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% vim:filetype=tex ts=4 sw=4 noet foldmethod=indent foldmarker=\\begin,\\end foldcolumn=4 foldlevel=1 foldnestmax=1
\documentclass{beamer}
%\documentclass[handout]{beamer}
% For quick testing of a single frame:
%\includeonlyframes{current}
%\usetheme{CambridgeUS}
\usetheme{Dresden}
%\usetheme{Frankfurt}
% "Fixing" Dresden theme to look a bit like Frankfurt
\useoutertheme[subsection=false]{smoothbars}
%\usetheme{Copenhagen}
%\usetheme{Luebeck}
%\usetheme{Malmoe}
%\usetheme{Warsaw}
%\usecolortheme{dolphin}
\usecolortheme{whale}
% Useful small sizes: \scriptsize, \tiny, \Tiny, \TINY
\setbeamerfont{bibliography item}{size=\scriptsize}
\setbeamerfont{bibliography entry author}{size=\scriptsize}
\setbeamerfont{bibliography entry title}{size=\scriptsize}
\setbeamerfont{bibliography entry journal}{size=\scriptsize}
\setbeamerfont{bibliography entry location}{size=\scriptsize}
\setbeamerfont{bibliography entry note}{size=\scriptsize}
% Hiding navigation symbols
\setbeamertemplate{navigation symbols}{}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Font an encoding packages
% This does not accept all Unicode chars (for instance: I²C gives an error)
%\usepackage[utf8]{inputenc}
% This adds support for Unicode chars.
\usepackage{ucs}
\usepackage[utf8x]{inputenc}
% But should be avoided:
% http://tex.stackexchange.com/questions/13067/utf8x-vs-utf8-inputenc
\usepackage[brazil]{babel}
% http://tex.stackexchange.com/questions/664/why-should-i-use-usepackaget1fontenc
% http://texblog.net/latex-archive/fonts/symbols/
\usepackage[T1]{fontenc}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Embedding source-code
%\usepackage{color}
%\usepackage{xcolor}
% For inserting source-code
\usepackage{listings}
% Translating "Listing"
\renewcommand{\lstlistingname}{Listagem}
% Setting the default options
\lstset{
basicstyle=\ttfamily\footnotesize,
numberstyle=\scriptsize,
numbers=left,
escapeinside={(*@}{@*)},
tabsize=4,
breaklines=true,
breakatwhitespace=true,
showspaces=false,
showstringspaces=false,
showlines=false,
captionpos=b
}
% extendedchars=true,
% inputencoding=utf8x,
% numbersep=5pt,
% frame=shadowbox,
% frameround=rrrt,
% rulecolor=\color{black},
% rulesepcolor=\color{black},
% These don't seem to work if the caption is at the bottom
% abovecaptionskip=\parskip,
% belowcaptionskip=\parskip
% Dentro dos exemplos de código-fonte abaixo, coloquei um "tab" de
% indentação por estar dentro de um "frame", e "espaços" para a
% indentação do código de exemplo. Isto foi necessário porque os tabs
% estavam sendo ignorados dentro do códigos de exemplo.
\lstnewenvironment{ccodesmall}[1][]
{\lstset{language=C,
basicstyle=\ttfamily\tiny,
numberstyle=\tiny,
#1}
}{}
\lstnewenvironment{ccode}[1][]
{\lstset{language=C,
#1}
}{}
\lstnewenvironment{pythoncode}[1][]
{\lstset{language=Python,
#1}
}{}
\lstnewenvironment{shellcode}[1][]
{\lstset{language=bash,
#1}
}{}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Other packages
% 'microtype' improves LaTeX line-breaking algorithm by using
% microtypographic features of the font
% http://tex.stackexchange.com/questions/349/what-is-the-practical-difference-between-latex-and-pdflatex/358#358
\usepackage{microtype}
% http://en.wikibooks.org/wiki/LaTeX/Advanced_Mathematics
\usepackage{amsmath}
\DeclareMathOperator{\angulo}{ang}
% Adding \textsubscript{}
% LaTeX already has \textsuperscript, but lacks \textsubscript.
% http://en.wikibooks.org/wiki/LaTeX/Formatting#Text_mode_superscript_and_subscript
\usepackage{fixltx2e}
% Better handling of space after a custom command.
