pessoas no ciclo

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Mission Simulation LabHICEE

Mission Simulation LabHICEE

Concepção

Necessidade

Projeto Conceitual

Projeto Detalhado

Industrialização

Integração e Testes

Lançamento Operação

Clientes Equipe de Viabilidade

Equipe de ProjetoDetalhado

Indústria / Equipe de prototipação in-house

Equipe de AIT

Equipe de entrega (finalização/lançamento)

ClientesOperadores

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Tradicional: troca de documentos

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Mission Simulation LabHICEE

Mission Simulation LabHICEE

Concepção

Necessidade

Projeto Conceitual

Projeto Detalhado

Industrialização

Integração e Testes

Lançamento Operação

Clientes Equipe de Viabilidade

Equipe de ProjetoConceitual

Equipe de ProjetoDetalhado

Indústria / Equipe de prototipação in-house

Equipe de AIT

Equipe de entrega (finalização/lançamento)

ClientesOperadores

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Missão 1

Mission Simulation LabHICEE

Mission Simulation LabHICEE

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Concepção

Necessidade

Projeto Conceitual

Projeto Detalhado

Industrialização

Integração e Testes

Lançamento Operação

22/02Decisões da

arquitetura

(Hardware/Sens

ores/Ligações)

LC01 – Primeira

Campanha de

Lançamento

SV01 – Primeira

Versão dos

Software da

Payload

Testes de

aceitação do

Software

LC02 – Segunda

Campanha de

Lançamento

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21/03

25/0430/05

Missão 2

Mission Simulation LabHICEE

Mission Simulation LabHICEE

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Concepção

Necessidade

Projeto Conceitual

Projeto Detalhado

Industrialização

Integração e Testes

Lançamento Operação

26/03Decisões da

arquitetura

(Hardware/Sens

ores/Ligações)

LC03 – Terceira

Campanha –

Demonstrar

Funcionamento

SV02 – Segunda

Versão do

Software da

Payload

Testes de

aceitação do

Software

Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.

04/04

01/07

Próximas atividades:

▪ Concepção do que o payload deve ser/fazer

▪ Conceber a arquitetura do hardware

▪ Conceber a arquitetura do software embarcado

▪ Conceber a arquitetura do software do usuário para mostrar os dados coletados

▪ Conceber estratégias de como testar os softwares

“Atividades de modelagem conceitual”

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• Arquiteturas

• Ligações dos equipamentos (interfaces físicas, elétricas

e lógicas)

• Balanço de energia (consumos)

• Balanço de massa (posicionamentos interno)

• Visão lógica ( “algoritmos”, fluxos de informação)

O que eu espero:

(07/03)

Exemplos de Documentos de Concepção

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Estão no Moodle

Sugestão de metodologia / ferramenta para modelagem diagramática de conceitos:

▪ OPM: Object-Process Methodology▪ Motivador: Acabou de se tornar ISO para modelagem conceitual. (Dez/2015)

▪ ISO 19450

▪ Criada em 2002 – por Dov Dori

▪ Technion – Israel Institute of Technology

▪ O uso intensivo de modelos é uma tendência, sem retorno, para Engenharia de um modo geral.

▪ Integração via modelos favorece a documentação, colaboração, produtividade e eficiência.

▪ “Concorrente” de uma outra linguagem: SysML.

▪ 11diagramas (semanticamente diferentes) x 1

▪ >100 símbolos x <30

▪ Link para a ferramenta: http://esml.iem.technion.ac.il/?page_id=1849

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No Moodle tem docs e o softs da OPM

Modelagem Conceitual

▪ Qual a ideia da modelagem conceitual?

▪ Modelar de maneira simplificada sistemas.

http://sdm.mit.edu/the-maturation-of-model-based-systems-engineering-opm-as-the-iso-conceptual-modeling-language-standard/

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Construção de uma figura mental simplificada utilizando formalismos visuais/textuais que possam converter

conhecimentos do indivíduo para bases de dados, melhorando a eficiência da colaboração e compartilhamento de

conhecimento (inter/intra fases de desenvolvimento).

ideia

Modelagem Conceitual

Sistema Real

Sistema Simplificado

modelagem

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Exemplos literatura:

Object-Process Methodology and Its Application to the Visual Semantic Web

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No Moodle tem uma apresentação de OPM para consulta

Exemplo:

▪ Descrever a ligação da carga útil num evento de lançamento

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WRAP-UP

O que vimos hoje

▪ Apresentação

▪ Carga Útil

▪ Exemplos de utilização do Arduino e interfaces

▪ Onboard Computer -> arquitetura baseada no Arduino

▪ Primeira etapa: Fase de Concepção (Estudos e Projeto)

▪ Ciclo de Vida

▪ Atividade de concepção

▪ OPM como ferramenta de modelagem

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Concepção

Primeira

Carga Útil

Segunda

Carga Útil

Desenvolvimento

Validação em voo

Refinamento

Validação simulada

Estação

Estação

20:37cscerqueira.com.br

www.cscerqueira.com.br/moodleMoodle

Chave de Inscrição: entrarPRJ32

O INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais)

ETE (Engenharia e Tecnologia Espaciais)

http://www.inpe.br/ci/