00114 ISSN 1676-790X
www.elektor.com.pt
www.elektorbrasil.com.brDetector de Radiação com BPW34
Desenvolvimento de Apps para Android
✚ Starter kit
TMS320C5515
✚ Depuração do Cetro com JTAG
Medição de raios gama usando um fotodiodo
Com PC e BeagleBoard, para Smartphone ou Tablet
✚ Energia Solar Portátil
O respeito ao meio ambiente, na Circuibras, começa pela manutenção de uma estrutura moderna que responde a todos os programas de sustentabilidade. Desde a escolha de fornecedores, passando pelo processo produtivo, até o descarte de resíduos gerados, tudo segue a mesma lógica, por sinal, ecológica: ao adotar cuidados para preservar o futuro, asseguramos, no presente, a qualidade de nossos produtos.
é uma questão de lógica.
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QuESTõES TéCNICAS
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Microinformática. Todas as dúvidas, questões e sugestões devem ser encaminhadas ao Diretor Técnico da revista.
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HARDWARE & SOFTWARE
14 Desenvolvimento de aplicações para Android 20 String com 160 LEDs RGB
36 Placa de suporte para Arduino Nano
37 Tux e ATmega: Programação de placas ATM18 em Linux 50 Depuração do Cetro usando JTAG
60 Mini Webserver usando BASCOM-AVR
MEDIÇÃO & TESTE
09 Medição de raios gama usando fotodiodo
ÁUDIO & VÍDEO
26 MP3: Um-Dois-Três
Um projeto de software para o kit de iniciação TMS320C5515
E-LABS
32 PIC32 USB Starter Kit II
RÁDIO & TV
34 Filtros Notch para frequências intermediárias
AlIMEnTAÇÃO & cARREgADORES
42 Carregador solar: Energia portátil para pessoas em movimento
IDEIAS
58 Visão noturna: Conversão de uma webcam para ver no escuro
InFORMAÇÃO
65 Como obter o seu USB ID
Primeiramente tivemos o incen- tivo à produção de tablets no País através da Lei do Bem, cujas expec- tativas e previ- sões apontam para o Natal como uma data em que diversos fabricantes já estarão disponibilizando os equipamentos aos consumidores brasileiros. De acordo com o ministro da Ciência Tecnologia e Inovação, Aloizio Mer- cadante, 15 empresas solicitaram o benefício e 9 já conseguiram. Outras áreas consideradas estratégicas, como celulares e televisores, tam- bém fazem parte da lista que que- rem se beneficiar da lei.
Nos próximos dias a indústria de semicondutores, receberá incen- tivos fiscais para estimular a pro- dução no Brasil, provenientes do Programa de Apoio ao Desenvol- vimento Tecnológico da Indústria de Semicondutores (Padis).
A Semp Toshiba se antecipou é anunciou a criação da STI Semi- conductor Design do Brasil, vol- tada para o desenvolvimento de chips no País. Os primeiros proje- tos serão voltados para circuitos integrados de radiofreqüência, com previsão de investimentos ini- ciais da ordem de US$ 4 milhões.
Essas iniciativas são muito bem vindas e propicias ao momento, esperamos que outras Empresas se inspirem e também comecem a fabricar no Brasil.
Marcos Paulo de S. Silva Diretor Técnico
EDITORIAL
A Wurth Electronics Midcom, divisão do grupo Wurth Electronics que mais cresce nos últimos tempo, acaba de incluir um novo indutor duplo com núcleo em anel na série WE-DCT como parte de sua extensa linha de produtos. Indutores acoplados com dois enrolamentos idênticos são expressivamente especiais por suas perdas no núcleo muito baixas, resistências DC muito baixas e altas correntes de saturação de até 120 A.
Uma característica especial nessa série é que eles são estáveis até em altas temperaturas – a temperatura de operação está entre -40 °C e +125 °C e são sujeitas a mínima degrada- ção. Isso favorece uma longa vida útil para o indutor duplo com núcleo em anel.
Graças ao material do núcleo de pó de ferro, O
indutor mantém indutância excelente quando submetido a mudanças de temperatura, e sua baixa indutância de dispersão é resultado do enrolamento bifilar. O componente então é especialmente projetado para controladores de chaveamento de alta performance. Adicio- nalmente inversores solares, conversores flyback 1:1, controladores de chaveamento buck/boost/
SEPIC/CUK e controladores de chaveamento com saída de tensão não estabilizada secundá- ria também se beneficiam dessa propriedade.
Há um total de 14 tipos para escolher, com indutâncias entre 0.091 e 100 µH. Soluções adicionais com indutores com indutâncias de até 400 µH são possíveis com conexões em série e paralelo.
www.we-online.com
A Semp Toshiba, por meio da divisão STI – Semp Toshiba Informática, apresenta ao mer- cado brasileiro a STI Semiconductor Design do Brasil. A design house é resultado da joint venture entre as empresas Semp e a multi- nacional Toshiba Corporation, cujo objetivo é contribuir para o desenvolvimento econô- mico e industrial entre os governos brasileiro e japonês, incluindo a criação de uma indús- tria brasileira de semicondutores e projetos de circuitos integrados.
A STI Semiconductor Design do Brasil será comandada pelo presidente da Semp Toshiba, Afonso Antonio Hennel. Com inves- timentos na ordem de US$ 4 milhões, a STI Semiconductor Design Brasil terá 70% de par-
ticipação da STI – Semp Toshiba Informática e 30% da Toshiba Corporation. A nova empresa executará inicialmente projetos para circuitos integrados (ICs) de radiofrequência, disposi- tivos amplamente utilizados em outros paí- ses e aumentar a demanda interna no Brasil por esse sistema.
Em abril de 2006, os governos japonês e bra- sileiro assinaram um memorando de enten- dimento sobre a introdução do sistema de televisão digital, ou ISDB-T, no Brasil, a cria- ção desta design house de semicondutores é parte dessa iniciativa, cujo o objetivo é for- talecer o crescimento do mercado brasileiro nesse sistema.
www.semptoshiba.com.br
Indutor Duplo com núcleo em anel com baixas perdas no núcleo
STI Semiconductor Design Brasil anuncia
operação no País
trônica portátil de testes e medi- ções, a Fluke do Brasil comemora a primeira faze de seu ciclo de seminários sobre Concei - tos de Qualidade de Ener- gia e parte agora para a fase final de treinamen- tos. Os primeiros even- tos ocorreram em São Paulo nos dias 02 e 21 de julho e em Porto Ale- gre no dia 18 de agosto.
A s próximas cidades a r e ceb er em os sem i n á - rios que tem o Fluke 435 como ferramenta de aná- lise, serão Salvador no dia 20 de setembro, Belo Hori- zonte, 13 de outubro, Rio de janeiro, no dia 09 de novembro e Recife, no dia 24 de novembro. A intenção da empresa é falar dire- tamente para profissionais das áreas de engenharia, manutenção ou utilidades.
O evento realizado pela Fluke do Brasil trata-se de um programa de treinamento gratuito elaborado com base nos fundamentos necessários para a aplicação de forma segura e adequada do Analisador Fluke 435 em campanhas de medição para o diag- nóstico da qualidade da tensão.
Para a realização desses seminários a Fluke contará com a
expertise do Consultor Autônomo em Medição de Qualidade de Energia Elétrica (QEE), Antônio Augusto Cha- ves Arruda. Em cada cidade, o treina- mento terá um dia de duração, e acon- tece das 9h às 18h.
