Saber Eletrônica 465, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

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4 I SABER ELETRÔNICA 464 I Setembro/Outubro 2012

índice

22 12

Editorial

Acontece

03 06 Renesas ..................................................... 05 Phoenix ..................................................... 07 Sick ............................................................ 09 Keystone ..................................................... 11 LeCroy ....................................................... 21 G l o b t e k............................................ 2 3 C i k a.................................................. 2 5 Ta t o................................................. 3 5 P a t o l a............................................. 3 5 R e n e s a s........................................... 3 7 Novasaber ................................................ 4 5 Mouser ................................................ 2ª Capa FIEE ...................................................... 3ª Capa National ................................................ 4ª Capa Índice de anunciantes

Tecnologias

12 O uso do Raspberry Pi pelos profissionais de eletrônica 18 Raspbian: O sistema operacional do Raspberry

Componentes

22 Fibras Ópticas de Plastico: Alternativa importante para curtas distâncias 26 Semicondutores Industriais

Instrumentação

38 Entendendo as Especificações do RF - Parte 1

Circuitos Práticos

42 Alarme Residencial com Microcontrolador PIC16F

Projetos

46 Aprenda como Projetar um Sistema de Controle: Modelando um sistema - Parte 1 06 FIEE 2013 expõe Tecnologias Alternativas na Captação e Geração de Energia 08 Produtos de monitoramento embarcado da NI minimizam o tempo de inatividade, previnem falhas estruturais e analisam fadiga 08 Accel Telecom lança o primeiro smartphone independente para carro conectado 10 Rockwell Automation apresenta novas soluções para controle de movimento integrado em Ethernet/IP 10 Yokogawa lança versão aprimorada de recursos do STARDOMTM - Sistema de Controle baseado em Rede (NCS) 11 Altus lança Software HMI/SCADA

acontece

8 I SABER ELETRÔNICA 468 I Março/Abril 2013 Produtos de monitoramento embarcado da NI minimizam o tempo de inatividade, previnem falhas estruturais e analisam fadiga Accel Telecom lança o primeiro smartphone independente para carro conectado

A Accel Telecom, uma empresa israelense de telecomuni-

cações líder, lançou oficialmente o VOYAGER, o smartphone

definitivo para carro conectado. VOYAGER é o primeiro aparelho

smartphone independente que pode ser facilmente instalado

em qualquer carro e funciona por meio do uso de um número

de telefone existente, via SIM-gêmeo.

A National Instruments anuncia dois novos produtos para ajudar os engenheiros a monitorarem máquinas, equipamentos pesados e infraestrutura em envelhe- cimento. Os engenheiros podem integrar o nó de tensão para rede wireless de sensores ( Wireless Sensor Network - WSN ) e módulos da série C com o NI Com- pactRIO para manutenção preditiva, possibilitando a prevenção de falhas, análise de fadiga, além de menores custos de operação e tempo de inatividade reduzido. O nó de tensão/completamento de ponte NI WSN- 3214 possui aquisição de forma de onda temporizada por hardware e é ideal para monitoramento sem fio da saúde estrutural de pontes, edifícios e equipamentos. Com faixa de tensão estendida, taxas de amostragem mais rápidas e maior excitação piezoelétrica com eletrônica embarcada, o módulo da série C NI 9232 é uma placa de aquisição de dados otimizada para ace- lerômetros, tacômetros e sondas de proximidade em aplicações de monitoramento de condição. “Com as redes wireless de sensores da NI e o novo nó WSN de tensão, nós podemos monitorar facilmente estruturas críticas sem cabos excessivos,” disse Sharon L. Wood, professora e chefe de departamento de enge- nharia ambiental, civil e arquitetônica na Universidade do Texas, em Austin. “Nós usamos os nós WSN que são programáveis com o LabVIEW para análise onboard de dados de tensão, de modo a obter um entendimento profundo de resposta estrutural.”

Recursos do produto

Nó de tensão WSN-3214:

• Quatro canais de entrada analógica que suportam configuração de quarto, meia e ponte completa;
• Dois canais de E/S digital para detecção de eventos e controle programático;
• Habilidade de realizar processamento de dados onbo- ard, salvar dados localmente, ou predizer condições de falha com o módulo NI LabVIEW WSN. Módulo da série C NI 9232:
• Faixa de entrada de ± 30 V, corrente de excitação para IEPE de 4 mA e largura de banda de 41 kHz;
• Terminais de parafusos e detecção de sensor em curto/aberto para uso em aplicações contínuas de monitoramento industrial. O VOYAGER é um aparelho de smar- tphone exclusivo para carro conec- tado que fornece uma experiência superior e segura de carro conectado a motoristas. Ele combina tecnolo- gia de smartphone com base em Android com um módulo Qualcomm HSUPA para fornecer um aparelho voltado ao motorista que garante chamadas mais seguras, navegação fácil via tecla exclusiva para inicialização do Waze e aplicativos variados, voltados para o carro. Ele foi concebido para reforçar a direção mais segura por meio da discagem sem uso das mãos, teclas físicas grandes e exclu- sivas, qualidade de som clara como o cristal e sem eco, e uma conexão hotspot 3G WiFi própria do carro, entre outros recur- sos essenciais. O VOYAGER também conecta-se aos diagnós- ticos de bordo do carro (OBD, sigla em inglês) para permitir diagnósticos do veículo, aplicativos de gestão da frota e mais. Em algum momento no futuro, todo carro necessitará estar co- nectado com o mundo exterior por meio de uma rede celular. O modo mais fácil e seguro de proporcionar isto é por meio da inserção de um cartão SIM e um módulo de comunicação no interior do veículo.

