Autor: Jorge Wilker Mamede de Andrade
Curso: Residência Tecnológica em Sistemas Embarcados
Instituição: EmbarcaTech - HBr
Turma: HBr - Campinas
Localização: Campinas, março de 2025
Este repositório reúne os projetos desenvolvidos ao longo do curso de Sistemas Embarcados, durante a etapa de residência. Cada projeto tem sua própria pasta, contendo o código-fonte, documentação e recursos visuais.
| Projeto | Descrição |
|---|---|
| Projeto #0 - Trabalho Final 1ª Fase do Embarcatech 2024 | Link do projeto no Github |
Ao longo do curso, esta seção será atualizada com os principais aprendizados, desafios enfrentados e soluções encontradas.
Nessa semana confirmei a matricula para a residência tecnológica da EMBARCATECH e envei os documentos necessários.
Nessa semana conheci o edifício vértice e a Unicamp. Também conheci professores e alunos, espandi minha rede de relacionamentos conhecendo pessoas maravilhosas que tem a visão semelhante a minha.
Durante a terceira semana tive a oportunidade de apresentar meu projeto final junto aos professores e alunos, foi muito edificante também ver a apresentação do projetos dos colegas do curso.| Apresentação Trabalho Final 1ª Fase do Embarcatech 2024 | Link do projeto no Github |
Nessa semana aprendemos detalhes relacionados ao git e github, aprendi a diferença entre ‘‘master e main’ e ficou mais claro as regras de bom uso desta plataforma.
Essa semana foi marcada por uma visita no campus da Unicamp. Laboratórios, centros de pesquisa foram alvo desse encontro, foi frisado que como alunos do EmbacaTech poderiamos usufruir dessa estrutura quando se fizesse necessário. Registrei essa prestigiosa visita no meu instagram através do link | (https://www.instagram.com/reel/DIMG4naA7R9/) |
Ela foi marcada pelo inicio das atividade ‘‘Hands On’’ onde fomos desafiados a desenvolver três tarefas. A primeira foi relacionada ao um contador decrescente com registro de eventos por interrupção. A segunda tarefa foi desenvolver um sofware de um programa em C para ler os valores convertidos digitalmente do joystick da BitDogLab os valores poderiam ser mostrados no terminal ou então no display OLED e o terceiro foi desenvolver um sofware de monitoramento da temperatura interna do RP2040. Reforçamos nosso apendizado em interrupções, Adc e protocolos de comunicação da RP2040.
Continuação - Unidade 1 - Programação para Microcontroladores Nessa semana, continuamos aprofundando conceitos de programação para microcontroladores na Unidade 1. Tivemos a oportunidade de desenvolver uma tarefa conceitual de um sistema embarcado com conectividade (WiFi ou Ethernet), aplicando os conceitos discutido nesta semana. O titulo da tarefa foi: Projeto Integrado de IoT com Monitoramento e Atualização OTA. Os integrantes do grupo foram eu, Mauricio Gonçales e Roger De Lima Araújo De Melo. O link da tarefa é: https://github.com/JorgeWilker/Jorge_Wilker_embarcatech_HBr_2025/blob/main/tarefas/tarefa_projeto_integrado_iot_atualizacao_ota/Projeto_Integrado_IoT_Atualiza%C3%A7%C3%A3o_OTA.pdf
Exemplo passo-a-passo de desenvolvimento de um projeto (Galton Board) Desenvolvemos um projeto Galton Board passo a passo, aplicando conhecimentos práticos de desenvolvimento. O link do projeto se encontra em: https://github.com/JorgeWilker/Jorge_Wilker_embarcatech_HBr_2025/tree/main/projects/galton_board_v1.1
Teoria: Unidade 2 - Internet das Coisas II Estudamos a teoria da Unidade 2 sobre Internet das Coisas II, focando em conceitos avançados. Para está semana foi prosposta duas tarefas a primeira foi fazer uma pesquisa de algum exemplo em que IoT contribui com o contexto da sustentabilidade, a pesquisa se encontra em: https://github.com/JorgeWilker/Jorge_Wilker_embarcatech_HBr_2025/blob/main/tarefas/tarefa_iot_sustentabilidade_JWMA%20v1.1/tarefa_iot_sustentabilidade_JWMA%20v1.1.pdf. Na segunda tarefa, tive a opotunidade de fazer ela com o Mauricio Lasca Gonçalves que é um amigo de turma no curso EmbacaTech. O título que escolhemos foi: SisCalhas: Sistema de monitoramento contínuo de prevenção a entupimentos e transbordamentos e está localizada no link: https://github.com/JorgeWilker/Jorge_Wilker_embarcatech_HBr_2025/blob/main/tarefas/tarefa_%20pesquisa_aplica%C3%A7%C3%B5es_iot_jwma_e_mlg/tarefa_%20pesquisa_aplica%C3%A7%C3%B5es_iot_jwma_e_mlg.pdf