Faz parte do conteúdo programático o detalhamento das principais caracterís- ticas do Fluke 435 (alimentação & cone- xões e operações básicas & menu de navegação); programas para configura- ção & análise dos resultados (Flukeview
& PowerLog); modos de programação (Logger & Monitor); exemplos de apli- cação; configuração do Fluke 435 e os modos de medição
O pré-requisito para a participação nos seminários é possuir conhecimento básico em energia elé- trica. Os interessados devem enviar um e-mail para marke- [email protected], com o nome, empresa, telefone, departa- mento e cargo.
Para mais detalhes do seminário sobre Conceitos de Qualidade de Energia da Fluke visite http://fluke.justdigital.com.br/campa- nhas/336/programacao.html.
Novo Conversor de Potência, que utiliza tec- nologia de disparo dos tiristores por sistema
“Trem de Pulso” (PWM, Zero Crossing) é o mais recente lançamento da Loti. “Com essa tecnologia é possível variar a potência entre- gue a carga, tanto indutiva como resistiva em um gradiente de 0 à 100%”, explica o empresá- rio Laert Lorando Jr. O equipamento tem como uma de suas principais características o fato de ser totalmente carenado (protegido con- tra toques acidentais). Além disso possui sinal de entrada em tensão ou corrente, circuito de saída isolado opticamente, circuito para inibi- ção externa, circuito eletrônico estabilizado
termicamente e ciclo de trabalho de 1 segundo.
Esses conversores estão disponíveis nas versões:
Monofásico, Trifásico com controle em 2 fases e Trifásico com controle nas 3 fases e com capaci- dade de chaveamento de 20 até 500A.” Os Con- versores de Potência são utilizados em fornos, estufas estrusoras e em todos os equipamen- tos que necessitem de um controle preciso de potencia e temperatura”, destaca Lorando JR.
www.loti.com.br
LOTI lança Conversor de Potência
em Porto Alegre, Salvador, Belo Horizonte, Rio de Janeiro e Recife e têm por objetivo a capacitação de profissionais das áreas de engenharia, manutenção ou utilidades
O equipamento possui tecnologia de disparo dos tiristores por sistema “Trem de Pulso”
A Texas Instruments anunciou recentemente a introdução do menor conversor analógico-digital delta-sigma (ADC) com amplifi- cador de ganho programável integrado (PGA), referência, sensor de temperatura e multiplexador de quatro entradas. Medindo 2 mm x 1,5 mm, o ADS1118 é mais de 65% menor que qualquer outro ADC disponível hoje, no mercado. O ADS1118 oferece medidas diretas e linearizadas com erro não calibrado garantido abaixo de 0,5 ºC de 0 a 65 ºC, uma melhora de 75% com relação à concorrência. Ele também é o ADC de 16 bits de mais baixa potência com uma refe- rência interna integrada compatível com taxas de dados de 860 amostras por segundo.
Principais recursos e benefícios do ADS1118
Integração reduz o tamanho geral da solução: Integra um ADC de 16 bits, PGA, sensor de temperatura, referência de baixa dispersão e um multiplexador de 4 entradas para aquisição de dados de sinais múltiplos de uma variedade de sensores.
Tamanho pequeno economiza espaço em placa. A opção de encapsu- lamento pequeno QFN permite proximidade dos sensores, reduzindo o número de componentes ao simplificar a compensação de junção a frio para termopares.
Baixa potência estende a duração da bateria: Compatível com fontes
de alimentação de 2.0-V a 5.5-V ao mesmo tempo que consume ape- nas 150 uA (típico), para estender a duração da bateria de dispositivos industriais para medição de temperatura, monitoramento de gás, con- trole de processos industriais, instrumentação e muito mais.
Oferece uma solução completa de aquisição de dados quando empa- relhado com um microcontrolador MSP430.
www.ti.com/ads1118-pr
Texas Instruments anuncia o menor ADC de 16 bits da indústria totalmente integrado
A Microchip está desenvolvendo um kit para iniciantes que facilita o desenvolvimento de acessórios para devices que utilizam a plata- forma Android, da Google. Os kits consistem em uma placa de desenvolvimento e bibliote- cas de software, disponíveis para download gratuito (link abaixo), que facilitam o desen- volvimento de acessórios para Android (smar- tphone e tablet) baseados no grande portifólio de microcontroladores da Microchip, tanto de 16-bit e 32-bit. Estes microcontroladores têm alta performance, conectividade integrada e tecnologia de extreme low power, para o con- sumo de energia mais baixo da indústria, tanto dormindo como ativo. Os acessórios criados com
auxílio do kit interagem com as versões 2.3.4 e 3.1 e posterio- res, que possuem um novo framework que permite aos aplica- tivos se comunicar diretamente com o acessório conectado ao smartphone ou tablet via USB.
De acordo com a Nielson Company, smartphones com Android representaram 40,8% das compras de smartphones de junho a novembro de 2010. Isso representa um enorme potencial de mercado para acessórios de hardware, incluindo aplicações para os setores automotivo, residencial, saúde e negócios. O kit de iniciante da facilita o trabalho de designers de desenhar, desenvolver e depurar acessórios eletrônicos para este mer- cado em franca ascensão. Além de oferecer arquivos esquemá-
ticos e de gestação para o desenvolvimento de placas, a biblioteca virtual inclui aplicativos de amostra de protocolo e camada abstrata, que permite aos designers redobrar o foco na cria- ção da aplicação. As placas de desenvolvimento incluem um conector USB, um depurador on- board, uma interface de usuário programador e um conector Arduino padrão.
“Estes kits inovadores para iniciantes ajudam os designers de acessórios para Android a tra- zerem produtos inovadores ao mercado ainda mais rápido”, disse Mitch Obolsky, vice presi- dente da divisão avançada de arquitetura de microcontroladores da Microchip. “Com milha- res de aplicativos em potencial para Android Phones e Tablets, estes kits simplificam todo o processo para os desenvolvedores porem criar acessórios únicos e diversos utilizando o nosso amplo portifólio de microcontroladores de 16-bit e 32-bit”.
Alguns exemplos de aplicações de acessórios incluem: auto- motivo (kits para carros, áudio, GPS); residencial (áudio docks, controle remoto e backup de dados); fitness e saúde (medidor de glicose e equipamentos de fitness) e negócios (terminais de cartão de crédito, projetores).
Link para download do software: http://www.microchip.com/get/522D www.microchip.com www.artimar.com.br
Microchip Introduz kits de desenvolvimento de acessório para Android
Tamanho reduzido e baixo
consumo de energia para dispositivos industriais movidos a bateria
Em 26 anos de vida, a DATAPOOL produz equipamentos e módulos didáticos utilizando tecnologia 100% nacional. Atuando no setor eletroeletrônico, desenvolve pesquisas em laboratórios próprios, aperfeiçoando o seu maior patrimônio: a capacidade de produzir tecnologia para construir um país melhor.
DATAPOOL, a evolução é aqui e agora, para milhões de brasileiros.
Datapool é um só.
tracoleal.com.br
da economia e prosperar, como acontece em outros setores, o mercado de microcompo- nentes do país ainda é tímido. Em 2009, no campo de componentes eletrônicos, registra- mos U$ 2,5 bilhões em exportações contra U$
12,9 bilhões de importações. Este valor revela o enorme déficit da balança comercial exis- tente, problema que tem como única solução o investimento em tecnologia e projetos como faz a CI e a CEITEC. Participando ativamente destas iniciativas está o Professor Jacobus Swart, pesquisador do CNPq nível 1A, mem- bro do Conselho Deliberativo e do Conselho AdCom do Electron Device Society do IEEE e da Sociedade Brasileira de Microeletrônica, e ex-diretor do Centro de Pesquisa Renato Archer (CTI), em Campinas. Atualmente, o Professor Jacobus é coordenador do programa CI-Brasil e Professor Titular da FEEC/UNICAMP.
