Eletrônica

Câmera digital funciona sem gastar energia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/04/2015

Este é o sensor CCD customizado, que captura imagens em um ciclo e gera eletricidade em outro. [Imagem: Computer Vision Laboratory/Columbia Engineering]

Sensor híbrido

Engenheiros usaram componentes comuns encontrados em câmeras digitais para criar uma filmadora totalmente auto-alimentada - ela mesma gera a energia necessária ao seu funcionamento.

O protótipo produz uma imagem a cada segundo, por tempo indeterminado, bastando que a cena esteja razoavelmente iluminada - ela funciona mesmo em ambientes internos.

Isto é possível porque cada pixel da câmera não apenas detecta e mede a luz incidente que irá formar a imagem, como também converte essa luz incidente em energia elétrica.

"Uma câmera que pode funcionar como um dispositivo desplugado para sempre - sem qualquer fonte de alimentação externa - será incrivelmente útil. Esperamos que as imagens digitais viabilizem muitos campos emergentes, incluindo dispositivos portáteis, redes de sensores, ambientes inteligentes, a medicina personalizada, bem como a Internet das Coisas," disse o professor Shree Nayar, da Universidade de Colúmbia, nos Estados Unidos.

Câmera e painel solar

Embora as câmeras digitais e os painéis solares tenham finalidades distintas - os sensores CCD das câmeras medem a luz, enquanto as células solares convertem a luz em energia - ambos são construídos essencialmente com os mesmos componentes.

Para captar a imagem de uma cena, cada pixel de uma câmera tem um fotodiodo, que produz uma corrente elétrica quando exposto à luz. O fotodiodo capta a luz, mede sua intensidade e passa a informação para que o circuito da máquina construa a imagem.

Uma célula solar é também um fotodiodo que faz o mesmo trabalho de converter a luz incidente em energia elétrica, só que, em vez de enviar a informação para compor uma imagem, simplesmente disponibiliza a corrente para uso externo.

Protótipo da câmera, capaz de fazer imagens razoáveis com seu sensor experimental de 1.200 pixels. [Imagem: Computer Vision Laboratory/Columbia Engineering]

Em outras palavras, o fotodiodo do pixel da câmara é usado no modo fotocondutor, enquanto o fotodiodo da célula solar é utilizado no modelo fotovoltaico.

O que Nayar e seus colegas fizeram foi construir um circuito que alterna o funcionamento dos fotodiodos entre o modo fotovoltaico e o modo fotocondutor. Em um ciclo os pixels são usados para captar a imagem; no ciclo seguinte eles geram energia, e assim sucessivamente, fazendo com que a câmera capture imagens continuamente, gerando sua própria energia.

Câmera eterna

O protótipo, construído com componentes disponíveis comercialmente, possui um sensor de imagem com apenas 30x40 pixels, suficientes para fazer imagens reconhecíveis de uma pessoa.

Quando a câmera não está sendo utilizada para captar imagens, ela pode ser ajustada para gerar energia para outros dispositivos - para recarregar um celular ou um relógio, por exemplo.

"Acreditamos que nossos resultados são um passo significativo rumo ao desenvolvimento de uma geração inteiramente nova de câmeras que podem funcionar por um longo período - idealmente, para sempre - sem serem alimentadas externamente," finalizou Nayar.

Informática

Programas mais eficientes economizam bateria

Com informações da Cordis - 09/04/2015

Transparência Energética

Quando se fala em economizar baterias dos notebooks, tablets e celulares, o foco até agora tem sido o hardware - fazer componentes que gastem menos energia.

Mas o hardware é apenas uma parte da história - e, talvez, até mesmo a parte menor.

Mesmo com os hardwares seguidamente otimizados disponíveis hoje, grande parte do potencial de economia de energia continua sendo desperdiçado por programas ineficientes, que consomem recursos importantes que poderiam ser poupados.

Isto é o que demonstrou um projeto financiado pela União Europeia, chamado ENTRA, que tem como sobrenome "Transparência Energética em Sistemas Integrados" e que reuniu pesquisadores de várias instituições e vários países.

Semântica e energia

A equipe criou um software que analisa a semântica da programação dos aplicativos e aponta aos programadores quanta energia será consumida por cada rotina que eles estão escrevendo.

A ferramenta funciona juntamente com o programa em desenvolvimento e, por meio da análise do código e da modelagem do consumo de energia, mostra o quanto cada porção do código que vai sendo escrita irá custar em termos de uso de energia do aparelho.

