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By Daniel
Sistemas Micro eletromecânicos (Micro-Electro-Mechanical Systems, em inglês) é o nome dado para a tecnologia que integra elementos mecânicos, sensores e eletrônicos em um pequeno chip, que possui uma informação gravada que determina seu funcionamento e são considerados uma das tecnologias mais promissoras do século XXI. Podendo ser utilizada de celulares a projetos aeroespaciais e biotecnologia, essa classe de dispositivos causou uma revolução eletrônica nas últimas décadas através da combinação da microeletrônica baseada em silício com a tecnologia de micro usinagem. Assim, o objetivo deste artigo é introduzir os MEMS, esta fascinante tecnologia, capaz de modificar a vida como a conhecemos ou apenas agregar funcionalidades que tornarão seu sistema embarcado realmente embarcado.
MEMS: Fusão entre eletrônica e mecânica em escala micrométrica
Criado utilizando técnicas que se tornaram a base para a difusão desta tecnologia nos dias atuais, o primeiro dispositivo MEMS foi desenvolvido em 1967 pelo engenheiro americano Harvey C. Nathanson. Esse dispositivo, conhecido como Transistor de Porta Ressonante [1], tratava-se, resumidamente, de um sintonizador e seletor de frequências ativado eletrostaticamente, utilizado em circuitos de sintonia RF. Esta invenção o concedeu uma patente, dentre as mais de 50 existentes em seu nome, no ramo da eletrônica de estado sólido.
A tecnologia MEMS é a essência da computação analógica, capaz de sentir e reagir a estímulos externos naturais, se aproximando muito mais da realidade, ao invés do comportamento binário e artificial da computação digital. Cada vez mais usos para estes dispositivos inteligentes, capazes de responder ao ambiente de forma dinâmica e analógica. Imagine asas de aviões que sejam capazes de se remodelar quando em meio à turbulência.
Rover Curiosity da Nasa, um dos sistemas eletromecânicos mems mais avançados e confiáveis já criados -> Confira Aqui
A tecnologia MEMS é um processo de natureza multidisciplinar, uma combinação de conceitos da microeletrônica, engenharia mecânica, ciência dos materiais, física e química, reunidos para produzir sistemas integrados em um único chip, gerando dispositivos capazes de desempenhar funções de sensoriamento, controle e atuação.
Através do uso de técnicas de micro fabricação, que nada mais são do que manipulações do silício e outros substratos usando processos de micro usinagem, é realizada a integração de estruturas mecânicas (sendo elas móveis ou não), sensores, atuadores e eletrônica, tornando possível a sintetização de sistemas completos em escala micrométrica. Basicamente, a microeletrônica é o cérebro destes sistemas, responsável por toda a capacidade de processamento, já a tecnologia MEMS acrescenta olhos, ouvidos e músculos a dispositivos antes regidos, exclusivamente, pelas equações de Maxwell. Enquanto circuitos integrados tradicionais são desenvolvidos explorando as propriedades elétricas do silício, MEMS também consideram suas propriedades mecânicas.
A micro usinagem do silício, idealizada por Nathanson, tornou-se o processo fundamental para fabricação de dispositivos micro eletromecânicos e, em particular, de sensores e atuadores miniaturizados.
De uma maneira geral, sistemas micro eletromecânicos são formados pelos seguintes componentes:
Um dispositivo MEMS é caracterizado, principalmente, pela presença de sensores ou atuadores em conjunto com a microeletrônica, ou ainda, pela união de todos estes componentes simultaneamente em um mesmo dispositivo.
Os micro sensores são responsáveis por detectar as mudanças físicas do meio, sejam elas mecânicas, térmicas, magnéticas, químicas ou eletromagnéticas, e convertê-las em um sinal elétrico proporcional. A microeletrônica, por sua vez, processa essa informação e aciona os micro atuadores de forma que eles possam criar uma resposta a esta mudança, convertendo sinais elétricos em energia mecânica. Micro atuadores são largamente empregados em impressoras do tipo inkjet e em sistemas de foco automático de câmeras digitais.