Elektor: Quando foi criado e quais são hoje as áreas de atuação do programa CI Brasil?
Jacobus Swart: O programa CI Brasil foi criado pela SEPIN do MCT em junho de 2005, visando a inserção do Brasil no seleto mercado de semicondutores, notadamente os circuitos integrados. As áreas de atuação do programa incluem a formação de projetistas de circuitos integrados e a formação e operação de uma rede de centros de projetos ou Design House (DH), que realizam o projeto ou desenho de CI’s comerciais, para assim aumentar o nível de inovação de produtos no país.
Elektor: Do ponto de vista da tecnologia, em qual contexto está o Brasil (se comparado à realidade dos países de ponta), no que diz res- peito a pesquisas de semicondutores?
Jacobus Swart: O Brasil realiza pesquisa de ponta em nível similar a de países de primeiro mundo, como demonstram as publicações de autores nacionais aceitas em revistas científicas especializadas e de renome. Porém, a grande diferença é em relação à quantidade de traba- lhos e/ou de pesquisadores atuantes em pes- quisa de micro- e nano-eletrônica, que são relativamente bem menor no Brasil. Também temos que considerar que o nível de investi- mento e a organização dos laboratórios da área deixam muito a desejar comparado a laborató- rios melhor equipados e com bom apoio opera- cional nos países de primeiro mundo.
Elektor: Como o governo tem se posicionado no incentivo a P&D de componentes eletrô- nicos no país? Quais são especificamente as
necessidades brasileiras?
Jacobus Swart: Podemos dividir a área de componentes semicondutores em duas:
1) projeto de circuitos integrados e 2) proces- sos de fabricação dos dispositivos e circuitos integrados. O governo tem feito um esforço considerável na área de projeto de CI’s, atra- vés do programa CI-Brasil e outros. Mesmo esta área necessita aumentar o investimento e atratividade para crescer mais rapidamente.
Por outro lado, a área de processos de fabrica- ção teve um investimento menor que o neces- sário e é mantida viva nas universidades por insistência e persistência de alguns poucos professores, e no setor produtivo por poucas empresas focadas em alguns poucos nichos de mercado. É hora de ampliar o foco de investi- mento para abranger também a área de pro- cessos de fabricação.
Elektor: Fale-nos um pouco sobre o CEITEC:
a concepção inicial do projeto e as atividades que hoje são desenvolvidas no Centro.
Jacobus Swart: O CEITEC é uma iniciativa que tenta cobrir parte da lacuna de investi- mento na área de processos de fabricação, no caso, a área de fabricação das bolachas ou wafers de CI’s. Mesmo começando com tecnologia “não-estado-da-arte”, a inicia- tiva constitui uma boa semente para criar um ambiente de fabricação de CI’s e ao mesmo tempo cobrir um nicho de mercado existente de produtos mais simples e um custo menor.
A concepção do projeto é bastante coerente, porém a velocidade com que ela vem sendo instalada é demasiadamente lenta, explicado por alguns percalços encontrados nesta fase.
Além da fabricação de CI’s, prevista conforme informado pela sua direção, para ter início em 2012, o CEITEC também tem uma Design House que projeta CI’s e os fabrica no exterior, dentro do modelo chamada “fabless”.
do Ensino e Pesquisa dentro da cadeia de pro- dução eletrônica. O diálogo com os outros pila- res fundamentais do processo - Governos, For- necedores e Indústria (cliente) é imprescindível para um posicionamento mais efetivo do país no cenário mundial. Iniciativas como a realização do SEMICON, anualmente, são importantes para estabelecer este diálogo. Em sua opinião em que nível estamos neste diálogo?
Jacobus Swart: Realmente este diálogo é fundamental e deve ser ampliado. Eventos como SEMICON são da maior importância para esta finalidade. Este diálogo será mais intenso quando tivermos uma indústria mais forte, tanto de produção de compo- nentes como de equipamentos. Trata-se de uma discussão como “do ovo e da galinha”.
Por este motivo, a ação e apoio do governo é fundamental para chegarmos a este ponto de massa crítica de pessoal e de atividades e usando dos foros como SEMICON para disse- minar informações, motivar empreendedo- res e empresas e discussão sobre oportuni- dades e políticas.
Elektor: Em quais pontos podemos dizer que nossa engenharia é competitiva em relação ao mercado internacional?
Jacobus Swart: As melhores escolas de enge- nharia do país formam engenheiros em nível competitivo aos engenheiros formadas nos paí- ses de primeiro mundo. O nosso maior gargalo é quanto ao número de engenheiros forma- dos em boas escolas. Os poucos engenheiros de bom nível formados têm competitividade em áreas como de projeto de CI’s e sistemas, desenvolvimento de software, controle e auto- mação, telecomunicações e outros.
Formação em fabricação de componentes por outro lado é ofertada de forma muito limitada em poucas escolas de engenharia. Assim, as fábricas deverão realizar programas de treina- mento próprios e específicos e/ou demandar programas específicos em universidades com atividades e instalações adequadas para tanto.
Elektor: Como você vê o mercado mundial de semicondutores nós próximos 5 anos?
Jacobus Swart: Mercados com substituição de componentes por novas tecnologias estão surgindo como por exemplo a substituição das lâmpadas de filamento e fluorescentes por lâm- padas a LED (dispositivo semicondutor) e tam- bém a geração de energia limpa por dispositivos fotovoltaicas irão ampliar em muito o mercado de semicondutores no país e no mundo.
Medição de raios gama usando fotodiodo
Detector de radiação com BPW34
A radiação ionizante é potencialmente prejudicial para a saúde, e é importante minimizar a exposição de cada um de nós o máximo possível. Um simples contador Geiger com um pequeno tubo de vidro não é normalmente adequado para detec- tar a radiação possivelmente prejudicial para nós. O sensor semicondutor que apresentamos em seguida tem uma sen- sibilidade relativamente baixa, sendo ape- nas capaz de detectar fontes de radiação bastante intensas, mas mesmo assim é um dispositivo bastante interessante para efetuar algumas experiências e medidas.
Uma vantagem de usar um fotodiodo é a sua reduzida área sensível. A taxa de evo- lução devido a raios cósmicos é muito baixa, sendo que é mais fácil de detec- tar sinais de pequenas amostras do que quando se utiliza um tubo contador.
Radiação
Quando falamos em proteção contra radia- ção, são os raios gama os mais importan- tes. Os raios gama estão presentes no meio ambiente que nos rodeia e é muito difícil bloqueá-los mesmo com uma espessa parede. Por outro lado, as partículas alfa
têm um alcance muito pequeno e em regra geral não conseguem nem mesmo penetrar através de uma folha de papel:
esta é a razão pela qual muitos tubos con- tadores não as conseguem detectar, a não ser que possuam uma abertura com uma folha de mica muito fina. As partículas beta têm um alcance maior e podem penetrar sobre folhas de metal estreitas. A maio- ria dos tubos de contagem são desenha- dos maioritariamente para detectar raios gama, enquanto que, dentro de certos limites, também podem ser sensíveis às partículas beta.
Burkhard Kainka (Alemanha)
O primeiro dispositivo que nos vem à memória quando pensamos em medir radioatividade é o medidor
de Geiger-Müller. No entanto, estes tubos de contagem são difíceis de encontrar e muito caros e, mesmo
que consiga obter um, ainda vai precisar de gerar a sua tensão de funcionamento na ordem das várias
centenas de volts. É bem menos sabido que até mesmo um humilde fotodiodo como o BPW34 pode ser
usado para detectar radiação gama e raios X.
