Plataforma Robótica de Baixíssimo Custo para Robótica Educacional

Robots are present each time more on several areas of our society, however they are still considered expensive equipments that are restricted to few people. This work con- sists on the development of control techniques and architectures that make possible the construction and programming of low cost robots with low programming and building complexity. One key aspect of the proposed architecture is the use of audio interfaces to control actuators and read sensors, thus allowing the usage of any device that can produce sounds as a control unit of a robot. The work also includes the development of web ba- sed programming environments that allow the usage of computers or mobile phones as control units of the robot, which can be remotely programmed and controlled. The work also includes possible applications of such low cost robotic platform, including mainly its educational usage, which was experimentally validated by teachers and students of seve- ral graduation courses. We also present an analysis of data obtained from interviews done with the students before and after the use of our platform, which confirms its acceptance as a teaching support tool

Uma plataforma aberta e de baixo custo de robô móvel para propósito geral

Pesquisas na robótica móvel tem sido impulsionadas pelos avanços tecnológicos. Existem frentes de pesquisas que abordam diferentes aspectos e desafios da robótica móvel, dentre os quais é possível citar tópicos como locomoção, navegação e arquitetura de controle. Esse crescimento em pesquisas acarreta uma maior necessidade por plataformas de robôs que possam ser destinadas à pesquisa e também para fins educacionais. Este trabalho propõe uma alternativa de plataforma de robô móvel de baixo custo, de arquitetura de hardware, software e controle aberta, destinada a atividades de propósitos gerais. A plataforma almeja a facilitação e flexibilização do processo de desenvolvimento de estudos e aplicações robóticas por meio de uma interface de comunicação simplificada e pela abstração da heterogeneidade dos dispositivos periféricos de hardware, sendo assim, capaz de oferecer maior liberdade em relação às linguagens de programação, paradigmas de controle e tecnologias de controle.

Projeto e desenvolvimento de robô cartesiano de baixo custo para manipulação de produtos em linhas de média cadência

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEB

RoboEduc: uma metodologia de aprendizado com robótica educacional

In this work, we propose a methodology for teaching robotics in elementary schools, based on the socio-historical Vygotsky theory. This methodology in conjunction with the Lego Mindstoms kit (R) and an educational software (an interface for control and programming of prototypes) are part of an educational robotics system named RoboEduc. For the practical development of this work, we have used the action-research strategy, being realized robotics activities with participation of children with age between 8 and 10 years, students of the elementary school level of Municipal School Ascendino de Almeida. This school is located at the city zone of Pitimbu, at the periphery of Natal, in Rio Grande do Norte state. The activities have focused on understanding the construction of robotic prototypes, their programming and control. At constructing prototypes, children develop zone of proximal development (ZPDs) that are learning spaces that, when well used, allow the construction not only of scientific concepts by the individuals but also of abilities and capabilities that are important for the social and cultural interactiond of each one and of the group. With the development of these practical workshops, it was possible to analyse the use of the Robot as the mediator element of the teaching-learning process and the contributions that the use of robotics may bring to teaching since elementary levels

Analisador de espectro de baixo custo com frequência de operação entre 2 e 3 GHz

Com o surgimento de novos sistemas de telecomunicações sem fios, que necessitam de maiores potências de emissão e largura de banda disponível, surgem os regulamentos que controlam as emissões rádio. Só assim estas tecnologias podem coexistir em bandas próximas, com o máximo desempenho e com a garantia que os níveis de poluição electromagnética não são ultrapassados. Cada vez mais, regulamentos que limitam a potência da transmissão têm em vista questões de saúde pública e por isso devem ser estritamente respeitados. Para se poder controlar as emissões rádio é necessário um dispositivo que consiga analisar o espectro rádio. Um dos instrumentos fundamentais na metrologia de radiofrequência é o analisador de espectros, que tem como principal função apresentar a potência de porções do espectro em função da frequência. Existem vários tipos de analisadores espectrais, que se baseiam em arquitecturas de recepção distintas. O tipo de analisador define a sua complexidade e o tipo de análises que consegue fazer. Com esta dissertação pretende-se mostrar a implementação de um analisador de espectro portátil, de baixo custo, baseado num receptor heteródino e com uma frequência de operação compreendida entre os 2 e os 3 GHz. Este projecto abrange diversas áreas, desde o hardware de recepção rádio, passando pelo microcontrolador que faz a aquisição de dados e comunicação com o computador, acabando na aplicação que foi desenvolvida em Java para permitir ao utilizador uma interface de utilização simples e funcional. Foi também desenvolvida com sucesso uma antena impressa adequada à banda de frequência referida. Embora tenham existidos problemas simples, um na localização do filtro passa-banda e o outro na resposta do filtro intermédio, os objectivos foram alcançados obtendo-se um analisador de espectro portátil, funcional e de baixo custo, conforme pretendido. O analisador tem um erro máximo na detecção de potência de 2,5 dB e o tempo de varrimento máximo é cerca de 16 segundos com 500 pontos de resolução. Foram realizadas várias medições e uma comparação com um analisador de espectros comercial, para demonstrar o funcionamento e desempenho do analisador desenvolvido, tendo os resultados sido bastante promissores. A funcionalidade deste analisador medir a potência do sinal ao longo do tempo é uma mais-valia face ao analisador comercial utilizado para a comparação.