% http://tex.stackexchange.com/questions/17730/newcommand-and-spacing
\usepackage{xspace}
% 'booktabs' - Publication quality tables in LaTeX
\usepackage{booktabs}
% Required for including graphics
\usepackage{graphicx}
% http://tex.stackexchange.com/questions/10966/quickest-way-to-include-graphics/10972#10972
%\usepackage[rel]{overpic}
% Control the position of images/text in the slide/page:
% http://tex.stackexchange.com/questions/16357/how-can-i-position-an-image-in-an-arbitrary-position-in-beamer
% http://tex.stackexchange.com/questions/6817/insert-graphic-at-precise-place-on-a-page
% http://tex.stackexchange.com/questions/34921/how-to-overlap-images-in-a-beamer-slide
\usepackage{tikz}
% http://tex.stackexchange.com/questions/16189/repeat-command-n-times
\usepackage{pgffor}
% SI Units
% https://bitbucket.org/josephwright/siunitx/issue/100/undefined-control-sequence-bit-and-byte
\usepackage{siunitx}
\sisetup{
load-configurations = binary,
per-mode = symbol,
list-final-separator = { e },
range-phrase = { a },
output-decimal-marker = {,}
}
\DeclareSIUnit\gauss{G}
% http://en.wikibooks.org/wiki/LaTeX/Formatting#Typesetting_URLs
\usepackage{hyperref}
\hypersetup{pdfborder={0 0 0}}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Custom commands
% http://tex.stackexchange.com/questions/1050/whats-the-difference-between-newcommand-and-newcommand
\newcommand*{\VBUS}{V\textsubscript{BUS}\xspace}
\newcommand*{\VCC}{V\textsubscript{CC}\xspace}
\newcommand*{\VDD}{V\textsubscript{DD}\xspace}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Other notes
% \linewidth is either \columnwidth in two-column mode or \textwidth in one-column mode.
% http://tex.stackexchange.com/questions/275/how-to-find-the-textwidth-in-two-column-mode/3531#3531
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Some metadata
\title{Dispositivo apontador com interface USB usando magnetômetro}
\author{Denilson Figueiredo de Sá}
\date{2011-11-16}
\institute{DCC/UFRJ}
\keywords{AVR, USB, mouse, magnetometer}
% Shaded items in TOC will be 75% opaque
\setbeamertemplate{section in toc shaded}[default][75]
\AtBeginSection[]
{
\begin{frame}<beamer>{Conteúdo}
\begin{columns}[t]
\column{.5\textwidth}
\tableofcontents[currentsection, sections={-2}]
\column{.5\textwidth}
\tableofcontents[currentsection, sections={3-}]
\end{columns}
\end{frame}
}
\begin{document}
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\titlepage
\end{frame}
\section{Motivação}
\subsection{Motivação e inspiração}
\begin{frame}{Motivação}
\begin{center}
\pause
\Large{Projeto Final de Curso é obrigatório}
\pause
\bigskip
\Large{E eu quero me formar}
\end{center}
\end{frame}
\begin{frame}{Motivação}
Eu queria um projeto...
\pause
\begin{itemize}[<+->]
\item Desafiador
\item Divertido
\item Útil
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Inspiração}
\pause
\begin{center}
% Marcin Wichary
\href{http://www.youtube.com/watch?v=ttavBa4giPc\#t=2m46s}{Google I/O 2011: The Secrets of Google Pac-Man: A Game Show}
\url{http://www.youtube.com/watch?v=ttavBa4giPc\#t=2m46s}
\begin{tikzpicture}
\onslide<+->{
\node (imgtitle) {\includegraphics[width=1\linewidth]{img/GoogleIO-title.jpg}};
}
\onslide<+->{
\node (img1) at (imgtitle.north west) [anchor=north west, rotate=7.5, yshift=-0.1\linewidth, xshift=0.0\linewidth] {\includegraphics[width=0.5\linewidth]{img/GoogleIO-1.jpg}};
}
\onslide<+->{
\node (img1) at (imgtitle.north east) [anchor=north east, rotate=-7.5, yshift=-0.1\linewidth, xshift=0.0\linewidth] {\includegraphics[width=0.5\linewidth]{img/GoogleIO-2.jpg}};
}
\onslide<+->{
\node (img1) at (imgtitle.south) [anchor=south, rotate=0.0, yshift=0.0\linewidth, xshift=0.0\linewidth] {\includegraphics[width=0.5\linewidth]{img/GoogleIO-3.jpg}};
}
\end{tikzpicture}
\end{center}
\end{frame}
\begin{frame}{É possível fazer menor}
\begin{columns}
\pause
\column{.5\textwidth}
\begin{center}
\includegraphics[width=0.8\textwidth]{img/IPod_touch_4G.png}
\SI[product-units=single]{110 x 58 x 7}{\milli\metre}
\end{center}
\pause
\column{.5\textwidth}
\begin{center}
\includegraphics[width=0.19\textwidth]{../monografia/img/sensor_front.jpg}
\SI[product-units=single]{11 x 11 x 4}{\milli\metre}
\end{center}
\end{columns}
\end{frame}
\begin{frame}{É possível fazer mais barato}
\begin{columns}
\pause
\column{.5\textwidth}
\begin{center}
\includegraphics[width=0.8\textwidth]{img/IPod_touch_4G.png}
R\$~729,00
\end{center}
\pause
\column{.5\textwidth}
\begin{center}
\includegraphics[width=0.19\textwidth]{../monografia/img/sensor_front.jpg}
R\$~32,00
\pause
\includegraphics[width=0.35\textwidth]{img/ATmega8.jpg}
R\$~10,00
\pause
\medskip
Componentes diversos:
R\$~20,00 a R\$~30,00
\pause
\medskip
Preços de varejo!