Em vez de ter que terminar o programa e instalá-lo em uma máquina para saber o quanto ele consome de bateria, o programador vai acompanhando a previsão de consumo conforme escreve o código, podendo então fazer otimizações ou melhores escolhas de projeto.

"Compare isso com a medição da eficiência de combustível de um carro," explica o professor John Gallagher, da Universidade de Roskilde, na Dinamarca. "Você compra um carro supondo que ele irá fazer, digamos, 12 km por litro, mas é claro que isso dependerá do modo como você o dirigir. O mesmo é verdade para a computação."

Devoradores de energia

A ferramenta mostra o consumo de energia em termos de Watts (consumo de energia) ou no gasto absoluto de energia (a energia necessária para terminar a tarefa), dependendo da velocidade do processador (GHz).

Para ter o maior alcance prático possível, os pesquisadores estão testando seu protótipo em três dispositivos tipicamente devoradores de energia: processamento de áudio em tempo real, controle de robôs e motores e distribuição de dados em rede em tempo real.

O projeto terminará em Setembro deste ano, quando então serão anunciadas as formas de disponibilização da nova ferramenta para os programadores.

Sinal analógico de TV

Plantão

Sinal analógico de TV começa a ser desligado

Com informações da Agência Brasil - 09/04/2015

Fim do sinal analógico

As emissoras de televisão começaram a veicular as campanhas obrigatórias sobre o calendário para o fim das transmissões analógicas de TV em canais abertos.

O teste de desativação será iniciado em novembro deste ano, no município de Rio Verde, em Goiás, mas os desligamentos serão feitos a partir de abril do ano que vem, no Distrito Federal e em mais 11 cidades do entorno da capital, onde os comerciais serão veiculados na programação local.

Com o desligamento da TV analógica, a programação aberta ficará disponível apenas em formato digital, o que vai melhorar a qualidade de som e imagem da programação, mas exige a substituição da antena e, no caso das TVs mais antigas, a aquisição de um conversor.

4G

A Anatel (Agência Nacional de Telecomunicações) estipulou prazo até novembro de 2018 para que todos os municípios brasileiros tenham a transmissão digital. Pelo cronograma previsto, este ano começam as transmissões exclusivamente digitais nas regiões metropolitanas de São Paulo, Belo Horizonte, Goiânia e do Rio de Janeiro.

Com a transição para a TV digital, a faixa de radiofrequência ocupada pela TV analógica será liberada e usada por empresas de telecomunicações para a prestação de serviços móveis de quarta geração (4G).

• TV digital precisará de filtros contra interferências do 4G

Como migrar para TV digital

O desligamento do sinal analógico será feito a partir do momento em que o sinal digital esteja disponibilizado a, no mínimo, 93% dos domicílios da região. A população de cada localidade será informada do desligamento um ano antes que ele ocorra, com inserções diárias na programação televisiva. O desligamento do sinal analógico deverá atingir 30 milhões de famílias.

Quem usa antena parabólica, ou é assinante de TV a cabo, não terá de passar por nenhuma adaptação. Os detalhes das mudanças, como fazer a adaptação e o cronograma de desligamento de todo o Brasil estão disponíveis no site www.vocenatvdigital.com.br ou no telefone 147.

Bateria de alumínio

Energia

Bateria de alumínio recarrega em 1 minuto

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/04/2015

O protótipo da bateria de alumínio é rápido, flexível e muito durável. [Imagem: Mark Shwartz/Stanford University]

Rápida e durável

Pesquisadores das universidades de Stanford e Taiwan criaram uma bateria de alumínio que recarrega rapidamente, é muito segura e poderia ser fabricada a baixo custo.

O protótipo recarrega completamente em apenas um minuto e suportou 7.500 ciclos de carga e recarga sem degradação - para comparação, uma bateria de lítio tem durabilidade prevista de 1.000 ciclos.

"Nós desenvolvemos uma bateria recarregável de alumínio que pode substituir os atuais dispositivos de armazenamento, tanto as baterias alcalinas, que são ruins para o meio ambiente, quanto as baterias de íons de lítio, que ocasionalmente explodem em chamas," disse o professor Hongjie Dai.

Para demonstrar a segurança da nova bateria, Dai furou o protótipo enquanto ele era usado, e ele não pegou fogo.

