Desenvolvimento da nova placa das Estações

Added by Leonardo Sehn over 4 years ago

Olá, comunidade das estações meteorológicas modulares!

Para quem está acompanhando mais de perto, já deve saber que estamos trabalhando em uma nova versão das estações meteorológicas modulares, mais acessível, de mais fácil manuseio, dentre outros aprimoramentos. Estamos trabalhando em novas versões de software e hardware, com a utilização dos microcontroladores Arduino e NodeMCU.

Após uma longa jornada de estudos, iterações e inclusão de funcionalidades, o primeiro desenho da nova placa está pronto para fresa!

A mais recente versão do arquivo do projeto, contendo os arquivos prontos para fresa, bem como o desenvolvimento completo da tarefa podem ser conferidos na tarefa #334 (em específico o link para este arquivo se encontra no Desenvolvimento 11: http://cta.if.ufrgs.br/issues/334#note-11).

Fiquem atentos para os próximos passos, serão cheios barulho e emoção!

Gratidão.

Grande abraço a todes!


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RE: Desenvolvimento da nova placa das Estações - Added by Leonardo Sehn over 4 years ago

Olá, comunidade das estações meteorológicas modulares!

Após mais esforços para começar a usinagem da placa de extensão EMM Cidadã v0.8, envolvendo bugs de programas e várias iterações para gerar arquivos de fresa adequados, foram gerados os arquivos de geometria, trabalho CNC e código-G para a fresa da placa.

O arquivo do projeto contendo as novidades também pode ser conferido na tarefa #334 no Desenvolvimento 12 .

Após uma primeira tentativa com um pequeno erro de operação da máquina e a percepção de necessidade de ajuste de alguns furos, foram feitos os aprimoramentos e então foi dado início a segunda tentativa de fresa da placa. Nesta segunda tentativa, concluímos com sucesso a fresa do primeiro lado da placa Shield EMM Cidadã 0.8.

O próximo passo é a fresa do segundo lado da placa, para a placa "sair do forno" e então partir pra solda!

Gratidão.

Grande abraço a todes!

RE: Desenvolvimento da nova placa das Estações - Added by Leonardo Sehn over 4 years ago

Olá, comunidade das estações meteorológicas modulares!

No dia seguinte, partimos para a fresa do outro lado da placa, o lado superior, onde ficam a maioria dos componentes. Tudo transcorreu bem nesta etapa. A fresadora trabalhou bastante e mais uma vez garantiu sua ótima contribuição.

Então a placa saiu do forno e foi para a etapa de estanhamento. Com paciência e compenetração, também transcorreu tudo com tranquilidade.

Depois da placa estar devidamente besuntada de estanho, foi realizada a solda dos componentes. Com pequenas adaptações, esta que é a última etapa da fabricação da placa foi concluída.

Com a placa saída do forno e bem temperada com os componentes, agora é hora de provar como ficou! A fabricação está pronta, então é dada a hora dos testes. Fiquem atentos para ver os resultados em breve.

Quem quiser informações mais aprofundadas sobre esta etapa, é só chegar na tarefa #334 no Desenvolvimento 13.

Enquanto isso, a placa já foi dar uns bons passeios. Esteve recentemente com a turma do CTA no Encontro de Hardware para a Ciência Aberta, o GOSH (Gathering of Open Science Hadrware), em Santiago no Chile, evento que reuniu 90 pessoas engajadas em Hardware Aberto e Livre e Ciência de todo o mundo, para sintonizarem e entrarem em ressonância por um futuro com mais equidade, liberdade e abertura na ciência, na tecnologia, na arte, em tudo. Foi uma grande confluência! Conheça o movimento por meio do site do movimento ou pelos relatos aqui no site do CTA e acompanhe as discussões no fórum do GOSH.

Gratidão.

Grande abraço a todes!

RE: Desenvolvimento da nova placa das Estações - Added by Leonardo Sehn about 4 years ago

Olá, Comunidade das Estações Meteorológicas Modulares!

Desde então tivemos uma série de atualizações na placa. Foram identificadas algumas necessidades de correções na versão 0.8, como se pode perceber pelos testes relatados no Desenvolvimento 14.

Então foram lançadas a versão 0.9, como é possível acompanhar nos Desenvolvimentos 15 e 16, e depois dela a versão 0.9.5, que se pode acompanhar no Desenvolvimentos 17.

A versão 0.9 foi considerada funcional, e foi aplicada na instalação de uma EMM no ambiente externo do CTA, como se pode acompanhar nesta tarefa. Mas foram identificadas necessidades de melhoria.