\end{center}
\end{columns}
\end{frame}
\begin{frame}{É possível fazer mais compatível}
\begin{center}
\pause
{\LARGE USB HID}
\medskip
Universal Serial Bus \\
Human Interface Device
\pause
\bigskip
Não requer instalação de drivers
\medskip
Plug-and-play
\end{center}
\end{frame}
\section{Hardware}
\subsection{Microcontrolador}
\begin{frame}{ATmega8}
\begin{columns}
\column{.75\textwidth}
\pause
\begin{itemize}[<+->]
\item Microcontrolador RISC de 8 bits
\item Arquitetura Harvard, espaços distintos para instruções e variáveis
\item 32 registradores de 8 bits de uso geral
\item 1024 bytes de memória SRAM
\item 512 bytes de memória EEPROM
\item 8192 bytes de memória Flash \\
equivalente a 4096 instruções
\item \SI{12}{\mega\hertz} de clock, máximo de \SI{16}{\mega\hertz}
\item Desempenho de até 1 instrução por ciclo
\item Voltagem de \SIrange{4.5}{5.5}{\volt}
\end{itemize}
\column{.25\textwidth}
\onslide<1->
\includegraphics[width=1.0\textwidth]{img/ATmega8.jpg}
\end{columns}
\end{frame}
\begin{frame}{Quão grande são \SI{8}{\kilo\byte}?}
\begin{columns}
\column{.5\textwidth}
\pause
\begin{center}
\includegraphics[width=1.0\textwidth]{img/floppy_disk.jpg}
\SI{1440}{\kilo\byte}
\end{center}
\pause
\column{.5\textwidth}
\begin{center}
\includegraphics[width=0.0666666\textwidth]{img/ATmega8.jpg}
\pause
\foreach \n in {1,...,14} {\includegraphics[width=0.0666666\textwidth]{img/ATmega8.jpg}}
\foreach \m in {1,...,11} {
\foreach \n in {1,...,15} {\includegraphics[width=0.0666666\textwidth]{img/ATmega8.jpg}}
}
\SI[parse-numbers = false]{180 \times 8}{\kilo\byte}
\end{center}
\end{columns}
\end{frame}
\subsection{Sensor}
\begin{frame}{HMC5883L}
\begin{columns}
\column{.75\textwidth}
\pause
\begin{itemize}[<+->]
\item Magnetômetro, ou bússola eletrônica
\item Intensidade do campo magnético em 3 eixos
\item AMR - Anisotropic Magnetoresistance
\item Precisão de \SIrange{1}{2}{\degree}
\item ADC de 12 bits
\item Interface de comunicação I²C
\item Medições a até \SI{75}{\hertz} ou \SI{160}{\hertz}
\item Cada medição é uma média de 1, 2, 4 ou 8 leituras
\item Voltagem de \SIrange{2.16}{3.6}{\volt}
\end{itemize}
\column{.25\textwidth}
\onslide<1->
\includegraphics[width=1.0\textwidth]{../monografia/img/sensor_front.jpg}
\includegraphics[width=1.0\textwidth]{../monografia/img/sensor_back.jpg}
\end{columns}
\end{frame}
\begin{frame}[label=fotos-sensor]{HMC5883L}
\begin{columns}
\column{.5\textwidth}
\begin{center}
\includegraphics[height=0.4\textheight]{../monografia/img/sensor_front.jpg}
\includegraphics[height=0.4\textheight]{../monografia/img/sensor_back.jpg}
\end{center}
\column{.5\textwidth}
\begin{center}
\includegraphics[height=0.4\textheight]{../monografia/img/sensor_other_pcb_front.jpg}
\includegraphics[height=0.4\textheight]{../monografia/img/sensor_other_pcb_back.jpg}
\end{center}
\end{columns}
\end{frame}
\subsection{Circuito}
\begin{frame}[plain, label=circuito-portrait]
%\begin{frame}[plain, label=circuito-portrait]{Diagrama do circuito}
\begin{center}
% 3.33 × 4.67 inch
%\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=1.0\textheight]{../monografia/img/AVR-magnetometer-usb-mouse.pdf}
% trim parameter order: left bottom right top
\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=1.0\textheight, clip, trim=0.00in 0.10in 0.00in 0.10in]{../monografia/img/AVR-magnetometer-usb-mouse.pdf}
\end{center}
\end{frame}
\begin{frame}[plain, label=circuito-landscape]
%\begin{frame}[plain, label=circuito-landscape]{Diagrama do circuito}
\begin{center}
%\includegraphics[angle=90, keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=1.0\textheight]{../monografia/img/AVR-magnetometer-usb-mouse.pdf}
% trim parameter order: left bottom right top