Bateria de alumínio

O alumínio é um material interessante para baterias porque é relativamente barato - é mais barato do que o lítio - e tem potencial para armazenar uma grande quantidade de carga.

Mas ninguém até hoje conseguiu viabilizar uma bateria de alumínio que produzisse uma tensão suficiente e fosse durável.

A solução encontrada pela equipe integra um eletrodo negativo de alumínio com um eletrodo positivo de um tipo especial de grafite. Os dois são mergulhados em um eletrólito de líquido iônico no interior de um invólucro recoberto por polímero.

"O eletrólito é basicamente um sal que é líquido a temperatura ambiente, de forma que ele é muito seguro," disse Ming Gong, principal criador da bateria ao lado do seu colega Meng-Chang Lin.

O alumínio se dissolve no eletrodo negativo, enquanto íons contendo alumínio migram para os espaços entre as camadas de grafite no eletrodo positivo. No recarregamento, dá-se o inverso, depositando-se o alumínio metálico de volta no eletrodo negativo. [Imagem: Meng-Chang Lin et al. - 10.1038/nature14340]

Desafios a vencer

Mas nem tudo está pronto para que as baterias de alumínio cheguem às prateleiras.

Apesar de muito durável e de conservar a tensão gerada ao longo de milhares de ciclos de carga e descarga, o protótipo gera uma tensão baixa, cerca de metade da gerada por uma bateria de lítio. Os esforços da equipe irão se concentrar agora nesse aspecto.

Além disso, a "injeção" dos íons de alumínio entre as camadas de grafite faz o material se expandir, contraindo-se quando a energia é consumida. Por isso a equipe escolheu um invólucro flexível, mas será um desafio compatibilizar essa "bateria pulsante" com os invólucros rígidos dos aparelhos eletrônicos.

"Fora isso, a nossa bateria tem tudo o mais que você poderia sonhar em uma bateria: eletrodos de baixo custo, boa segurança, carregamento de alta velocidade, flexibilidade e ciclo de vida longo. Eu a vejo como uma nova bateria em seus primeiros dias. É muito emocionante," disse o professor Dai.

Bibliografia:

An ultrafast rechargeable aluminium-ion battery
Meng-Chang Lin, Ming Gong, Bingan Lu, Yingpeng Wu, Di-Yan Wang, Mingyun Guan, Michael Angell, Changxin Chen, Jiang Yang, Bing-Joe Hwang, Hongjie Dai
Nature Physics
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nature14340

Motores de carros feitos de plástico

Mecânica

Mecânica

Motores de carros feitos de plástico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/04/2015

O próximo passo será construir um motor multicilindro, que já deverá ter também o virabrequim de plástico. [Imagem: Fraunhofer ICT]

Motor de plástico

Os plásticos estão chegando à única parte dos automóveis que parecia ser território exclusivo dos metais: os motores.

Engenheiros alemães e japoneses, trabalhando conjuntamente, construíram o primeiro bloco de motor de plástico reforçado com fibras.

Uma das formas mais simples de reduzir o consumo de combustível é reduzir o peso dos carros, mas a substituição dos metais por plásticos já chegou a um nível tal que a opção restante vinha sendo a substituição do aço por metais mais leves ou por fibras especiais - mas ambos são caros demais.

Bloco de cilindros

Um motor de plástico não era algo esperado para tão cedo, mas a equipe do Instituto Fraunhofer e da Sumitomo Bakelite apresentou um protótipo que comprova que esta é uma opção viável.

"Nós usamos um compósito reforçado com fibras para fabricar um bloco de cilindros para um motor experimental monocilíndrico," conta Lars-Fredrik Berg, gerente de desenvolvimento do projeto.

"O bloco de cilindro pesa cerca de 20% menos do que seu equivalente de alumínio e tem o mesmo custo," acrescentou, destacando os desafios do projeto, que envolveram fazer com que o plástico resista a temperaturas extremas, alta pressão e vibrações, sem deformar ou trincar.

Materiais com características assim são conhecidos há algum tempo, mas sua manufatura é complicada, exigindo a fabricação quase artesanal de cada peça, algo impensável para a indústria automobilística.

Híbrido metal-compósito

Para trazer o material para a linha de produção, a saída foi construir uma peça híbrida, não perdendo tempo com as partes mais delicadas. Isto inclui, por exemplo, a chamada camisa do pistão.