Detector com diodo
O comportamento de um fotodiodo PIN do tipo BPW34 é semelhante ao de um tubo contador de baixo custo. As partícu- las alfa serão bloqueadas pelo invólucro de plástico do dispositivo, enquanto que os raios gama o atravessam sem qualquer problema, criando muitos pares de bura- cos de elétrons na camada de depleção do diodo. Se o diodo estiver polarizado inversamente, quase todos os portadores de carga vão ser movimentados: isto cor- responde a um pequeno pulso de corrente que pode ser ampliado e processado. As partículas beta também podem gerar um sinal deste tipo se tiverem suficiente ener- gia e conseguirem alcançar a camada de depleção.
A amplitude do sinal produzido pelo foto- diodo é consideravelmente mais baixa do que a que normalmente se obtém de um tubo contador, sendo que é necessário um amplificador de instrumentação de muito baixo ruído.
Outro requisito a se levar em conta quando se utiliza um fotodiodo como detector de radiação beta e gama é que a luz tem que ser totalmente retirada, caso contrário o sinal gerado devido à luz vai-se sobrepor ao sinal que pretendemos analisar. No nosso protótipo usamos uma pequena folha de papel de alumínio para tentar bloquear ao máximo a entrada de luz.
A diferença entre diodos PIN e diodos PN é que os primeiros têm uma região ligei- ramente dopada com portadores negati- vos, chamada de região intrínseca (região I). Esta região de elevada resistência fica entre as regiões N e P. O resultado é uma camada de depleção mais larga, e por con- seguinte uma maior área de semicondutor
que pode interagir com fótons. Esta estru- tura é usada num fotodiodo de modo a obter o maior número de portadores de carga por fóton, otimizando a sensibili- dade do dispositivo.
Outro processo para aumentar a sensibili- dade é aumentar a área sensível do dispo- sitivo. Porém, isto tem a desvantagem de aumentar a sua capacidade, o que reduz a amplitude da tensão do seu sinal de saída.
Os detectores de radiação com base em semicondutores, disponíveis comercial- mente, possuem uma área maior e uma região intrínseca mais larga. Os simples fotodiodos do tipo PIN como o BPW34 são menos sensíveis que esses dispositi- vos, mas também mais baratos.
Os fotodiodos BPW34 e BPX61 são prati- camente idênticos, a parte do seu encap- sulamento. O (mais barato) BPW34 vem num encapsulamento de plástico, enquanto que o BPX61 vem num encapsu- lamento metálico do tipo TO-5 com uma pequena janela de vidro. É possível remo- ver esta janela (cuidadosamente!) para expor o chip: isto faz com que o diodo seja capaz de detectar partículas alfa.
Os raios ou partículas têm que primeiro
passar através do pedaço de alumínio com cerca de 15 µm de espessura (a espessura de uma folha de alumínio nor- mal para culinária). Este não representa nenhum obstáculo para os raios gama e partículas beta, sendo que as partículas alfa com uma energia igual ou superior a 4 MeV também conseguem atravessar.
Quando as partículas entram no plástico do encapsulamento do fotodiodo, é pro- duzida uma radiação de desaceleração na forma de breves flashes de luz, que por vezes podem também ser detectados pelo sensor. Assim, não é impossível que até mesmo para o BPW34 possamos ter um pouco de sensibilidade às partículas alfa.
Em princípio, qualquer semicondutor é sensível a radiação ionizante. Assim, é talvez menos surpreendente que um foto- diodo seja sensível à radiação do que o fato de que o efeito não tenha sido ampla- mente abordado anteriormente. Contudo, o efeito é bem conhecido nas RAMs dinâ- micas, nas quais os dados armazenados podem ser corrompidos devido a radia- ção incidente. O problema de construir dispositivos eletrônicos que suportem os elevados níveis de radiação existentes no
D1
BPW34
T1
BC549C T2
BC549C R4
4k7
R3
220k
R5
1k
C2 10u16V
C3 100u16V R2
2M2 220k
C1 100n
K1
110372 - 11
Figura 1. Circuito do amplificador.
Figura 2. Protótipo do amplificador do sensor. Figura 3. O sensor encontra-se na face inferior da placa de circuito impresso.
espaço está cada vez mais difícil, porque à medida que as estruturas ficam meno- res estas ficam mais expostas e sensíveis a interferências de simples partículas ener- géticas que possam afetar o funciona- mento dos circuitos eletrônicos.
Amplificador
Na literatura, os amplificadores são nor- malmente construídos utilizando ampops de baixo ruído com entradas a FET no estágio de entrada. Neste caso, temos uma abordagem alternativa: a Figura 1 mostra o circuito do amplificador do sen- sor. São utilizados dois transistores para amplificar o sinal proveniente do foto-
diodo. O amplificador com acoplamento direto ajusta automaticamente o ponto de funcionamento para o centro da escala, o que dá uma boa relação sinal/ruído devido aos transistores BC549C de baixo ruído.
O transistor de entrada do amplificador tem uma impedância comparativamente baixa, o que dá origem a uma boa adapta- ção ao nível de ruído. Como resultado da sua capacidade base/coletor do primeiro estágio, o circuito também funciona um pouco como se fosse um integrador: isto faz com que os breves pulsos provenientes do fotodiodo fiquem mais longos sendo mais fácil efetuar a sua amplificação.
A sensibilidade pode também ser incre- mentada aumentando a tensão inversa no diodo. Isto reduz a capacidade do diodo e aumenta a dimensão da camada de deple- ção. A tensão pode ser elevada até aos 32 V, embora o valor ótimo se situe prova- velmente um pouco mais abaixo: o diodo Figura 4. O dispositivo é envolvido numa película de alumínio.
Relógio luminoso
Um velho relógio com um indicador luminoso é ideal para testar detectores de radiação. Em alternativa, um relógio despertador ou uma simples bússola são dispositivos também perfeitamente adequados.
Até aproximadamente 1965 eram usados indicadores luminosos radioativos, e os relógios dessa época já terão perdido quase toda a sua luminosidade. Se não tiver seguro se o seu relógio é radio- ativo, é perfeitamente possível efetuar um simples teste sem pre- cisar recorrer a qualquer eletrônica: tudo o que precisa é de uma
lupa. Na escuridão completa, com os seus olhos perfeitamente adaptados, olhe para os ponteiros debaixo do vidro. Se a imagem for uma mistura radioativa, vai ver uma imagem e luzes brilhando e flamejando: na realidade está testemunhando o decaimento individual das partículas. As partículas alfa produzidas excitam a imagem luminosa. Se não conseguir ver nenhuma luz, ou então vê apenas uma luz completamente uniforme, é porque não existe nenhuma radioatividade presente. Este teste é possível provavel- mente apenas para imagens baseadas em materiais radioativos e já com alguma idade, pois quando são novos existem muitos de- caimentos para se conseguirem ver individualmente.
Da radiação ao som
Um contador Geiger real faz um som bastante conhecido e agradável. Por outro lado, o nosso sensor com diodo é completa- mente silencioso. Podemos alterar esta situação recorrendo a um comparador e um circuito que amplifique os pulsos de forma que os consigamos ouvir no alto-falante. O circuito de teste que aqui apresentamos utiliza um comparador do tipo LM311, que produz um pulso na sua saída quando a amplitude do pulso na sua entra- da excede um determinado limiar, definido por um potenciôme- tro. O transistor na saída faz com que o pulso seja audível. O sinal de saída pode ser usado para excitar uns fones, um amplificador de áudio e um alto-falante, ou um alto-falante ativo para PC.