Relatório mAutomotive da GSMA, 2012

Shmulik Keret, vice-presidente da Waze disse: “O VOYAGER pro- porcionará aos motoristas uma excelente experiência de navega- ção Waze e nós estamos entusiasmados com a associação com a Accel Telecom neste aparelho inovador de carro conectado”. Marc Seelenfreund, diretor-executivo (CEO) da Accel, afirmou: “Nossos aparelhos de Carfone, fáceis de usar, econômicos e seguros tornam-se um sucesso de mercado substancial. Espe- ramos uma forte demanda para a nova geração de aparelhos smartphone VOYAGER para carros conectados tanto no mer- cado norte-americano quanto europeu, em consonância com recentes relatórios do setor e nossa própria pesquisa com seus influenciadores”. Mais informações em www.voyager.co.il.

acontece

10 I SABER ELETRÔNICA 468 I Março/Abril 2013 Rockwell Automation apresenta novas soluções para controle de movimento integrado em Ethernet/IP

Servoacionamento Kinetix 5500, servomotor

Kinetix VP de baixa inércia e tecnologia de cabo

único melhoram a eficiência da aplicação e usam

menos energia.

Yokogawa lança versão aprimorada de recursos do STARDOMTM - Sistema de Controle baseado em Rede (NCS)

Melhoria na funcionalidade do protocolo SCADA DNP3 será

para aplicações de beneficiamento e distribuição de óleo e gás

A Rockwell Automation lança o servoacionamento Allen-Bradley Kinetix 5500, o servomotor Kinetix VP de baixa inércia (VPL) e a tecnologia de cabo único como uma solução de movimento integrado em Ethernet/IP que é mais compacta, mais fácil de utilizar e simplifica o cabeamento do sistema. O servoacionamento Kinetix 5500 junta-se aos acionamentos Kinetix 350 e Kinetix 6500 para oferecer aos usuários mais opções para atender suas necessidades de controle de movimento. O controle de movimento integrado em Ethernet/ IP elimina a necessidade de uma rede de controle de movimento dedicada, reduzindo o cabeamento em até 60% e eliminando a necessidade de criar gateways para obter informações de redes inde- pendentes. Adicionalmente, a nova tecnologia do enrolamento dos motores Kinetix VPL e enco- ders DSL, conectados com a tecnologia de cabo inteligente, permite que a transmissão de energia e a comunicação de realimentação para o aciona- mento Kinetix 5500 ocorram em um único cabo. Isto simplifica ainda mais o projeto da aplicação e limita os possíveis pontos de falha, para melhor confiabilidade e manutenção simplificada. O Kinetix 5500 é o primeiro acionamento Kine- tix projetado com um sistema de conexão de barramento CA/CC comum externo. Isto reduz os requisitos de hardware e permite um cresci- mento escalável sem problemas, usando uma única plataforma para sistemas de eixo simples ou com múltiplos eixos. Também tem a capacidade de con- trolar servomotores e de indução, proporcionan- do a melhor densidade de potência da categoria, reduzindo o tamanho do acionamento e o espaço no painel em até 50%, o que simplifica a manuten- ção da máquina, minimizando a necessidade de fusíveis ou do uso de contatores. Adicionalmente, o sistema pode ser otimizado para balancear o uso de energia elétrica e reduzir as necessidades de potência devido à sua exclusiva capacidade de compartilhar energia com múltiplos acionamentos. A Yokogawa Electric Corporation anunciou a liberação da nova versão do sistema de controle baseado em rede STARDOM™ com recursos avançados. Com esta versão, a integridade de dados transferidos entre o sistema de aquisição e supervisão de contro- le de dados (SCADA) e os controladores lógicos programáveis (CLPs) terá garantia para aplicações de beneficiamento e distribui- ção de óleo e gás comumente chamadas de aplicações upstream. O controlador autônomo do tipo FCN e o controlador de baixo con- sumo FCN-RTU são os principais componentes do sistema de con- trole baseado em rede do STARDOM, o qual é amplamente utilizado em aplicações envolvendo monitoração e controle de campos de gás e óleo, unidades de tratamento de água e outros tipos de instalações que ficam geralmente a centenas de quilômetros de distância. Em tais aplicações, os controladores instalados em cada unidade enviam seus dados através de linhas de comunicação de banda estreita para o sistema SCADA em uma sala de controle central. Para garantir que nenhum dado será perdido, tais sistemas geralmente empregam o protocolo DNP3 que é um protocolo de comunicação aberto e dis- tribuído. O sistema STARDOM foi aprimorado para melhor suportar a utilização das funções do protocolo DNP3. Com esta melhoria, os controladores FCN e FCN-RTU agora suportam conexão dual para clientes DNP3, permitindo que os mesmos dados sejam enviados para o sistema mestre e o de backup do SCADA (os clientes DNP3) ao mesmo tempo. Quando o mesmo dado essencial é guardado tanto no servidor SCADA- -mestre como no servidor SCADA de backup em localizações separadas, o sistema pode chavear para o servidor SCADA de backup na situação de um desastre (ou outra eventualidade) que provoque a paralisação do servidor-mestre SCADA. Este sistema de recuperação garante o controle e monitoramento sem inter- rupções de campos de gás e óleo, unidades de tratamento de água e outros tipos de infraestrutura. Mesmo que o SCADA- mestre saia de opera- ção, o controle e mo- nitoração continuam com o SCADA.

