Arquivo mensal 26/01/2021

porRicardo Jorge

IoT na Agricultura 4.0 – A Tecnologia a Serviço do Campo

Neste artigo IoT na Agricultura 4.0 – A Tecnologia a Serviço do Campo faremos uma introdução a algumas possibilidades de uso desta tecnologia, quando aplicada na agricultura e no agronegócio.

Assim como na Indústria 4.0, o uso de dispositivos IoT e de outras tecnologias como Big Data, trazem inúmeros benefícios para os agricultores e melhorias na produtividade do campo.

Observação : algumas vezes encontramos os termos Agricultura 4.0 ou Agricultura Inteligente ( Smart Agriculture ), como sendo sinônimos em vários artigos que tratam do uso da tecnologia no campo.

IoT na Agricultura 4.0

O uso de sensores associados aos dispositivos IoT e de processos de automação controlados pelos dados coletados através destes sensores, beneficiam a agricultura em várias frentes.

Em um mundo onde necessitamos diminuir o desperdício, melhorar a produtividade e ainda fornecer alimento para mais habitantes, utilizar a tecnologia faz muito sentido.

Os benefícios da agricultura inteligente

  • Inúmeros dados, coletados por sensores como : condições climáticas, qualidade do solo, progresso do crescimento da cultura ou saúde do gado. Esses dados podem ser usados ​​para rastrear o estado do seu negócio em geral, bem como o desempenho da equipe, eficiência do equipamento, etc.
  • Melhor controle dos processos internos e, consequentemente, menores riscos de produção. A capacidade de prever a saída de sua produção permite que você planeje uma melhor distribuição do produto. Se você sabe exatamente quantas safras vai colher, pode ter certeza de que seu produto não ficará sem ser vendido.
  • Gestão de custos e redução de desperdícios graças ao maior controle sobre a produção. Sendo capaz de ver quaisquer anomalias no crescimento da cultura ou na saúde do gado, poderá mitigar os riscos de perder o seu rendimento.
  • Maior eficiência do seu negócio por meio da automação de processos. Ao usar dispositivos inteligentes, você pode automatizar vários processos em seu ciclo de produção, por exemplo, irrigação, fertilização ou controle de pragas.
  • Aumento na qualidade e na produção. Obtenha melhor controle sobre o processo de produção e mantenha padrões mais elevados de qualidade da colheita e capacidade de crescimento por meio da automação.

Como resultado, todos esses fatores podem levar a uma receita maior.

Casos de uso da tecnologia na agricultura

  • Monitoramento das condições climáticas
  • Automação da estufa
  • Gestão de safra
  • Monitoramento e gestão de gado
  • Agricultura de precisão
  • Drones agrícolas
  • Análise preditiva para agricultura inteligente
  • Sistemas de gerenciamento de fazendas de ponta a ponta

Referências :

Digital agriculture

IOT IN AGRICULTURE


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porRicardo Jorge

Séries históricas e IoT – conheça planeje e decida

O artigo Séries históricas e IoT – conheça planeje e decida fará uma introdução sobre a importânica do armazenamento adequado, dos dados provenientes dos coletores IoT.

Praticamente todo dispositivo IoT faz alguma coleta baseada em tempo, que pode ser da ordem de segundos, minutos ou horas.

Tudo depende do processo sendo monitorado e das especificações do hardware do dispositivo IoT além da forma de comunicação deste dispositivo com o ponto central para onde as coletas serão enviadas e armazenadas.

Devido a esta característica de coleta por tempo, nada melhor do que utilizarmos um sistema ( Banco de Dados ), que salve e recupere os dados de uma maneira fácil, simples e rápida, baseada no momento da coleta.

Banco de Dados de Série Histórica

Um Banco de Dados de Série Histórica, também denominado Banco de Dados de Série Temporal, é um sistema desenvolvido para um armazenamento eficiente de dados que utilizam uma referência de tempo, para sua identificação.

Esta referência de tempo é conhecida como timestamp, e costuma ser uma contagem em segundos ou até em milisegundos, à partir de uma data conhecida e / ou pré determinada.