Técnicas in situ de baixo custo em eletroquímica: a microbalança a cristal de quartzo

Among in situ techniques, the electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM) is a powerful tool for the study of electrochemical reactions that produce mass changes in the electrode/solution interface. This review present some systems in which the EQCM combined with classical electrochemical techniques, gives relevant information for understanding the charge transport process at a molecular level. The aim of this review is to do a brief description of experimental arrangements, with emphasis on some special cares that must be considered by the users. Secondly, some chosen electrochemical systems where the technique was successfully applied are discussed. Finally, a brief analysis of electroacoustic impedance experiments was done in order to show when the Sauerbrey equation can be used.

Multímetro interfaceado de baixo custo para aquisição de dados

A digital multimeter (~U$ 240.00 on the national market) connected to a microcomputer by a RS-232 serial interface is proposed for data acquisition in equipment with analog output. Data are measured at the rate of 2 points per second and stored in text files by the software that accompanies the device, running in a Windows environment. The performance of the multimeter was verified by monitoring the transient signals generated in flow injection systems associated with fluorimetric, spectrophotometric and flame photometric detection. In addition, the performance of the proposed device was similar to that attained by employing an interface card with a 12-bit analog-to-digital converter for acquisition of the signals generated by a capillary electrophoresis equipment with oscillometric detection.

Sistema de instrumentação de baixo custo compatível com o LabVIEW

A procura de soluções de baixo custo é hoje em dia, uma exigência quando se fala em aquisição de equipamentos para empresas e instituições. Essa procura torna-se ainda mais premente quando as soluções disponíveis comercialmente são demasiado caras e não traduzem por completo os objectivos para as quais se destinam. Com o trabalho desenvolvido nesta tese de Mestrado pretendeu-se criar uma versão low cost de um sistema de medição de deformações em estruturas, para ser utilizado pelo laboratório de Engenharia Civil da Universidade da Madeira. Fazendo uso da filosofia low cost utilizada para o desenvolvimento do sistema de medição, utilizou-se um Arduíno Duemilanove como plataforma de interface com o LabVIEW, em detrimento das dispendiosas placas de aquisição de dados. De forma a tornar o sistema de medição funcionalmente mais completo, e aproveitando-se a interface criada, bem como os deflectómetros digitais pertencentes à instituição, criou-se um sistema de medição personalizado que consegue medir simultaneamente os dados de três extensómetros e os valores medidos por dois deflectómetros. Foram efectuados diversos testes no equipamento desenvolvido, permitindo não só a calibração do mesmo, mas também um estudo das suas capacidades e limitações. Por fim, e de forma a demonstrar a versatilidade da interface criada, procedeu-se a um teste final onde foi possível verificar-se que era possível obter-se uma taxa de amostragem de cerca de 408,3Hz, caso o sistema fosse utilizado para a aquisição de um só valor de tensão analógico.

