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| Créditos: Manuel Caldas CC BY 4.0 |
Um projeto da USP foi destaque no blog da Fundação Raspberry Pi na última terça feira, que foi realizado pelos pesquisadores Manuel Caldas-Morgan, Alexander Alvarez-Rosario e Linilson Rodrigues Padovese do departamento de engenharia mecânica.
Realizado com recursos da FAPESP e CNPQ o protótipo monitora e grava o som abaixo d'Água de animais ou gerados pelo homem. De grande importância cientifica, essas medições ajudam por exemplo a detectar o impacto na vida marinha em relação as atividades industriais que rondam a costa do Brasil.
Uma das preocupações citadas no artigo científico publicado, era em relação ao custo dos gravadores comerciais, que podem chegar a milhares de dólares. Outra questão é em relação aos sistemas proprietários (código fechado) que dificultaria a personalização desejada. Devido a complexidade maior de se criar um sistema do zero, que envolveria um conhecimento bem maior em eletrônica e programação, resolveram construir uma alternativa de baixo custo baseada no Raspberry Pi.
O Raspberry Pi atua capturando dados de sensores e gravando o som vindo de um hidrofone ligado a uma placa de áudio USB.
O "case" do dispositivo é construído em grande parte com PVC.
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| Créditos: Manuel Caldas CC BY 4.0 |
Os testes iniciais foram feitos no Raspberry Pi Modelo B, mas o protótipo fez o uso do Raspberry Pi Modelo A (anterior ao A+, que já não continha ethernet e somente uma USB). Um RTC DS3231 foi conectado ao Raspberry Pi para manter o horário, já que não haveria conexão à internet.
Como armazenamento foi utilizado um cartão de 128GB SDXC classe 10 da kingston.
Durante os testes foram utilizadas baterias do tipo D em conjunto com 2 conversores step-down (MP2307) que mantém uma eficiência de até 95%. Um dos conversores foi configurado para 5v na saída enquanto o outro para 3.3v. A alimentação foi feita diretamente nos pinos de 5v e 3.3v do Raspberry Pi. Esse tipo de configuração era uma alternativa mais eficiente energeticamente nesses modelos antigos, ao invés de utilizar os reguladores lineares da própria placa (que foram removidos). Hoje com uma possível substituição em seu projeto pelo Raspberry Pi A+ o consumo poderia ser bem menor.
Ainda sobre consumo, eles utilizaram um esquema igual explicamos no post do RTC DS3231, para ligar a placa somente quando necessário utilizando a função alarme. Com isso as gravações só são feitas em horários específicos pré determinados. Para ligar/desligar externamente o dispositivo (a conexão das baterias), também foi utilizado um esquema diferente, um sensor hall ligado a um relé faz o trabalho levando em conta um imã externo.
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| Créditos: Manuel Caldas CC BY 4.0 |
Na imagem abaixo é possível ver o consumo total em relação a taxa de amostragem utilizada. Os produtos comerciais tem um consumo médio de 450mW à 720mW, enquanto que esse está na casa dos 1120mW.
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| Créditos: Manuel Caldas CC BY 4.0 |
Utilizando o cartão de 128GB foi constatado que era possível gravar continuamente (em mono) aproximadamente 15.55 dias com amostragem de 48Khz e 67.72 dias com 11.025Khz. O tempo máximo de gravação entretanto dependerá do conjunto de baterias utilizado.
O primeiro teste foi feito na costa de Santos - SP. É possível verificar abaixo a representação da captura. (clique para ampliar).
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| Créditos: Manuel Caldas CC BY 4.0 |
O áudio da representação acima pode ser baixado aqui.
O projeto envolveu ainda calibrações e diversos outros testes.
O custo estimado para replicar o projeto é de cerca de US$500 (R$1783,54).
Diversos outros modelos "caseiros" já foram construídos anteriormente por outras pessoas, no caso desse projeto o Raspberry Pi teve um papel crucial para nivelar o consumo, processamento, facilidade, armazenamento e principalmente custo.
O artigo é bem extenso e bem detalhado mas infelizmente somente em inglês.
Nosso parabéns a todos os envolvidos e lembrando que também já saímos na capa da fundação com nosso projeto RaspMap.
Fique atento para mais projetos com Raspberry Pi no EverPi!
Fontes:
https://www.raspberrypi.org/blog/underwater-recording/
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0130297
Algumas imagens recortadas, redimensionadas ou editadas permitidos pela licença, ainda que com direitos reservados à Manuel Caldas-Morgan e licenciadas em Creative Commons Attribution License(CC BY 4.0).
muito bom.
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