Computacao - Interagindo com o mundo fisico

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Discute algumas possibilidades de criacao de interacoes homem-maquina com o uso de sensores-atuadores e ambientes de programacao de sistemas interativos.

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  • 1. Computao - Interagindo com o mundo fsico

2. Interfaces Interfaces 3. IHM Clssicas 4. Novos Paradigmas Populares 5. Vrias possibilidades 6. Como o computador nos enxerga 7. Aquisio de dados Transduo -> Transformao de uma forma de energia em outra Geralmente realizada por sensores eletrnicos sinais eltricos como resposta a estmulos fsicos 8. Estmulos fsicos - Sensores

  • Som (vibrao) Microfone, Sismgrafo

9. Luz - Foto resistor 10. Fora - Acelermetro 11. Presso barmetro, sensor de presso 12. Velocidade - odmetro 13. Eletricidade - voltmetro 14. Distancia Sonar 15. Temperatura 16. Umidade 17. Botes 18. Resposta Fsica - Atuadores

  • LEDs

19. Iluminao em geral 20. Alto-falantes 21. Motores 22. Reles 23. Chaves e vlvulas eletrnicas 24. Chaves Pneumticas 25. Hardware de aquisio de dados Microcontroladores pequenos computadores que realizam operaes por meio de programas armazenados em sua pequena memoria interna Operam sobre valores de entradas e geram dados de sada Utilizam pouca energia e tem tamanho reduzido 26. Microcontroladores - Integrao CPU (4 a 32bits) Conjunto de pinos de entrada e sada de uso geral (GPIO) RAM ROM ou Flash Comunicao Serial 27. Hardware de aquisio de dados Microcontroladores forma prtica de interfacear sensores eletrnicos (mundo fsico) com sistemas digitais Leitura de dados analgicos e digitais 28. Dados analgicos e digitais Dados eletrnicos analgicos expressos em nveis contnuos de voltagem.Ex: 0 a 5V registrados na leitura de um sensor de distncia Leitura e conversorealizada por ADC Ex: potenciometros, sensores de distncia, sonar, pressao 29. Dados analgicos e digitais Dados digitais ou Discreto expressos como ligado ou desligado Ex: interruptor de luz, chaves, botes liga-desliga 30. Arduino 31. Arduino - Benefcios

  • Baixo Custo

32. Hardware Livre 33. Linguagem de Programao simplificada 34. Ampla base de usurios 35. Capacidade de expanso via shields 36. Processador simples, mas poderoso 37. Simplicidade de montagem pinagem bem definida 38. Boa documentao 39. Facilidade de carregamento de programas 40. Arduino - Limitaes

  • Memria Pequena 14kB utilizaveis

41. Clock baixo - 16MHz 42. Portas Limitadas 43. Arduino - Pinout USB Power 44. Arduino Nano 45. Arduino Mini 46. Arduino LilyPad 47. Arduino Bluetooth 48. Arduino Shields Ethernet Shield e Card Reader 49. Arduino Shields GSM Shield 50. Arduino Shields MIDI Shield 51. Arduino Shields Xbee Shield 52. Arduino como interface de dados 53. Arduino Stand Alone 54. Interao entre softwares MIDI e OSC 55. OSC Comunicao entre softwares na mesma mquina ou em maquinas em rede 56. Arduino - Programao Linguagem com sintaxe prxima ao C++ e Java Carregamento fcil dos programas IDE simplificada, com cdigos de exemplo 57. Arduino - Programao #define LED_PIN 13 void setup () { pinMode (LED_PIN, OUTPUT);// enable pin 13 for digital output } void loop () { digitalWrite (LED_PIN, HIGH);// turn on the LED delay (1000);// wait one second (1000 milliseconds) digitalWrite (LED_PIN, LOW);// turn off the LED delay (1000);// wait one second } 58. Arduino Exemplos Sensor de luz

