60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

Se comparada há alguns anos atrás, a disponibilidade de acesso às redes de computadores e a Internet cresceu assustadoramente. Cada vez mais as pessoas usam os computadores como ferramenta de trabalho e de aprendizado. A área de ensino a distância está se mostrando como uma alternativa promissora em um ambiente em que a comunicação eletrônica está cada vez mais eficiente. Porém sem uma forma de cursar disciplinas práticas para auxiliar o aprendizado teórico, o ensino a distância fica em desvantagem em relação ao ensino presencial convencional. 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 o Weblab, pesquisadores e alunos podem acessar e controlar equipamentos à distância usando um computador, como se estivessem presentes fisicamente no local onde estão os equipamentos. O objetivo do nosso trabalho consiste em controlar equipamentos de um laboratório de ensino e pesquisa em comunicações ópticas.

METODOLOGIA:

Os materiais utilizados para o desenvolvimento do projeto foram: 1. Fonte Laser Tektronix; 2. Analisador de Espectro Óptico Anritsu (OSA); 3. Osciloscópio Optico Tektronix; 4. Fibras ópticas; 5. Placa GPIB-HS-USB; 6. Cabos GPIB para conexão com os equipamentos; 7. Dois Pentium 4 2,0 GHz, 256 MB de RAM e 80 GB de HD e; 8. Net Beans para desenvolvimento de interfaces; Primeiramente foram estudados métodos em Java e C. Para o controle dos equipamentos foi feita uma ampla pesquisa em como fazer comunicação serial e IEEE-488 com o Java. Assim foi decidido que utilizaríamos a linguagem Java como principal no nosso projeto, por ser uma linguagem com grande foco em aplicações cliente-servidor de Weblab e como sistema operacional usamos o Linux, por ser um projeto todo em código-aberto. Com os equipamentos com entradas IEEE-488 a solução foi utilizar Java Native Interface que é uma suíte de programação que permite código em Java rodando sob uma máquina virtual Java (JVM) chamar e ser chamada por aplicações nativas, que são programas escritos para plataformas de hardware e sistema operacional específicos. Assim é possível fazer chamadas para as funções de comunicação IEEE-488 que são em C.

RESULTADOS:

Implementamos a comunicação IEEE-488 pelo Java, através da JNI codificamos uma biblioteca dinâmica para ter acesso a todas as funções necessárias para o desenvolvimento do projeto. Conseguimos ter o controle dos seguintes equipamentos: 1. Fonte Laser Tektronix: conseguimos ativar e desativar os canais, mudar o comprimento de onda, a potencia de saída e a freqüência. 2. OSA: conseguimos mostrar graficamente uma onda e para repetidas, centrar o gráfico através do pico, fazer uma varredura para achar uma onda, mudar o span do gráfico, o ponto de inicio e fim do espectro, dar o valor de todos os picos e salvar os pontos do gráfico em um arquivo. 3. Osciloscópio Óptico Anritsu: conseguimos mostrar graficamente o diagrama de olho, podendo mudar quantos pontos serão exibidos pelo gráfico, controlar a escala horizontal e vertical, salvar os pontos em um e ainda estamos desenvolvendo o controle de novas funcionalidades. Tanto para o OSA quanto para o osciloscópio óptico foi feito o uso de threads, pois assim poderíamos ao mesmo tempo controlar outros equipamentos e mostrar o gráfico com atualização em tempo real. Além disso, para evitar erros de aquisição de dados, implementamos um semáforo para garantir exclusão mutua no momento de envio do comando e recepção da resposta.

CONCLUSÕES:

Obtivemos um grande avanço para a nossa plataforma de Weblab, pois agora com a comunicação IEEE-488 através da linguagem Java podemos construir ferramentas muito poderosas para uma aplicação cliente-servidor, nosso principal objetivo futuramente e já conseguimos controlar a fonte laser, o analisador de espectro, e estamos desenvolvendo com sucesso o controle do osciloscópio óptico, com interface gráfica de compreensão simples. Até o final deste projeto pretendemos ter o controle integrado de todos os equipamentos do laboratório de comunicações ópticas mencionados na Metodologia para, em uma ocasião futura, podermos implementar esse controle remotamente através de um servidor.

Instituição de fomento: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave: Weblab, Ensino à Distância, Software livre

E-mail para contato: andreidalgo@hotmail.com