O mesmo instituto já havia produzido algumaspeças de plástico para trens. [Imagem: Fraunhofer ICT]

"Primeiro nós analisamos o projeto do motor e identificamos as áreas sujeitas a maiores cargas térmicas e mecânicas. Nessas áreas nós usamos inserções de metal para reforçar sua resistência ao desgaste," conta Berg.

Os blocos de plástico estão sendo fabricados com plásticos termorrígidos granulados, acrescidos de fibra de vidro, em um processo de moldagem por injeção. O material compósito é fundido, e solidifica-se depois de ser injetado no molde sob pressão.

Menos ruído e menos calor

Os testes do protótipo do motor de plástico mostraram dois ganhos adicionais inesperados: ele emite menos ruído e irradia menos calor do que os motores inteiramente metálicos.

A equipe anunciou que já está trabalhando na construção de um motormulticilindro, que já deverá ter também o virabrequim de plástico.

Redação do Site Inovação Tecnológica - 

Pilha que quica não está necessariamente descarregada

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/04/2015

As pilhas começam a quicar a partir dos 70% de carga, mas praticamente não há diferença a partir da metade da energia. [Imagem: Shoham Bhadra et al. - 10.1039/C5TA01576F]

Teste do quicar das pilhas

Apesar de ter viralizado na internet, com uma grande quantidade de vídeos e artigos de blogs disseminando a ideia, deixar suas pilhas caírem no chão para ver o quanto elas saltam não é uma técnica efetiva para medir se pilhas e baterias ainda estão boas ou se estão prontas para serem descartadas.

O fato é que uma pilha nova, ao cair no chão, praticamente não quica, enquanto uma pilha já usada salta bastante alto.

Mas daí a concluir que a pilha está descarregada é outra história.

"A altura do salto não lhe diz se sua bateria está pifada ou não, ela apenas lhe diz se sua bateria é nova," explica Daniel Steingart, da Universidade de Princeton, que colocou a prática à prova juntamente com seu colega Shoham Bhadra.

Repetindo testes à exaustão com pilhas e baterias nas mais diversas condições, os pesquisadores verificaram que a altura do repique da pilha que cai no chão aumenta rapidamente conforme a pilha começa a ser usada, mas depois se estabiliza.

Na verdade, uma pilha com 50% de carga salta ligeiramente mais alto do que uma pilha descarregada, esta sim, pronta para ser descartada.

Por que as pilhas saltam

Além do teste mais fácil de deixar as pilhas caírem, os pesquisadores analisaram imagens de raios X que ajudaram a revelar as diferenças nas alturas dos saltos, que têm a ver com a forma como as baterias liberam a eletricidade armazenada quimicamente.

A altura do repique das pilhas tem a ver com seu conteúdo de óxido de zinco. [Imagem: Shoham Bhadra et al. - 10.1039/C5TA01576F]

Nas pilhas comuns e alcalinas, a eletricidade é gerada por uma reação química na qual o zinco metálico transforma-se em óxido de zinco, que começa a circundar o núcleo central da pilha como se fosse um anel - quanto mais a pilha se desgasta, mais grosso fica esse anel de óxido de zinco.

"O zinco começa como uma massa densa de partículas, que se movem sem problemas umas entre as outras," explica Steingart. "Quando o zinco se oxida, ele forma pontes entre as partículas, e se torna algo mais parecido com uma rede de molas. É isso o que dá à pilha sua capacidade de repicar."

Isso não é nenhuma surpresa, lembra o pesquisador, já que o óxido de zinco é adicionado a bolas de golfe para que eles saltem mais e reajam mais fortemente à batida dos tacos.

A novidade é que a capacidade de saltar das pilhas atinge um máximo por volta dos 50% de carga, e então se estabiliza. Assim, descartar pilhas só porque elas saltaram mais alto do que uma pilha nova pode significar que você está jogando fora até metade da energia pela qual pagou.

Bibliografia:

The Relationship between Coefficient of Restitution and State of Charge of Zinc Alkaline Primary LR6 Batteries
Shoham Bhadra, Benjamin J. Hertzberg, Andrew G. Hsieh, Mark Croft, Joshua W. Gallaway, Barry J. Van Tassell, Mylad Chamoun, Can Erdonmez, Zhong Zhong, Tal Sholklapperh, Daniel A. Steingart
Journal of Materials Chemistry A
Vol.: Advance Article
DOI: 10.1039/C5TA01576F

LEC: um LED que pode ser tecido

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/03/2015

Protótipo da célula emissora de luz, ou LEC. [Imagem: Huisheng Peng]

Tecidos eletrônicos

Os e-tecidos, ou tecidos eletrônicos, prometem coisas como computadores de vestir eroupas capazes de recarregar celulares e outros aparelhos portáteis.