Por exemplo, nos sistemas Linux, BSD e Unix, é a contagem de segundos desde 01/01/1970 às 00:00:00 horas UTC.

Os Bancos de Dados de Série Temporal também são conhecidos como NoSQL, embora alguns destes Bancos tenham capacidade de pesquisa através de sentenças SQL padrão.

Devido a velocidade com a qual os dados coletados podem chegar ao ponto de armazenamento, estes Bancos de Dados de Série Temporal precisam lidar com grandes volumes de dados e devem ter a capacidade de serem escaláveis para adequar suas necessidades de armazenamento e performance, conforme o ambiente necessitar.

Exemplos de uso

Podemos citar 2 exemplos práticos de uso do armazenamento de coletas IoT em bancos de Dados de Série Histórica:

  • Nosso coletor de telemetria para compressores de ar
  • O atual projeto do monitor Off-Grid

No caso do coletor para telemetria, os dados são enviados contendo informações como :

  • Timestamp da coleta
  • Temperatura do compressor
  • Tempo ativo do compressor
  • Número de partidas do compressor

Já para o protótipo do monitor Off-Grid, temos :

  • Timestamp da coleta
  • Tensão do banco de de baterias
  • Temperatura do ambiente onde estão as baterias
  • Tempo de carga da(s) bateria(s)
  • Tempo de descarga da(s) bateria(s)
  • Watts em uso ( atual)
  • Corrente ( atual)

Existem outras coletas, mas as mostradas acima são apenas um exemplo.

Um ponto a ser destacado nas coletas baseadas em tempo, é que através de pesquisas e / ou de gráficos, fica muito fácil perceber a relação entre os eventos coletados.

Isto é normalmente utilizado no que chamamos de “causa raiz”.

Com o relacionamento dos eventos, sincronizados pelo momento da coleta ( “timestamp” ) conseguimos perceber o que ocorreu antes ( “causa” ) e qual efeito gerou no sistema / ambiente.

Séries históricas e IoT

Através desta introdução, é possível notar a importãncia do correto armazenamento dos dados coletados.

Com as coletas, será possível conhecer melhor o ambiente monitorado, fazendo uma gestão adequada e tomando as ações necessárias nos casos onde existam exceções.

Parte destas ações, poderão ser automatizadas usando Inteligência Artifical e Análise dos dados ( Analytics ), permitidindo que os atuadores IoT sejam acionados para corrigir os processos em tempo real.

Observação : um dispositivo IoT pode ser composto por um coletor e um atuador, sendo o coletor responsável por coletar e enviar os dados e o atuador, responsável por acionar algum processo ( abrir / fechar uma válvula, ligar / desligar algo, etc. ).

E você, como faz a gestão de seus coletores IoT ?

Referências :

Banco de Dados Temporais

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porRicardo Jorge

Linguagem C dicas sobre programação

No artigo Linguagem C dicas sobre programação será mostrado que algumas opções de programação podem gerar efeitos diferentes do esperado.

Ao longo dos anos de uso e com a experiência adquirida, acabamos definindo nossas formas prediletas de codificação.

Entretanto, em alguns casos é necessário avaliar se o resultado será consistente e principalmente, o que esperamos.

Além disto, algumas formas de codificação melhoram o desempenho do código, permitindo que aquele hardware mais “simples”, possa ser usado em nosso projeto.

A linguagem C é bastante flexível e expressiva; essas são algumas das razões pelas quais ela tem sido bem-sucedida e resiliente à substituição por linguagens “melhores”.

Um exemplo de sua flexibilidade é a possibilidade de escrever uma expressão de várias maneiras que são funcionalmente equivalentes.

Isso permite que o estilo de codificação seja adaptado às necessidades pessoais.

No entanto, há um problema: às vezes, o código aparentemente equivalente tem diferenças sutis.

Isso pode ocorrer no código mais simples e exploraremos algumas possibilidades neste artigo.

É comum para linguagem C, fornecer várias maneiras diferentes de fazer algo, sendo todas equivalentes.