acontece

Março/Abril 2013 I SABER ELETRÔNICA 468 I 11 Altus lança software HMI/SCADA Seguindo sua trajetória de manter-se como uma empresa que busca inovar e lançar mercadorias diferenciadas no mercado, a Altus investe este ano em um de seus mais novos produtos: o Software HMI/SCADA – BluePlant. Voltado para supervisão, controle e aquisição de dados, o BluePlant alia design e alto desempenho, além de configurar-se como uma solução capaz de ser utilizada em diversas aplica- ções. Suas características atendem aos requisitos da indústria de controle de processos como Óleo & Gás, Energia Elétrica, Saneamento, Transportes, Siderurgia, entre outros. Com arquitetura modular, seleção de drivers de comunicação incorporados ao produto, plataforma 64 bits (com suporte a sistemas operacionais 32 bits), suporte a redundância nativa e tecnologia OPC, o BluePlant possui o que há de mais avançado em super- visório e aquisição de dados. Para reduzir custos de engenharia e manu- tenção, uma biblioteca de símbolos e servidor web incorporado dispensam componentes externos como ActiveX. Seus gráficos utilizam o editor gráfico vetorizado Windows Presentation Foun- dation ( WPF ). Eles também integram mapas geoespaciais e modelos 3D, que podem ser apresentados diretamen- te ou vinculados a dados dinâmicos baseados em eventos e valores em tempo real. Entre suas funcionalidades, destacam-se o registro e a emissão de relatórios, servidor de histórico avançado, módu- lo de notificação de eventos, servidor de alarmes, gerenciamento de lógica de negócios, além de suporte para clientes locais e remotos em compu- tadores, web, tablets e smartphones, que facilitam o processo de super- visão. Tais características fazem do BluePlant um produto robusto e com novas tecnologias que podem ajudar muito os seus usuários.

tecnologias

2013 I Março/Abril I SABER ELETRÔNICA 468 I 13 a custos, o ideal são versões minimalistas de circuitos que executem a função com segurança. É neste momento que uma ideia pode ser executada utilizando-se um circuito que já está montado e em nossas mãos, bastando para isto uma pequena progra- mação e alguma eletrônica em volta (como sensores,atuadores etc). Procuramos incentivar a criatividade e a inovação, sempre com o intuito de apoiar os profissionais da área eletrônica a evoluírem e a manterem sua empregabilidade. Além dos artigos que apresentamos aqui, o leitor encontrará na revista PC & Cia edição nº 102 ainda um terceiro artigo, com o título “Cinema Embedded: XBMC no Ras- pberry Pi”, que mostra uma implementação prática de um Home Theater com apenas 3 watts de consumo, suporte a vídeos FullHD, acesso a conteúdo online , custo muito baixo e software open source. O leitor aprende na prática, passo a passo, a criar sua primeira solução em plataforma embutida ( embedded ).

Raspberry Pi

A notícia que revelou o desenvolvimento do Raspberry Pi para o mundo veio à tona em maio de 2011 e, desde o início, a ideia de um computador do tamanho de um cartão de crédito, baseado em processador ARM e custando apenas 25 dólares foi extremamente bem recebida. Os próprios idealizadores do projeto ficaram surpresos ao verem, meses antes do início da produção, um crescente interesse por parte de progra- madores, profissionais da área de automação e entusiastas em geral. Mas, afinal, o que é o Raspberry Pi? Por que, e para quem, ele foi criado? O que ele faz e o que ele não faz? Para responder essas e outras perguntas, primeiro vamos conhecer um pouco melhor a história por trás do início do seu desenvolvimento.