A versão 0.9.5 veio para corrigir estes aspectos, e acabou resultando em algumas melhorias, mas uma das edições provocou um defeito que impediu a funcionalidade da versão. Ainda assim com algumas edições físicas na placa, foi possível fazê-la funcionar e ela foi implementada na instalação da EMMResidência Hacker no topo do Red Bull Station em São Paulo, que fizemos durante a Residência Hacker do Red Bull Basement e que pode ser acompanhada nesta tarefa.

A experiência na Residência Hacker foi muito legal, como contamos aqui. Foram feitos desenvolvimento de novos elementos das EMM além de melhorias, como na própria placa, e a rede de monitoramento ambiental cidadão agora está começando a se formar.

Para fazer uma versão mais madura e funcional da placa, está surgindo a versão 0.9.8 da placa de extensão EMM Memória, como é possível conferir no Desenvolvimento 18. Os desenhos foram feitos e já estão lá.

Agora, o próximo passo é gerar os códigos g e fresar a placa.

Para isso, convido a todes para uma sessão aberta de desenvolvimento da placa, na qual usarei o programa FlatCAM para gerar os códigos g da placa, mostrando passo a passo desta tarefa. A ideia é compartilhar este conhecimento com a comunidade e fazer um processo de fabricação colaborativo.

Então chegue mais no CTA, sala L110 do Instituto de Física da UFRGS, às 14:00 de segunda-feira, dia 16/10, para este primeiro encontro!

Se quiseres replicar o processo, traga seu computador, mas não é necessário.

Gratidão.

Grande abraço a todes!

RE: Desenvolvimento da nova placa das Estações - Added by Leonardo Sehn about 4 years ago

Olá, comunidade das Estações Meteorológicas Modulares.

Realizamos na segunda-feira o primeiro encontro de fabricação colaborativa da placa das EMM no CTA e foi um sucesso. Além de mim, estavam mais três companheiros na atividade (o Cris, o Pedro e o Daniel Mega), na qual foi descrita e realizada passo a passo a geração de códigos g necessários para a fabricação da placa com a fresadora PCI João-de-Barro, confira no Desenvolvimento 19. Foi bem legal.

Os códigos g gerados seriam perfeitos se a João-de-Barro tivesse a mesa com uma orientação de 90 graus com relação a que ela realmente tem.

Acabei cometendo um erro, pois aproveitei a orientação do desenho que tinha usado na última versão, que foi fresada em uma mesa com outra orientação.

A boa notícia, além da atividade ter transcorrido bem, é que teremos mais um encontro aberto para a geração de códigos g da placa.

Será na próxima segunda-feira, dia 23/10, às 19:30, no CTA. A duração estimada é entre 1 hora e meia e 2 horas.

Depois desse encontro, na quarta-feira, dia 25/10, às 10:00, a partir dos códigos gerados, faremos o primeiro encontro para usinagem das placas com a fresadora PCI João-de-Barro.

Este é um processo longo, com alguns intervalos longos, então posso auxiliar quem quiser/puder repetir o exercício de gerar os cógidos g durante a tarde.

Como não sei o quórum, sugiro que quem tem protetor auricular o traga. Agradeço a quem manifestar interesse ou confirmar participação na atividade por email diretamente pra mim.

Gratidão.

Grande abraço a todes.

RE: Desenvolvimento da nova placa das Estações - Added by Leonardo Sehn about 4 years ago

Olá, comunidade das Estações Meteorológicas Modulares.

Hoje tivemos o segundo encontro de fabricação colaborativa da placa das EMM.

Fizemos o processo de rotacionar a placa no KiCAD, como podemos conferir na imagem.

O encontro foi bem legal, e estiveram presentes também o Nícolas e o Paulo, ambos da física, além da Júlia e do Cris.

Infelizmente, tivemos um problema com o programa FlatCAM. Na último encontro geral do CTA o notebook do CTA parou de funcionar e tivemos que formatá-lo. Com isso, os programas tiveram que ser reinstalados.

O FlatCAM acabou apresentando um problema recorrente de decodificação. Isso atrasou a atividade em pouco menos de uma hora, o que acabou inviabilizando terminá-la hoje.

Acabei fazendo uma alteração no arquivo FlatCAMObj.py, incluindo abaixo das linhas de importação o seguinte código:

1   import sys
2   reload(sys)
3   sys.setdefaultencoding('utf8')

E isso corrigiu o problema de decodificação.

Com isso, continuaremos o encontro amanhã pela manhã às 09:30 no CTA.

O encontro para usinagem segue marcado para quarta-feira, a partir das 10:00, no CTA.

Até lá!

