Grau en Arts Digitals - Menció en Concept Art

Potencia l´artista que portes dins teu amb la tecnología més avançada.

Intelligent environments

Descripció
En el món actual les tecnologies digitals emboliquen la nostra vida com mai abans, l'electrònica que ens envolta té un impacte cada vegada més gran en els diferents aspectes de la nostra vida. L'enteniment d'aquesta nova realitat passa per un canvi de paradigma on els dispositius electrònics ja no són caixes negres que amaguen el seu funcionament, sinó eines que ens permeten entendre i canviar el nostre entorn d'acord amb les nostres necessitats. Així mateix, el flux i la quantitat de dades que descriuen el nostre entorn i a nosaltres mateixos augmenta de manera accelerada. Les dades generades, ja sigui per sensors o per interaccions entre els components d'aquests sistemes (incloent als humans) s'acumulen i utilitzen per a la presa de decisions autònomes. La capacitat d'entendre i manejar eines per al maneig, processament i captació de dades és part central en el desenvolupament de nous sistemes. La frontera entre maquinari i programari és cada vegada més borrosa, la capacitat de prototipar en totes dues àrees simultàniament ens permet dissenyar sistemes que s'adaptin millor a les necessitats plantejades. L'ús d'eines obertes de prototipado com Arduino i Raspberry Pi facilita aquest desenvolupament a perfils amb una visió més general de les necessitats i problemàtiques que es presenten en l'actualitat. L’objectiu d’aquest tema és que l’alumne és capaç de prototipar sistemes centrats en la resolució d’un problema real mitjançant recursos de maquinari i programari. Al final del curs, l'estudiant ha de presentar un projecte interactiu que inclogui almenys:  Ús de sensore(s) com a inputs.  Maneig i processament de dades.  Control de manera remota a través d'una interfície d'usuari (aplicació mòbil, interfície Web)  Ús de actuadore(s) com a outputs. El concepte proposat haurà de desenvolupar-se com a resposta a una problemàtica real i els dispositius presentats ser un disseny propi capaç de demostrar les seves funcionalitats mitjançant circuits i codi desenvolupats pels alumnes.
Tipus assignatura
Optativa
Semestre
Segon
Crèdits
6.00

Professors Titulars

Coneixements previs
Objectius

Saber treballar en equip.
 Ser capaç de generar noves idees.
 Fer ús d'una metodologia per a l'avaluació de solucions a un problema.
 Capacitat d'analitzar sistemes i dividir-los en diferents problemes.
 Desenvolupar projectes de manera iterativa.
 Tenir la capacitat de dissenyar circuits que incloguin sensors i actuadors.
 Ser capaç d'investigar de manera autònoma i trobar solucions pràctiques a problemes tècnics.
 Entendre protocols de comunicació de baix nivell.
 Conèixer eines per al prototipado de circuits.
 Ser capaç de trobar i resoldre problemes en un circuit.
 Saber estructurar el desenvolupament de sistemes que incloguin harware i software.
 Programar de forma estructurada i modular.
 Saber dissenyar interfícies humà-màquina funcionals.
 Conèixer tècniques de prova i desenvolupament continu.
 Ser capaç d'explicar i presentar un projecte.

Continguts

Des de la física a la informació
 L'electricitat com a mitjà.
 Voltatge, corrent i resistència.
 Circuits.
 Analògic vs digital.
Des dels transistors als microprocessadors
 Transistors.
 Comportes lògiques.
 Circuits combinacionals.
 Sistemes amb/sense estat.
 Memòries.
Entrades i sortides
 Sensors.
 Actuadors.
 El concepte de Closed loop.
Des de les idees al codi
 Algorismes.
 Diagrames de Flux.
 Tipus de llenguatge.
 Compilació, llenguatges interpretats.
 Estructures bàsiques de programació: condicionals, *loops.
 Funcions.
 Llibreries.
 Programació orientada a objectes.
Comunicacions
 Comunicació entre microcontroladors: I2C, *SPI, *UART
 Capa física i protocol
 Wifi, Ethernet, Lora
 HTTP, MQTT, Websockets
Ordenadors i sistemes operatius
 Ordenadors i SBC’s
 Linux, OSX i Windows
 Software lliure vs propietari
De bits a àtoms
 CNC en general
 Mètodes additius i substractivos
 Configuracions mecàniques d'impressores 3D
 Materials i temperatures
 Modelant per a imprimir
 Slicing
Controlant la llum
 Leds
 Practical DMX
 Addressable
 Consum d'energia
Raspberry Pi pràctica
 Distribucions i arquitectures
 Instal·lació del sistema
 Shell: bash i zsh
 Headless: SSH
 Input/output
 Camaras
 DMX des de la Raspberry Pi
Data tools
 NodeRed
 Bases de dades
 Visualització i dashboards

Metodologia

Aprenentatge Basat en Projectes
Durant totes les hores no presencials del segon semestre, els alumnes hauran de realitzar un projecte final. Aquestprojecte es començarà a plantejar durant la segona meitat del primer semestre. Però serà en el segon semestre on els
alumnes hauran de planificar i treballar conjuntament per a finalitzar de manera satisfactòria.

Tutories
Durant les classes presencials del segon semestre, el professor es reunirà amb cadascun dels grups per a revisar l'avanç
del projecte, avaluar com s'està duent a terme l'aprenentatge i supervisar la correcta distribució del treball.

Avaluació

Assistència i participació (individual) - 15 %
Compilació de la documentació dels exercicis realitzats en classe (individual) 20 %
Repte en equip 1 15 %
Repte en equip 2 15 %
Projecte final * 35 %

Criteris avaluació

Projecte final

Presentació oral i demostració. 20 %
Presentació, dibuixos, diagrames, circuits, etc 20 %
Memòria de desenvolupament 30 %
Prototip funcional 30 %

Bibliografia bàsica

Tero Karvinen, Kimmo Karvinen, Ville Valtokari. (2014). Sensors: A Hands-On Primer for Monitoring the Real World
with Arduino and Raspberry Pi. O'Reilly & Associates.
Massimo Banzi. (2014). Make: Getting Started with Arduino: The Open Source Electronics Prototyping Platform.
MakerMedia.
Stewart Watkiss. (2020). Learn Electronics with Raspberry Pi: Physical Computing with Circuits, Sensors, Outputs, and
Projects. Apress.
Volker Ziemann. (2018). A Hands-On Course in Sensors Using the Arduino and Raspberry Pi. CRC Press.

Material complementari