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Lista 1 Sistema Mecatrnicos 1
1 Mecatrnica a unio da engenharia mecnica e eletrnica com
controle computacional
inteligente no projeto e manufatura de produtos e processos
industriais. Robtica a cincia
que estuda a construo de robs. Exemplo de sistemas mecatrnicos:
mquina de lavar, ar
condicionado, alarmes, etc. Exemplos de sistemas robticos: Puma,
rob Unimate.
2 Um sistema embarcado um sistema micro processado no qual o
computador
completamente encapsulado ou dedicado ao sistema que ele
controla. Um sistema embarcado
realiza um conjunto de tarefas pr-definidas, geralmente com
requisitos especficos. Exemplos:
Impressoras, Smartphones, MP3 players, etc.
3 Um microcontrolador um computador em um chip, contendo
processador, memria e
perifricos de entrada e sada. um microprocessador que pode ser
programado para funes
especificas. So usados como sistemas de controle de motores
automotivos, controles
remotos, mquinas de escritrio e etc. Modelos: PPC 403GCX, PPC
440CG, etc.
4 - A arquitetura de Von Neumann, uma arquitetura que se
caracteriza pela possibilidade de
uma mquina digital armazenar seus programas no mesmo espao de
memria que os dados,
podendo assim manipular tais programas. A mquina proposta rene
os seguintes
componentes:
- uma memria;
- uma unidade aritmtica e lgica;
- Uma unidade central de processamento (CPU);
- Um a unidade de controle (CU), cuja funo buscar um programa na
memria, instruo, e
executa-lo sobre os dados de entrada.
http://pt.slideshare.net/elainececiliagatto/ac2-modelo-de-von-neumann
5 - A diferena entre a arquitetura de Von Neumann e a de
Harvard, que a de Harvard separa
o armazenamento e o comportamento das instrues da CPU e dos
dados, enquanto a de
Neumann utiliza o mesmo espao de memoria para ambos.
Von Neumann
o Arquitetura mais simples;
o Mais lento, pois no permite acesso simultneo s memrias.
Harvard
o Arquitetura mais complexa;
o Mais rpido, pois permite acesso simultneo s memrias.
6 Sinal analgico viaja por meio de ondas eletromagnticas,
podendo ser afetado por
outros campos eltricos que danificam a qualidade do sinal. Sinal
digital, a informao viaja
por pacotes de bits binrios. O sinal enfraquece mais lentamente
e apresenta maior rapidez
e qualidade.
7 Relgio de 32 bits.
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2^32 o mximo de milissegundos. O overflow ocorrer depois de 1193
horas ou em 50
dias.
8
9 - ASCII um cdigo binrio que codifica 128 sinais, utilizada
para representar textos na
linguagem dos computadores. 0 em ASCII um smbolo para
representar nulo ou vazio,
enquanto o nmero 0 representado por 48. String, ou cadeia de
caracteres, um conjunto
de caracteres, utilizado para representar palavras, frases,
entre outros.
10 - Um descodificador um circuito combinatrio que permite,
perante uma combinao de
entradas, ativar uma e s uma sada, passando um conjunto de
sinais BCD, binrio ou de outra
forma normalmente usada pelos circuitos digitais para a forma
decimal ou outra forma que
seja apropriada a excitao de um display. Exemplos: TV a cabo,
leitor de DVD.
11 A = 8 bits = A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 e B = 8 bits = B0 B1 B2
B3 B4 B5 B6 B7
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A0
S0
B0
A1
S1 S
B1
.
.
.
A7
S7
B7
Se Ai = Bi -> S = 1; Se Ai Bi -> S = 0.
Se A = B -> S =1; Se A B -> S = 0.
12
Sendo Ve o vem um e o Va o vai um.
13 - A unidade lgica e aritmtica (ULA) um circuito digital que
realiza operaes
lgicas e aritmticas. Muitas das aes dos computadores so
executadas pela ULA. Esta
recebe dados dos registradores, que so processados e os
resultados da operao so
armazenados nos registradores de sada. Outros mecanismos movem
os dados entre esses
registradores e a memria. Uma unidade de controle controla a
ULA, atravs de circuitos que
dizem que operaes a ULA deve realizar.
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14 Flip flop o componente principal da memria mais rpida
encontrada em aparelhos
computacionais: os registradores. Registradores so unidades de
armazenamento inclusas no
chip do CPU, onde os dados de entrada e sada para todos os
clculos e comparaes so
armazenados e, ento, enviados para outros repositrios maiores,
como a RAM. A memria
RAM usa capacitores ligados a circuitos combinacionais
(transistores) para manter os valores 0
ou 1, um mtodo relativamente barato. J os registradores usam
flip-flops, que so compostos
apenas de circuitos lgicos e podem fazer o mesmo trabalho muito
mais rpido. Um flip-flop
simples (latch) pode ser facilmente representado por duas portas
NOR ligadas entre si, de
forma cruzada. Apesar de serem mais rpidos, flip-flops ocupam
mais espao fsico do que os
outros tipos de armazenamento, tornando invivel colocar milhes
deles em um pente de
memria, como ocorre com a RAM. Assim a maioria das arquiteturas
de processadores no
utilizam mais do que 32 registradores, sendo que cada um deles
possui 8 bits (um byte).