Gratidão!

Grande abraço a todes.

RE: Desenvolvimento da nova placa das Estações - Added by Leonardo Sehn about 4 years ago

Olá, comunidade das Estações Meteorológicas Modulares.

Hoje concluímos as atividades do segundo encontro de fabricação colaborativa das EMM.

Realizamos a geração dos códigos g, desta vez com a orientação correta, prontinhos para serem lançados na Fresadora João-de-Barro Pro.

Foi uma ótima experiência, pois abordou também como essas etapas de desenvolvimento podem ter empecilhos, mas é possível superar e seguir adiante.

Hoje participamos eu e a Júlia, gerando muito código g, e fizemos como manda o figurino, já saímos do CTA com a documentação prontinha, que pode ser conferida aqui na tarefa de desenvolvimento.

Amanhã seguimos o baile com o terceiro encontro de fabricação colaborativa, com a etapa de usinagem da placa.

Será a partir das 10:00 no CTA, e deve se estender ao longo de toda a tarde. Quem tiver, que traga protetores auriculares, por favor.

Chega mais.

Gratidão.

Grande abraço a todes!

RE: Desenvolvimento da nova placa das Estações - Added by Leonardo Sehn about 4 years ago

Olá, comunidade das Estações Meteorológicas Modulares.

Na quarta-feira, dia 25, realizamos o terceiro encontro de fabricação colaborativa das Estações Meteorológicas Modulares, no qual fresamos a primeira face da placa.

Compareceram, além de mim, a Júlia e o Cristthian, todos bem equipados com os equipamentos de proteção.

Fizemos muitas furações de tamanhos diferentes, o que nos fez realizar diversas trocas de ferramentas, matéria na qual o pessoal ficou craque.

Um problema que encontramos foi nossa definição de parâmetros para a fresadora, de altura da mesa e da placa. Na etapa de furação este erro não ficou claro, mas na hora de realizar a fresa percebemos que a ferramenta não alcançava altura da placa pela nossa definição de código g. Então percebemos que haviam sido usados os parâmetros da primeira João-de-Barro e não os da versão Pro.

Portanto, tivemos que alterar os códigos g diretamente no arquivo de texto, o que foi uma boa experiência de como contornar alguns problemas simples. O primeiro lado da placa ficou bom, e pudemos seguir adiante.

Já na quinta-feira, dia 26, quando realizamos nosso quarto encontro de fabricação colaborativa, seguimos com a segunda face da placa. Estávamos presentes eu, a Júlia, o Cris e o Marcelo.

Em um determinado ponto da fresa, em uma área específica da placa, verificamos que o isolamento das trilhas não estava sendo efetivamente realizado, e a ferramenta estava apenas riscando a placa. Para resolver este aspecto, alinhamos a ferramenta para a fresa especificamente naquele ponto da placa, além de pressionar novamente a placa para garantir a adesão à mesa de sacrifício da fresadora.

Defeito na fresa.

Problema resolvido, isolamento bem executado.

Resultado final da fresa.

Outro detalhe que tivemos de resolver foi o do perfuramento incompleto das furações de 1.0 mm, o qual percebemos quando realizamos a inversão da placa. Realizamos, então, a geração de códigos g específicos para este diâmetro de furação, desta vez com a orientação necessária para a face superiora.

Detalhe para a etapa de remoção do cobre.

Confira alguns detalhes de nossos avanços na tarefa #334.

Por essas e outras, foi uma experiência proveitosa a todes envolvides, na qual superamos as pequenas dificuldades no caminho e saímos com uma placa lindona de noite.

Nos próximos encontros, temos as missões de estanhar, soldar e testar. Para enfim, partir para a instalação.

Estes próximos encontros estão ainda sem data definida, mas voltarão a ocorrer nas próximas semanas. Fica atento, as divulgações serão feitas por aqui e/ou pelas listas de emails.

Gratidão.

Grande abraço a todes.

RE: Desenvolvimento da nova placa das Estações - Added by Leonardo Sehn almost 4 years ago

Olá, comunidade das Estações Meteorológicas.

Ao longo dessas últimas semanas, realizamos as atividades do Quinto Encontro de Fabricação Colaborativa das EMM, que acabou ficando separado em sessões ao longo de diferentes dias. Isso era esperado, pois a etapa que realizamos foi a de estanhamento da placa e soldagem dos componentes nela, uma etapa tipicamente demorada e trabalhosa.

Começamos aplicando o estanho ao longo de toda a camada condutora da superfície da placa, para a qual tivemos um reforço aqui no CTA.

