[PRJ32][Christopher] aula 1 – introdução
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Aula 1 –Introdução, Arduino e ConcepçãoMSc. Christopher S. Cerqueira
Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
M.Sc. Eng. Christopher Shneider Cerqueira
Técnico em Informática Industrial
(Sistemas Embarcados Industriais)
Engenheiro da Computação
(Ambientes de Realidade Aumentada)
Mestre em Engenharia Espacial
(Simuladores Operacionais)
Em andamento
Doutorado em Engenharia Espacial
(Concepção de Missão)
Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
Cronograma das Apresentações (Christopher)
Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
Aula 1 22/02 Apresentação
Aula 4 14/03 Arduino e suas capacidades, Sensores MEMS,
Programação na IDE Arduino e Matlab.
Aula 6 28/03 NanoSats, Software Embarcado e o papel da
computação no ciclo de vida espacial. Aceitação
de Software ( HIL).
Aula 14 02/05 Programando controle por eventos e dinâmicos
no Arduino
Introdução
Como me encontrar:
▪ E-mail (se urgente): [email protected]
▪ Site: http://cscerqueira.com.br
▪ Para dúvidas MUITO maiores:
INPE – Prédio Satélite - Sala 95
Ramal: 3208-7321
Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
www.cscerqueira.com.br/moodleMoodle
entrarPRJ32
O que seremos responsável
Payload(Carga Útil)
Monitoramento de
Saúde:
- Vetores de
aceleração
- Temperatura
- Pressão
Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
Frase da Necessidade da Carga Útil“Statement of need”
“A carga útil deverá ser capaz de ler os sensores* durante o voo do foguete,
armazenar localmente numa memória recuperável e transmitir os valores para
uma estação durante o voo.”
Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
* inerciais, temperatura, pressão e posicionamento global
(Sub)System ArquitectureÁrvore de Produtos
Payload
OnboardComputer
TT&CPower Supply
Sensors Memory
Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
Planejamento
• Cronograma
• Configuração
• Custos
• Segurança
• Objetivos
• Requisitos
• AIT
Balanço Estrutural
• Massas
• Conectores
• Fiações
Balanço Elétrico
• Consumos
• Dissipações
• Baterias
• Amostragens dos sensores
• EGSE
Balanço Lógico
• Algoritmos
• Armazenamento
• Telecomunicação
• Rotinas e bibliotecas disponíveis
ArduinoBase do Computador de Bordo
O que é? Onde vivem?Existe? Hoje no Glob..
Alguns projetos utilizando Arduino:
▪ Vídeos...
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O que tem no ARDUINO?
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[ARDUINO]Outras versões
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[ARDUINO] Shields
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Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
Arduino Nano
Sugestões para o projeto:
Arduino IDE
arduino.cc
Geração Automática
de modelos
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Arquitetura Simplificada
ARD
Inerciais
Temp
Pressão
GPS
Bateria Memória
(Tele)
Comunicação
Links (MUITO) úteis relacionados com a construção da carga útil
▪ Arduino
▪ http://www.arduino.cc/
▪ http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardNano
▪ https://123d.circuits.io/ - Simulador eletrônico, com Arduino – Possui uma interface para programação
▪ http://fritzing.org/home/ - Software para desenhar circuitos (não simula)
▪ Sensor de Temperatura e Pressão
▪ BMP085 (http://www.arduinoecia.com.br/2013/06/sensor-de-temperatura-e-pressao-bmp085.html)
▪ Sensor de Aceleração
▪ MMA7361 (http://www.filipeflop.com/pd-6b8a9-acelerometro-de-3-eixos-mma7361.html) *site da loja, mas tem o tutorial de conexão com Arduino
▪ MPU-6050 (http://www.filipeflop.com/pd-10fd9f-acelerometro-e-giroscopio-3-eixos-6-dof-mpu-6050.html) *site da loja, mas tem o tutorial de conexão com Arduino
▪ Suporte Arduino para o Matlab:
▪ http://www.mathworks.com/hardware-support/arduino-matlab.html?requestedDomain=www.mathworks.com
▪ http://playground.arduino.cc/Interfacing/Matlab
Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
ConcepçãoConception
Concept Study and Design
Ciclo de vida (Diagrama V)
Mission Simulation LabHICEE
Mission Simulation LabHICEE
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Concepção
Necessidade
Projeto Conceitual
Projeto Detalhado
Industrialização
Integração e Testes
Lançamento Operação
Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
Pessoas no ciclo
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Mission Simulation LabHICEE
Mission Simulation LabHICEE
Concepção
Necessidade
Projeto Conceitual
Projeto Detalhado
Industrialização
Integração e Testes
Lançamento Operação
Clientes Equipe de Viabilidade
Equipe de ProjetoDetalhado
Indústria / Equipe de prototipação in-house
Equipe de AIT
Equipe de entrega (finalização/lançamento)
ClientesOperadores
Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
Tradicional: troca de documentos
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Mission Simulation LabHICEE
Mission Simulation LabHICEE
Concepção
Necessidade
Projeto Conceitual
Projeto Detalhado
Industrialização
Integração e Testes
Lançamento Operação
Clientes Equipe de Viabilidade
Equipe de ProjetoConceitual
Equipe de ProjetoDetalhado
Indústria / Equipe de prototipação in-house
Equipe de AIT
Equipe de entrega (finalização/lançamento)
ClientesOperadores
Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
Missão 1
Mission Simulation LabHICEE
Mission Simulation LabHICEE
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Concepção
Necessidade
Projeto Conceitual
Projeto Detalhado
Industrialização
Integração e Testes
Lançamento Operação
22/02Decisões da
arquitetura
(Hardware/Sens
ores/Ligações)
LC01 – Primeira
Campanha de
Lançamento
SV01 – Primeira
Versão dos
Software da
Payload
Testes de
aceitação do
Software
LC02 – Segunda
Campanha de
Lançamento
Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
21/03
25/0430/05
Missão 2
Mission Simulation LabHICEE
Mission Simulation LabHICEE
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Concepção
Necessidade
Projeto Conceitual
Projeto Detalhado
Industrialização
Integração e Testes
Lançamento Operação
26/03Decisões da
arquitetura
(Hardware/Sens
ores/Ligações)
LC03 – Terceira
Campanha –
Demonstrar
Funcionamento
SV02 – Segunda
Versão do
Software da
Payload
Testes de
aceitação do
Software
Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
04/04
01/07
Próximas atividades:
▪ Concepção do que o payload deve ser/fazer
▪ Conceber a arquitetura do hardware
▪ Conceber a arquitetura do software embarcado
▪ Conceber a arquitetura do software do usuário para mostrar os dados coletados
▪ Conceber estratégias de como testar os softwares
“Atividades de modelagem conceitual”
Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
• Arquiteturas
• Ligações dos equipamentos (interfaces físicas, elétricas
e lógicas)
• Balanço de energia (consumos)
• Balanço de massa (posicionamentos interno)
• Visão lógica ( “algoritmos”, fluxos de informação)
O que eu espero:
(07/03)
Exemplos de Documentos de Concepção
Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
Estão no Moodle
Sugestão de metodologia / ferramenta para modelagem diagramática de conceitos:
▪ OPM: Object-Process Methodology▪ Motivador: Acabou de se tornar ISO para modelagem conceitual. (Dez/2015)
▪ ISO 19450
▪ Criada em 2002 – por Dov Dori
▪ Technion – Israel Institute of Technology
▪ O uso intensivo de modelos é uma tendência, sem retorno, para Engenharia de um modo geral.
▪ Integração via modelos favorece a documentação, colaboração, produtividade e eficiência.
▪ “Concorrente” de uma outra linguagem: SysML.
▪ 11diagramas (semanticamente diferentes) x 1
▪ >100 símbolos x <30
▪ Link para a ferramenta: http://esml.iem.technion.ac.il/?page_id=1849
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No Moodle tem docs e o softs da OPM
Modelagem Conceitual
▪ Qual a ideia da modelagem conceitual?
▪ Modelar de maneira simplificada sistemas.
http://sdm.mit.edu/the-maturation-of-model-based-systems-engineering-opm-as-the-iso-conceptual-modeling-language-standard/
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Construção de uma figura mental simplificada utilizando formalismos visuais/textuais que possam converter
conhecimentos do indivíduo para bases de dados, melhorando a eficiência da colaboração e compartilhamento de
conhecimento (inter/intra fases de desenvolvimento).
ideia
Modelagem Conceitual
Sistema Real
Sistema Simplificado
modelagem
Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
Exemplos literatura:
Object-Process Methodology and Its Application to the Visual Semantic Web
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Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
No Moodle tem uma apresentação de OPM para consulta
Exemplo:
▪ Descrever a ligação da carga útil num evento de lançamento
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WRAP-UP
O que vimos hoje
▪ Apresentação
▪ Carga Útil
▪ Exemplos de utilização do Arduino e interfaces
▪ Onboard Computer -> arquitetura baseada no Arduino
▪ Primeira etapa: Fase de Concepção (Estudos e Projeto)
▪ Ciclo de Vida
▪ Atividade de concepção
▪ OPM como ferramenta de modelagem
Disciplina: Projeto e Construção de Sistemas Aeroespaciais – PRJ32.
Concepção
Primeira
Carga Útil
Segunda
Carga Útil
Desenvolvimento
Validação em voo
Refinamento
Validação simulada
Estação
Estação
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www.cscerqueira.com.br/moodleMoodle
Chave de Inscrição: entrarPRJ32
O INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais)
ETE (Engenharia e Tecnologia Espaciais)
http://www.inpe.br/ci/