  • Atuao na modificao de trilha sonora

59. Exemplo Video Air Drums Sensor de distancia Sonar

  • Atuao em iluminao

60. Acelermetros Dispositivo que mede acelerao prpria ou seja a acelerao sentida por pessoas e objetos Medida de acelerao por fora aplicada Medidas em Forca-G -m/s 2 1D, 2D e 3D 61. Acelermetros 62. Acelermetros MMA7260QT 3-Axis Accelerometer 1.5/2/4/6g 63. Acelermetros 64. Giroscpios Mecnica do Giroscpio 65. Wiimote 66. Wiimote Captura de movimentos a partir de acelermetro e giroscopio interface fsica Comunicao sem fio via Bluetooth Soluo integrada de sensores + transmisso de dados 67. Wiimote - Acessrios Wii MotionPlus 68. Wii MotionPlus Adciona um giroscpio MEMS de 2 eixos ao Wiimote Permite uma melhor captura de movimentos Posio e orientao 69. Wiimote - Aplicaes Reconhecimento de gestos movimentos fsicos 70. Wiimote Comunicao: Apesar de ser Bluetooth, o Wiimote no se conecta no sistema como dispositivo HID padro Necessita de aplicativos especiais para a leitura de seus dados Driver Bluetooh especial 71. Exemplos - Wiimote Conexo Wiimote ao computador

  • Pareamento Bluetooth

Aquisio de dados em PD

  • Visualizao dos valores de entrada

Acelermetro 3D Wiimote em Processing

  • Visualizao dos vetores de fora

Aplicao musical com Wiimote

  • Sampler

72. Ring modulation, Diff tone, FM spectrum Swepable FM 73. Exemplo Wiigee Demo GUI

  • Implementao Gesture Prototype

Projeto Virtual IO

  • Aplicao musical com Ableton Live

74. Viso computacional

  • Mquinas que enxergam

Teoria por trs de sistemas artificiais que extraem informaes de imagens, estticas ou em seqncias (movimento) 75. Viso computacional - Usos

  • Controle (robs ou veculos autnomos)

76. Deteco de eventos (segurana, deteco de faces, deteco de placas) 77. Organizar informao (ordenao visual) 78. Modelagem de objetos ou ambientes (tomografias, topografias, inspeo industrial) 79. Compresso de dados de imagens (Ex: MPEG) 80. Interao (Interao homem-mquina Input de dados) 81. Viso computacional Popularizao se tornou possvel com os computadores modernos alto poder de processamento Operaes de processamento e extrao de informaes de imagens em tempo real so operaes de alto uso de processamento (especialmente vdeo) 82. Imagens Digitais - Captao Estticas:

  • Scanners

83. Cmeras fotogrficas digitais Em seqncia:

  • Cmeras de vdeo

Domnio de imagens pticas e no pticas

  • Luz visvel, infra-vermelho, ultravioleta, eletromagnticas

84. Sensores de profundidade imagens representam a distancia do objeto ao dispositivo de captao Ressonncia magntica, ultra-som, tomografias 85. Imagens Digitais - Captao 86. Viso computacional - Interao Aquisio de imagens:

  • Cmeras de 30FPS mnimo

87. Webcams baixo custo e facilidade de modificao 88. Viso computacional - Interao Aquisio de imagens:

  • Espectro de luz visvel ou infra-vermelho

89. Infra-vermelho Possibilidade de utilizao conjunta de projees de vdeo 90. OpenCV

  • Desenvolvida pela Intel

91. Biblioteca 92. Open Source 93. Multi-Plataforma 94. Altamente otimizada Boa performance 95. Desenvolvida e C e C++ 96. Integra-se a: Processing, OpenFrameworks e outros ambientes 97. Exemplo OpenCV e OpenFrameworks

  • Teste opencv camera e video

98. CCV 99. Mesa Multitoque 100. Reactvision 101. Reactable (video) 102. Outros Exemplos: 103. Minin Processing 104. Programao - Exemplos

  • PD

Sinewave Amplitude Frequency

  • Quartz Composer

Blueintro