Por exemplo, dado que x é uma variável do tipo integer ( int ), cada uma das seguintes instruções fará exatamente o mesmo trabalho:

x = x + 1;
x += 1;
x++;
++x;

Em todos os casos, 1 será adicionado a x.

A única diferença é que dependendo do compilador, um código ligeiramente melhor poderá ser gerado para as duas últimas opções.

As duas formas de uso do operador ++, produzem o mesmo resultado.

No entanto, se o valor da expressão for usado, o pré-incremento e o pós-incremento são diferentes, assim:

y = x++;   // y terá o valor de x antes do incremento
y = ++x;   // y terá o valor de x após o incremento

Curiosamente, o pós-incremento é um pouco mais “pesado”, pois o armazenamento precisa ser alocado para manter o valor antigo de x.

No entanto, um compilador provavelmente otimizaria isso.

Se o armazenamento for alocado quando o valor da expressão não for usado, siginifica que o compilador usado não é o mais indicado !

Se, em vez de ser um int, x fosse um ponteiro para int, adicionar 1 teria o efeito de adicionar 4 (em uma máquina de 32 bits).

No entanto, às vezes, construções que parecem ser equivalentes têm diferenças muito sutis.

Provavelmente, a coisa mais simples que você pode fazer em qualquer linguagem de programação é atribuir um valor a uma variável.

Neste caso, poderíamos escrever o seguinte em C :

alpha = 99;
beta = 99;
gamma = 99;

Claro, uma forma mais compacta ficaria assim:

alpha = beta = gamma = 99;

Será que estas duas formas descritas são 100% equivalentes ?

Na maioria das vezes, essas duas construções são inteiramente equivalentes, mas existem (pelo menos) quatro situações em que escolher uma ou outra pode fazer a diferença:

Em primeiro lugar, e de forma mais comum, cada variável é separada e talvez um comentário indicando por que ela está definida com esse valor seja apropriado.

Em segundo lugar, é sempre bom escrever código sustentável.

Talvez, em algum momento no futuro, o código precise ser alterado para que todas as três variáveis ​​não sejam definidas com o mesmo valor.

O primeiro formato se presta mais facilmente a modificações.

O terceiro motivo está relacionado a compiladores abaixo do padrão, que podem gerar código como este para a primeira construção:

mov r0, #99
mov alpha, r0
mov r0, #99
mov beta, r0
mov r0, #99
mov gamma, r0

A segunda construção dá a dica de que r0 só precisa ser carregado uma vez.

Novamente, um compilador melhor não precisaria da dica.

Por último, há a questão da ordem de execução.

Na primeira construção, é totalmente claro que alfa será atribuído primeiro e gama por último.

Um compilador interpretará a segunda construção assim:

alpha = (beta = (gamma = 99));

Isso significa que a ordem de atribuição foi invertida.

Será que isso importa?

Na maioria das vezes, não.

Mas se fossem registradores de dispositivos, não variáveis ​​comuns, isso poderia fazer uma grande diferença.

É muito comum que o hardware precise que os valores de configuração sejam carregados em uma sequência precisa.

Portanto, eu diria que as atribuições múltiplas em uma construção de instrução devem ser evitadas.

No geral, embora C seja uma linguagem pequena, pode-se argumentar que ela poderia ser ainda menor, fornecendo menos maneiras de fazer as coisas.

O resultado pode ser um código mais claro e sustentável.

Artigo baseado nesta publicação.

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porRicardo Jorge

Avaliando o mercado IoT em 2020

Em Avaliando o mercado IoT em 2020, será feita uma breve retrospectiva referentes aos principais pontos que marcaram o mercado IoT no ano de 2020.

Em um artigo anterior, foram feitas algums previsões para 2021, que será um ano de grande importância para retomada do mercado global e também para novas iniciativas em várias frentes.

Devido a pandemia, inúmeras áreas foram afetadas e com IoT também ocorreram momentos de declínio em algumas frentes, mas na maioria dos casos, a pandemia mostrou o valor e a importância de IoT para a indústria e para as pessoas.