Continuação - Unidade 2 - Internet das Coisas II Continuamos aprofundando os estudos da Unidade 2 sobre Internet das Coisas II, explorando conceitos avançados e aplicações práticas dos conhecimentos previamente adquiridos. Nessa semana foi solicitado criar em dupla um projeto que implementasse um sistema de comunicação IoT seguro utilizando Raspberry Pi Pico W (BitDogLab) com proteção contra ataques de replay e criptografia XOR. Eu e meu parceiro Carlos Amaral empenhamos em criar o projeto e a parte mais desafiadora foi a implementação da descripitografia do código cripografado em XOR. Mas conseguimos implementar e o sistema demonstrou conceitos fundamentais de segurança em IoT, incluindo confidencialidade de dados, proteção temporal e autenticação via MQTT. o link do nosso projeto está em: https://github.com/JorgeWilker/Jorge_Wilker_embarcatech_HBr_2025/tree/main/tarefas/tarefa-iot-security
Desenvolvimento do projeto do sintetizador de áudio Inicie essa projeto que implementa um sintetizador de áudio capaz de gravar e reproduzir áudio usando a plataforma BitDogLab com Raspberry Pi Pico. O sistema utilizou conversão analógico-digital (ADC) para captura de voz através do microfone e modulação por largura de pulso (PWM) para reprodução através de buzzer, com recursos avançados de redução de ruído digital e visualização da forma de onda em tempo real. O link do projeto está localizado em: https://github.com/JorgeWilker/Jorge_Wilker_embarcatech_HBr_2025/tree/main/projects/sintetizador_de_audio e o link do video demostrativo do funcionamento em: https://youtu.be/CD-abA8Nj0g?si=EYCE9vfCxMalZ4Y7
Teoria: Unidade 3 - Sistemas Operacionais de Tempo-Real Começamos os estudos da Unidade 3, abordando os fundamentos teóricos dos Sistemas Operacionais de Tempo-Real (RTOS), suas características, vantagens e aplicações em sistemas embarcados.
Prática: Tarefa 1 - Atividade roteirizada com FreeRTOS na BitDogLab: Implementei um sistema multitarefa embarcado avançado usando FreeRTOS para BitDogLab com quatro tarefas concorrentes: LED RGB, buzzer, monitoramento de botões e sistema de status. Demonstrei conceitos práticos de suspensão e retomada dinâmica de tarefas, hierarquia de prioridades e controle GPIO. O projeto foi compilado com sucesso gerando o arquivo .uf2 para BitDogLab. O link da tarefa está em: https://github.com/EmbarcaTech-2025/tarefa-freertos-1-JorgeWilker
Prática: Tarefa 2 - Sistema de Controle de Caldeira com FreeRTOS para Raspberry Pi Pico Desenvolvi em dupla com o Roger Melo um sistema avançado de controle de caldeira usando FreeRTOS com 6 tarefas concorrentes, hierarquia de prioridades e preempção natural. Implementei 4 estados críticos (OK, Nível Baixo, Temperatura Alta, Pressão Alta) controlados via joystick, com visualização em matriz LED RGB 5x5 e display OLED. O projeto demonstra arquitetura RTOS pura com escalonamento por criticidade e sistema de emergência automática de 5 segundos. O link da tarefa do projeto está em: https://github.com/JorgeWilker/Jorge_Wilker_embarcatech_HBr_2025/tree/main/tarefas/tarefa_rtos_dupla e o video de desmostração do funcionamento se encontra em: https://youtu.be/Jm8qSbdRBkM?si=09aVbqoJJM6A6uH1
Projeto em Desenvolvimento: Robô Equilibrista (Pêndulo Invertido) Iniciei o desenvolvimento de um robô móvel de duas rodas com capacidade de auto-estabilização dinâmica, baseado nos princípios do pêndulo invertido controlado. O projeto utiliza BitDogLab, sensor MPU-6050 para dados inerciais, driver TB6612FNG para controle de motores DC, e implementa algoritmos de controle PID com filtro complementar para fusão sensorial. O sistema deve ser capaz de manter-se equilibrado na posição vertical, atuando de forma análoga a um pêndulo invertido, através da leitura contínua de sensores e aplicação de forças corretivas nas rodas. O projeto está em fase de desenvolvimento com foco em implementação modular, controle em tempo real e ajuste empírico dos parâmetros de controle. Este é um projeto complexo que integra conceitos de modelagem dinâmica, fusão sensorial e controle de sistemas não lineares, sendo amplamente usado no ensino de teoria de controle. (🚧 Em desenvolvimento)
Prática: Tarefa Acelerômetro MPU-6050 com Display OLED Recebi meu kit basico de sensores da EmbarcaTech e Desenvolvi uma aplicação para leitura de dados do sensor MPU-6050 (acelerômetro e giroscópio de 6 eixos) usando Raspberry Pi Pico com exibição simultânea no terminal serial e display OLED SSD1306 via comunicação I2C. O sistema utiliza duas interfaces I2C independentes: I2C0 para o MPU-6050 e I2C1 para o display OLED, proporcionando uma solução robusta de monitoramento de movimento em tempo real. Os dados são atualizados a cada 1 segundo, exibindo valores de aceleração e rotação nos eixos X, Y e Z. O link da tarefa está em: https://github.com/JorgeWilker/Jorge_Wilker_embarcatech_HBr_2025/tree/main/tarefas/tarefa_acelerometro