Motivações

Tudo começou em 2005, quando um professor da Universidade de Cambridge, chamado Eben Upton , notou que o conhecimento sobre computadores dos novos alunos em Ciência da Computação tinha mudado bastante em relação ao das turmas da década de 1990. Enquanto os alunos de décadas anterio- res já chegavam à Universidade sabendo di- versas linguagens de programação (inclusive de baixo nível) e apresentando uma grande intimidade com hardware , os alunos dos anos 2000 em geral só estavam acostumados a programar para a Web. Upton, então, imaginou que, se existisse um computador flexível o bastante para ser usado como ferramenta de aprendizado, mas com baixa potência e custo de produção baixo o suficiente para que pudesse ser dado gratuitamente aos candidatos a uma vaga no curso, talvez ele pudesse elevar um pouco o nível inicial dos ingressantes, admitindo ape- nas os que tivessem desenvolvido projetos interessantes durante o período anterior às entrevistas (as universidades de lá utilizam um processo seletivo diferente do nosso). Depois de algum tempo desenvolvendo o projeto, Upton e seus colegas perceberam que o potencial da ideia era bem maior, e por isso acabaram criando uma instituição de caridade, a Raspberry Pi Foundation. O tempo foi passando e o projeto ga- nhou vários simpatizantes e contribuidores. Durante esse período, ele também mudou bastante de cara e de nome ( box 1 ). Nesse meio tempo, o Raspberry Pi deixou de ser uma simples ferramenta destinada apenas aos alunos de uma universidade britânica, e se tornou uma verdadeira plataforma educa- cional de baixo custo, que poderia ser utili- zada para ensinar crianças do mundo inteiro. No fim, conforme a data de lançamen- to se aproximava e a exposição na mídia aumentava, ficou claro que o projeto tinha ido muito além do esperado: o pequeno computador não serviria mais apenas para ensinar crianças, mas também como uma plataforma alternativa para profissionais experientes desenvolverem seus projetos. O resultado foi uma demanda muito mais alta do que os desenvolvedores pode- riam esperar, e adquirir um exemplar dos F1. Visão geral da parte superior da placa de circuito impresso do Raspberry Pi. F2. No detalhe, podemos ver que as esferas do chip de memória estão realmente soldadas sobre o SoC.

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14 I SABER ELETRÔNICA 468 I Março/Abril I 2013 primeiros lotes no Brasil foi praticamente impossível. Felizmente, a Tato Eletrônica nos emprestou uma unidade importada para que pudéssemos manter o leitor da Revista PC&Cia bem informado.

Conheça o Raspberry Pi

“Um computador do tamanho de um cartão de crédito, que roda Linux, com processador ARM, que pode ser conectado a uma televisão e é capaz de executar boa parte das tarefas realizadas em um PC de mesa comum, inclusive reproduzir vídeos de alta definição” .Talvez esta seja a maneira mais simples e direta de des- crever o que é o Raspberry Pi. Mas, apesar do clichê, neste caso uma imagem realmente vale mais do que 44 palavras.Veja na figura 1 a visão geral da parte superior da placa de circuito impresso do Raspberry Pi que recebemos para este artigo.

Processador e memória

O escolhido para ser o cérebro do Raspberry Pi foi um SoC (System on a Chip) da Broadcom chamado BCM2835, cujas especificações técnicas completas não serão liberadas para a comunidade. A fabricante somente disponibiliza este tipo de informação para seus parceiros, e mesmo assim eles precisam assinar um NDA (Non-Disclosure Agreement, ou Acordo de Não Divulgação). Uma prá- tica bastante comum na indústria. Mesmo sem o datasheet completo, alguns dados precisam ser informados. Por isso, sabemos que o BCM2835 contém um processador singlecore ARM1176JZFS e uma GPU dualcore Videocore IV. Integrante da família ARM11 e baseado na arquitetura ARMv6, o processador AR- M1176JZFS opera na frequência-padrão de 700 MHz (o overclock é possível) e conta com uma unidade de ponto flutuante. Devemos lembrar que a ausência de um processador x86 implica na incompa- tibilidade com todas as versões do Windo- ws lançadas para computadores de mesa, assim como com softwares compilados para x86. Também não existe previsão para que o Windows RT (a versão para tablets ARM do sistema operacional da Microsoft) se faça compatível. Em contra- partida, diversas distribuições GNU/Linux suportam este tipo de arquitetura e po- dem ser instaladas no Raspberry Pi, como o Gentoo, Fedora e Debian, que contam com centenas de softwares compatíveis em seus repositórios. A GPU Videocore IV é compatível com as APIs OpenGL ES 1.1/2.0, OpenVG, é capaz de reproduzir o conteúdo de discos BluRay e acelerar a de/codificação de vídeos no formato 1080p30 H.264 high-profile. A decodificação via hardware dos formatos MPEG-2 e VC- também é possível,no entanto,como os codecs não vêm ativados por padrão,é preciso comprar chaves de desbloqueio no site: www.rasp- berrypi.com. Se você precisar destes codecs, não se preocupe pois, com aproximadamente R$12,00, você consegue comprar ambos. De acordo com a página de perguntas frequentes (www.raspberrypi.org/faqs), a GPU é capaz de oferecer 24 GFLOPs de computação de propósito geral, o que seria equivalente ao desempenho gráfico oferecido pelo primeiro XBOX. Caso o leitor esteja se perguntan- do...não, nós não erramos ao indicar o posicionamento da memória RAM e do BCM2835. Acontece que o chip com os 512 MB de memória LPDDR (400 MHz por padrão) que equipa o Raspberry Pi, utiliza um encapsulamento do tipo PoP (Package on Package), o que permite que ele seja soldado sobre outro chip. Isso mesmo caro leitor, o chip de memória foi soldado sobre o SoC da Broadcom, que por sua vez está soldado diretamente na placa de circuito impresso ( figura 2 ).