Mas já há quem pense em telas incorporadas na própria roupa, o que tem levado ao desenvolvimento de LEDs na forma de fibras flexíveis.

A maior esperança, contudo, veio com os OLEDs, os LEDs feitos de compostos orgânicos, mas ninguém até agora conseguiu fazê-los funcionar a contento sobre fibras que possam ser usadas para tecer roupas.

LEC

Zhitao Zhang, da Universidade de Fudan, na China, criou então um novo componente, que já nasce projetado para ser tecido.

Zhang batizou o novo componente de LEC - Light Emitting electrochemical Cell, ou célula eletroquímica emissora de luz.

Cada LEC é formada por um fio muito fino recoberto com nanopartículas de óxido de zinco e, a seguir, por camadas de um polímero eletroluminescente e uma camada transparente de nanotubos de carbono.

O protótipo emite apenas nas cores azul e amarelo, mas a equipe afirma que será simples chegar ao verde e ao vermelho que viabilizariam a fabricação de telas tecidas - ou telas em tecidos.

Desafio maior será aumentar a vida útil das células emissoras de luz, porque os primeiros protótipos perdem o brilho com o uso.

Bibliografia:

A colour-tunable, weavable fibre-shaped polymer light-emitting electrochemical cell
Zhitao Zhang, Kunping Guo, Yiming Li, Xueyi Li, Guozhen Guan, Houpu Li, Yongfeng Luo, Fangyuan Zhao, Qi Zhang, Bin Wei, Qibing Pei, Huisheng Peng
Nature
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nphoton.2015.37

Robô de metal líquido mais próximo da realidade

Com informações da New Scientist - 23/03/2015

Exemplos de circuitos por onde a gota de metal líquido movimenta-se sem dificuldades. [Imagem: Jie Zhang - 10.1002/adma.201405438]

Robô em gotas

Em um dos filmes da série Exterminador do Futuro, mesmo quando o robô-matador T-1000 era derretido, as "poças" de metal líquido resultante escorriam umas em direção às outras até recriar o robô.

O protótipo construído por Jie Zhang, da Universidade Tsinghua, na China, não consegue ainda se estruturar em nenhuma forma reconhecível, mas ao menos as gotas conseguem mover-se autonomamente.

Metal líquido

As gotas usadas no experimento também são feitas de metal líquido, de uma liga de gálio, índio e estanho que permanece líquida a meros 30º C.

Quando colocada sobre uma solução de soda (hidróxido de sódio), ou mesmo de salmoura, e mantida sobre uma folha de alumínio, a gota de metal líquido transforma-se em uma espécie de motor líquido, movimentando-se por cerca de uma hora.

Zhang demonstrou movimentos do seu motor líquido em linha reta, seguindo uma pista circular e até mesmo espremendo-se por passagens de formatos irregulares.

"A máquina mole parece ser inteligente, e pode deformar-se a si mesma de acordo com o espaço no qual ela se movimenta, exatamente como faz o Exterminador do filme de ficção," disse o professor Jing Liu, coordenador da equipe.

E o professor entusiasma-se ainda mais, afirmando que o movimento autônomo da gota de metal líquido "levanta questões sobre a definição de vida": "Esses comportamentos incomuns lembram perfeitamente o comportamento dos organismos vivos na natureza."

Propulsão metálica

A equipe ficou intrigada com o comportamento da gota, mas acredita ter encontrado a explicação para esse movimento surpreendente.

Uma parte da propulsão é gerada por um desequilíbrio de cargas elétricas ao longo da gota metálica, que por sua vez gera uma pressão diferencial entre a parte da frente e a parte traseira da gota, o que a impulsiona para a frente.

Além disso, o alumínio sobre a qual ela é colocada acaba servindo como combustível ao reagir com o hidróxido de sódio, liberando bolhas de hidrogênio que dão um empurrão adicional na gota, aumentando sua velocidade.