\includegraphics[angle=90, keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=1.0\textheight, clip, trim=0.00in 0.10in 0.00in 0.10in]{../monografia/img/AVR-magnetometer-usb-mouse.pdf}
\end{center}
\end{frame}
\subsection{Interface USB}
\begin{frame}<1-4>[label=tensoes]{Tensões}
\pause
\begin{description}[<+->][HMC5883L]
\item[USB \VBUS] \SIrange{4.4}{5.25}{\volt}
\item[USB data] \SIrange{2.8}{3.6}{\volt}
\item[ATmega8] \SIrange{4.5}{5.5}{\volt}
\item[HMC5883L] \SIrange{2.16}{3.6}{\volt}
\end{description}
\end{frame}
\begin{frame}{Interface USB}
\begin{center}
% trim parameter order: left bottom right top
%\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=0.8\textheight, clip, trim=0.00in 1.20in 0.75in 2.00in]{../monografia/img/AVR-magnetometer-usb-mouse.pdf}
% viewport parameter order: left bottom left+width bottom+height
% Good size: width=3.3in height=2in
%\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=0.8\textheight, clip, viewport=0.00in 0.85in 2.66in 2.66in]{../monografia/img/AVR-magnetometer-usb-mouse.pdf}
\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=0.8\textheight, clip, viewport=0.00in 1.15in 2.66in 2.66in]{../monografia/img/AVR-magnetometer-usb-mouse.pdf}
\end{center}
\end{frame}
\begin{frame}{Interface USB}
\begin{center}
% viewport parameter order: left bottom left+width bottom+height
\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=0.8\textheight, clip, viewport=0.00in 1.50in 2.00in 2.55in]{../monografia/img/AVR-magnetometer-usb-mouse.pdf}
\end{center}
\end{frame}
\subsection{Interface com o sensor}
\againframe<4->{tensoes}
\begin{frame}{Interface com o sensor}
\begin{center}
% viewport parameter order: left bottom left+width bottom+height
\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=0.8\textheight, clip, viewport=0.00in 2.15in 3.33in 4.60in]{../monografia/img/AVR-magnetometer-usb-mouse.pdf}
\end{center}
\end{frame}
\begin{frame}{Alimentação para o sensor}
\begin{center}
% viewport parameter order: left bottom left+width bottom+height
\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=0.8\textheight, clip, viewport=0.00in 2.75in 1.80in 3.75in]{../monografia/img/AVR-magnetometer-usb-mouse.pdf}
\end{center}
\end{frame}
\begin{frame}{I²C Level-shifting}
\begin{center}
% viewport parameter order: left bottom left+width bottom+height
\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=0.8\textheight, clip, viewport=1.33in 2.66in 3.00in 3.66in]{../monografia/img/AVR-magnetometer-usb-mouse.pdf}
\end{center}
\end{frame}
\begin{frame}{I²C Level-shifting}
\begin{center}
% viewport parameter order: left bottom left+width bottom+height
\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=0.8\textheight, clip, viewport=1.33in 3.56in 3.00in 4.56in]{../monografia/img/AVR-magnetometer-usb-mouse.pdf}
\end{center}
\end{frame}
\subsection{LEDs e botões}
\againframe[plain]{circuito-portrait}
\againframe[plain]{circuito-landscape}
\begin{frame}{LEDs e botões}
\begin{columns}
\column{.5\textwidth}
\begin{center}
% viewport parameter order: left bottom left+width bottom+height
\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=0.8\textheight, clip, viewport=0.66in 0.10in 2.00in 1.66in]{../monografia/img/AVR-magnetometer-usb-mouse.pdf}
\end{center}
\column{.5\textwidth}
\begin{center}
% viewport parameter order: left bottom left+width bottom+height
\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=0.8\textheight, clip, viewport=2.00in 1.00in 3.33in 2.56in]{../monografia/img/AVR-magnetometer-usb-mouse.pdf}
\end{center}
\end{columns}
\end{frame}
\section{Software}
\subsection{Ambiente de desenvolvimento}
\begin{frame}{Ambiente de desenvolvimento (software)}