Micro sensores e micro atuadores são o que há de mais importante em um dispositivo MEMS. Estes componentes são os transdutores de um sistema micro eletromecânico, responsáveis pela conversão de uma forma de energia em outra. Muitos destes transdutores foram desenvolvidos pela indústria microeletrônica, como, por exemplo, sensores de temperatura e luz, mas suas funcionalidades são potencializadas quando utilizados em MEMS.
Dependendo do mecanismo de sensibilidade e das grandezas observadas, estes transdutores podem ser mecânicos, térmicos, magnéticos, químicos ou de radiação. Dentre estes, talvez os mais conhecidos sejam os que exercem a função de sensores mecânicos, como o acelerômetro (capaz perceber variações de aceleração), o giroscópio (permite medir a velocidade de rotação e movimentos angulares), sensores de pressão e strain gauges (capazes de medir deformações)
Um motor de silício MEMS comparado a um fio de cabelo humano
À esquerda, o projetor digital de luz da Texas Instruments utilizado em projetores de vídeo e a direita, um sensor de movimento MEMS, utilizado em smartphones e tablets.
Ainda não convencido de quão próximo você pode estar da tecnologia MEMS?
Veja na imagem a seguir quantos sensores podem ser embarcados em um único smartphone e as funcionalidades que eles agregam a esse produto, antes conhecido simplesmente como telefone celular:
Conclusão:
O tamanho e a massa de um sensor podem alterar de forma significativa as características do objeto a ser monitorado, o que nos convence ainda mais sobre as vantagens da utilização de MEMS no desenvolvimento de sistemas embarcados.
MEMS é uma tecnologia de fabricação, uma nova metodologia para se desenvolver e criar dispositivos mecânicos complexos e sistemas totalmente integrados utilizando processos de fabricação em alta escala. Esta tecnologia representa uma drástica mudança de paradigma no que diz respeito ao projeto e fabricação de circuitos integrados. Talvez, um dos fatores que mais contribuam para seu crescente avanço seja a saturação encontrada na evolução dos circuitos digitais, fazendo com que esforços muito grandes tenham que ser empregados na obtenção de resultados cada vez menores. Está cada vez mais difícil acompanhar a Lei de Moore e, quanto mais o tempo passa, mais nos aproximamos do dia em que o silício deixará de ser a menina dos olhos da microeletrônica e venha a ser substituído, talvez pelo grafeno.
Apesar de só permitir a produção de dispositivos em larga escala há menos de 30 anos, a tecnologia MEMS vem avançando a passos largos graças, principalmente, ao interesse da indústria por estes sistemas integrados. Para se ter uma ideia, pesquisas passadas sugerem que memórias baseadas em MEMS tenham uma performance superior quando comparadas a memórias convencionais.
MEMS representam uma área de pesquisa muito extensa. Como só é possível abordar uma coisa de cada vez, os próximos artigos serão prioritariamente focados em uma subclasse da tecnologia MEMS, talvez a mais interessante delas: os sensores inerciais.
Quais novidades surgirão em função desta que foi considerada a maior evolução tecnológica depois da microeletrônica baseada em silício? Deixe sua opinião abaixo!
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By djsync
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By elias.girardi
O ano de 2020 trouxe muitas novidades para os usuários do Windows 10. Foram duas grandes atualizações batizadas de 20H1 e 20H2 que, dentre outras novidades, trouxeram uma reformulação do menu "Iniciar", diversas novidades para o Microsoft Edge e muito mais.
Agora, de acordo com o site Windows Central, a Microsoft se planeja para lançar grandes atualizações para o seu sistema operacional em 2021. Além de possivelmente permitir o uso de apps do Android no PC, a empresa também planeja lançar o "Cloud PC" e o já anunciado Windows 10X.