T2
BC547C R7
1k
R6
33k
C2 100n
+9V
C3 10u16V LM311
IC1 3 2
7 8
4 6 C1 5
100n
R2
33k
R1
100k
P1
100k R5
33k
R4
100k
R3 2M2
110372 - 17 LF
1 2 3 4 GND
IN+
IN- V-
8 7 6 5 V+
OUTBALANCE/
STROBE BALANCE LM311
já funciona muito bem a 9 V. É também possível ligar dois ou mais fotodiodos em paralelo, e assim alcançar uma sensibili- dade no mesmo nível do pequeno tubo ZP1310.
Para visualizar o sinal de saída do circuito podemos ligar um osciloscópio à saída. Os leitores que acham que seria engraçado ter um som idêntico ao dos contadores Geiger reais devem consultar a seção “Da radiação ao som”.
Construção
O circuito pode ser construído num pedaço de placa perfurada para protóti- pos (Figura 2), com o fotodiodo montado na face inferior (Figura 3). Para manter a luz longe do sensor, o circuito é todo pro- tegido por uma folha de alumínio (Figura 4). Como já mencionamos anteriormente, uma simples folha de alumínio para culi- nária é ideal para isto, uma vez que devido à sua espessura consegue deixar passar as partículas beta. A folha de alumínio tam- bém funciona como blindagem elétrica.
De modo a evitar que a folha de alumínio possa provocar curto-circuitos, envolva primeiro a placa num material isolante, deixando uma pequena abertura para servir de janela ao fotodiodo. Depois envolva tudo na folha de alumínio, não esquecendo de ligar a folha de alumínio à massa.
Experiências e resultados
A melhor forma de avaliar os resultados é usar um osciloscópio digital, no modo de acoplamento AC. Um bom ponto de partida para começar é com uma sensi- bilidade vertical de 50 mV por divisão e uma base de tempo de 0,2 ms por divi- são. Alguns osciloscópios têm um modo de persistência que permite acumular os
resultados na tela. Como é óbvio, tam- bém é possível utilizar um osciloscópio analógico.
No estado de repouso é possível visualizar uma faixa de ruído com uma amplitude de aproximadamente 30 mVPP (Figura 5).
Se um raio gama atingir o sensor pode- mos visualizar um pulso positivo com um pequeno pico negativo em seguida.
Se visualizarmos pulsos negativos com elevado valor significa que o circuito não está suficientemente blindado e que está reagindo a interferências de sinais RF: a radiação que estamos tentando detectar apenas provoca pulsos positivos. A Figura 6 mostra o sinal acumulado num período de 30 segundos, com o sensor apontado a um velho relógio de bolso de ponteiros luminosos.
A Figura 7 mostra algumas medidas efe- tuadas numa outra amostra radioativa, neste caso um pequeno pedaço de peche- blenda (uraninite), uma forma natural de encontrar material com alguma concen- tração de urânio. Uma vez mais, as medi- das são efetuadas durante um período de 30 segundos. É muito fácil de ver que esta amostra é muito mais radioativa; mas é também possível ver uma diferença na distribuição de energia. Existem mais pul- sos com uma amplitude de mais de 100 mV do que no caso do relógio com pontei- ros luminosos. Isto mostra que, contraria- mente a um contador Geiger, este detec- tor pode determinar a energia de partícu- las individuais. Isto permite-nos efetuar deduções sobre os tipos de elementos. No caso de pecheblenda estes são elementos de urânio com um decaimento em série;
no caso do relógio luminoso o elemento com decaimento é provavelmente o rádio.
A possibilidade de acumular leituras sobre um período de tempo muito maior
permite-nos analisar amostras onde esperaríamos pouca ou nenhuma radio- atividade. Aqui os sensores fotodiodos funcionam melhor que os tubos de con- tagem. Com um contador Geiger exis- tem sempre alguns pulsos que surgem devido aos raios cósmicos: estes raios gama também afetam o sensor foto- diodo, mas devido a sua área de detec- ção ser muito menor estes eventos ocor- rem muito menos vezes, sendo assim mais simples separar o sinal pretendido do ruído de fundo. A Figura 8 mostra as leituras obtidas a partir de uma amostra de galena, um mineral que esperaríamos não ser de modo algum radioativo. Con- tudo, após uma meia hora, conseguimos visualizar claramente dois picos. Obtive- mos um resultado semelhante a partir de uma amostra de granito, que sabemos ser ligeiramente radioativa.
Determinados componentes e peças de dispositivos fabricados antigamente (com regras menos apertadas do que as atuais) podem revelar-se fontes radio- ativas. Exemplos bem conhecidos são alguns tipos de lâmpadas de descarga de gás ou válvulas reguladoras de ten- são para 100 V que contêm substâncias radioativas. O autor já tinha tido algumas suspeitas sobre uma velha lâmpada russa de descarga de gás de 75 V/3 mA (Figura 9). Existe uma pequena capa de metal soldada à cobertura exterior, na qual é visível em baixo um elemento estranho.
Por baixo disto existe um minúsculo furo. Leituras efetuadas durante cerca de meia hora (Figura 10) revelaram alguns impulsos com uma energia particular- mente elevada: ainda mais surpreen- dente devido ao fato de que a radiação teve que penetrar o encapsulamento de vidro do tubo.
Figura 5. Saída do circuito no seu estado
de repouso. Figura 6. Leitura após um período de 30 segundos de um velho relógio com
ponteiros luminosos.
Figura 7. Leitura após um período de 30 segundos de uma amostra de mineral que
contem urânio.
Cenário
Acabamos de apresentar e descrever o sensor e um amplificador simples para esta tarefa. Se o circuito for construído numa caixa, em conjunto com um cir- cuito comparador e um alto-falante, des- critos na seção a parte, o resultado é um dispositivo que pode ser usado no ter- reno, por exemplo, para testar minerais
numa pedreira. Combine o comparador com um contador digital, e assim pode medir o nível global de radioatividade.
Para registrar os níveis de energia pode ser adicionado um circuito de amostra- gem e retenção, e os resultados podem até ser apresentados na forma de um tipo de espectrograma de energia.
Outra possibilidade é analisar e efetuar
medidas de outras amostras por um perí- odo de tempo mais longo. Por exemplo, o cloreto de potássio é um emissor de par- tículas beta muito fraco. Seria bastante interessante ver se o fotodiodo consegue detectar isso.
(110372) Artigo original: Measure Gamma Rays with a
Photodiode – June 2011
Produtos de decaimento rádon
Podem ser obtidas amostras radioativas para testar diretamente do meio ambiente: estamos constantemente rodeados de ma- teriais radioativos. Por exemplo, o rádon escapa-se constante- mente e de forma contínua do solo. Este gás radioativo tem um decaimento (com um ciclo de metade de vida moderado) que produz radionuclídeos adicionais, que podem ser coletados.
Pegue num pedaço de fio de cobre esmaltado fino (0,2 mm de diâmetro) e estenda-o num lugar fechado. Aplique um potencial negativo entre -5 kV e -10 kV ao fio de cobre e deixe-o por cerca de dez minutos. Desligue a alta tensão e depois coloque uma tira de papel ao longo do fio: vai apanhar uma linha escura de pó que foi atraído para o fio pela alta tensão. Estas pequenas partí- culas são particularmente ricas em produtos de decaimento ra- dioativos do rádon. A razão para isso acontecer é bastante inte- ressante: quando o rádon se deteriora os núcleos novos movem- se rapidamente, sendo despojados alguns dos seus elétrons. Isto significa que possuem uma carga positiva sendo assim atraídos
pelo fio carregado negativamente.
