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Electrónica - iniciação

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Sendo eu um grande amante de computação (principalmente programação - mais a nível de concursos/algoritmia) tenho vindo aos poucos a interessar-me por esta área da electrónica. Óbvio que ainda não me interessei por nada a nível técnico mas certas coisas de níveis mais avançado tipo robots e isso interessam-me bastante. Gostava de investir um pouco nesta área e portanto decidi criar este tópico.

Gostava, basicamente, que me dissessem um pouco "da vossa justiça" i.e. que me dissessem o que se faz nesta área, o que se pode fazer e o que vos interessa mais. Depois disso gostava também que me dissessem quais são os requisitos mínimos para me inserir nesta área. Sendo um ignorante nesta área obviamente que ainda me sinto *muito* perdido por isso gostava que me dissessem por onde começar (livros, etc.) e o que tenho que saber nesta fase inicial.

Obrigado desde já.  :P


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thoga31

A meu ver, electrónica é uma aventura. :)   É muito fixe, mas muito trabalhoso. São necessários muitos anos de experiência para conseguires raciocinar rápida e eficientemente numa solução para um problema mais complexo.

Antes de mais, estuda a electrónica básica: díodos, resistências, LEDs, LRDs, transístores, etc.

Depois, para se montar correctamente um circuito sem haver desequilíbrios de cargas, há que estudar todas as leis envolvidas, como a Lei de Ohm.

E, depois disso, é que te podes introduzir em áreas mais avançadas, como circuitos integrados, com o Arduíno ou algo semelhante.

Para iniciação, é o que eu aconselho sempre. :P


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thoga31

Preferes comprar, ou preferes livros free online?


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thoga31

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Localhost

Aqui estou eu a sentir-me perdido :-(

Achas que esses livros já eram um bom início para mim? Btw, realmente preferia alguma referência online...


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thoga31

Para iniciar do zero zero, livro de CFQ 9º ano, e livro de Física 12º ano. :)

Referências online, não conheço. Só pesquisando. Google power... :P


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bubulindo

Se me permitem meter a colher... eu acho que a estratégia de entrada no Mundo da electrónica referida pelo thoga está um pouco errada. Essa é uma abordagem válida para quem quer aprender electrónica de raíz para eventualmente ter um emprego na área ou algo do género. No entanto, para aliciar e incentivar um programador, creio que o melhor método é uma abordagem "top down" comecando por algo que o programador já sabe e domina e indo aos poucos percebendo o que está por baixo.

Isto tem desvantagens... nomeadamente de flexibilidade e financeiras, uma vez que o hardware inicial tem de ser comprado já feito... mas tendo em conta que os chips interessantes usados hoje em dia estão num formato lixado de usar para o hobbyista, a diferenca não será muito grande.

Assim, como conselho geral, aocnselho-te a ler sobre a lei de ohm, bobines, resistências, díodos e transistores. Fontes online, infelizmente não tenho nenhuma, mas se procurares eventualmente encontras algo.

Para entrares no mundo da electrónica numa área que te é familiar, o ideal é um Arduino. É uma plaquinha alimentada por USB com um processador de 8 bits e uma IDE para escreveres código, compilares e mandares o programa para dentro do chip. Isto permite-te com muito pouco esforco comecar a mexer directamente na electrónica. Podes depois comprar chields com funcões especificas e ir usando para construir o que desejares. O Arduino programa-se ocm uma linguagem idêntica ao C++.

Depois de dominares o código em C++, o melhor a fazer é abrir as librarias e ver como as coisas são feitas em C. Neste ponto, se quiseres, podes abandonar a IDE e usar o AVR-GCC (que é gratuito) e programar em C. Aqui terias de ler o manual do microcontrolador e aprender alguns conceitos como contadores, prescalers, timers, interrupcões, etc... mas sem nunca abordar a electrónica pura e dura de frente. Basta abordar estes periféricos de forma lógica para perceber o funcionamento.

Entretanto, já deves ter lido sobre tensões, correntes, resistências, etc... e podes comecar a montar os teus circuitos. Mas lá está... hoje em dia, é dificil encontrar chips que venham num formato user friendly para o hobbyista e acabas por comprar o hardware já montado e compatível com a placa do processador. Já uma vista de olhos aqui: www.arduino.cc

Depois se quiseres enveredar pela robótica, podes comprar uma base de robot, alguns sensores e a partir daí, fazer o que quiseres.

Em termos de programacão as dificuldades que eu vejo para um programador de computadores são a maneira de configurar o hardware. Normalmente, mesmo em C, para configurar uma porta série ou algo do género no computador, existe uma API que faz isso tudo sem grandes problemas. No microcontrolador, isso tem de ser feito à mão. O Arduino é muito conhecido porque esconde isso do utilizador, daí ser uma boa plataforma para comecar do topo para baixo.

