Sistemas Embarcados SIMULADO

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<p>Sistemas Embarcados</p><p>SIMULADO</p><p>PRÁTICAS DE IOT - ENTRADA ANALÓGICA</p><p>Pós Teste</p><p>1. Analisando o esquema elétrico do circuito montado nessa prática, através do</p><p>esquemático 2, podemos notar que o componente “potenciômetro” tem o seu terminal</p><p>central conectado no pino 3 do módulo ESP32, que corresponde ao GPIO 15. Para que</p><p>o sistema funcione corretamente, é definido em uma das variáveis do software</p><p>(programa), o número da porta de I/O a ser utilizada para ler o sinal vindo do</p><p>“potenciômetro”, e, também, precisa ser configurada essa porta de I/O como entrada.</p><p>Esses dois passos são feitos no programa através de quais comandos?</p><p>A.</p><p>int POTENCIOMETRO = 15;</p><p>pinMode (POTENCIOMETRO, INPUT);</p><p>2. Os microcontroladores são componentes eletrônicos programáveis e, dessa forma,</p><p>o projetista pode ordenar ao sistema microcontrolado o que deve ser executado</p><p>através das instruções do programa (software). Nesse sentido, analisando o programa</p><p>dessa prática, informe qual é a função do comando “LEITURA_POT = analogRead</p><p>(POTENCIOMETRO)”.</p><p>B.</p><p>A função do comando é efetuar a leitura da GPIO indicada pelo valor em</p><p>POTENCIOMETRO e armazenar esse valor em LEITURA_POT;</p><p>3. Nesta prática o microcontrolador é programado para ler uma entrada analógica e,</p><p>conforme o valor lido, controlar o acendimento de três LEDs indicando de forma</p><p>luminosa em qual faixa de valores está o sinal analógico lido. O programa executa uma</p><p>lógica para que o sistema funcione conforme desejado. Dessa forma, se quisermos</p><p>que o LED amarelo fique aceso quando o sinal analógico lido tiver valores acima de 2 V</p><p>e até 3 V, qual comando de comparação deverá ser alterado e como deverá ficar esse</p><p>comando?</p><p>C.</p><p>If (tensao > 1,5 && tensao <= 2); alterar para if (tensao> 2 && tensao <= 3).</p><p>4. Neste experimento o microcontrolador faz a leitura do valor de tensão aplicada em</p><p>uma porta analógica, executa um processamento e acende, ou não, três LEDs baseado</p><p>no valor analógico lido. Qual é a linha de instrução do programa que faz a</p><p>transformação do valor binário de 12 bits obtido na leitura da porta analógica, para um</p><p>valor decimal correspondente à tensão aplicada na porta analógica?</p><p>A.</p><p>tensao = (LEITURA_POT*3.3)/4095;</p><p>5. Os microcontroladores oferecem muitas facilidades para os programadores, inclusive com</p><p>relação a funções que trabalham com o tempo, porque possuem a função de relógio muito precisa</p><p>internamente desde que corretamente configurada pelo programa. No parte final do programa</p><p>dessa prática existe a linha de instrução “delay ( xxxx )”, onde xxxx é o argumento da função “</p><p>delay ( )”, e pode ser um número um número de 0 até 9999. Se colocarmos como argumento o</p><p>valor 2000, o que vai acontecer com o programa quando executar essa instrução?B.</p><p>O programa vai aguardar 2 segundos antes de ir para a próxima instrução;</p><p>Práticas de IOT - Entrada e Saída Digital</p><p>Pré Teste</p><p>1. O microcontrolador ESP32 possui alguns tipos de interfaces de entrada e saída (I/O). Um dos</p><p>tipos é chamado de GPIO (General Purpose Input and Output) que são entradas e saídas digitais.</p><p>Existem vários pinos de GPIO na ESP32, e eles conseguem manipular sinais elétricos digitais. As</p><p>entradas digitais conseguem entender qual nível de tensão está sendo aplicado, se é nível alto ou</p><p>baixo. Considerando que o ESP32 é alimentado com tensão de 3,3 V qual é valor de tensão</p><p>aplicado na entrada que será entendido como nível alto e qual será entendido como nível baixo,</p><p>respectivamente?</p><p>A.</p><p>3,3 V e 0 V;</p><p>2. Os pinos GPIO do microcontrolador ESP32 viabilizam a funcionalidade de tratamento de sinais</p><p>digitais. Esses pinos podem ser configurados como entrada digital ou saída digital. Considerando</p><p>que o módulo ESP32 é alimentado com 3,3 volts, quando um pino GPIO é configurado como</p><p>entrada digital, qual será sua função?