Quando esta linha de poeira depositada no papel é colocada pe- rante o detector de radiação, vai ser registrado um elevado nível de atividade. Contudo, não existe qualquer perigo: se os isóto- pos não tivessem sido capturados pelo fio, teria-os prova- velmente inspirado durante a sua respiração.
Este método vai permitir-lhe determinar quais as divisões de sua casa que contêm mais rádon. Normalmente vamos registrar níveis mais levados em divisões como uma adega ou cavernas dado que a fonte do rádon é o próprio subsolo.
Pode ser usado qualquer gerador de alta-tensão que seja capaz de fornecer a tensão de saída pretendida. No entanto, numa próxima edição, a Elektor vai apresentar um circuito que pode ser usado para este fim. Apenas será necessário incrementar o número de estágios em dois (dois capacitores e dois diodos) para obter uma tensão de saída de 5 kV (mas, sobre este circuito falaremos numa outra edição, esteja atento!).
Figura 10. Leitura tiradas do tubo de gás mostrado na Figura 9.
Figura 9. Tubo a gás para descarga com ionizador radioativo para ajudar a
partida.
Referências e Internet
- Nota de aplicação Maxim AP2236 :
detector de radiação fótons-gama (http://pdfserv.maxim-ic.com/
en/an/AN2236.pdf).
- Erhan Emirhan e Cenap S. Özben:
detectores de raios gama e X baseados em fotodiodos PiN
(http://thm.ankara.edu.tr/tac/YAZOKULU/yazokulu6/
dersler/06-09-2010/erhan-emirhan-cenap-ozben-pin- photodiode.pdf).
- C. W. Thiel:
introdução a detectores de radiação com semicondutores (http://
www.physics.montana.edu/students/thiel/docs/detector.pdf).
Figura 8. Leitura após um período de 30 minutos de uma amostra de galena.
Desenvolvimento
de aplicações para Android
Utilizando um PC, BeagleBoard, smartphone ou tablet PC
O que é o Android?
A Android Inc. foi fundada em Palo Alto, Califórnia (EUA), no final de 2003, tendo sido adquirida dois anos mais tarde pela Google. Quatro anos depois de ser fun- dada a Android Inc. surge a Open Hand- set Alliance, com a Google como um dos seus membros. A missão desta aliança é desenvolver padrões abertos para disposi- tivos móveis. E o seu primeiro produto foi, precisamente, o Android, uma plataforma para dispositivos móveis baseada no kernel do Linux 2.6. Um ano mais tarde saía para o mercado o primeiro celular com este sis- tema operacional, o HTC Dream.
O Android não é o Linux
Apesar de ter se baseado no Linux, o Android é um sistema operacional comple- tamente independente. O código fonte do Android permanece aberto, mas já não faz parte do conjunto de códigos do Linux. A Google alterou algumas partes, deixando, por exemplo, de incluir o X Windows ou quaisquer bibliotecas standard GNU. Isto complica um pouco a conversão de aplica- ções já existentes para o Linux. A Goo gle acrescentou também algumas fun- ções específicas, especialmente no campo
da segurança para dispositivos móveis.
Outra diferença do Android em relação ao Linux é o sistema de licenciamento. O Linux é distribuído ao abrigo da licença de utilização GNU General Public License (GPL), enquanto o Android é distribuído ao abrigo da licença Apache, da fundação Apache Software Foundation (ASF). Ao contrário da GPL, a licença Apache permite a distribuição de software construído com base em software livre sem revelar o seu código fonte.
O Android também não é Java
Apesar das aplicações para o Android serem escritas em Java, não são executa- das como aplicações Java, pois o Android não possui um motor virtual ou bibliote- cas Java. Isto significa que o Android não é capaz de executar programas Java. As apli- cações recorrem apenas à sintaxe da lin- guagem Java, mas são executadas numa máquina virtual chamada Dalvik.
A vantagem é que não é difícil desenvol- ver bibliotecas para o Android utilizando outras linguagens, como o C ou o C++. O Dalvik consegue importar e utilizar biblio- tecas deste tipo e também bibliotecas dinâmicas do Windows (DLLs).
Desenvolver aplicações (apps) para o Android
Qualquer pessoa pode desenvolver apps para o Android. Todas as ferramentas necessárias estão disponíveis gratuita- mente e nem é preciso ter acesso a uma plataforma Android real. Por exemplo, no site dedicado a quem desenvolve aplica- ções para o Android [1] pode encontrar, além de todas as ferramentas, um emula- dor de hardware Android.
Os kits de desenvolvimento de software (SDKs) estão disponíveis para o Windows, Linux e Mac OS X.
Apesar de o Android aproveitar apenas a sintaxe do Java, as ferramentas são base- adas inteiramente nesta linguagem. Por isso, antes de utilizar as ferramentas terá de instalar o kit de desenvolvimento para Java (JDK) e instalar uma máquina Java vir- tual (JRE) no seu sistema. O ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) recomen- dado é o Eclipse, complementado com o Android Development Toolkit (ADT).
O procedimento para instalar o SDK (incluindo o JDK, o Eclipse, o ADT e outras ferramentas) é descrito em detalhe no site da internet indicado anteriormente, sendo que não se torna necessário reproduzi-lo Clemens Valens (Elektor)
O primeiro celular com o sistema operacional An-
droid apareceu no ano de 2008 e, segundo as mais
recentes estimativas, surgem cerca de 350 mil no-
vos celulares a cada ano com este sistema opera-
cional. Qual será a razão de tamanho sucesso? Será
o Google? O Sistema operacional aberto? O fun-
cionamento eficaz? De qualquer modo, a razão
não é muito importante. O que importa realmente
é “embarcar” no mundo das aplicações Android.
Desenvolvimento
de aplicações para Android
Utilizando um PC, BeagleBoard,
smartphone ou tablet PC
aqui. Note que o processo de instalação, e mesmo o de download dos arquivos (dependendo do tipo de conexão à Inter- net que utilizar) demora várias horas, pois estamos falando de muitos gigabytes.Depois de estar tudo instalado uma boa ideia é dar uma olhada no tutorial “Hello Android”. Contém dicas e explicações valiosas, apesar de não dar muitas indica- ções no que toca à escolha de uma versão do Android. Existem várias versões, com nomes que fazem abrir o apetite: versão 1.5 (Cupcake), versão 1.6 (Donut), versão 2.0/2.1 (Éclair), versão 2.2 (Froyo – uma marca de iogurtes), versão 2.3 (Ginger- bread) e versão 3.0 (Honeycomb).
O hardware em que a sua app vai poder rodar depende da versão do Android que tiver utilizado. A versão 3 é indicada para tablet PCs, enquando a versão 2.2 (Froyo) é a mais popular atualmente, e deve poder ser instalada num iPhone ou iPod, muito provavelmente. Segue-se depois a versão 2.1 (Éclair). Deve escolher a versão que se enquadra no seu hardware.
Vai também precisar criar um periférico Android virtual (Android Virtual Device ou AVD). Lançar o AVD pode demorar um pouco, dependendo da máquina que esti- ver utilizando, e obriga a uma considerá- vel quantidade de memória. Quando mais elevada for a versão do Android que utili- zar, mais lento será o AVD. No nosso PC de teste (Windows XP SP3, 2 GB RAM, Pen- tium T4200 a 2 GHz), foram necessários vários minutos para lançar um tablet vir- tual para utilizar o Android 3. Tem que ter alguma paciência.