Através das pesquisas feitas no Google, foi observada uma diminuição de 15% nas consultas feitas sobre o tema IoT, com o início da pandemia em março de 2020.

Aparentemente, as buscas sobre o tema IoT não desempenharam um papel tão importante para o público em geral, quanto outros tópicos.

O interesse de pesquisa pública por jogos, por exemplo, aumentou aproximadamente 65% no mesmo período.

O interesse por “trabalhar em casa” aumentou 104% e o interesse por “benefícios de desemprego” aumentou surpreendentemente 250%.

Entretanto, a discussão sobre IoT (especialmente “IoT industrial”) voltou a ser retomada no terceiro trimestre de 2020.

O mercado de IoT permaneceu forte em 2020, apesar da pandemia

Apesar da pandemia de Covid-19 em curso e de um declínio no PIB global de 5% em 2020, o mercado de IoT manteve seu crescimento neste mesmo período.

Embora um pequeno número de projetos de IoT tenha sido interrompido ou atrasado por vários motivos (por exemplo, devido à incapacidade de configurar a infraestrutura durante a pandemia), a maioria dos projetos de IoT teve continuidade em 2020.

De fato, 2020 marcou um ponto de inflexão para dispositivos inteligentes.

Pela primeira vez, o número de conexões IoT ativas (por exemplo, carros conectados, dispositivos domésticos inteligentes, equipamentos industriais conectados) ultrapassou o número de conexões não IoT (por exemplo, smartphones, laptops e computadores).

Uma pesquisa feita por “IoT Analytics“, estima que haja agora 21,7 bilhões de dispositivos conectados e ativos, ao redor do mundo.

Sendo que 54% (11,7 bilhões) desses, são conexões de dispositivos IoT.

Em 2025, espera-se que haverá mais de 30 bilhões de conexões IoT, ou quase 4 dispositivos IoT por pessoa no planeta.

Várias frentes de IoT tiveram avanço com a pandemia

O mercado IoT desempenhou (e ainda desempenha) um papel crucial na navegação pela pandemia.

Alguns casos de uso centrados em IoT desempenharam (e continuam a desempenhar) papéis essenciais para ajudar o mundo a navegar através da pandemia.

Os mais notáveis ​​incluem rastreamento de contato baseado em IoT, nos locais de trabalho, hospitais, etc., bem como rastreamento de produto e verificação em toda a cadeia de fornecimento de vacina.

Além destes casos de uso de IoT no ano de 2020, focados na “nova realidade”, uma série de temas adicionais emergiram, muitos dos quais têm implicações estruturais mais duradouras.

Em uma pesquisa feita nos Estados Unidos, a maioria dos entrevistados concordou que a “digitalização em toda a empresa” será mais importante em um mundo pós-Covid.

A capacidade de realizar “acesso remoto a ativos” ficou em segundo lugar.

Sendo que a “automação de processos de negócios” ficou em terceiro lugar.

Perspectivas cautelosamente positivas para 2021

O panorama geral da tecnologia IoT, parece otimista, considerando 2021.

Há um consenso geral de que qualquer impacto negativo nos negócios devido à Covid-19 desaparecerá em 2021 e que a nova “onda de transformação digital” alimentará os mercados de IoT.

Um dos temas que as empresas vão acelerar é “Novos modelos de negócios habilitados pela tecnologia”.

Muitos desses novos modelos de negócios serão habilitados por produtos IoT.

Outro grande tema em que as empresas estão se concentrando é “Inteligência Artificial”.

Salvar vidas – a grande contribuição de IoT durante a pandemia

No início de 2020, ninguém na indústria de IoT poderia prever o importante papel que a tecnologia desempenharia para salvar vidas ao longo do ano.

Um estudo feito pelo Imperial College London e amplamente divulgado em junho de 2020, estimou que o distanciamento social durante a primeira onda da pandemia de Covid-19 salvou 3 milhões de vidas só na Europa.