Interfaces

Como podemos ver, a PCB (Printed Cir- cuit Board) abriga uma grande variedade de conectores. No quesito vídeo, o Raspberry Pi é muito flexível, pois oferece três opções diferentes de conectores: HDMI, vídeo com- posto e um para flat-cables de 15 vias, que dá acesso a interface DSI. Com o primeiro, o leitor já deve estar bem familiarizado, pois o HDMI é encontrado na es- magadora maioria das televisões vendidas nos últimos anos e também em alguns monitores para computador.Além disso, é possível utilizar um adaptador HDMI para DVI. Já o vídeo composto (conector tipo RCA), talvez não tão familiar assim, depen- dendo da idade do leitor, foi incluído no projeto por motivos de compatibilidade, uma vez que permite a conexão do Raspberry Pi aos televisores mais antigos. A menos que o leitor tenha experiência no desenvolvimento de soluções embarca- das, é bem provável que a sigla DSI, do inglês Display Serial Interface , seja uma total desco- nhecida. Esta interface é utilizada em tablets e smartphones para conexão com a tela LCD. Há um conector P2 de 3,5 mm que serve como saída de áudio (só saída mesmo, micro- fone somente utilizando uma controladora de som USB). Ela é útil quando utilizamos a interface de vídeo composto ou um adapta- dor HDMI para DVI, pois em ambos os casos o áudio não é transmitido pelo mesmo cabo que a imagem. Como o nosso leitor bem sabe, o HDMI é capaz de trasportar tanto F3. À esquerda, cabo com conector Mini-B, streams de vídeo quanto de áudio, por isso e à direita com conector Micro-B.

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16 I SABER ELETRÔNICA 468 I Março/Abril I 2013 A presença do GPIO permite utilizar o Raspberry Pi no desenvolvimento de soluções de automação (pois é possível ler estados e realizar acionamentos), como uma ferramenta de introdução a robótica e, considerando que as linhas GPIO estão diretamente conectadas ao BCM2835, o usuário pode até mesmo criar uma placa de expansão para o Raspberry Pi. Para mais detalhes sobre o funcionamen- to do GPIO no Raspberry Pi, e também ou- tros tópicos (introdução a linha de comando do Linux e noções básicas de programação em Python) recomendamos a leitura de um excelente manual produzido por voluntários, entre eles o próprio Eben Upton: http:// downloads.raspberrypi.org/Raspber- ry_Pi_Education_Manual.pdf.

Armazenamento

Oficialmente, o armazenamento do siste- ma operacional deve ser feito em cartões do tipo Secure Digital (SD), os mesmo utilizados em câmeras digitais. Entretanto, já existem maneiras de forçar o carregamento do SO de pendrives ou HDs externos “plugados” na USB, utilizando o cartão SD apenas como uma maneira de inicializar o Raspberry Pi. De acordo com Eben Upton, os cartões microSD foram preteridos em favor do padrão SD, pois na mão de crianças eles poderiam ser perdidos ou quebrados mais facilmente. Lembre-se que, desde o início, o Raspberry Pi foi pensado como uma ferra- menta educativa.

Energia

A alimentação do Raspberry Pi é feita por meio de um conector do tipo USB Micro-B. Ele foi escolhido por ter se tornado a conexão-padrão para recarregadores de celulares e smartphones na União Europeia (o projeto do Raspberry Pi é britânico), e portanto seria muito fácil uma pessoa já ter um cabo desses em casa. Mesmo no Brasil, muitos celulares já tra- zem este tipo de conexão, e também não é difícil adquirir um, caso você ainda não tenha. Difícil, sim, é explicar o nome do conector ao lojista, pois aparentemente cada um se decidiu por um nome diferente. Há quem chame de “padrão Nokia”, outros de “Carregador de Motorola V8”, outros ainda apelam para um altamente descritivo “conector chatinho”. Veja, na figura 3 , a diferença entre um cabo USB com conector Micro-B e Mini-B. Mas, nem pense em plugar o Raspberry na USB 2.0 do PC, ou usar aqueles carrega- dores genéricos de qualidade duvidosa. Para ligar o Raspberry Pi você vai precisar de uma fonte de 5 V que seja capaz de fornecer uma corrente elétrica de pelo menos 700 mA, sendo que o ideal mesmo fica em torno dos 1000 mA a 1200 mA. Se você tiver um tablet , ou um smartphone mais poderoso, é bem provável que a fonte dele seja capaz de alimentar o Raspberry Pi. O uso de fontes de alimentação de baixa qualidade (ou com potência insuficiente) é uma das principais causas de travamentos e reboots aleatórios, registradas nos fóruns do Raspberry Pi.