</p><p>B.</p><p>Sua função será entender, por meio da análise interna do nível de tensão elétrica aplicada na</p><p>entrada GPIO, qual é o nível lógico (alto ou baixo) ao qual essa tensão corresponde;</p><p>3. No microcontrolador ESP32 os pinos de entradas e saída digitais são chamados de GPIO.</p><p>Quando um determinado projeto com ESP32 necessita saber o valor lógico (digital) existente num</p><p>ponto qualquer, esse ponto pode ser conectado num GPIO de entrada para resolver essa</p><p>necessidade. Qual é a sequência de passos básicos que o programa deverá executar para</p><p>solucionar essa necessidade do projeto?</p><p>C.</p><p>1 = programar como entrada o pino GPIO que foi conectado ao ponto; 2 = efetuar a leitura neste</p><p>pino de entrada; 3 = armazenar o valor lido (alto ou baixo) numa variável para utilização pela lógica</p><p>do programa.</p><p>4. Os microcontroladores podem ser utilizados em diversos tipos de soluções, desde</p><p>as mais simples até as mais complexas. Uma das aplicações mais importantes dos</p><p>microcontroladores é em sistemas de controle, como por exemplo um sistema que</p><p>controla a temperatura num ambiente, mantendo a mesma num nível desejado. Para</p><p>sistemas de controle, o microcontrolador precisa seguir um processo, cuja sequência</p><p>correta é:</p><p>A.</p><p>efetuar a leitura das entradas => executar o processamento conforme a lógica do</p><p>sistema => proceder atuação nas saídas;</p><p>5. O microcontrolador ESP32 executa o programa que é carregado para sua memória.</p><p>Esse programa normalmente é desenvolvido pelo programador num computador,</p><p>utilizando um ambiente de desenvolvimento integrado (IDE - Integrated Development</p><p>Environment). De que forma, normalmente, o programa desenvolvido num computador</p><p>é carregado para a memória do módulo ESP32?</p><p>B.</p><p>Por meio de um cabo USB conectado entre o computador e o módulo ESP32;</p><p>Práticas de IOT - Entrada e Saída Digital</p><p>Pós Teste</p><p>1. Analisando o esquema elétrico do circuito a ser montado na prática, através do</p><p>esquemático 2, podemos notar que a “chave táctil” está conectada no pino 14 do</p><p>módulo ESP32, que corresponde ao GPIO 22. Para que o sistema funcione</p><p>corretamente, é definido em uma das variáveis do software (programa), que será</p><p>carregado para o ESP32, o número da porta de I/O a ser utilizada para ler a “chave</p><p>táctil”. Isso deve feito no programa deste experimento através de qual comando?</p><p>A.</p><p>int BOTAO_1 = 22;</p><p>2. Por meio de análise no esquemático 2, onde é mostrado o esquema elétrico do circuito deste</p><p>experimento, concluímos que o LED está conectado no pino 27 do módulo ESP32, que</p><p>corresponde ao GPIO 12. Para que o sistema funcione corretamente, é definido em uma das</p><p>variáveis do software (programa), que será carregado para o ESP32, o número da porta de I/O a</p><p>ser utilizada para acender e apagar o LED. Isso deve feito no programa deste experimento através</p><p>de qual comando?</p><p>B.</p><p>int LED = 12;</p><p>3. Neste experimento, o microcontrolador é programado para ler uma entrada digital, cujos valores</p><p>“alto=1” ou “baixo=0” são aplicados conforme o acionamento ou não do push-botton. Após ler a</p><p>entrada digital, o microcontrolador vai acender ou apagar LED conforme o valor lido na entrada.</p><p>Qual é o comando que faz a leitura do valor aplicado na entrada pelo push-botton?</p><p>C.</p><p>VALOR_B1 = digitalRead(BOTAO_1).</p><p>4. Através do programa que carregamos no microcontrolador, é possível instruir ao</p><p>microcontrolador os passos que devem ser executados conforme variáveis e conforme os</p><p>resultados esperados pelo programador. Dessa forma, analisando o programa deste experimento,</p><p>informe qual o objetivo do comando “delay ( x );” que aparece depois da estrutura de seleção</p><p>condicional “if/else”.</p><p>A.