Embora a maioria dessas vidas salvas possa ser atribuída às pessoas simplesmente ficando em casa, usando máscaras e evitando o contato, a tecnologia IoT, sem dúvida, evitou uma propagação ainda maior em vários casos.

Muitos fornecedores de IoT correram para lançar ferramentas de distanciamento social.

Casos como de uma padaria na cidade alemã de Leipzig são exemplos de como uma empresa pode utilizar as soluções de distanciamento social.

Nesta padaria, o proprietário descreveu como os alertas de áudio no local de trabalho e a capacidade de analisar os dados dos funcionários tornaram os funcionários mais cautelosos e conscientes que, subsequentemente, mudaram seu comportamento de distanciamento.

Mais recentemente, o foco da IoT para Covid-19 mudou para o monitoramento da cadeia de fornecimento de vacinas para garantir que as vacinas sejam entregues com segurança, sem perda, adulteração ou deterioração do produto.


Este artigo foi baseado nesta outra publicação.


Veja também :

Indústria 4.0 e a Internet das Coisas Industrial – IIoT



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porRicardo Jorge

STEM e a importância para sua carreira

Neste artigo sobre STEM e a importância para sua carreira, será feita uma introdução para demonstrar como esta metodologia de ensino e aprendizado ajuda sua carreira, ao mesmo tempo em que pode melhorar o progresso do país.

Com a globalização e o uso da tecnologia em nosso dia a dia, ter habilidades multidisciplinares ajuda em nossas tarefas, e ao mesmo tempo, pode proporcionar um destaque no mercado de trabalho.

Mesmo se você não trabalha diretamente com tecnologia, mas tem interesse em fazer experimentos e criar “coisas” úteis para sua vida ou comunidade ( Maker ), conhecer sobre STEM é muito importante.

O termo STEM surgiu no início de 2000 nos Estados Unidos, e significa Science, Technology, Engineering and Mathematics (Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática).

Através da metodologia de ensino baseada em STEM, as disciplinas passam a ser integradas, fazendo com que o aluno perceba melhor e mais rapidamente a relação com o mundo real.

Desta maneira, o aprendizado passa a ser mais atrativo para os alunos.

Isto também ajuda no desenvolvimento do país, uma vez que melhora a competência da força de trabalho e a empregabilidade.

Um exemplo do resultado que a educação trás para uma nação, pode ser visto nos esforços feitos pela Coréia do Sul que, na década de 1970 era um país pobre, e hoje figura entre as principais potencias na área de tecnologia.

Os pricipais objetivos da metodologia STEM :

  • O desenvolvimento de uma sociedade com conhecimento atualizado e capacitação nas áreas de ciência, tecnologia, engenharia e matemática
  • A formação de alunos e professores que consigam desenvolver as competências do século 21 em um ambiente escolar integrado
  • O fomento à pesquisa e desenvolvimento voltado para a inovação nas quatro disciplinas da educação STEM.

Exemplos de cursos relacionados a STEM :

  • Engenharia Aeroespacial
  • Astronomia
  • Bioquímica
  • Biologia
  • Engenheiria Química
  • Química
  • Engenharia Civil
  • Ciência da Computação
  • Engenharia Elétrica
  • Matemática
  • Engenharia Mecânica
  • Física
  • Psicologia
  • Estatistica

Por meio do STEM, os alunos desenvolvem habilidades-chave, como :

  • Solução de problemas
  • Criatividade
  • Análise crítica
  • Trabalho em equipe
  • Pensamento independente
  • Iniciativa
  • Comunicação
  • Aprendizado digital

Um exemplo da aplicação de STEM, pode ser percebido durante este período de pandemia, quando o trabalho dos cientistas, profissionais de saúde e fabricantes, destacou a importância do conhecimento, da pesquisa e do desenvolvimento da tecnologia, para o bem estar das pessoas.

E você, como avalia a importância do aprendizado STEM em sua carreira e para vida de seus filhos ?