Dimensões

Como já dissemos, o Raspberry Pi tem praticamente as mesmas dimensões de um cartão de banco.A placa de circuito impresso tem 85,60 mm x 56 mm (L x P). Junte isso ao fato dele pesar apenas 45 gramas, e você percebe que ele cabe em qualquer canto da mesa e também pode ser transportado de um lado para o outro no bolso da camisa. Para que o leitor possa ter uma real noção do quão compacto o Raspberry Pi é, veja a figura 4.

Modelos

Na verdade, o Raspberry Pi é ofereci- do em duas versões diferentes, uma mais simples (Modelo A) e outra um pouco mais completa chamada de Modelo B. A amostra que testamos neste artigo é do Modelo B, que é vendido por US$ 35,00. A versão de 25 dólares é o Modelo A, que vem com apenas 256 MB de memória RAM, uma porta USB 2.0 e não tem su- porte a rede. Tirando essas diferenças, o hardware é o mesmo do Modelo B. Como o Modelo A só começou a ser comercializado a partir de 4 de fevereiro de 2013, e somente para o União Euro- peia, pode ser que ele demore um pouco para chegar no Brasil.

Onde comprar

Por enquanto, existem apenas dois distribuidores oficiais do Raspberry Pi no mundo, a Premier Farnell/Element 14 e a RS Components , e não há ne- F5. Raspberry Pi é vendido sem qualquer acessório. O comprador nhum tipo de cadastro de revendas, para recebe apenas uma caixa plástica com o equipamento dentro.

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2013 I Março/Abril I SABER ELETRÔNICA 468 I 17 garantir preços menores por unidade na compra de grandes quantidades. Essa exclusividade gerou muitos proble- mas durante o lançamento, pois os sites de ambos os distribuidores chegaram a ficar indisponíveis devido à grande quantidade de acessos. Além disso, como no lançamento não havia estoque no Brasil, os brasileiros que quisessem ter o seu Raspberry Pi pre- cisavam enfrentar um lento e caro processo de importação (os distribuidores enviam para o Brasil). Alguns equipamentos chega- ram ao Brasil semanas depois da compra, e com um absurdo preço final de, no mínimo, R$ 300,00. Agora que o furor inicial do lançamento já passou, a situação está bem mais tranquila, de modo que o Raspberry Pi Modelo B (o Modelo A não estava disponível até o fechamento da edição) já pode ser facil- mente comprado no Brasil por R$ 170, mais o frete, já com todos os impostos e taxas inclusos, por meio do site www. farnell.com.br. Em uma simulação que fizemos, o frete mais barato para o endereço da redação da editora ficou em R$ 9,77 via E-SEDEX. No quesito forma de pagamento, estavam sen- do aceitos o PagSeguro e boleto bancário.

O que comprar?

Ao adquirir um Raspberry Pi, o leitor receberá apenas uma pequena caixa com alguns impressos e o equipamento dentro ( figura 5 ). Visando reduzir o preço de aquisição ao máximo, ele não acompanha nenhum tipo de periférico, nem mesmo os mais essenciais, como a fonte de energia e o cartão SD. Assim, para evitar que o Raspberry Pi do leitor “funcione” apenas como um ineficiente peso de papel, prepa- ramos uma lista com o mínimo necessário para que seja possível ligar e começar a utilizar o equipamento:

• Raspberry Pi;
• Fonte USB Micro-B (5V / 700mA ~ 1200mA);
• Cartão SD (pelo menos 2 GB);
• Monitor / TV (HDMI ou vídeo composto via RCA);
• Teclado e Mouse USB. Se você não tiver uma fonte compatí- vel sobrando, saiba que a própria Farnell vende um modelo capaz de oferecer 5 V e 1000 mA, o único entrave, porém, é que até a conclusão do texto não haviam peças em estoque. Além disso, ela também vende um cartão SD de 4 GB que vem de fábrica pré-carregado com uma versão da distribuição GNU/ Linux Debian 6 especialmente feita para o Raspberry Pi. É importante dizer, ainda, que o equipamento também vem sem “gabi- nete”. Desse modo, é melhor utilizá-lo somente em superfícies não condutivas, uma vez que o contato direto de metais com a placa de circuito impresso pode danificar o equipamento. Se isso não for possível ou você simplesmente quiser um gabinete, o leitor poderá adquirir, também na Farnell, um exemplar fabri- cado em acrílico transparente. E, para quem tem acesso a uma impressora 3D, o site www.thingiverse.com já reúne uma boa variedade de modelos de gabinetes, que podem ser baixados gratuitamente.

Para quem e

para o que ele serve?