Prática: Projeto Controle de Motores DC com IMU v2.0 Implementei um sistema inteligente de controle de motores DC baseado em dados inerciais do sensor MPU-6050 usando Raspberry Pi Pico. O sistema utiliza o driver TB6612FNG para controlar dois motores independentes, respondendo aos movimentos detectados pelo acelerômetro e giroscópio. O projeto integra múltiplos periféricos: MPU-6050 via I2C0, display OLED SSD1306 via I2C1, e controle PWM para os motores através do driver TB6612FNG. A lógica de controle inclui detecção de movimento baseada em limites configuráveis, controle direcional inteligente (movimento frontal/traseiro e rotação), velocidade proporcional à magnitude do movimento e limites de segurança. Os dados são exibidos em tempo real no terminal serial e display OLED, com atualização a cada 0.5 segundos. O link da tarefa está em: https://github.com/JorgeWilker/Jorge_Wilker_embarcatech_HBr_2025/tree/main/tarefas/tarefa_motor_dc_bitdoglab
Projeto final - preparação para a primeira (1/4) entrega: Iniciei a preparação dos materiais para a primeira entrega parcial do projeto final, organizando código, esquemas e registros de testes. Esse projeto é uma etapa obrigatória do programa EmbarcaTech. Minha equipe é composta por: Mauricio Gonçales, Roger de Lima Araujo de Melo, Guilherme Alves dos Santos e eu, Jorge Wilker Mamede de Andrade.
Nesta semana, começamos a estruturar o Sistema de Monitoramento de Ozônio v1.0, cujo objetivo é implementar um sistema automatizado para monitoramento da concentração de ozônio em clínicas de ozonioterapia. O sistema foi pensado para garantir segurança operacional em ambientes clínicos críticos, utilizando o sensor ZE14-O3 da Winsen, que permite medições precisas em 6 níveis diferenciados (0.1 a 100 ppm). Também planejamos a integração de alertas sonoros hospitalares específicos, além de um sistema de ventilação automática de emergência.
No desenvolvimento, optamos pelo uso do Raspberry Pi Pico como microcontrolador principal (ARM Cortex-M0+), o sensor ZE14-O3 para detecção do ozônio, buzzer MLT-8530 para os alertas médicos, motor de passo 28BYJ-48 para acionar a ventilação e LEDs para indicar o status do sistema. No lado do software, estamos utilizando o Pico SDK 2.1.1, CMake + Ninja para a compilação e comunicação UART a 9600 bps com o sensor. Estou bastante animado com o desafio, pois além de integrar hardware e software, o projeto tem um impacto direto na segurança de ambientes médicos.
Campinas: Recesso
Campinas: Recesso
Projeto final - Acolhida dos projetos com análise individual das entregas 1/4. Preparação para a segunda (2/4) entrega.
Participei da acolhida dos projetos, recebendo feedback individual sobre a primeira entrega do projeto final. Analisei os pontos de melhoria sugeridos e iniciei a implementação dos ajustes necessários. Realizei o unboxing do Kit Avançado, avaliando os novos componentes disponíveis e realinhando os objetivos do projeto final para aproveitar ao máximo o hardware recebido. Link do Github do Projeto: https://github.com/mauriciolasgon/monitoramento_O3/tree/sistema_medica_O3_v1.1
Campinas: Avaliação entrega 1/4. Apresentação - pelos estudantes - da entrega 2/4. Acompanhamento projeto e preparação à entrega 3/4. Atualizações do material debug com pico. Acompanhei a avaliação da entrega 1/4 e participei da apresentação da entrega 2/4 em Campinas. Recebi orientações para aprimorar o projeto e iniciei a preparação para a terceira entrega.
Entrega das notas e ajustes da entrega 2/4 do projeto Final.
A semana foi dedicada ao debug intensivo do hardware com a placa de debug, identificando e corrigindo falhas de comunicação entre módulos e otimizando o consumo de energia. Recebi as notas da entrega 2/4 e realizei os ajustes finais conforme o feedback recebido.
Projeto final - preparação para a terceira (3/4) entrega
Iniciei a preparação para a terceira entrega parcial do projeto final, consolidando os avanços obtidos até o momento. Foquei na documentação detalhada do sistema, testes de desempenho e elaboração de vídeos demonstrativos. Planejei os próximos passos para a conclusão do projeto, priorizando a estabilidade e a apresentação dos resultados finais. Vídeo do primeiros testes: https://www.youtube.com/watch?si=OhqI61mi6hVe33S0&v=s4rRpmaSJRg&feature=youtu.be
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