Referências :

STEM Brasil

Educação STEM

STEM


Veja também :

Quatro tendências para IoT em 2021

IoT – coletores para todos os perfis de uso



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Multímetro com LoZ e a tensão fantasma

Você acabou de adquirir um multímetro, e no seletor de funções aparece uma opção “LoZ” e ficou curioso para saber qual é a relação desta função com a tensão fantasma ?

Neste artigo será feita uma introdução a função “LoZ” e a tensão fantasma.

A tensão fantasma é um efeito que pode ser muito mais comum do que parece, principalmente quando utilizamos multímetros digitais, também conhecidos como DMM – Digital Multi Meter

O que são tensões fantasmas

As tensões fantasmas ocorrem quando temos uma fiação energizada próxima a outra fiação não energizada, sendo que ambas estão dentro e próximas de um mesmo conduíte ou canaleta.

Esta condição forma um capacitor e permite o acoplamento capacitivo entre a fiação energizada e a fiação não energizada adjacente.

Ao colocar as pontas de medição do multímetro, entre o circuito aberto e o condutor neutro, você efetivamente completa o circuito por meio da entrada do multímetro.

A capacitância entre o condutor conectado a uma fase e o condutor flutuante, forma um divisor de tensão em conjunto com a impedância de entrada do multímetro.

Sendo assim, O multímetro mede e exibe o valor de tensão resultante.

A maioria dos multímetros digitais disponíveis no mercado, tem uma impedância de entrada alta o suficiente para mostrar a tensão capacitivamente acoplada, dando uma falsa impressão de um condutor vivo ( alimentado ).

O medidor está, na verdade, medindo a tensão acoplada ao condutor desconectado.

O valor da tensão fantasma poderá representar um valor até próximo ao da tensão real de um condutor conectado à fase.

Se esta tensão não for reconhecida como uma tensão fantasma, o profissional poderá investir tempo e esforço fazendo um diagnóstico desnecessário no circuito AC.

Funçao LoZ e a tensão fantasma

LoZ significa Low Impedance (Z), ou baixa impedância em português.

Este recurso apresenta uma entrada de baixa impedância para o circuito em teste.

Isso reduz a possibilidade de leituras falsas devido a tensões fantasmas e melhora a precisão ao testar para determinar a ausência ou presença de tensão.

Noções básicas de impedância

A maioria dos multímetros digitais vendidos hoje para teste de sistemas industriais, elétricos e eletrônicos tem circuitos de entrada de alta impedância maiores que 1 megohm.

Isto siginifica que, quando o DMM ( Multímetro Digital ) é colocado em um circuito para uma medição, ele terá pouco impacto no desempenho do circuito.

Este é o efeito desejado para a maioria das aplicações de medição de tensão e é especialmente importante para eletrônicos sensíveis ou circuitos de controle.

Instrumentos mais antigas, como multímetros analógicos, geralmente têm circuitos de entrada de baixa impedância em torno de 10 kilohms ou menos.

Estes instrumentos mais antigos não são “enganados” pela tensão fantasma, mas só devem ser utilizados onde a baixa impedância não afetará negativamente ou alterará o desempenho do circuito sob medição.

Através do uso da função “LoZ”, os técnicos terão mais segurança para detectar problemas em circuitos eletrônicos, bem como em circuitos que podem conter tensões fantasmas.

Considerações

É fundamental utilizarmos os recursos adequados para que nosso trabalho seja feito com qualidade e segurança.

Também precisamos conhecer as várias funções dos instrumentos que usamos, para podermos escolher a mais adequada para cada caso de uso.

Dada a variedade e complexidade dos requisitos de medição e teste encontrados na maioria das instalações atuais, é importante contar com um medidor ( multímetro ) que permita à você, optar pelo tipo adequado de impedância para sua medição.

Existem medidores no mercado com entrada de impedância dupla e automática.

Enquanto outros tem uma função “LoZ” para escolha manual.

Agora que você já sabe como utilizar a função LoZ do seu multímetro para identificar uma tensão fantasma, terá mais segurança, precisão e qualidade no seu trabalho.


Referências :

Low impedance voltage testing (LoZ)

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