S-Educ: Um Simulador de Ambiente de Robótica Educacional em Plataforma Virtual

We propose a robotics simulation platform, named S-Educ, developed specifically for application in educational robotics, which can be used as an alternative or in association with robotics kits in classes involving the use of robotics. In the usually known approach, educational robotics uses robotics kits for classes which generally include interdisciplinary themes. The idea of this work is not to replace these kits, but to use the developed simulator as an alternative, where, for some reason, the traditional kits cannot be used, or even to use the platform in association with these kits. To develop the simulator, initially, we conducted research in the literature on the use of robotic simulators and robotic kits, facing the education sector, from which it was possible to define a set of features considered important for creating such a tool. Then, on the software development phase, the simulator S-Educ was implemented, taking into account the requirements and features defined in the design phase. Finally, to validate the platform, several tests were conducted with teachers, students and lay adults, in which it was used the simulator S-Educ, to evaluate its use in educational robotics classes. The results show that robotic simulator allows a reduction of financial costs, facilitate testing and reduce robot damage inherent to its use, in addition to other advantages. Furthermore, as a contribution to the community, the proposed tool can be used to increase adhesion of Brazilian schools to the methodologies of educational robotics or to robotics competitions

Ambiente de desenvolvimentoweb multiplataforma configurável para robótica educacional

We propose an online configurable multiplatform development environment specifically developed for educational robotics applications. The environment, which appears as an extension of RoboEduc software, allows the programming of several programmable robots to be performed using the R-Educ language. We make it possible for the user to program in the language R-Educ and then translate the code to a language previously registered, compiled and then sent or executed by the robot. To develop this work, we conducted a bibliographic research about the main programming languages used in robotics, as well as their definitions and paradigms, from which it was possible to define a set of patterns considered important for the creation of this environment. Then, in the software development phase, we implemented the development environment, bearing in mind the requirements and functionality defined in the design phase. Finally, to validate the platform, we conducted some trials of programming languages and verificate if the complete cycle was satisfied - registration of language, programming in R-Educ, compilation for the registered language, compilation to the machine code and send the code for the robot

Calibração de tanques evaporímetros de baixo custo sob diferentes diâmetros em ambiente protegido

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

O ensino de conceitos de física quântica no ensino médio utilizando experimentos de baixo custo

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física, 2015.

Construção de um calorímetro isotérmico diferencial de alta sensibilidade e baixo custo

The high cost of sensitivity commercial calorimeters may represent an obstacle for many calorimetric research groups. This work describes the construction and calibration of a batch differential heat conduction calorimeter with sample cells volumes of about 400 μL. The calorimeter was built using two small high sensibility square Peltier thermoelectric sensors and the total cost was estimated to be about US$ 500. The calorimeter was used to study the excess enthalpy of solution of binary mixtures of liquids, as a function of composition, for the following binary systems of solvents: water + 1,4-dioxane or + dimethylsulfoxide at 298,2 ± 0,5 K.

Desenvolvimento e avaliação de uma servoválvula de baixo custo para a aplicação de insumos líquidos

The present work aimed the development of a low cost servo-valve that answers to an electronic control signal, for variable rates liquid inputs application. A literature research to define which valve type should be used was made. A mechanically activated proportional valve with an electronically controlled servo-engine was designed and evaluated. Since developed the servo-valve, the system was submited to a number of tests .The evaluation of its behavior was obtained in terms of repeatability, hystheresis and linearity. The test was accomplished in a bench, specially developed for this aim. As a result, were obtained three curves of opening percentage as function of flow rate, describing three opening and closing increments in two different work pressures. The servo-valve presented a good repeatability, reasonable hysteresis and a typically quadratic curve. This one maintained the low cost target. These results were very satisfied because the non-linearity and the hysteresis could be easily corrected by software.

Óculos de baixo custo: experiência em Divinolândia (SP)

INTRODUCTION: In Divinolândia (SP), the Consortium of Development of São João da Boa Vista Region Policy (CONDERG), in partnership with State University of Campinas (UNICAMP), has founded an eyeglass store to produce low cost glasses to distribute freely to their customers. The purpose is to analyze the evolution and working process of CONDERG eyeglass store in the last 13 years, since its foundation. METHODS: Data were collected from CONDERG store files from 1988 to 2001. Data regarding the amount of spectacles produced per year, ability to increase the production and store feasibility were analyzed. RESULTS: In 13 years, 16,500 spectacles were supplied. Currently, 400 spectacles are delivered per month, being 200 supported by SUS and the other 200 by CONDERG's own resources. CONCLUSION: The 13-year operation of CONDERG eyeglass store, the free provision of 16,500 spectacles and the increase productive ability have shown this model feasibility.