O Windows 10, apesar de ter recebido muitas novidades de recursos e na interface, ainda assim não trouxe mudanças significativas para seus recursos mais importantes. Mas isso pode estar prestes a mudar, pois parece que a Microsoft pretende concentrar novamente seus esforços no sistema operacional em 2021. Neste artigo, você pode conferir o que esperar de novidades para o Windows 10 em 2021.
Windows 10 terá duas atualizações em 2021
Para 2021, a Microsoft deve manter cronograma de 2 lançamentos, mas parece seguir o fluxo contrário de anos anteriores. A primeira atualização (21H1), que deve vir no começo do ano, está prevista para ser menor, assim como aconteceu com a 20H2 e a 19H2, enquanto as grandes mudanças virão somente na 21H2, que deve ser lançada no fim do ano.
É esperado que o Windows 10 receba uma grande atualização no fim de 2021 (Imagem: Reprodução/Windows Central)
Esta grande atualização do fim do ano apresentará recursos mais avançados e uma mudança significativa na interface, sendo mais moderna e mais consistente para os usuários.
Windows 10 pode ganhar apps do Android
Uma das maiores mudanças para o Windows 10 é a possibilidade de o sistema receber apps do Android. O Windows Central apurou que provavelmente os usuários poderão baixar os apps na Microsoft Store e executá-los diretamente no PC, sem a necessidade de um smartphone.
Atualmente, o Windows já possui este recurso através do app "Seu Telefone", mas requer conexão direta com o celular e está restrita apenas aos modelos Samsung Galaxy S20, S20+ e S20 Ultra.
Windows 10X
Anunciado em outubro de 2019, o Windows 10X é uma variação do sistema operacional que estará presente no Surface Neo, o tablet de duas telas que deve ser lançado apenas no primeiro semestre de 2021.
A Microsoft também possui planos para lançar o sistema para notebooks e tablets de médio porte, tentando se consolidar como um forte concorrente do Chrome OS. O sistema oferecerá mais segurança, melhor duração de bateria e desempenho, além de ainda ser capaz de executar os aplicativos do Windows.
Windows 10 Cloud PC
Para 2021, a Microsoft estaria planejando lançar um novo recurso para o Windows 10 chamado "Cloud PC", que disponibiliza uma versão do Windows na nuvem e permite que os usuários instalem apps que poderão ser transmitidos para qualquer dispositivo.
Esta também será a forma como os usuários do Windows 10X poderão acessar os apps do tipo win32, que não serão suportados pelo sistema. Além disso, também será possível sincronizar com a assinatura do Microsoft 365 (antigo Office 365), que oferece programas como Word, Excel e PowerPoint.
O novo recurso pode intensificar ainda mais os esforços da Microsoft com serviços em nuvem, visto que a empresa começou a testar recentemente no país o serviço Project xCloud, que faz streaming de jogos do Xbox para dispositivos Android.
E você, o que espera do Windows 10 para 2021? Deixe nos comentários a sua opinião!
Fonte: https://canaltech.com.br/windows/windows-10x-atualizacao-funcoes-novidades/
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By elias.girardi
Vantagens dos aviões elétricos
A empresa alemã Lilium fez com sucesso o primeiro teste de voo do seu avião elétrico incluindo as capacidades de decolagem e pouso verticais.
Uma das características mais marcantes em relação aos aviões tradicionais com a mesma capacidade, que precisam girar seus rotores (tiltrotor), é a simplicidade do projeto do Lilium. Com 36 motores elétricos fornecendo empuxo quase instantâneo em quase todas as direções, as superfícies de controle, como lemes, ailerons ou cauda, não são necessárias.
A eliminação também dos circuitos de lubrificação e das caixas de câmbio ajuda a eliminar peso para comportar as baterias. E também contribui para que o avião elétrico tenha aproximadamente o mesmo número de peças individuais que um carro, o que é 1.000 vezes menos peças do que um jato tradicional.
Além de tornar a aeronave mais simples e rápida de projetar, isso também significa menos manutenção e menos custo de operação.