</p><p>Sua função é fazer com que o microcontrolador aguarde um tempo definido em ms (milissegundos)</p><p>pelo programador, neste caso o acadêmico, antes de fazer uma nova leitura do valor aplicado na</p><p>entrada digital;</p><p>5. Considerando o programa deste experimento, cuja função é monitorar o valor de uma entrada</p><p>digital, por meio de um LED acionado por uma saída digital, como funcionaria esse sistema caso o</p><p>comando “if (VALOR_B1 == 1)” fosse alterado para “if (VALOR_B1 == 0)”?</p><p>C.</p><p>O sistema funcionaria de uma forma diferente, sempre</p><p>com o LED mantido aceso, não apagando</p><p>porque sempre seria executado o comando dentro do “if”, que acende o LED.</p><p>Práticas de IOT - Saída Digital</p><p>Pré Teste</p><p>1. Em nosso mundo atual observamos o grande desenvolvimento de uma tecnologia</p><p>chamada de Internet das Coisas, ou Internet of Things (IoT). Essa tecnologia é</p><p>viabilizada por uma gama enorme de dispositivos. Como precisam ser os dispositivos</p><p>usados em IoT?</p><p>A.</p><p>Precisam ser dispositivos programáveis e que podem se comunicar com outros</p><p>sistemas externos;</p><p>2. A Internet das Coisas ajuda no desenvolvimento de diversas soluções para facilitar a</p><p>vida das pessoas e melhorar o desempenho dos negócios e serviços das organizações.</p><p>Um componente fundamental para os dispositivos de IoT é o microcontrolador. Qual a</p><p>definição mais correta de microcontrolador?</p><p>B.</p><p>Microcontrolador é um computador miniaturizado, já que possui internamente uma</p><p>CPU (central de processamento), sistema de memória, interfaces de I/O (entrada e</p><p>saída), e sistema de clock para viabilizar processamento;</p><p>3. Os microcontroladores disponibilizam a capacidade de serem programados, de</p><p>acordo com a necessidade do projetista programador, para executar inúmeras funções</p><p>como monitorar, controlar e interagir com o mundo real. O processo de execução de</p><p>um programa dentro de um microcontrolador sempre é baseado na execução cíclica,</p><p>repetitiva, da lógica de programação inserida pelo programador. Esse ciclo repetitivo</p><p>segue o seguinte fluxo:</p><p>C.</p><p>Início => Leitura das entradas do sistema => Lógica de análise do processo => Atuação</p><p>nas saídas do sistema => Retorna para leitura das entradas.</p><p>O processo de execução de um programa segue o ciclo repetitivo de “Leitura das entradas”,</p><p>“Lógica de análise”, “Atuação nas saídas”.</p><p>4. Os microcontroladores possuem interfaces de I/O (Entrada/Saída) chamadas de General Purpose</p><p>Input and Output (GPIOs), ou Entradas e Saídas de Uso Geral. Eles conseguem manipular sinais</p><p>elétricos, lendo esses sinais numa entrada, ou gerando esses sinais numa saída. Um sinal que possui</p><p>alguns níveis pré-definidos, como por exemplo 0 (zero) volts e 5 (cinco) volts, e cuja variação de</p><p>um nível para o outro acontece de forma quase instantânea, muito rápida, é chamado de:</p><p>A.</p><p>sinal digital;</p><p>Um sinal digital possui alguns valores ou níveis pré-definidos e a variação de um valor para</p><p>o outro acontece muito rapidamente, de forma quase instantânea.</p><p>5. O microcontrolador ESP32 possui diversas funcionalidades, sendo uma delas o</p><p>tratamento de sinais digitais através dos pinos chamados GPIO. Esses pinos podem</p><p>ser configurados como entrada digital ou saída digital. Considerando que o módulo</p><p>ESP32 é alimentado com 3,3 volts, quando um pino GPIO é configurado como saída</p><p>digital, qual será sua função?</p><p>B.</p><p>Sua função será gerar uma tensão elétrica nessa saída com valores digitais, ou seja,</p><p>para nível baixo (0 volts) e para nível alto (3,3 volts) conforme a lógica de programação</p><p>do software que estiver sendo executado no microcontrolador;</p><p>A função de uma saída digital é mesmo gerar uma tensão elétrica com níveis digitais, sendo</p><p>0 V para nível baixo e 3,3 V para nível alto.</p><p>Pós Teste</p><p>Respostas enviadas em: 23/08/2024 17:23</p><p>1. Analisando o esquema elétrico do circuito a ser montado na prática, através do</p><p>esquemático 2, podemos notar que o LED está conectado no pino 10 do módulo</p><p>ESP32, que corresponde ao GPIO 19. Para que o sistema funcione corretamente, é</p><p>definido numa constante do software (programa), que será carregado para o ESP32, o</p><p>número da porta de I/O a ser utilizada. Isso é feito no programa da prática através de</p><p>qual comando?