Para terminar, as "API" usadas no Arduino são óptimas para comecar, mas limitam imenso o utilizador porque escondem como as coisas são feitas e num microprocessador de 8 bits com recursos muito limitados, por vezes é preferível resolver os problemas de outras formas. Daí que para funcões mais avancadas, será melhor usar C. Podes no entanto, criar classes C++ para uma funcõa que queiras. :P


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Localhost

yah, a minha ideia era mesmo essa. Não queria ir logo para teoria, etc. visto que não preciso disso para o que quero fazer (umas pequenas brincadeiras). Depois mais para a frente é natural que vá vendo outras coisas e até aprendendo outras coisas conforme vou avançando nesta área. Mas nada de especial visto que o meu objectivo nem é seguir electrónica nem nada do género. É mesmo just for fun. A maneira como o thoga31 descreveu tudo "assustou-me" e desanimou-me um bocado visto que o tempo neste momento para mim é escasso (muito até) e não podia aprender coisas tão aprofundadas neste momento...

Vou então começar a pesquisar sobre o assunto e a ver preços e tal. Thanks :-)


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perez

se percebes inglês tens os vídeos da makemagazine

https://www.youtube.com/embed/-td7YT-Pums?feature=oembed

este é sobre os transistors, mas nos recomendados ou no canal deles têm sobre resistores, diodos, lei de ohm e montes de outras coisas que te vão ajudar de certeza.

eu comprei um arduino não fez ainda uma semana e estou a adorar.

eu não estou a pensar em seguir electrónica, sou apenas um hobbista, e com esses vídeos fiquei a saber quase todas as bases necessárias para fazer pequenos projectos, não só com arduino.

tens também o arduino 101

https://www.youtube.com/embed/pMV2isNm8JU?feature=oembed

é com uma versão mais antiga do arduino mas é igual.

também têm 3 ou 4 vídeos sobre arduino que são muito úteis para aprenderes como funciona um botão no arduino.

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bubulindo

Depois se quiseres ver o hardware que existe para as pequenas brincadeiras, tens estes sites:

http://www.sparkfun.com/categories/103

http://www.seeedstudio.com/depot/microcontrollers-arduino-compatible-c-132_133.html?zenid=695502b3dacba2f7a132b81fba92924a (arduino compatíveis e na minha opinião melhores em termos de desenho)

http://www.seeedstudio.com/depot/microcontrollers-shields-c-132_134.html?zenid=695502b3dacba2f7a132b81fba92924a (shields para aumentares a funcionalidade do processador)

Em Portugal, se não me engano é a Gtronica que os vende, mas existe sempre mais opções no outro lado do lago ou na China. A SeeedStudio, apesar de ser chinesa faz coisas com qualidade. Também podes comprar no eBay, mas normalmente a diferença de preço não justifica o risco de não ser exactamente a peça que queremos ou o fabricante ter cortado caminho para sacar mais lucro.

Existe um fórum com muita malta para ajudar em www.arduino.cc/forum. E é mesmo malta de todo o tipo, desde engenheiros electrotécnicos que desenham micro sistemas até ao mais leigo em electrónica passando por programadores.

Algo que convém fazeres é ver como algumas das librarias são implementadas para perceberes  quais os recursos de sistema que são utilizados e ler o manual do microcontrolador, ou pelo menos algumas partes para perceberes o que é que o hardware instalado faz e como configurá-lo. Como disse, isto é fácil de fazer com as librarias, mas como existe pouca documentação, por vezes as librarias não fazem exactamente o que queremos ou ocupam recursos em demasia. Se precisares de mais ajuda, avisa.

O meu projecto actual com as minhas plaquinhas é implementar DNS e DHCP (já fiz o NTS), apesar de haverem já librarias criadas para o efeito, a piada está em fazer isto em C e saber exactamente que recursos de sistema é que estão a ser utilizados... e não gastar grande parte da memória nisto. :)


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Strabush

Faz-me lembrar a cadeira de Sistemas Digitais... É uma boa área, mas é também muito detalhada. NOR..XOR..jesus.. Com cada sistema que doi-me a cabeça só de lembrar disto.

Há muita lógica e teorias nesta área, o melhor é ires praticando, pegar em livro não te vai ajudar porque não perceberás nada. Com um prof ou explicador chegas lá.

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bubulindo

NOR??? Não me lembro de usar isso há mais de uma década... LOL

Mas lá está, o melhor é mesmo pegar por uma ponta que gostes e ires descobrindo e estudando à medida que precisas. Assim sempre tens algo que te motive a procurar a resposta e torna-se mais fácil até de aprender.


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Nota: não tenho muito tempo por isso respondo com mais pormenor mais logo.

bubulindo: só para eu ter uma noção... qual é +/- a complexidade de fazer um projecto que envolve um robot que já consegue fazer shortest paths? hehe


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bubulindo

Complexidade de programação ou de hardware?

