Hardware_Livre

Esta página é para divulgação do projeto Hardware_Livre que os alunos do Depto de Eletrônica e Sistemas da UFPE têm desenvolvido.

Uma das dificuldades de se aprender (e ensinar) eletrônica digital moderna no Brasil advém do fato do custo dos kits de placas de FPGA ser proibitivo para a maioria dos alunos. Aluno que tem sua própria placa FPGA pode exercitar quando puder. Foram criados no DES/UFPE projetos modulares que permitem aos alunos confeccionarem suas próprias placas FPGA e placas acessórios para entrada de dados, saídas em displays e LEDs, atuadores (servos), placas para rede, etc. Se outros alunos criarem novos módulos (similares ao conceito de shield no Arduino) o sistema cresce. Esses módulos compartilhados pode facilitar a criação de projetos de TCC e até mesmo profissionais, depois que o aluno terminar o curso de engenharia.

Agindo assim os alunos acumulam propriedades intelectuais (IPs). Um banco de IPs evita que alguém tenha que começar do zero cada projeto que vai fazer. Fundamental é que o projeto seja disponibilizado livremente (o esquemático, lista de materiais e o projeto da PCB na forma dos arquivos de CAM – Computer-aided manufacturing, ou manufatura assistida por computadores). Assim, uma pessoa interessada pode mandar produzir sua placa, comprar os componentes e montá-la, o que reforça o aprendizado porque o aluno percebe que FPGA é só um circuito integrado, e que é possível criar seus próprios projetos com eles.

Temos utilizado o serviço de confecção de placas Fusion PCB da Seeedstudio.

http://www.seeedstudio.com/service/index.php?r=site/pcbService

Como funciona: criamos no DES/UFPE os arquivos do projeto utilizando Cadsoft EAGLE. Verificamos as regras de projeto e de manufatura fornecidas pelo Seeedstudio. Geramos então os arquivos CAM. Disponibilizamos os arquivos CAM, assim, quem quiser mandar fazer um pacote de placas deve seguir os passos seguintes:

1) entrar no site da Seeedstudio (link acima) e fazer upload desses arquivos CAM. Marcar quantas placas deseja, tipo de acabamento, etc. A fábrica faz as placas na China e envia para o endereço do usuário ( par o tamanho das placas I/O sai ~ US$ 1,00 por placa + frete, e para placa FPGA sai ~US$ 1,70 por placa + frete);

2) comprar os componentes (disponibilizamos a lista de materiais). Infelizmente, muitos componentes que usamos não tem no Brasil… Costumamos comprar pela Digikey (http://www.digikey.com/). Os componentes chegam rápido, mas o imposto!!! (é assim que queremos desenvolver tecnologia eletrônica no Brasil… enquanto lá fora um garoto pode pedir tudo pelo correio e trabalhar em casa, aqui pagamos o dobro de impostos sobre componentes e, pasmem, sobre o serviço de transporte (FEDEX, DHL, USP, etc).

3) comprar solda em pasta, cabo flat-cable, barra de terminais, LEDs e Displays, etc – aqui no Brasil mesmo (ex: http://www.soldafria.com.br/).

4) soldar componentes SMD nas placas (comece sempre pelos menores), depois os componentes de maior volume, finalmente, as barras de pinos. Teste antes de ligar na FPGA. Soldamos a maioria dos componentes utilizando jato de ar quente, mas uma estação de solda com ferro de soldar será indispensável.

 Alunos à frente no projeto:

Estes são os pioneiros que criaram as primeiras placas, fizeram montagens e testes:

Andre_Jessica_Neto
André, Jéssica e Neto: André e Jéssica contribuíram desde os primeiros rascunhos até a montagens das placas FPGA. José Neto é o supervisor de soldagem de chips complexos usando fluxo!
João Henrique, Dierson e Samuel... além de participarem da ‘linha de montagem’ João testou todas as placas, Dierson criou a placa FPGA_ArduinoNano, Samuel a placa RS 485.
João Henrique, Dierson e Samuel… além de participarem da ‘linha de montagem’ João testou todas as placas, Dierson criou a placa FPGA_ArduinoNano, Samuel a placa RS 485.

O projeto continua porque voluntários doam um pouco de tempo para aprender fazendo eletrônica. Como bônus, a gente ainda se diverte!!!

Placas já desenvolvidas e em fase final:

– Placa Basic_IN (básica para entrada de dados)

– Placa Basic_OUT (básico para saída de display 7-seg e LEDs)

– Placa Basic_FPGA (utiliza uma FPGA Altera Cyclone IV EP4CE6)-

– Placa FPGA_ArduinoNanoV3 (placa que associa o microcontrolador AVR 328 com uma FPGA Cyclone IV EP4CE6)

– Placa de rede RS485 (para interconexão de módulos usando padrão RS 485)

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