A disponibilidade de acesso às redes de computadores e a Internet cresceu consideravelmente nos últimos anos. Cada vez mais as pessoas usam os computadores como ferramenta de trabalho e de aprendizado. A área de ensino à distância está se mostrando como uma alternativa promissora em um ambiente em que a comunicação eletrônica está cada vez mais eficiente. 

Com o uso de Laboratórios Remotos (usualmente denominados de Weblabs), existe a possibilidade de controlar e realizar medições em instrumentos remotamente. O Weblab pode ser definido como um laboratório que torna acessível, de modo interativo, seus recursos ou equipamentos através de uma rede. Essa acessibilidade remota torna possível que os usuários de um laboratório não precisem estar presentes no local onde existe a infra-estrutura necessária para realizar experimentos. Com os Weblabs, pesquisadores e alunos podem acessar e controlar equipamentos à distância usando um computador, como se estivessem presentes fisicamente no local onde estão os equipamentos.

Neste trabalho de iniciação científica estamos desenvolvendo um sistema de automação para os seguintes equipamentos do Laboratório de Meio de Transmissão (LMT) da PUC-Campinas: Fonte Laser Tektronix; Gerador de Dados Anritsu e Analisador de Espectro Tektronix.

Esses equipamentos poderão ser acessados remotamente através da Internet ou das redes de fibra óptica conectadas ao LMT na PUC-Campinas.

O primeiro passo tomado foi o de identificar junto aos usuários dos equipamentos e professores quais as necessidades com relação ao uso dos equipamentos. As necessidades básicas identificadas foram:

1. Controle a distância dos equipamentos e visualização dos dados capturados por eles;

2. Controle das pessoas que podem acessar o Weblab (controle de acesso);

3. Limitação do uso de algumas funções dos equipamentos para evitar a danificação dos equipamentos.

Com base nessas necessidades, procedemos da seguinte forma:

1. Pesquisa das formas de comunicação com os equipamentos: A interface GPIB foi a primeira opção na escolha para ser implementada no sistema como forma de comunicação com os equipamentos, pois é a interface que possibilita conexão de vários equipamentos simultaneamente e existente na maioria dos instrumentos, possibilitando dessa forma, uma maior abrangência caso fossem adicionados mais equipamentos ao sistema.

2. Escolher a metodologia de desenvolvimento mais adequada para resolver o problema. Foi necessário escolher uma metodologia de desenvolvimento que permitisse uma validação periódica das características do sistema. Dessa forma, foi escolhida a metodologia de desenvolvimento espiral, por ser a que mais se adequava a essas necessidades.

Foi feito um protótipo do software para controlar os equipamentos Fonte Laser Tektronix e Analisador de Espectro Tektronix. Esse protótipo está dividido em duas partes:

Cliente: É o software em contato direto com o usuário. Aqui estão localizados os controles através dos quais o usuário pode modificar os parâmetros desejados nos equipamentos, e o gráfico onde pode ser visualizada a tela do Analisador de Espectro. O Cliente pode ser executado em qualquer máquina que tenha acesso à Internet e que tenha Java instalado.

Servidor: Serve de interface entre o cliente e os equipamentos, aceitando as requisições vindas da rede e direcionando os comandos efetuados pelo usuário através do barramento GPIB para os equipamentos. O software do servidor é executado em uma máquina rodando sistema operacional Linux que fica localizado no Laboratório de Meios de Transmissão (LMT) da PUC-Campinas. Essa máquina tem a placa GPIB ISA instalada e é conectada fisicamente aos equipamentos através dos cabos GPIB.

Durante o desenvolvimento do protótipo, foi observado que a velocidade de aquisição dos dados para o Analisador de Espectro medida na aplicação cliente era muito baixa, resultando em uma taxa de quadros por segundo muito baixa (aproximadamente uma medida a cada 4 segundos).

Foi descoberto que o tempo que o equipamento demorava para enviar os dados através do barramento GPIB era o que estava aumentando demasiadamente o tempo total de aquisição dos dados. Fazendo as mudanças necessárias o tempo de aquisição dos dados caiu significativamente, aumentando a taxa de quadros por segundo para um valor aceitável para os usuários (aproximadamente uma medida a cada 300 milisegundos).

O Weblab construído no LMT está se mostrando uma ferramenta muito promissora para o controle de equipamentos remotamente. Causou grande interesse nas pessoas que viram as demonstrações no Segundo Workshop Internacional TIDIA e as demonstrações feitas no LMT, por ter a possibilidade de se tornar uma alternativa Software Livre à ferramenta Labview. Para que isso se torne realidade, seria necessária a continuação desse trabalho e a integração entre os outros trabalhos referentes ao controle remoto de equipamentos que estão sendo desenvolvidos no LMT.

Instituição de fomento: Pontifícia Universidade Católica de Campinas, CNPq

Trabalho de Iniciação Científica