Assim a memria convencional mais lenta e ocupa menos espao,
assim utilizada para
armazenar maior quantidade de dados. Enquanto registradores so
uma forma de memria
mais rpida, pois composta por circuitos lgicos, os flip-flops,
sendo assim responsveis pela
entrada e sada dos dados, e posterior envio para os outros
componentes, como a memria
RAM.
15- Uma interrupo um sinal de um dispositivo que tipicamente
resulta em uma troca de
contextos, isto , o processador para de fazer o que est fazendo
para atender o dispositivo
que pediu a interrupo. Dessa forma, a interrupo evita o
desperdcio de tempo, o
processador pode realizar outros tarefas e quando a interrupo
acionada ele d preferncia
para ela.
16 Na leitura por Polling a CPU determina os instantes de tempo
que ocorrero as
transferncias de dados, testando, periodicamente, se algum
dispositivo quer se comunicar,
pode causar atraso, devido a fila que formada. Assim a interrupo
evita tempo
desperdiado com mltiplos testes, que inerente ao polling, j que
a CPU/controlador
avisada pelo perifrico que este deseja transmitir/receber dados,
portanto, sensores de leitura
por interrupo tem seu dado recebido ou transmitido de forma mais
rpida, sendo a
atividade prioritria do controlador, enquanto por polling deve
respeitar uma fila de
atividades.
17 - Um barramento um conjunto de linhas de comunicao (condutor
eltrico ou fibra
tica) que permitem a interligao entre dispositivos de um sistema
de computao (CPU;
Memria Principal; HD e outros perifricos), ou entre vrios
sistemas de computao. O
processador capaz de se conectar com diferentes dispositivos ao
mesmo tempo, pois
existem diferentes tipos de barramentos em que esses
dispositivos so conectados. Alguns
desses barramentos mais lentos se conectam ao barramento do
sistema atravs de uma
ponte, que parte do chipset do computador e funciona como um
guarda de trnsito,
integrando os dados de outros barramentos ao barramento do
sistema.
18 Cada aplicao possui uma rea de memria prpria, independente e
isolada das demais
aplicaes e inclusive do ncleo do sistema. O isolamento das reas
de memria das
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aplicaes melhora a estabilidade e segurana do sistema como um
todo, pois impede
aplicaes com erros ou maliciosas de interferir no funcionamento
das demais aplicaes.
19 Nem sempre a quantidade de memria disponvel suficiente para
rodar de uma s vez
todos os programas requisitados. Com a memria virtual, o
computador pode procurar por
reas da RAM que no foram usadas recentemente e copi-las para o
disco rgido. Isso liberar
espao na RAM para carregar um novo aplicativo. Esta troca de
informao entre RAM e disco
rgido chamada Swap.
No recomendvel utilizar swap em sistemas computacionais
aplicados ao controle de
sistemas mecatrnicos, pois caso o sistema operacional tenha que
trocar constantemente
informao entre a RAM e o disco rgido (thrashing), o sistema
poder ficar muito lento,
prejudicando o controle e causando falha do sistema
mecatrnico.
20 Determinante de Rx = 1:
Rx ortonormal (inversa igual transposta):
Rx * Rx_transposto = Identidade
Determinante de Ry = 1:
-
Ry ortonormal:
Determinante de Rz = 1:
Rz ortonormal:
-
21 - A representao por trs ngulos requere rotao em torno de trs
eixos sem rotao
consecutiva em torno de um mesmo eixo. So doze possibilidades:
XYX, XZX, YXY, YZY, ZXZ,
ZYZ, XYZ, XZY, YZX, YXZ, ZXY, ZYX.
A representao mais utilizada a Roll-pitch-yaw, referente a
rotaes em torno dos eixos x, y
e z, respectivamente:
( ) ( ) ( )
22
cos(teta) = 1 - teta = 0 - no h rotao em torno de nenhum
eixo
impossvel
sin(teta) = 1 - teta = 90 - rotao de 90 graus em torno do eixo
x
impossvel
-
cos(teta) = sin(teta) = 0.7 - teta = 45 - rotao de 45 graus
em
torno do eixo x
cos(teta) = 0.87; sin(teta) = 0.5 - teta = 30 - rotao de 30
graus
em torno do eixo z
cos(teta) = 0.5; sin(teta) = 0.87 - teta = 60 - rotao de 60
graus
em torno do eixo y
cos(teta) = 0; sin(teta) = -1 - teta = 270 - rotao de 270 graus
em
torno do eixo x
23 - A matriz obtida a combinao de todas as rotaes e translaes
representadas pelas
matrizes multiplicadas. A ordem da multiplicao define a ordem em
que as rotaes e
translaes so realizadas.
A inversa dessa matriz representa as rotaes e translaes
realizadas na ordem inversa.