No começo do artigo, nós contamos para você porque o Eben Upton pensou em criar o Raspberry Pi. No entanto, ele mesmo já admitiu ter visto a comunidade propor usos que jamais lhe passariam pela cabeça. E você sabe o que isso quer dizer? Quer dizer que a sua imaginação é o limite deste pequeno computador. O leitor pode perfeitamente com- prar um Raspberry Pi, e utilizá-lo apenas como se fosse mais um computador pessoal. Ou, pode instalar um software chamado XBMC ( xbmc.org ) e transfor- má-lo em um competente HTPC. Quer ir além? Então encare-o como um incentivo para aprender a programar em Python, C/C++, Java e quem sabe até em Assembly. Apesar de ser um equi- pamento novo, já existem inúmeros livros e tutoriais na Internet sobre programação no Raspberry Pi. Prefere trabalhar com hardware / eletrônica? As possibilidade que os pinos GPIO oferecem são enormes. O Raspber- ry Pi pode ser utilizado como o “cérebro” de um pequeno robô, faculdades e escolas técnicas (SENAI e ETEC’s por exemplo) podem se beneficiar muito com isso.Você também pode criar soluções de automa- ção ao redor do Raspberry Pi e, quem sabe, até mesmo fazer disso um negócio. Definitivamente, o Raspberry Pi não é somente para crianças. Experimente visitar o fórum ( www.raspberrypi.org/ phpBB3 ) e você verá vários projetos sérios, inclusive alguns que se propõem a colocar o Raspberry para funcionar ao lado de grandes sistremas SCADA ( Supervisory Control And Data Acquisition ) utilizados em indústrias. Na verdade, não importa muito se o Raspberry Pi atenderá todas as necessi- dades, de todos os projetos propostos. Se qualquer pessoa no mundo que tiver uma necessidade, conseguir comprar um Raspberry Pi e pelo menos começar a desenvolver algum tipo de solução nele, o papel do projeto terá sido triunfalmen- te cumprido. Dizemos isso, pois, ele foi criado para fomentar a curiosidade e a criatividade das pessoas, e mesmo que um projeto não dê certo, a experiência de ter trabalhado um pouco com algo “diferente” já será suficiente para essa pessoa sair sabendo mais do que quando entrou.

Conclusão

Como pode um computador vendido sem fonte, sem gabinete e que não “roda Crysis” ter feito tanto alvoroço no mundo da informática? Acreditamos que o fato de o Raspberry Pi não ser “nada”, mas, ao mesmo tempo, poder fazer parte de qualquer coisa, despertou o lado criativo de muita gente, que viu no pequeno computador uma oportunidade de tirar “aquele projeto” do mundo das ideias e transformá-lo em algo concreto.Além disso, é claro que seu preço baixo ajuda bastante na sua popularização. Quando seu Raspberry Pi chegar, um primeiro passo possível que o leitor pode dar, é ler o artigo seguinte, onde mos- tramos como instalar um sistema ope- racional GNU/Linux baseado em Debian especialmente criado para o Raspberry Pi. Se você quiser informações mais deta- lhadas em inglês leia o livro “Raspberry Pi User Guide”, do qual Eben Upton é um dos autores. Além disso, recomendamos que o leitor visite e participe de fóruns, nacionais e internacionais. Em português temos o livro “Primeiros passos com o Raspberry PI” vendido na www.sabermarketing. com.br. Além de boas fontes de ajuda, esses “lugares” geralmente são ótimas fontes de ideias. (^) E

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2013 I Março/Abril I SABER ELETRÔNICA 468 I 19 Você só vai precisar da imagem do Raspbian e do utilitário “dd”, que já vem instalado por padrão em todas as grandes distribuições. Antes de prosseguir, certifique-se de desmontar qualquer partição pré-existente no cartão. Agora, abra um terminal, na- vegue até o diretório em que o arquivo “2012-12-16-wheezy-raspbian.zip” foi des- compactado, e execute o seguinte comando, com permissões de “super usuário”:

Primeiro BOOT

Quando a gravação terminar, retire o cartão SD do computador, insira no slot do Raspberry Pi e conecte o cabo de alimen- tação elétrica, o que imediatamente dará início ao boot. O tempo de inicialização do Raspbian irá depender da velocidade do seu cartão, mas em geral não leva mais do que alguns segundos. Por padrão, na primeira inicialização o Raspbian carrega automaticamente sua ferra- menta de configuração, chamada Raspi-config ( figura 3 ). Isso só acontece automaticamen- te no primeiro boot , mas é possível executá-la manualmente a qualquer momento, com o seguinte comando: $ sudo raspi-config Nenhuma configuração é mandatória para o funcionamento do Raspbian, que neste ponto já está completamente funcional. Entretanto, três opções merecem um pouco de atenção: A primeira dela chama-se “expand_roo- tfs”. Por padrão, a partição do sistema operacional é criada com apenas 1,75 GB de tamanho, mas ao selecionar esta opção ela será redimensionada no próximo boot para ocupar toda a capacidade do cartão SD. Outra configuração importante tem a ver com o HDMI, e ela se chama “overscan”. É bem provável que ao iniciar o Raspbian pela primeira vez, exista uma moldura preta em volta da imagem que aparece no monitor. Para retirar essa moldura, selecione a opção “overscan” e depois “Disable”. E, para aqueles que não gostam trabalhar com sistemas operacionais e em inglês, é possível alterar o idioma do Raspbian para

