Arduino

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Desde que eu me interessei por evolução, eu comecei a procurar sobre como são os métodos utilizados para conseguir dados para trabalhar com genética e evolução, mais especificamente, como se faz PCR e depois sequência o resultado da PCR, porque esses são os dados que a gente vê nos problemas de bioinformática projeto Rosalind, aquele monte de letrinha que são sequências de DNA, RNA, etc.

Esse tipo de produto, máquinas que fazem PCR, custam uma fortuna, pelo menos eu não tenho condições de comprar, definitivamente um produto que não chega na mão de qualquer curioso. Inclusive é ruim pois, por exemplo no segundo grau ou mesmo na faculdade, quando os Azão azinho da vida poderiam fazer sentido e estudar ser mais legal, tudo que se vê é teoria e um papo sobre ervilha comumente, nada mais.

Fazer PCR depende de um termociclador, um aparelho caro que só grandes empresas produzem e que talvez o preço tenha a ver com a baixa procura, sei-la. Mas procurando sobre termocicladores, eu conheci um projeto chamado Open PCR.

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Basicamente dois caras ficaram cansados do alto custo para se adquirir um termociclador, e queriam ter um. Viram como faz um termociclador e fizeram o deles em casa. Eles inclusive comentam que uma das motivações, era que eles queriam fazer experimentos com genética, com alunos, tipo ver alguns genes conhecidos relacionados a cor de cabelo, polegar opositor, etc.

A gente raspa a bochecha de todo mundo da sala, coleta material, pega uns primers prontos e outras coizinhas e tenta amplificar esses genes na galera e corre no gel, e isso torna a aula de genética na escola muito mais interessante. Mas tudo empacava nos custos, então eles reduziram os custos construindo o próprio termociclacdor, e agora eles tem uma pequena empresa que vende esses termocicladores por 600 dólares, com o intuito de abrir essa possibilidade a todos.

Mas não para por ai, eles deixam disponível todas as especificações do produto deles, logo, se você produzir as peças, que eles ensinam como, todas as especificações estão abertas, você pode fazer o seu próprio termociclador em casa, ou até melhorar o projeto, um hardware open-source.

Bem isso é algo que chama a atenção, pessoas comuns fazendo algo complexo em casa, como isso é possível?

Foi ai que eu vi que esses caras são na verdade parte de um movimento cultural chamado de Makers.

Esses caras, usaram uma coisa chamada Arduino, que é uma plaquinha com um microcontrolador que da para ligar no computador e programar ele, e ele tanto recebe informação de coisas como manda informação, pro computador ou coisas.

Como assim?

O Termociclador é uma máquina, que tem um sensor de temperatura, uma coisa que esquenta a amostra e outra que resfria. Os caras bolaram um lugar para colocar amostras, um pratinho que recebe amostras, e fizeram um programa que le a temperatura e faz os ciclos da PCR, primeiro esquenta a amostras, ai resfria, pelo tanto de vezes necessários de acordo com o programa, como com o Arduino o computador sabe a temperatura, o Arduino lê um sensor e manda a informação pro computador, o computador pode mandar informação para aquecer ou resfriar com um cooler de computador, e eu não sei o nome da coisinha que esquenta, tornando tudo isso possível.

Pode parecer complexo, mas se você ouvir a historia do porque os caras inventaram a Arduino, você pode mudar de idéia, aqui tem um documentário rapidinho sobre os caras que inventaram o Arduino.

Vale a pena ver, mas denovo a boa historia que nos anima, alguns caras queriam ensinar sobre eletrônica, e como funcionam as coisas. Mas você tem que ver tanta teoria antes de fazer um sistema que pisca uma luz, que desanima todo mundo, um artista por exemplo não quer saber muito de eletrônica para fazer luzes piscarem de forma bonita. Mas eles falaram não, e se a gente conseguir simplificar tudo isso, fazer um sisteminha que você pluga no computador, diz para o microcontrolador o que ele tem que fazer com um programinha e pimba, ta funcionando, assim as pessoas conseguem fazer coisas legais, e isso estimula todo mundo a querer aprender mais para fazer coisas mais legais.

Mas acredito que não imaginaram nas proporções que isso iria tomar, isso virou a diversão de quem queria aprender eletrônica. Mas além disso pessoas começar a refazer produtos que ja existem nas suas casas.

So que no meio científico, alguns caras, como os que fizeram o OpenPCR, tornaram mais barato e talvez mais democrático a ciência.

Mas não para aqui.

Um site chamado Instructables, onde as pessoas podem depositar seus projetos, um cara fez um termociclador que segundo ele da para montar a um custo de 85 dolares. Esse projeto aqui.

