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Sistemas Embarcados e IoT

Professor Ronaldo Lavestein
1. Fundamentos2. Entrada/Saída3. Sensores4. Atuadores/Automação5. Programação Aplicada6. Conectividade7. Internet das Coisas8. RTOS e Protocolos9. Proteção e Segurança10. Projeto IoT99. Exercícios
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Revisão — Programação Aplicada

Retome as funções usadas quando o sistema precisa calcular, produzir texto, testar entradas e reutilizar recursos prontos.

1. Funções matemáticas

Funções prontas ajudam a tratar valores de sensores. abs() retorna o valor absoluto, min() retorna o menor entre dois valores e max() retorna o maior.

Associe: a) abs()   b) min()   c) max()

( ) Maior valor    ( ) Menor valor    ( ) Valor absoluto

2. Funções trigonométricas

sin(), cos() e tan() representam seno, cosseno e tangente.

Complete: Seno: ______   Cosseno: ______   Tangente: ______

3. Texto

String palavra = "LED";   palavra.length();

Qual será o resultado e o que length() está medindo?

4. Números aleatórios

Em random(5, 81), quais são o menor e o maior valor possíveis?

5. Bibliotecas

No projeto com Servo, aparece #include <Servo.h>. Explique por que uma biblioteca é útil.

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Revisão — Conectividade

Revise Bluetooth, Wi‑Fi, cliente e servidor HTTP, mDNS e tunelamento.

1. Bluetooth e Wi‑Fi

a) Celular comunicando diretamente com um dispositivo próximo: __________

b) ESP32 entrando em uma rede local para hospedar uma página: __________

2. Cliente e servidor HTTP

Um celular abre a página hospedada pelo ESP32. Identifique os papéis.

Cliente: __________    Servidor: __________

3. mDNS e tunelamento

a) Qual problema o mDNS resolve em uma rede local?

b) O que uma ferramenta de tunelamento faz com um serviço que estava apenas local?

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Revisão — Internet das Coisas

Revise o que diferencia automação local, dispositivo conectado e sistema IoT e como analisar aplicações.

1. O que torna um sistema IoT?

Marque a situação mais completa.

( ) LED ligado a uma pilha( ) LDR acendendo um LED apenas localmente( ) Sensor + dispositivo conectado + aplicação para monitorar ou agir

2. Aplicações

Escolha duas áreas — residencial, industrial, planejamento urbano, monitoramento, saúde, automação ou rastreamento — e dê um exemplo de IoT para cada uma.

3. A conexão tem propósito?

Escolha um projeto local já estudado, como LDR, HC-SR04, servo ou lixeira automática. Explique que necessidade justificaria conectá-lo e identifique objeto físico, sensor/atuador, dado ou comando, comunicação e finalidade.

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Revisão — RTOS e Protocolos

Revise tarefas, barramentos, interfaces e protocolos estudados com foco na arquitetura do sistema.

1. RTOS

Um programa precisa ler sensor, atender a rede e atualizar um atuador. Por que separar trabalhos em tarefas pode ser útil? E por que “tempo real” não significa apenas “muito rápido”?

2. I2C

Um LCD 16x2 com interface I2C usa SDA, SCL e um endereço. Qual é a função do endereço quando vários dispositivos compartilham o barramento?

Antes de assumir 0x27 ou 0x3F, o que devemos fazer? ______________________________

3. UART não é RS-232

Classifique como verdadeiro (V) ou falso (F).

( ) Usar o Monitor Serial significa que o circuito é RS-232.

( ) HC-05/HC-06 podem trocar dados pela UART em níveis lógicos.

( ) Uma ligação RS-232 real pode exigir um transceptor adequado, como MAX3232.

4. CAN

Por que não devemos ligar CANH e CANL diretamente aos GPIOs do ESP32? Qual componente existe entre o controlador e o barramento físico?

5. TCP/IP por baixo do HTTP

Ordene do nível da aplicação em direção ao meio de acesso usado no nosso exemplo:

Wi‑Fi — IP — HTTP — TCP

Ordem: __________________________________________

6. Família IEEE 802.11

O ESP32-WROOM-32 usado no percurso trabalha com Wi‑Fi 2,4 GHz e 802.11 b/g/n. O que pode acontecer se a rede disponível aceitar somente 5 GHz?

7. Bluetooth Classic e BLE

O controle serial estudado anteriormente se aproxima do uso de Bluetooth Classic/SPP. Em poucas palavras, qual é a diferença de proposta em relação ao BLE?

8. I2C na placa física

Um LCD 16x2 com backpack I2C é alimentado em 5 V e suas linhas SDA/SCL possuem pull-ups para 5 V. Por que isso exige cuidado antes de ligar diretamente ao ESP32 de 3,3 V e qual solução foi apresentada no módulo?

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Revisão — Proteção e Segurança

Revise proteção de dados pessoais e segurança do dispositivo, das credenciais, da rede, da aplicação e dos dados.

1. Dado do ambiente ou dado pessoal?

Classifique:

a) Temperatura da sala sem vínculo com uma pessoa: __________________

b) Registro “Ana entrou às 19:05”: __________________

c) Batimento cardíaco associado ao usuário: __________________

2. Finalidade e necessidade

Uma lixeira inteligente precisa saber quantas vezes foi usada. Alguém propõe gravar também o nome de cada pessoa que abriu a tampa. Qual pergunta deve ser feita antes de coletar esse dado?

3. Segurança da informação

Associe:

a) Confidencialidade
( ) Informação continua disponível quando necessária
b) Integridade
( ) Apenas pessoas autorizadas acessam
c) Disponibilidade
( ) Informação não é alterada indevidamente

4. Autenticação, autorização e exposição

Um servidor do ESP32 foi exposto à Internet por um túnel e qualquer pessoa com o endereço consegue acionar o dispositivo. Cite duas melhorias de segurança que deveriam ser consideradas.

5. HTTPS resolve tudo?

Explique a diferença entre HTTPS/TLS, autenticação e autorização. Por que proteger a comunicação não significa automaticamente decidir quem pode acionar o dispositivo?

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Revisão — Projeto IoT

Este material foi preservado como complemento do Projeto IoT, mas o módulo 10 não integra a organização principal das 80 horas nem aparece no menu de 99 — Exercícios.

1. Integração e calibração

No Ambiente Inteligente MbB, organize o caminho principal:

Aplicação Web — LDR — ESP32 — LED — Wi‑Fi

Ordem lógica: _______________________________________

Por que o valor de LIMIAR do LDR deve ser calibrado na montagem real?

2. Diagnóstico do projeto

O LED funciona no teste local, mas depois da integração a página não abre. Qual parte você investigaria primeiro: sensor, atuador, conectividade/aplicação ou tudo ao mesmo tempo? Justifique.

3. Desafio de transferência

Escolha um sistema diferente do projeto final — por exemplo, monitoramento de reservatório, abertura de porta ou rastreamento. Defina: sensor/entrada, processamento, comunicação, aplicação ou saída e um cuidado de segurança ou dados.

A revisão principal acompanha os módulos 5 a 9. Os exercícios dos módulos 1 a 4 continuam junto aos projetos e são acessados pela central 99 — Exercícios.