Usos práticos

Liu afirma que um robô baseado nesse motor líquido poderá ser usado para monitorar o ambiente, transportar materiais no interior de dutos ou mesmo de vasos sanguíneos, embora não tenha havido ainda demonstração do mecanismo de propulsão funcionando sobre substratos não metálicos.

Talvez seja mais realista pensar em mecanismos mais simples acionados pelo princípio demonstrado neste experimento, como pequenas bombas, motores ou mecanismos de conversão de energia que possam ajudar os robôs tradicionais, mais "durões".

Bibliografia:

Self-Fueled Biomimetic Liquid Metal Mollusk
Jie Zhang, Youyou Yao, Lei Sheng, Jing Liu
Advanced Materials
Vol.: First published online
DOI: 10.1002/adma.201405438

BATERIAS DE LITIO

Energia

Finalmente um avanço nas baterias de lítio?

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/03/2015

O novo material é mostrado com (esquerda) e sem o lítio (direita).[Imagem: HIU]

Densidade de energia

Pesquisadores alemães descobriram uma forma de acondicionar uma quantidade inédita de íons de lítio em um material hospedeiro.

Esse material, a ser usado no polo negativo da bateria (catodo), permite aumentar enormemente a capacidade de armazenamento das baterias de íons de lítio, a melhor tecnologia de armazenamento de eletricidade disponível atualmente, mas que está virtualmente estagnada há vários anos.

Hoje, os íons de lítio ficam em pequenas cavidades, chamadas interstícios, de uma estrutura hospedeira, normalmente feita de óxidos metálicos. Funciona bem, mas não é possível aumentar a densidade de armazenamento porque não dá para colocar mais do que um íon de lítio por unidade da fórmula.

O novo princípio de armazenamento e o material que o viabiliza - cuja fórmula é Li₂VO₂F - permitem guardar até 1,8 íon de lítio por unidade da fórmula.

Isto permite alcançar 420 mAh/g (miliamperes-hora por grama de material) a uma tensão de 2,5 V. Como resultado, a bateria pode alcançar uma densidade de energia por volume de até 4.600 Wh/L (Watts-hora por litro), em comparação com os cerca de 650 Wh/L das baterias atuais.

Rede atômica

Um aumento de densidade de energia nesta magnitude foi possível porque o material não armazena o lítio nos interstícios, mas diretamente na rede atômica do material, que tem uma estrutura cúbica muito densa.

Apesar de acondicionados na rede atômica, os íons de lítio mantêm uma alta mobilidade, essencial para o carregamento e uso de uma bateria recarregável. O mecanismo envolve sobretudo os átomos de vanádio, que capturam até duas cargas - ou as liberam - sem afetar a estrutura como um todo, que apenas se reduz em volume em cerca de 3% quando toda a energia da bateria é drenada.

"O princípio de armazenamento parece ser transferível para outras composições. Usando compostos de estrutura similar, nós já medimos densidades de energia ainda maiores do que as obtidas no sistema baseado em vanádio," disse o professor Maximilian Fichtner, do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe.

• Lítio-silício: finalmente uma bateria melhor?

Bibliografia:

Disordered Lithium-Rich Oxyfluoride as a Stable Host for Enhanced Li+ Intercalation Storage
R. Chen, S. Ren, M. Knapp, D. Wang, R. Witter, M. Fichtner, H. Hahn
Advanced Energy Materials
Vol.: Article first published online
DOI: 10.1002/aenm.201401814

CARROS COM TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO

Informática

Carros ganham tecnologia da informação de código livre

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/03/2015

Protótipo foi testado em condições reais de tráfego. No painel central fica a interface do sistema que controla o Barramento de Serviços Automotivos. [Imagem: Florian Lehmann/TUM]

Tecnologia da informação automotiva

Com toda a eletrônica embarcada, os carros já viraram verdadeiros computadores ambulantes.

O problema é que está cada vez mais difícil integrar todos esses sistemas de processamento - alguns carros mais modernos já possuem até 80 sistemas eletrônicos diferentes.

Uma das maiores preocupações é a segurança, evitando que intrusos mal-intencionados possam ter acesso a sistemas que coloquem em risco a segurança dos passageiros e pedestres: o controle do motor e dos freios, por exemplo.

Para isso, engenheiros da Universidade Técnica de Munique, na Alemanha, criaram um novo sistema de "tecnologia da informação automotiva" de duas camadas que separa os sistemas que envolvem a segurança do veículo dos sistemas voltados ao conforto e diversão, incluindo o acesso à internet.