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Se até agora eu não fui claro, aqui o que aparece é uma oportunidade bem legal, que é uma forma muito legal de coletar dados.

No r-bloggers, eu ja tinha visto alguns caras, como aqui e aqui, que estão conectando o computador com o mundo através do Arduino para coletar dados, e os dados ja caem direto no R, muito legal.

Basicamente você compra um sensor como esse por exemplo.

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Ai você coloca ele no arduino e faz o arduino mandar os dados para o seu computador, sem muito esforço é até possível você colocar um acessório no arduino para ele mandar os dados wireless para o seu computador, so deixar um pilha nele.

So que os tipos de sensores, de coisas que da para medir são imensas, temperatura, umidade, luz, movimento, vibração, coordenadas geográficas, da para medir de tudo com os muitos tipos de sensores ou combinações deles.

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Agora se você pensa num experimento, como essas coisas são baratinhas e um sensor desse na maioria dos casos não passa de 10 dolares, deve ser muito útil, além de aumentar a quantidade de dados que você pode coletar e a qualidade das medias, ja que sempre tudo é medido por um único coletor, um computador, que você sempre pode verificar e testar a qualidade dos dados que ele entrega. Ele pode ficar coletando dados o tempo que você especificar, até 24 horas por dia.

Eu imagino que um aquário com câmeras registrando o movimento de peixes, ou dados de micro-clima em qualquer lugar, desde a mata até arvores, ou até características limnológicas da água, qual o micro-clima dentro de uma caverna e como isso influência no comportamento de morcegos, você deixa uma caixinha la coletando dados, somado a mais observações pessoais e conhecimento sobre quais são morceguinhos que estão la, deve dar para fazer muita coisa legal.

E grande parte dessas coisas já estão construídas, o trabalho é juntar vários projetos e fazer eles funcionarem juntos a nosso favor, coletando os dados que precisamos para o nosso experimento, e dar um jeito de gravar a informação, seja em memoria, mandar wireless para o conforto da onde você esta, além de manter o conforto do seu objeto de estudo, ja que você não vai estar la atrapalhando os bixinhos.

Além disso, assim como o R, existe uma comunidade gigante trabalhando nisso, então não é algo que você nunca encontrara ninguém para tirar duvidas ou ajudar a construir essas coisas, você não vai embarcar sozinho nisso.

Mas se ainda sim dúvidas forem colocadas sobre a viabilidade disso, até o LHC, o experimento mais caro que eu conheço, que deve juntar os físicos, engenheiros mais fodas do mundo, tem uns Arduinos pelos cantos coletando dados. Olhem o simbolo nessa caixinha, o mesmo da minha plaquinha la do começo do post.

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Então como não pareceu tão difícil assim, até eu fui olhar como é uma plaquinha dessa, comprei uma da china por uns trocados e fui ver como é a idéia disso.

Basicamente você faz um programinha na linguagem C, que não é o C propriamente dito, mas tudo funciona como no C. Fiz um programinha para piscar luzes em sequência. Meu programinha é assim.

/* Piscar luzes do pino 13 a 3 */
 
//inicializa variaveis que vou usar
int i;
int led[11];
 
// A rotina de setup, inicia assim que se aperta o reset da placa
void setup() {               
 
  //Atribui valor aos pinos
  for(i=0;i<=10;i++) {
    led[i] = i+3;
  }
 
  // Inicializa os pinos como saida
 
  for(i=0;i<=10;i++) {
    pinMode(led[i], OUTPUT);
  }
 
}
 
// A rotina de loop que vai rodar para sempre
void loop() {
  digitalWrite(led[0], LOW);
  for(i=1;i<=10;i++) {            // Loop com a luzes indo
    digitalWrite(led[i], HIGH);   // Acende a luz
    delay(500);               
    digitalWrite(led[i], LOW);    // Apaga a luz
  }   
  for(i=9;i>1;i--) {              // Loop com a luzes voltando
    digitalWrite(led[i], HIGH);   // Acende a luz
    delay(500);               
    digitalWrite(led[i], LOW);    // Apaga a luz
  }  
  digitalWrite(led[0], HIGH);     // Antes de recomeçar eu deixo a ultima ligada
}

E o resultado é:
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Luzinhas piscando numa sequência que eu determinei, bem bobinho e inútil, mas a possibilidade de coletar dados e guardar pode ser bem inspiradora e animar o aprendizado. As pessoas vão tão longe com essas coisas, que até laser para matar mosquitos, e apenas os que transmitem malaria é possível fazer.
Mas realmente essa parece uma possibilidade bem legal e que pode render alguns frutos legais num futuro, mesmo não sendo algo muito sofisticado ou elegante, quem sabe.
Mas enquanto nada acontece o jeito é continuar estudando. Até a próxima.

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