Em termos de hardware e pegando no que disse de pegar em hardware já feito e adaptar para o que queres, a dificuldade estaria em arranjar a base do robot. As rodas, motores, engrenagens, baterias e um carregador para as mesmas, senão ficavas pobre num instante.

Em termos de hardware, para calculares o caminho mais curto, tens de saber para onde queres ir, logo aqui, coloca-se o problema de quereres que o robot ande x metros em dada direcção e se aparecer um obstáculo ele tenta contorná-lo e continuar na mesma direcção o resto do caminho. Ou se lhe dás coordenadas, tipo GPS e ele faz um "geocaching". O problema aqui é a precisão do GPS para a autonomia do robot e espaço para testares.

Em todo o caso, o problema no que toca a controlo de trajectórias e posição de robots é mesmo a precisão do movimento das rodas e da forma como medir quanto é que cada uma andou para poderes corrigir alguns defeitos de trajectória. Ao contrário do que as pessoas pensam, não basta meter duas rodas "iguais" para um carro ou robot andar sempre a direito. Não é por nada que temos de ir a um especialista calibrar os pneus e jantes do carro... :)

Logo se arranjares uma base robótica (hoje em dia há kits robóticos baratos), podes evitar os problemas de hardware e terás apenas de ver sensores para utilizar no robot. Esta parte também é algo interessante para ver o princípio de funcionamento de cada um deles. E tens apenas de fazer o código. Com isto do Arduino, o código torna-se simples para tarefas simples, mas para fazer algo mais complexo o melhor é ou fazeres tu as tuas próprias classes e usar no Arduino, ou esquecer o C++ e fazer tudo em C com muito mais controlo sobre o hardware e acima de tudo tamanho do código!!!

Quanto à complexidade do algoritmo para fazer o cálculo de shortest paths, depende de qual a modalidade que pretendes... mas fazê-lo acertadamente envolve ainda algum trabalho, principalmente por causa do controlo de posição do robot. Eu nunca enveredei muito por robots (o último em que mexi ainda era programado em Delphi... imagina. :S ) logo, apenas tenho uma ideia dos piores problemas e realmente o posicionamento é o pior.

Uma ideia interessante para começar, é fazer um robot telecomandado, por exemplo. Existem uns módulos XBee (caros que parta) ou uns módulozinhos rádio que se podem, com um conversor de sinais ligar a uma porta USB e comunicar com o microcontrolador. Aí tinhas de programar o protocolo de comunicação e estar em contacto com o robot para ele seguir os teus comandos. Depois podes ir adicionando funções.


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Okay. Vou ver quando é que posso investir alguma coisa nisto (tempo e €) e depois digo qualquer coisa... talvez só pegue mesmo para o ano (o tempo está escasso) mas depois digo algo...

Obrigado  :)


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bubulindo

Pois... o problema está mesmo no custo, a meu ver... Com a evolucão da electrónica e com componentes cada vez mais pequenos, hoje em dia os chips mais interessantes para usar num hobby (wifly, bluetooth, acelerómetros, alguns drivers de potência, Ethernet, etc, etc) vêm todos num formato dificil de usar para o hobbyista porque necessitam sempre duma placa onde possam ser soldados.

O que é bom agora é que com esta explosão do Arduino existem cada vez mais placas compatíveis com o Arduino que permitem usar esses componentes. Ou seja, mesmo que queiras entrar na electrónica para projectar o hardware, deparas-te quase sempre com essa limitacão em que é mais barato e seguro comprar uma placa compatível que enveredares pelo desenho de placas, construcão e prototipagem com os custos associados a ela.

Eu por exemplo, estou à procura duma solucão que me permita fazer um servidor web sem ter de desenhar a placa de ínicio ao fim e pagar pela montagem da mesma já que vários componentes que preciso são de soldadura superficial. E não me parece que vá ter sorte... ok, eu quero usar um barramento em vez de comunicacões série... mas ainda assim... :)

Tens aqui uma lista de placas compatíveis com o Arduino. http://shieldlist.org/

Já agora, se estiveres interessado em desenvolver para a internet, ou TCP/IP e UDP, procura por Etherten. O custo da placa está em conta, o problema são mesmo os portes (vem da Austrália), mas já tem interface USB e Ethernet na placa. ;)


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xanu

Eu estou no 2º ano de electrónica. Devo dizer que terás primeiro de estudar resistências, diodos, transistores, potenciómetros.

Também deves de estudar a Lei de Ohm.

Acho que ao ires estudando e implementares um pouco na prática será muito útil. Perceberás um pouco melhor certas coisas.

Posso disponibilizar-te alguns documentos se quiseres.

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xanu

Vou juntar os documentos que tenho e assim que tiver pronto irei postar aqui o link para download.

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