Laboratório Real com Acesso Remoto via Internet

Orientador: Cairo L. Nascimento Jr.Co-Orientador: Luis Filipe W. Barbosa

Carine Campos Teixeira

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Índice• Introdução

• Objetivo

• Desafio

• Histórico

• Laboratório Real Remoto - ITA

• Conclusões

• Perspectivas Futuras

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IntroduçãoO controle de sistemas à distância é uma necessidade do mundo atual. Laboratórios reais e com acesso remoto tem sido propostos como eficazes formas de auxílio ao ensino à distância.

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Por que laboratório real remoto?

• O grande número de estudantes envolvidos na disciplina;

• Modelo de educação baseada na educação à distância;

• Recursos econômicos insuficientes.

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ObjetivoDesenvolvimento de ferramentas que possibilite a qualquer pessoa:

• o envio de comandos e;

• monitoração remota de experimentos de um laboratório real através de qualquer computador conectado à Internet.

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DesafioFornecer uma estrutura onde experimentos reais, e de acesso remoto, podem ser alterados e comandados sem dificuldades.

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Histórico

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iLab - MIT

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iLab - MIT• O desenho do iLab é separado em três

distintos módulos conectados por uma arquitetura de Web Service, tais como:

– O Lab Server;

– O Lab Client;

– O Service Broker.

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iLab - MIT• Experimentos monitorados via Web:

– Flagpole;– The sensor experiment;– Heat exchange;– Microelectronic WebLab.– http://weblab.mit.edu/

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ACT – Automatic Control Telelab

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ACT – Automatic Control Telelab

• O laboratório da Universidade de Siena (Itália), possui as seguintes características:

– escolha de um controlador pré definido ou possibilidade de construção de um novo;

– ambiente do MatLab e Simulink;– mudança de controladores e sinais de

referência;– Gráficos e vídeos online.

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No ACT estão disponíveis atualmente 5 experimentos:

• Controle de Posição;• Controle de Velocidade;• Controle de Vazão;• Levitação Magnética;• Simulador de Helicóptero;• Robô Lego Mindstorms.

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GigaBOT WebLab- UNICAMP

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GigaBot WebLab- UNICAMPA arquitetura para WebLab utiliza serviços de rede classificados em três categorias:

– serviços de acesso;

– de interação;

– e de comunicação.

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GigaBOT WebLab- UNICAMP

• A estrutura do WebLab da UNICAMP pode utilizar ainda serviços oferecidos por outros WebLabs formando assim uma federação de laboratórios reais com acesso remoto através da Internet.

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Outros Projetos no Mundo

• UNED (Universidad Nacional de Educación a Distancia), Espanha (Dormido Bencomo, 2003);

• Swiss Federal Institute Technology (Gillet, et. al., 2000);

• Universidade Nacional de Singapura, Oregon State University, Columbia University, etc.

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Outros Projetos no Brasil

• GigaBot UNICAMP (Eleri, 2006);• UFU-FACOM (Faina, 2006);• PUCRS-GACS (Grupo de Automação

Sistemas e Controle) (Pereira, 2006);• GRACO (Grupo de Automação e Controle)

(Álvares ,et. al., 2003 ), da UNB.

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Laboratório Real Remoto - ITA

Este trabalho propõe a criação de um laboratório com acesso remoto a experimentos reais existentes no ITA através da Internet.

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Laboratório Real Remoto - ITA• Componentes principais do sistema: três

computadores conectados à Internet:

– Executa um programa “web browser” padrão (usuário);

– Executa um programa “web server local”;– Está conectado com o experimento real

“computador do experimento real” .

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Experimentos LRR - ITA

• Romeo III;

• Kit de Levitação Magnética;

• Kit de Controle Térmico;

• Kit de Servomecanismos.

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Romeo III

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Configuração adotada para o

controle via internet do robô

ROMEO III.

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Estratégia de Controle.

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Página em HTML de

controle do robô.

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Status de comando enviado para o robô

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Visão da câmera instalada no LRR mostrando o robô em tempo real

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Maglev

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VisãoGeral

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Maglev – Interface Gráfica

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Maglev - Trajetória

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Maglev – Coleta de Dados

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Projeto Kyatera

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Projeto KyaTera• A rede óptica KyaTera é uma plataforma de

testes:– pesquisa novos conceitos em redes

ópticas; – desenvolve novas aplicações da internet

avançada; – demonstra experimentalmente a aplicação

das tecnologias propostas;– interliga os laboratórios participantes.

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Projeto KyaTera

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Projeto Kyatera

• Por que KyaTera para WebLabs?

– alta velocidade na transmissão de dados;

– robusta;

– segura.

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Projeto KyaTera• Programa TIDIA (Tecnologia da Informação

no Desenvolvimento da Internet Avançada);

• um programa financiado pela Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo);

• Projeto KyaTera;

• Federação de WebLabs.

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KyaTera Federação de WebLabs

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Considerações Finais

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Requisitos• De fácil compreensão e de fácil uso;

• Adaptação de materiais didáticos ao novo contexto;

• Supervisão online do ambiente do experimento;

• Política de segurança do sistema físico e servidor apropriado;

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• Múltiplas plataformas do software do cliente;

• Segurança do cliente;

• Software do cliente gratuito;

• Flexibilidade na formulação dos programas;

• Salvar os dados experimentais.

Requisitos

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Desvantagens

• Ausência de contato físico com o experimento;

• Não aplicabilidade em alguns experimentos;

• Instabilidade das transmissões através da Internet.

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Vantagens• Laboratórios podem ser acessados 24 horas

por dia;

• Estudantes não precisam se deslocar para realizar tarefas;

• Boa exploração dos recursos investidos;

• Acessibilidade à diferentes tipos de experimentos.

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Vantagens

• Preparação antecipada do experimento pelos estudantes;

• Ganho no processo de aprendizagem;

• Adaptação e personalização do ambiente do laboratório para alunos com deficiência física.

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Conclusões• Os WebLabs são laboratórios de acesso

remoto que viabilizam novas possibilidades para o ensino e a pesquisa;

• Os recursos materiais de um laboratório podem ser compartilhados.

  • Empresas também podem usar os WebLabs

nos seus treinamentos.

• Cooperações científicas mais dinâmicas se viabilizam.

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Perspectivas Futuras• Adição de conteúdo teórico sobre cada um

dos experimentos na página para o usuário;

• Separação do servidor em dois ou mais computadores;

• Adição de outros experimentos físicos com controle remoto via internet;

• Integração com a federação de WebLab.

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Obrigada!!!