27 Sim, entretanto o acelermetro no mede o ngulo yaw ( rotao em
torno do eixo z), por
esse motivo existe a necessidade de um sensor adicional ( por
exemplo: magnetmetro ).
- Desvantagens do magnetmetro: a antena deve ficar longe de
circuitos, motores e cabos.
- Desvantagens do encoder:
- tico: sofre muitas influncias da luz solar;
- Magntico: interrompe quando h im perto;
- 2 canais: necessita de um processador para contagem.
28 Matriz de transformao homognea uma matriz resultante de
outras matrizes com
rotaes e translaes. Ela composta por submatrizes que tem
diferentes significados.
Podem ser feitas rotaes e translaes de pontos.
A matriz de transformao homognea formada por:
Em geral, uma matriz homognea representa a situao ou posio
generalizada (
posio e orientao) de um referencial mvel em relao a um
referencial fixo.
-
29 Cinemtica direta: deseja-se obter a posio e velocidade do
efetuador para uma dada
posio das articulaes.
- Cinemtica inversa: so fornecidas a posio e a velocidade do
efetuador e quer se obter
as posies e velocidades correspondentes das articulaes.
- A cinemtica direta de um rob serial feita utilizando
transformao homognea que
relacionam a localizao de um elo em relao ao elo anterior na
cadeia cinemtica. A soluo
do problema de cinemtica direta nica. Esta soluo pode ser obtida
em forma analtica
fechada ou em forma numrica atravs de um procedimento
sistemtico.
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char buffer[10];
int bufferIndex;
char caracter;
#include "pitches.h"
#define MAX 6
int valoresRecebidos[MAX];
int posicaoRecebidos=0;
bool dadoPronto = false;
int dadosRecebidos=0;
unsigned long previousMillis = 0;
const long interval = 500; // intervalo para atualizao do Serial
Monitor
void setup() {
Serial.begin(9600);
bufferIndex=0;
}
void loop() {
lePortaSerial();
if (dadoPronto) { // se dados forem enviados,
Serial.print("Dados recebidos: ");
Serial.println(dadosRecebidos);
if ((valoresRecebidos[0] == 5) && (dadosRecebidos==3)) {
// se o primeiro valor enviado for igual a 5 e forem enviados 3
nmeros ao todo,
-
tone(8, valoresRecebidos[1], valoresRecebidos[2]); // ativa o
buzzer, que toca com uma frequncia igual ao segundo valor, e por um
perodo de tempo igual ao terceiro valor (em milisegundos)
delay(valoresRecebidos[2]);
digitalWrite(8,1);
}
if ((valoresRecebidos[0] == 1) && (dadosRecebidos==2)) {
// se o primeiro valor enviado for igual a 1 e forem enviados 2
nmeros ao todo,
analogWrite(13,valoresRecebidos[1]); // o LED da placa do
Arduino muda seu brilho de acordo com o segundo valor enviado
}
dadoPronto=false;
dadosRecebidos=0;
}
unsigned long currentMillis = millis(); // quantidade de
milisegundos passados desde a iniciaizao do Arduino
if(currentMillis - previousMillis >= interval) { // se o
intervalo de tempo entre a ltima atualizao do Serial Monitor e
agora for maior ou igual ao valor estabelecido acima,
previousMillis = currentMillis; // executa estes comandos:
varivel de referncia para clculo do intervalo de tempo
atualizada
// Imprime no Serial Monitor os trs valores enviados
Serial.print(valoresRecebidos[0]);
Serial.print(",");
Serial.print(valoresRecebidos[1]);
Serial.print(",");
Serial.println(valoresRecebidos[2]);
}
}
-
void lePortaSerial() {
while (Serial.available() > 0) { // no sei
caracter = Serial.read(); // l dados enviados pelo Serial
Monitor e armazena na varivel
if (((caracter >= '0') && (caracter 0) &&
(posicaoRecebidos < MAX)) { // se for uma vrgula, buffer no
estiver vazio e
buffer[bufferIndex]=0;
valoresRecebidos[posicaoRecebidos] = atoi(buffer); // converte o
valor recebido antes da vrgula em nmero
posicaoRecebidos++; // prximo valor ser adicionado na prxima
posio
bufferIndex=0; // zera o ndice para posicionamento na varivel
buffer
}
if (caracter == '\n') { // se for 'Enter'
if ((buffer > 0) && (posicaoRecebidos < MAX)) { //
se buffer no vazio e
buffer[bufferIndex]=0;
valoresRecebidos[posicaoRecebidos] = atoi(buffer); // converte
ltimo dado rebebido em nmero
}
bufferIndex=0; // zera o ndice para posicionamento na varivel
buffer
dadosRecebidos=posicaoRecebidos+1; // nmero de dados recebidos
definido pela quantidade de vrgulas e 'Enter's
posicaoRecebidos=0; // zera ndice para posicionamento na varivel
de valores recebidos
Serial.println("----");
- for (int i=0; i
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Scanned by CamScanner
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