Conheça a PQDB – A placa didática open hardware

O acesso a placas de prototipagem, como o Arduino, é muito fácil. No entanto, com relação à kits didáticos a realidade é um pouco diferente.

Visando resolver este problema, foi desenvolvida a PQDB (Pão de Queijo Development Board), uma placa didática baixo custo, fácil construção (caseira inclusive) compatível com qualquer placa que tenha o footprint do Arduino (5V ou 3.3V). Criada pelo professor Rodrigo Almeida e tornada possível por seus alunos da Universidade Federal de Itajubá, a PQDB foi criada para transformar a placa de processamento (Arduino, Chipkit, etc) num ambiente de desenvolvimento pronto para aprender os conceitos básicos de um sistema embarcado em linguagem C, passando pelos periféricos e chegando nas arquiteturas de desenvolvimento.

A utilização de uma placa como a PQDB, facilita o aprendizado de programação para sistemas embarcados. Isto se dá pois ela remove do processo os possíveis bugs ou erros de montagem do hardware. Deste modo a pessoa se preocupa apenas com o desenvolvimento do software.

Com relação aos periféricos, foi selecionado o conjunto listado abaixo. Esses periféricos abordam os conceitos que são básicos para o desenvolvimento de qualquer acionamento ou interface embarcada. Estes mesmos conceitos são abordados no livro Programação de Sistemas Embarcados (Elsevier), que, além de conter o projeto da placa, possui todas as suas atividades desenvolvidas com a PQDB. A lista apresenta os periféricos embutidos na placa e os conceitos abordados com cada um deles.

• Led RGB
  • Saídas digitais
  • Composição de bits
  • PWM

• Display de 7 segmentos
  • Saídas digitais
  • Multiplexação temporal
• LCD 16×2, compatível com HD44780
  • Saídas digitais paralelas
  • Protocolos de comunicação

• Teclado matricial
  • Entradas digitais
  • Varredura
  • Debounce de teclas
• Potenciômetro/LDR(sensor de luminosidade)/LM35(sensor de temperatura)
  • Elementos sensores diversos
  • Conversores analógico-digital
• Buzzer
  • Emissão de sons
  • Controle de frequência
  • PWM

• RTC DS1307
  • Comunicação serial (I2C)
  • Armazenamento de dados remotos
  • Operação com relógios
• Periféricos internos
  • Timer
  • Conversores analógico-digital
  • Interrupção
  • Watchdog

A utilização do livro como guia auxilia aqueles que estão começando visto que o material percorre cada um dos sistemas partindo daqueles mais simples. Além disso cada periférico possui seu próprio capítulo, onde ele é explicado, primeiramente, com relação ao circuito eletrônico e depois o impacto que este circuito apresenta na utilização do periférico. Por fim o código de acesso ao periférico é discutido e construído, permitindo que o leitor possa utilizá-lo como fundamento para os próximos capítulos.

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Para tornar viável a produção da placa, foi criada uma campanha de financiamento coletivo no Catarse, com diversas recompensas que favorecem desde hobbystas até quem gostaria de dar aulas com a placa.

A placa foi desenvolvida utilizando o KiCAD e seu projeto já está disponível no GitHub dos desenvolvedores, juntamente com os repositórios para as bibliotecas e exemplos (que estão sendo adicionados no decorrer da campanha). Os repositórios, a principio, estão divididos em três bases, uma para uso com Arduino, uma para uso com a KL05 e uma para uso com a plataforma mBed.

Repositório Arduino: https://github.com/projetopqdb/PQDB-Arduino

Repositório Freedom KL05Z: https://github.com/projetopqdb/PQDB-KL05Z

Repositório mBed: https://os.mbed.com/users/rmaalmeida/code/pqdb/

Mais informações sobre a placa estão disponíveis na campanha que foi criada e também na página do Facebook da placa.

Caso queira saber mais sobre o KiCAD, clique aqui e veja a série escrita por Luis Claudio Gambôa Lopes.