Barramento de Serviços Automotivos

A novidade é o isolamento da rede veicular tradicional, conhecida como barramento CAN (Controller Area Network), das demais funções eletrônicas.

As chamadas "funções de conforto" foram todas migradas para uma nova rede, batizada de BSA - Barramento de Serviços Automotivos (ou ASB - Automotive Service Bus) - que roda em um computador com acesso à internet ou redes externas.

O Barramento de Serviços Automotivos funciona como um canal de mensagens. Todos os componentes podem enviar e receber mensagens através deste canal, mas os sistemas essenciais para a segurança dos veículos só podem ser acessados no modo de leitura.

Apenas em situações claramente predefinidas, para executar funções programadas diretamente na ROM (memória somente para leitura) dos computadores internos, é que o barramento permite o acesso para controle. O objetivo é dar espaço para aplicações futuras, como os carros sem motoristas ou a interação com outros veículos para evitar acidentes.

"Exatamente como os aplicativos em um telefone celular, os componentes [de software] podem ser atualizados, adicionados ou apagados sem necessidade de visitar uma oficina," disse o engenheiro Michael Schermann, coordenador da equipe.

Código livre

De acordo com Schermann, o sistema já recebeu certificação das autoridades alemãs em testes reais em ruas e rodovias, e o Barramento de Serviços Automotivos deverá agora ser disponibilizado na forma de software livre, de código aberto.

O sistema é escrito em Java e a plataforma de hardware usada é a PandaBoard, fabricada pela Texas Instruments.

LIGHTORS - The world's first MONSTER Batteries!

TELAS DE LED

Eletrônica

Telas flexíveis de LED impressas em escala industrial

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/03/2015

É a primeira vez que a técnica funciona em atmosfera ambiente para impressões em larga escala e de grandes formatos. [Imagem: Juha Sarkkinen]

Impressão rolo-a-rolo

Os LEDs orgânicos - ou OLEDs - já estão em telefones celulares e telas de TV, ajudando a aumentar a vida útil das baterias e consumir menos energia elétrica.

Contudo, apesar de estarem na base da promessa de telas flexíveis e enroláveis, os OLEDs até agora têm sido montados sobre vidros rígidos, usando as mesmas técnicas usadas na construção dos seus primos inorgânicos, os LEDs tradicionais.

Essa deficiência agora está chegando ao fim.

Engenheiros de Centro de Pesquisas Técnicas da Finlândia desenvolveram um processo em escala industrial para imprimir painéis de OLED diretamente sobre plástico - ou qualquer outro material.

A técnica, que utiliza a impressão rolo-a-rolo, idêntica à usada na impressão de papel, usa um filme plástico de 0,2 milímetro de espessura, viabilizando finalmente a construção de telas flexíveis.

É a primeira vez que a técnica funciona em atmosfera ambiente para impressões de componentes eletrônicos orgânicos não apenas em larga escala, mas também em grandes formatos.

Outdoor digital e painel de luz

As técnicas atuais de impressão de OLEDs funcionam em lotes, com impressões de telas individuais de tamanhos específicos, enquanto o processo rolo-a-rolo funciona de forma contínua.

Segundo a equipe, o processo industrial já está pronto para ser utilizado para a fabricação de outdoors digitais, grandes painéis, placas de sinalização e painéis de iluminação, que poderão cobrir o teto ou paredes inteiras.

A luminosidade alcançada pelos OLEDs impressos pela nova técnica - medida em lumens por Watt - alcança cerca de um terço da luminosidade dos LEDs tradicionais, mas os componentes brilham em sua superfície inteira, enquanto cada LED é como uma lâmpada individual.

A equipe continuará trabalhando na impressão de componentes de maior brilho e melhor resolução, para tentar rivalizar com as telas de computadores e TVs.

Carro antialcoolismo

Mecânica

Carro antialcoolismo não liga com motorista bêbado

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/03/2015

O desenvolvimento do sistema antibêbado está utilizando um carro construído na própria universidade.[Imagem: INVDES]

Bafômero e cheirômetro

Estudantes de engenharia mexicanos desenvolveram uma interface para automóveis que detecta se o motorista está bêbado.

Se um indivíduo embriagado tentar dirigir o AlcoStop, o carro não liga.

O sistema funciona através de uma série de sensores colocados no volante, na alavanca de câmbio e no assento, que detectam através do suor e da exalação se a pessoa está alcoolizada.