Desenvolver apps para o Android pode ser divertido
Se não tiver qualquer experiência em pro- gramação mas quiser desenvolver uma aplicação para o seu smartphone Android existe uma ferramenta perfeita para você:
App Inventor for Android [2].
Para usar esta ferramenta necessita de um PC com um sistema operacional recente (Windows, Linux ou Mac OS), uma cone- xão à Internet, um browser e Java. Para evi- tar alguma frustração, visite primeiro o site do App Inventor para se certificar que o seu computador cumpre todos os requisitos.
Se assim for, baixe o App Inventor Setup (cerca de 100 Mb) e instale-o com a confi- guração standard.
O próximo passo é ligar o seu dispositivo com Android. As coisas tornam-se agora um pouco mais complicadas porque vai necessitar de um controlador adequado ao dispositivo que irá utilizar. Se o seu smart- phone não for reconhecido pelo PC, terá de procurar um controlador na Internet.
Se (tal como o autor) não tiver um smart- phone Android, pode começar na mesma a trabalhar numa aplicação, porque o App Inventor inclui um emulador. Segundo a
Google, lançar o emulador demora alguns minutos, mas no nosso caso bastaram cerca de 30 segundos.
O procedimento para gerar uma aplicação é o mesmo, quer esteja utilizando um dis- positivo real ou um emulador. Primeiro, abra o App Inventor, clicando em My Pro- jects na página inicial (assumindo que já se registrou na sua conta do Google). Isto vai abrir a janela Designer (Figura 1), que é onde vai desenvolver a parte visível da sua aplicação, colocando objetos como botões, imagens e sons na janela que corresponde ao seu dispositivo Android. Pode adaptar figura 1. a janela designer do android app Inventor.
figura 2. a nossa aplicação na janela de edição de blocos.
o autor encontrou alguns problemas durante a instalação do android na BeagleBoard. o primeiro problema ocorreu durante o início da instalação, com o script mkmmc-android.sh. Surgiu uma mensagem de erro e apenas a primeira partição foi criada no cartão Sd. o autor acabou por descobrir que a instrução grep no script procurava pela palava “disk”, mas este estava usando a versão do Ubuntu em francês. Logo, em vez de “disk” o script deve- ria procurar por “disque”. em vez de alterar o script, o autor decidiu alterar a definição de idioma no Ubuntu, para evitar pro blemas com os scripts subsequentes. agora, se decidir alterar algum script não se esqueça de gerar uma versão editável, clicando com o botão do lado direito e selecionando proparties -> permissions.
o segundo problema estava relacionado com a saída de vídeo.
o cartão Sd incluído na BeagleBoard contém uma cópia da dis- tribuição Ångström, uma versão do Linux adaptada para siste- mas embarcados. Quando a BeagleBoard iniciava-se com este sistema operacional tudo parecia bem e aparecia uma imagem no monitor. Quando a placa iniciava-se com o android ou com o Ubuntu, não aparecia qualquer imagem, apesar de o monitor estar perfeitamente operacional. o problema estava relacionado com a resolução de vídeo que era incompatível com a resolução do monitor. o autor descobriu que o android e o Ubuntu para a BeagleBoard estão configuradas com a resolução por definição, de 1280×720 pixels, que não é muito comum e com a qual o monitor em causa não era compatível.
Para contornar este problema, pode-se editar o arquivo boot.scr utilizando a ferramenta mkbootscr,
que pode encontrar na pasta tools no SdK da tI. este script produz
a um simples editor de texto e convertido no arquivo boot.scr.
No arquivo boot.cmd, subsitua os bootargs pelos valores corres- pondentes no guia do SdK da tI e a linha seguinte no fim, antes do character ‘´’:
omapfb.mode=dvi:1024x768MR-16@60
Se necessário, pode substituir ‘1024x768’ pela resolução do seu monitor. agora, execute o comando mkimage -a arm -o linux -t script -C none -a 0 -e 0 -n ‘execute uImage.bin’ -d boot.cmd boot.
scr para criar o arquivo boot.scr. Copie-o para a raiz da partição de inicialização do cartão Sd.
a nota de aplicação da tI especifica uma frequência de clock de 1 GHz para o arquivo boot.scr (mpurate=1000), mas pode ler-se em algumas páginas da web que a BeagleBoard não funciona muito bem com velocidades de clock tão elevadas. Consequentemente, optamos por uma frequência mais baixa (800 MHz), definindo mpurate=800. o arquivo boot.scr do autor (que funciona) está dis- ponível em [4].
tenha em atenção as permissões do usuário para a inicialização do cartão Sd, que tem de ser efetuada pelo usuário registrado como root ou administrador do computador. o android não vai conseguir completar o processo de inicialização e vai enviar men- sagens de erro com a frase “Permission denied” para um terminal virtual ligado à porta série da BeagleBoard. Para atuar como root no Ubuntu, abra uma janela terminal e escreva sudo –s. agora, pode-se inicializar o cartão Sd a partir desta janela. Note que a par- tição de inicialização do cartão Sd tem de ser uma partição capaz de ser utilizada para este efeito. Lembre-se também de executar o comando /media/rootfs# chmod –r 755 /mnt para ter acesso ao arquivo rootfs do sistema.
a aparência da aplicação alterando atribu- tos específicos destes objetos. O editor de blocos (Blocks Editor) é onde vai especificar aquilo que a aplicação vai fazer. O seu programa é apresentado aqui como um diagrama de blocos, que formam um puzzle juntamente com os restan-
tes objetos, dispostos de uma deter- minada maneira (Figura 2).
Esta abordagem é muito
similar ao Scratch [3], um método de programa desenvol- vido especialmente para ensinar “as bases do pensamento mate- mático e de programação,
aprender a pensar criativamente, raciocinar sistematicamente e desenvolver em colabo- ração”. Com este método, gerar programas para o Android torna-se divertido mesmo para aqueles com pouca ou nenhuma expe- riência de programação.
Apesar de ser possível desenvolver peque- nas aplicações com este método, existem coisas que não são possíveis de fazer. Além disso, o App Inventor ainda está numa ver-
são preliminar (beta), logo, sujeita-se a encontrar alguns bugs. Por exemplo, o autor teve problemas com o sintetizador de voz, quando utilizado em conjunto com o objeto ActivityStarter.
Assim que tiver a aplicação pronta, pode encapsulá-la (Package for Phone) e descar-
A nossa aplicação de teste funcionando num
smartphone Android. Resultou!
regá-la para o seu dispositivo Android. Se o seu smartphone não estiver ligado ao PC, pode obter um código (QR code, Figura 3) que vai permitir baixar a aplicação para o smartphone através de uma conexão sem fios, ou seja, acessando com o smart- phone à Internet. Também pode obter o código fonte a partir da página princi- pal. Por exemplo, pode baixa as aplica- ções desenvolvidas pelo autor a partir de [4] e importá-las diretamente para o seu projeto.
Hardware necessário
Como um verdadeiro entusiasta da ele- trônica, deve estar também interessado em construir a sua própria plataforma de hardware para o Android. Mas primeiro precisa conhecer as especificações. Infe- lizmente, são um pouco vagas. Aparente- mente, o mínimo será um microcontrola- dor ARM funcionando a 200 MHz, com 32 MB de RAM e 32 MB de memória FLASH.
Contudo, é recomendável pelo menos 128 MB de RAM e 256 MB de FLASH. Para o Android 3 vai precisar de um microcon- trolador funcionando a 1 GHz e 512 MB de RAM. No que toca aos periféricos, vai pre- cisar de uma porta USB, um monitor QVGA com 65536 cores ou mais e dez botões ou teclas. Um leitor de cartões SD ou microSD não é essencial, mas é bastante útil, bem como uma câmera de 2 Megapixels de resolução e uma interface Bluetooth.