</p><p>A.</p><p>const int LEDPIN = 19;</p><p>Neste comando é definido na constante chamada LEDPIN o valor 19, que corresponde ao</p><p>número da GPIO no qual está conectado o LED, conforme esquema elétrico do circuito</p><p>(esquemático 2).</p><p>2. O módulo ESP32 utilizado na prática não necessita de uma fonte de alimentação externa para</p><p>funcionar, assim como também não é conectado diretamente numa tomada elétrica de 220 ou 110</p><p>volts. Para que o módulo ESP32 seja alimentado, já que todo circuito eletrônico precisa de alguma</p><p>fonte de energia elétrica para funcionar, qual conexão deverá ser realizada?</p><p>B.</p><p>Deverá ser realizada a conexão entre o módulo ESP 32 e o computador (notebook) através do</p><p>cabo USB;</p><p>É através do cabo USB que o módulo ESP32 consegue energia elétrica, vinda do</p><p>computador (notebook), para ser alimentado e poder funcionar. Também através do cabo</p><p>USB o programa desenvolvido no computador é carregado para o ESP32, que executará as</p><p>instruções contidas no programa.</p><p>3. Os microcontroladores, assim como o módulo ESP32, possuem algumas interfaces de entrada e</p><p>saída para a comunicação do microcontrolador com o mundo externo e vice-versa. No caso do</p><p>ESP32 existem os pinos chamados GPIO que podem ser configurados através de software.</p><p>Quando um pino GPIO do ESP32 é configurado como saída digital, e o ESP32 colocar nessa saída</p><p>uma sequência 1 – 0 – 0 - 1 (um-zero-zero-um) no decorrer do tempo, como será a tensão de saída</p><p>correspondente durante essa sequência no pino GPIO?</p><p>C.</p><p>No pino GPIO a tensão de saída correspondente será: 3,3 V – 0 V – 0 V – 3,3 V.</p><p>A tensão de saída correspondente no pino GPIO é essa, porque a saída apresenta 3,3 V</p><p>quando está em nível 1 (um) e apresenta 0 V quando está em nível 0 (zero).</p><p>4.</p><p>Os microcontroladores possuem a vantagem de serem dispositivos eletrônicos programáveis, ou</p><p>seja, através de um programa (softwaré possível dizer ao microcontrolador o que queremos que</p><p>ele execute. Nesse sentido, analisando o programa no computador, que é carregado para o ESP32</p><p>e então executado por este, informe qual a função do comando “delay ( x );” que aparece após o</p><p>comando “digitalWrite (LEDPIN, HIGH);”.</p><p>A.</p><p>Sua função é definir o tempo (em milissegundos) que o ESP32 deve esperar, sem executar nada,</p><p>depois do comando “digitalWrite (LEDPIN, HIGH)”, ou seja, nesse caso define o tempo que o LED</p><p>vai permanecer aceso, já que o próximo comando é apagar o LED;</p><p>O comando “delay ( x )” é usado para definir um tempo (em milissegundos) no qual o</p><p>microcontrolador ESP32 não vai executar nada, e nesse caso o LED ficará acesso por</p><p>esse tempo.</p><p>5.</p><p>Os microcontroladores possuem relógios internos muito precisos, e, dessa forma, o</p><p>programador pode trabalhar facilmente tempos em segundos, ou outras unidades.</p><p>Considerando o programa desta prática, carregado e executado no ESP32, como</p><p>devemos programar os dois comandos “delay ( x )” para que o LED fique aceso por 1</p><p>segundo e apagado por meio segundo?</p><p>B.</p><p>No primeiro delay, após o comando “digitalWrite (LEDPIN, HIGH)”, devemos programar</p><p>“delay ( 1000 )”; e no segundo delay, após o camando “digitalWrite (LEDPIN, LOW)”,</p><p>devemos programar “delay ( 500 )”;</p><p>Se colocarmos um delay de 1000 milissegundos o ESP32 vai aguardar 1 segundo antes de</p><p>executar a próxima instrução, assim como vai aguardar 0,5 segundos se colocarmos um</p><p>delay de 500 milissegundos.</p><p>Sistemas Embarcados</p><p>PRÁTICAS DE IOT - ENTRADA ANALÓGICA</p><p>Pós Teste</p><p>Práticas de IOT - Entrada e Saída Digital</p><p>Pré Teste</p><p>Práticas de IOT - Entrada e Saída Digital</p><p>Pós Teste</p><p>Práticas de IOT - Saída Digital</p><p>Pré Teste</p><p>Pós Teste</p>