Se o resultado for positivo, o sistema desativa o motor, impedindo que o carro seja ligado.

Adicionalmente, um equipamento de GPS que permite monitorar o veículo em tempo real envia um sinal a familiares ou amigos cadastrados, informando a localização do ébrio e seu veículo igualmente incapacitado.

"Assim que outra pessoa se senta ao volante, o sistema faz uma reavaliação e, se estiver habilitada, o carro volta a funcionar," conta a professora Karla Isabel García, coordenadora do projeto, feito por um grupo de três estudantes do Instituto Tecnológico de Cintalapa.

Alarme contra bêbado

A equipe agora está aperfeiçoando os sensores e efetuando os testes com pessoas que não apresentam muita transpiração, que podem passar por sóbrias na versão de protótipo.

A professora Karla afirma que o sistema poderá ser fabricado a um custo muito baixo, e poderá ser de interesse para frotas, carros de empresas e viaturas públicas, mas que também poderia ser instalado por qualquer pessoa.

"O ideal é que a pessoa compre e instale ela mesma. É praticamente como um alarme de carro voltado à detecção de álcool," disse ela.

semicondutor spintrônico

Eletrônica

Pós-silício: semicondutor spintrônico próximo da realidade

Com informações da Universidade de Michigan - 09/03/2015

Componentes spintrônicos podem combinar armazenamento temporário (RAM), armazenamento permanente (HD) e processamento em um único dispositivo. [Imagem: K. Ranmohotti et al. - 10.1021/ja5084255]

Vantagens da spintrônica

Um novo cristal de baixa simetria é o primeiro a apresentar propriedades spintrônicas em um material que é estável a temperatura ambiente e facilmente adaptável para uma grande variedade de aplicações.

A expectativa é que o cristal possa ser utilizado como material básico para os processadores spintrônicos, assim como o silício é a base para os dispositivos de computação eletrônicos.

Componentes spintrônicos permitem a combinação de funções que exigem componentes separados nos computadores atuais. Por exemplo, em vez de usar um processador para fazer cálculos, memória RAM para o armazenamento temporário e um disco rígido para armazenamento permanente, um único chip spintrônico poderia lidar com todas as três funções, reduzindo drasticamente o tamanho e o consumo de energia dos computadores.

Para isso, esses componentes usam tanto a carga do elétron, quanto o seu spin magnético, que pode apontar "para cima" ou "para baixo". E o spin dos elétrons fica estável em componentes muito menores do que os eletrônicos, uma vez que a carga dos elétrons torna-se errática conforme a miniaturização avança.

Semicondutor spintrônico

Os semicondutores de hoje são feitos dopando cristais de silício com outros elementos para ajustar as propriedades necessárias. Mas, para fazer semicondutores spintrônicos, é preciso adicionar átomos de diferentes tamanhos, e com flexibilidade para depositar esses átomos nos locais exatos onde eles são necessários.

"Mas, nos cristais mais usados, os 'buracos' têm todos a mesma forma e tamanho e são regularmente espaçados. Isso nos dá uma quantidade muito limitada de controle," explica o professor Pierre Poudeu, da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos.

Para superar esse problema, a equipe de Poudeu adotou uma abordagem diferente, criando uma estrutura cristalina totalmente nova.

Eles usaram uma mistura de ferro, bismuto e selênio para criar um cristal complexo, mas que oferece uma flexibilidade muito maior.

O cristal de baixa simetria tem lacunas de tamanhos variáveis localizados em diferentes distâncias graças a uma estrutura de camadas sobrepostas, permitindo uma dopagem seletiva.

Até agora, a equipe produziu e testou o novo composto apenas na forma de pó. O próximo passo será fabricá-lo na forma de películas finas, necessárias para a fabricação dos componentes spintrônicos - a expectativa é que essa etapa leve cerca de um ano.

Bibliografia:

Coexistence of High-T Ferromagnetism and n-Type Electrical Conductivity in FeBi2Se4
Kulugammana G. S. Ranmohotti, Honore Djieutedjeu, Juan Lopez, Alexander Page, Neel Haldolaarachchige, Hang Chi, Pranati Sahoo, Ctirad Uher, David Young, Pierre F. P. Poudeu
Journal of American Chemical Society
Vol.: 137 (2), pp 691-698
DOI: 10.1021/ja5084255