Por isso a empresa está otimista de que seu avião elétrico possa entrar no mercado de aviação regional em poucos anos, afirmando que a aeronave "equilibra os requisitos concorrentes de alcance, velocidade e carga útil, ao mesmo tempo que oferece uma pegada de baixo ruído e os mesmos padrões de segurança das aeronaves comerciais de hoje".
[Imagem: Lilium GmbH]
Eficiência e silêncio
As quatro asas contribuem significativamente para a eficiência geral, fornecendo sustentação para suportar o peso da aeronave durante o voo horizontal, enquanto o projeto em duto dos 36 motores elétricos fornece uma vantagem significativa de eficiência em relação aos rotores abertos, bloqueando a formação de vórtices, ou fluxos em turbilhão.
E trabalhos de modelagem acústica permitiram construir motores que tornam a aeronave inaudível do solo quando ela voa acima de 400 metros de altitude, fazendo o mesmo barulho de um caminhão passando durante a decolagem.
Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=aviao-eletrico-faz-decolagem-pouso-verticais&id=010175201124#.X71ZP5xKgps
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By elias.girardi
Neste caso especial, a cor depende da direção de onde vem a luz que ilumina o objeto. [Imagem: Eser Metin Akinoglu et al. - 10.1002/adom.202001307]
Novo tipo de cor
A maioria dos materiais ao nosso redor tem uma determinada cor porque cada um absorve apenas parte do espectro solar. Por exemplo, as folhas de uma árvore nos parecem verdes porque absorvem a luz vermelha e a azul.
Alguns objetos, por sua vez, incluindo animais, criam cores de uma maneira diferente, baseando-se não em sua composição química, mas em variações na sua forma - são as chamadas cores estruturais.
As cores estruturais geralmente são criadas por difração, que acontece quando os raios de luz interferem uns nos outros conforme refletem nas superfícies. Os arco-íris e as manchas de óleo coloridas sobre a água são exemplos de cores estruturais, e o efeito também é responsável pelos incríveis tons vívidos das penas do pavão e das asas das borboletas.
Agora, cientistas australianos descobriram um mecanismo inesperado para gerar cores que ninguém havia percebido antes.
Para criar o efeito, Eser Akinoglu e seus colegas juntaram uma película muito fina de nitreto de silício a outra película um pouco maior de alumínio metálico. O campo elétrico - uma força criada pela atração e repulsão das cargas elétricas dos átomos - é muito forte onde os dois materiais se tocam.
Quando esse sanduíche inusitado foi iluminado, a interação de diferentes ondas de luz - chamada interferência óptica - na superfície do material criou cores brilhantes que não podem ser explicadas pela química (composição do material) e nem pela física (no sentido da estrutura física do material). Basta mudar as condições de iluminação para que a cor do material mude.
Isso amplia nossa compreensão do comportamento e das propriedades da luz e também pode ter aplicações práticas em tecnologias de detecção (sensores) e em dispositivos de segurança, diz a equipe.
A cor que você verá (ou não) depende da direção da iluminação, sendo gerada pelas conexões atômicas entre os dois materiais. [Imagem: Jasmine Lynch]
Cor direcional
Sob luz normal, o material funciona como um espelho, refletindo quase toda a luz visível. Mas quando ele é iluminado por apenas um feixe direcional de luz, o material assume cores vivas e iridescentes.
"Se você usar uma lanterna para iluminar a amostra em uma sala escura, o feixe de luz refletido se afastará de você para o outro lado da sala. A luz refletida nunca atinge seus olhos, apenas a luz dispersa pode atingir seus olhos.
"Quando a luz da sala está ligada, a luz vem de todos os lugares até a amostra e, portanto, você sempre verá a luz refletida viajando até seus olhos.
"O efeito é uma curiosidade completamente desconhecida que resulta em vermos cores. É algo fundamentalmente diferente," disse Akinoglu.
Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=descoberta-nova-forma-gerar-cores&id=010160201123#.X7urLZxKgps
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SOBRE O ELETRÔNICABR
Técnico sem o EletrônicaBR não é um técnico completo! Leia Mais...