Claro que pode montar um sistema destes por sua conta, mas será provavelmente muito mais fácil e até econômico comprar uma plataforma já montada. Faça uma pequena pesquisa na Internet e vai com certeza encontrar algo que satisfaça as suas necessidades.
BeagleBoard
Há alguns anos a Texas Instruments (TI) desenvolveu uma placa chamada Bea- bleBoard [5], com o intuito de promover a família de processadores multimídia OMAP. Esta placa contém hardware aberto e é suportada pela comunidade de sof- tware livre. Apesar dos esquemas e dese- nhos da PCI estarem disponíveis gratuita- mente, não vai ter muita sorte se quiser montar uma placa, pois a RAM é colocada
por cima do processador, numa montagem PoP (Package on Package). Felizmente, esta placa não é muito dispendiosa (a ver- são xM custa cerca de 150 USD) e pode ser adquirida na Internet.
A BeagleBoard possui um conjunto de funcionalidades extenso. A versão mais recente (xM), apresentada na Figura 4, inclui quatro portas USB (host e perifé- ricas), uma porta Ethernet, uma porta RS232, uma porta USB OTG, um conector microSD, entrada e saída áudio, uma saída Video-S, uma porta HDMI e conectores para LCD, uma câmera e uma pequena placa para protótipos. O processador, mais propriamente um sistema integrado SoC (Sistem on Chip) é um processador digital DaVinci DM3730, que integra um núcleo ARM Cortex-A8, um DPS TMS320C64 e uma aceleradora gráfica SGX. O processa- dor é compatível com sistemas operacio- nal de elevada performance, como os Win- dows CE, Linux, QNX e Android.
Ao contrário da primeira versão do Bea- gleBoard, a versão xM não possui qualquer
memória FLASH. Nesta versão a memória RAM é complementada por um cartão microSD, que contém o sistema operacio- nal e as aplicações. A vantagem desta con- figuração é a possibilidade da substituição do sistema operacional simplesmente tro- cando de cartão. A desvantagem é que a performance sai ligeiramente prejudicada, pois os cartões SD não são propriamente muito rápidos. Em alguns casos a perfor- mance pode ser melhorada utilizando uma pen USB.
Resumindo, a BeagleBoard é um com- putador potente e versátil, que pode ser utilizado para diversas aplicações. Ape-
figura 3. o código flash que dá a um smartphone o acesso à nossa aplicação.
figura 4. a BeagleBoard xM funciona com uma tensão de 5 V e consome cerca de 700 ma quando o android está sendo executado.
sar de não ser a melhor plataforma para o Android, constitui uma alternativa razo- ável, se não tiver um smartphone ou um tablet PC com este sistema operacional.
Para desenvolver nesta plataforma vai tam- bém necessitar de:
- Fonte de alimentação externa de 5 V/1 A (medimos cerca de 700 mA percorredo o Android).
- Monitor com porta DVI-D (apesar de a BeagleBoard possuir uma porta HDMI, os sinais de saída são apenas DVI-D).
- Hub USB com alimentação externa (as portas USB da BeagleBoard não conse- guem fornecer muita corrente).
- Teclado e mouse USB, ambos ligados ao hub.
É recomendado um cartão microSD com pelo menos 4 GB para instalar o Android (ou o Ubuntu). A placa já vem com um car- tão, mas o autor adquiriu outro, de 8 GB, para não estragar a distribuição Ångström (uma distribuição do Linux para sistemas embarcados) contida no cartão original.
Apesar da TI fornecer tudo o que é neces- sário para começar a utilizar o Android, necessitará de ter acesso a um PC com Linux (físico ou virtual) com um leitor de cartões SD para inicializar o cartão. A TI recomenda o Ububtu 8.04 ou mais recente.
Nós utilizamos o Ubuntu 10.4. Depois de baixar o TI_Android_FroYo_DevKit-V2.2 (1.1 GB) [6], está pronto para começar.
O procedimento é relativamente sim- ples, mas está sempre sujeito a encontrar alguns problemas. Consulte a caixa de texto “Algumas dicas” se encontrar difi-
culdades. Abra um console, ou terminal, no Ubuntu (pressionando, por exemplo, ALT+F2 e “Run in terminal”). Em seguida introduza sudo-s para ficar como usuário root, com todas as permissões associadas.
O procedimento descrito em seguida não é essencial, pois o cartão pode também ser inicializado utilizando simplesmente o sudo, mas é mais fácil no caso de encontrar problemas.
Descompacte o arquivo (tar -xzvf TI_
Android_FroYo_DevKit-V2.2.tar.gz) e use o comando cd para mudar para a direto- ria TI_Android_Froyo_DevKit-V2.2\Pre- built_Images\beagleboard-xm\, que se encontra agora presente no seu compu- tador. Nesta diretoria use o comando ./
mkmmc-android.sh /dev/sd<device> (pre- cedido por sudo se não for o usuário root) e execute o script mkmmc-android. Neste comando <device> tem de ser substituído pela letra que foi atribuída ao disco do lei- tor de cartões. No sistema do autor era a letra C, sendo que o comando fica /dev/
sdc. Existem várias maneiras de saber qual a letra atribuída ao leitor de cartões. Pode usar o utilitário do Ubuntu “disk utility”
(em System – Administration). Certifique- -se que está indicando a letra correta, por- que o script de instalação formata o disco especificado pelo comando.
A execução do script pode demorar um pouco, mas assim que acabar, e se tudo correr bem, está terminado com o Ubuntu.
O cartão SD formatado possui agora três partições: boot, rootfs, e data (com 74 MB, 4 GB e 3,9 GB, respectivamente, num cartão com 8 GB). Introduza o cartão na BeagleBoard e alimente-a. A primeira vez
demora o seu tempo, no caso do autor foi perto de um minuto, mas no fim poderá ver a palavra “Android” no monitor, seguida do tela de inicialização deste sistema opera- cional (Figura 5). Se ligar um terminal (vir- tual) à porta RS232 da BeagleBoard (con- figuração 115200, N, 8 1) pode ver a troca de mensagens durante a inicialização.
Não se esqueça que o Android foi dese- nhado para ser utilizado com telas táteis e toda a interface com o usuário (HMI) é baseado em movimentos (tocar e arras- tar). Se não tiver um tela tátil, pode utili- zar o mouse para mimetizar os movimen- tos do dedo, exceto no menu de abertura (pelo menos nós não o conseguimos fazer).
O maior problema é se quiser alterar a ima- gem de fundo do seu tela (não consegui- mos encontrar um método alternativo para o fazer), o resto consegue-se de uma maneira ou de outra. Para abrir o menu tem de pressionar F1. De fato, esta foi a única tecla que utilizamos durante as nos- sas sessões com o Android.
Assim que a BeagleBoard seja capaz de lançar o Android sem problemas, pode- mos dizer adeus ao Ubuntu e continuar com o Windows XP, por uma questão de simplicidade. Esta opção foi também motivada pela falta de monitores. O único que tínhamos disponível estava sendo uti- lizado para o Ubuntu e para o Android, o que se tornou pouco prático. O Windows XP estava rodando num portátil com a sua própria tela.
O próximo passo é integrar a BeagleBo- ard no ambiente de desenvolvimento do Android. Se ainda não instalou o SDK, veja figura 5. a tela de inicialização do android no monitor
da BeagleBoard. figura 6. a janela ddMS no eclipse. o nosso dispositivo android chama-se ‘20100720’. Pode utilizar o icon com o desenho de uma
câmera para registrar as imagens do tela.