dd if=2012-12-16-wheezy-raspbian.img of = /

dev/sdX bs=2MB Onde: “of=/dev/sdX” deve ser substituído pelo nome de dispositivo atribuído ao cartão SD em seu computador. o português do Brasil por meio da opção “change_locale”. Na lista que irá aparecer, procure pela opção “pt_BR.UTF-8 UTF-8”, selecione-a com a barra de espaço do tecla- do e na tela seguinte marque “pt_BR.UTF-8”. Com tudo configurado da forma que desejar, selecione Finish e, caso você tenha alterado algum parâmetro, reinicie para que as modificações possam ser aplicadas. Após o reinício, utilize o nome de usuário “ pi” e a senha “ raspberry” para autenticar no sistema. Caso nenhuma alteração tenha sido feita, o login será feito automaticamente. Até esse ponto, o Raspbian conta ape- nas com o usuário “pi” com a senha padrão de “raspberry”. Uma boa prática, é logo no primeiro login , alterar a senha do usuário pi. Para isso, realize o seguinte procedimento: pi@raspberrypi ~ $ passwd Mudando senha para pi. Senha UNIX (atual): Digite a nova senha UNIX: Redigite a nova senha UNIX: passwd: senha atualizada com sucesso pi@raspberrypi ~ $ 127 pacotes atualizados, 0 pacotes novos insta- lados, 0 a serem removidos e 8 não atualizados. É preciso baixar 131 MB de arquivos. Depois desta operação, 1.489 kB adicionais de espaço em disco serão usados. Você quer continuar [S/n]? Tecle “S” para dar início e aguarde até que o procedimento termine. Quando o prompt ficar disponível novamente, a atualização terá terminado.Antes de partirmos para o ambien- te gráfico, é bom que o leitor conheça alguns comandos básicos para gerenciamento de pacotes no Debian. Para procurar por algum software, execute o seguinte comando: $ apt- -cache search Exemplo: $ apt-cache search htop A saída deste comando deve ser algo do tipo: Outra boa prática é regularmente checar se há atualizações para os softwares instalados. Note que, para isso, é necessário ter acesso à Internet. Primeiro atualize a árvore de pacotes do Raspbian: $ sudo apt-get update Assim que o prompt ficar disponível novamente, execute o comando: $ sudo apt-get upgrade Este, sim, é o comando que irá realizar a atualização. No nosso caso estavam dispo- níveis 127 atualizações, totalizando 131 MB que precisavam ser baixados: aha - ANSI color to HTML converter htop - interactive processes viewer Instalações de softwares podem ser feitas por meio do comando: $ sudo apt-get install

Exemplo: $ sudo apt-get install htop Para executar o programa “htop” ( fi- gura 4 ) que instalamos no exemplo, basta digitar o nome dele e teclar ENTER : $ htop Para remover um software que esteja instalado, execute o seguinte comando: $ sudo apt-get remove Exemplo: $ sudo apt-get remove htop

Ambiente gráfico

Para acessar o ambiente gráfico, execute o seguinte comando: $ startx F3: Tela do utilitário de configu- ração Raspi-config.

tecnologias

20 I SABER ELETRÔNICA 468 I Março/Abril I 2013 Como o leitor pode ver na figura 5, o Raspbian oferece um agradável ambiente gráfico baseado no LXDE. Logo na área de trabalho temos os ícones dos principais softwares, que vêm instalados por padrão. O IDLE e o IDLE 3 são os ambientes de desenvolvimento do Python 2 e 3, respecti- vamente ( figura 6 ). Scratch ( figura 7 ) é uma linguagem de programação desenvolvida no MIT ( Mas- sachusetts Institute of Technology) que, por meio de um ambiente de desenvolvimento gráfico, pode ser utilizada para criação de histórias interativas, jogos etc. O navegador de internet padrão é o Midori, um browser que visa ser leve e rápido. Na área de trabalho, também está o ícone que dá acesso à loja de aplicativos exclusiva para o Raspberry Pi, a Pi Store ( figura 8 ). Apesar de ainda não ter uma grande variedade de softwares , a proposta é muito boa, pois, qualquer desenvolvedor pode enviar seu software para lá.

Conclusão

Seguindo os passos propostos neste artigo, o leitor terá as ferramentas básicas para colocar seu Raspberry Pi para funcionar. A partir deste ponto, você pode seguir qual- quer direção, afinal, trata-se de um sistema Debian completo, com acesso a uma enorme árvore de pacotes e apesar do Raspbian ser a distribuição oficial, não hesite em experi- mentar outros sistemas operacionais, como o Arch Linux ARM e também o Raspberry Pi Fedora Remix. F4: Htop: um útil visualiza- dor de processos. F5: Visão da área de trabalho do Raspbian. F7: Ambiente de desen- volvimento do Scratch. F6: Ambientes de desenvolvimento do Python 2 e 3. F8: Pi Store, a loja de aplicativos para o Raspberry Pi. E