Agora contamos com o breu, uma resina de pinheiro, que diluída em álcool isopropílico é uma alternativa mais limpa e menos tóxica para fluxo de solda do que outras comercialmente disponíveis. O fluxo de solda ajuda na adesão do estanho.

Esta etapa é trabalhosa pois temos que ir espalhando o estanho por todos os cantinhos da placa. Foi assim que pegamos ela quando ela saiu da fresadora.

E depois de algumas boas horas de trabalho.

E mais algumas, com uma mãozinha do breu.

Foi assim que ela ficou.

Com isso feito, pudemos seguir para o passo seguinte: soldar os componentes na placa. Esta é uma etapa divertida, pelo seu aspecto de montagem, mas também bastante trabalhosa. Começamos com os componentes menores e mais simples, e fomos complexificando aos poucos, até chegar nos componentes maiores. Isso facilita o processo de solda, pois pode ser bem desafiador acessar os terminais de alguns componentes.

Eu comecei pilotando o ferro de solda.

Mas com o tempo, mais pessoas tiveram a oportunidade, e o Cris acabou ficando com um ritmo de solda bem legal.

Mais pessoas, que haviam acompanhado outros encontros, também apareceram em alguns momentos para conferir as atividades, como o Daniel e o Pedro, além do Victor, que ainda não tinha participado.

Eu e o Daniel, concentrados no processo.

Para completar, fizemos alguns testes de contato com o multímetro para verificar se nossa solda havia sido bem executada: e foi!

Ao final, saímos com uma placa lindona, repleta de componentes maneiros.

E pronta para a etapa derradeira: a etapa de testes!

Então é isso, nosso próximo e Sexto Encontro de Fabricação Colaborativa será a etapa de testes, feita em todos os protótipos, e será amanhã, dia 14/12, às 15:00, no CTA. Para conferir mais detalhes do desenvolvimento, dá uma conferida na tarefa #334.

Gratidão.

Grande abraço!

RE: Desenvolvimento da nova placa das Estações - Added by Leonardo Sehn almost 4 years ago

Olá, comunidade das Estações Meteorológicas Modulares!

Nos últimos dias, tivemos uma série de avanços no desenvolvimento da placa de controle das EMM.

Para abrir as boas notícias, tivemos o Sexto Encontro de Fabricação Colaborativa das EMM, durante o qual realizamos todos os testes da Versão 0.9.8 da placa, como pode ser conferido na tarefa #334, e ela passou em todos, tendo sido considerada plenamente funcional e pela primeira vez sem necessidade de ajustes, o que nos permite que a próxima versão seja a Versão 1.0! Oh yeah!

A Versão 0.9.8 foi então prontamente instalada na área externa do CTA, em substituição à Versão 0.9.5. Problemas no servidor impediram que novos dados fossem enviados, mas assim que esse problema for resolvido, dados desta estação serão enviados.

Então, na sequência, foram feitos pequenos ajustes no esquemático e no desenho da placa, que corrigem algumas indicações equivocadas, mas que não interferem em sua funcionalidade. Esta é a nossa Versão 1.0 da placa, que pode ser conferida no Desenvolvimento 23 da tarefa #334.

Seguimos de vereda para o Sétimo Encontro de Fabricação Colaborativa das EMM, no qual botamos pra fresar a Versão 1.0 da placa.

Ops!

Superando algumas intempéries, como desnivelamentos, interrupções na usinagem e até mesmo uma ejeção da placa durante a usinagem, tudo deu certo.

Segura firme!

Agora sim!

Boa parte desses erros credita-se a uma mesa de sacrifício já desgastada, que já cumpriu seu papel muitas vezes e merece agora um novo nivelamento ou um descanso.

Com a Versão 1.0 usinada e em mãos, seguimos animados para as etapas seguintes!

Oh yeah!

Partimos então para o estanhamento da placa, que não foi realizado no CTA, o que nos fez interromper brevemente o ciclo de Encontros de Fabricação Colaborativa. Ainda assim, tudo deu certo, e superando algumas necessidades infraestruturais, foi realizado o estanhamento da placa.

Conexões ok!

Enfim, começamos a solda dos componentes na placa para executar sua montagem. Foram soldadas as vias e os resistores com sucesso, e agora voltaremos para o CTA para concluir esta montagem e retomar os Encontros de Fabricação Colaborativa.

Mas que baita placa!

Então é hoje. Agora! Seguimos a partir das 16:00 com o Oitavo Encontro de Fabricação Colaborativa das EMM, no CTA. Só chegar!

Cheguem mais e bora fazer junto!

Gratidão.

Grande abraço a todes!

(1-9/9)