\begin{itemize}
\pause
\item AVR-GCC 4.5.3, AVR-Libc 1.7.0
\pause
\item AVRDUDE 5.5
\pause
\item Software livre e multi-plataforma
\pause
\item Disponível para FreeBSD, Linux, Mac OS X \pause e Windows
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Ambiente de desenvolvimento (hardware)}
\pause
USBasp
\begin{itemize}
\pause
\item Gravador de microcontroladores AVR
\pause
\item ISP -- In-System Programming
\pause
\item Interface USB
\pause
\item Construído usando um microcontrolador AVR
\pause
\item Software livre
\pause
\item Comprado no eBay por apenas 6 dólares
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{USBasp}
\begin{center}
\includegraphics[height=0.4\textheight]{img/usbasp_top_hi.jpg}
\includegraphics[height=0.4\textheight]{img/usbasp_bottom_hi.jpg}
\end{center}
\end{frame}
\begin{frame}[plain]
\begin{center}
% trim parameter order: left bottom right top
\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=1.0\textheight, clip, trim=0.00in 1.10in 0.00in 0.00in]{img/AVR-USBasp.pdf}
\end{center}
\end{frame}
\begin{frame}{USBasp}
\begin{center}
\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=0.8\textheight, clip, trim=0.00in 5.75in 0.00in 0.00in]{img/usbasp_on_breadboard_2_hi.jpg}
\end{center}
\end{frame}
\subsection{Visão geral}
\begin{frame}{Visão geral do firmware}
\begin{itemize}
\pause
\item Comunicação I²C com o sensor
\pause
\item Comunicação USB com o computador
\begin{itemize}
\pause
\item Teclado\pause, usado para implementar um menu de configuração
\pause
\item Mouse\pause, que na verdade é um \emph{absolute pointing device}
\end{itemize}
\pause
\item Transformação de coordenadas
\end{itemize}
\end{frame}
\subsection{Comunicação I²C com o sensor}
\begin{frame}{Comunicação I²C com o sensor}
\pause
\begin{itemize}[<+->]
\item AVR315: Using the TWI module as I²C master
\item Baseada em interrupção
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Configuração do sensor}
\begin{itemize}
\pause
\item Medições a \SI{75}{\hertz}
\pause
\item Cada medição é uma média de 8 leituras
\pause
\item Ganho de ±\SI{1.3}{\gauss}
\pause
\begin{itemize}
\item \num{1090} bits por gauss
\item \SI{0.92}{\milli\gauss} por bit
\pause
\item Escolhido por obter o máximo de precisão sem causar overflow
\end{itemize}
\pause
\item Polling para receber as medições do sensor
\begin{itemize}
\pause
\item \SI{146}{\hertz} através do Timer0 do microcontrolador
\pause
\item Pino DRDY permitiria uma abordagem por interrupção
\end{itemize}
\end{itemize}
\end{frame}
\againframe{fotos-sensor}
\subsection{Comunicação USB}
\begin{frame}{Comunicação USB}
\begin{itemize}
\pause
\item ATmega8 não possui hardware dedicado para USB
\pause
\item Driver V-USB
\begin{itemize}
\item Suporte a USB implementado por software
\pause
\item Desenvolvido pela Objective Development Software GmbH.
\pause
\item Usado por mais de 100 projetos\pause, inclusive o USBasp
\end{itemize}
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Teclado USB}
\begin{itemize}
\pause
\item Não implementa o protocolo \emph{boot}
\pause
\item \emph{Report} de 3 bytes:
\begin{itemize}
\pause
\item \emph{Report ID} com valor 1
\pause
\item 8 bits para as teclas modificadoras
\begin{itemize}
\pause
\item Apenas a tecla \emph{left shift} é usada
\end{itemize}
\pause
\item 1 byte para a tecla sendo pressionada
\end{itemize}
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]{USB Report Descriptor para o teclado}
\begin{ccodesmall}
0x05, 0x01, // USAGE_PAGE (Generic Desktop)
0x09, 0x06, // USAGE (Keyboard)
0xa1, 0x01, // COLLECTION (Application)
0x85, 0x01, // REPORT_ID (1)
// Modifier keys
0x05, 0x07, // USAGE_PAGE (Keyboard)
0x19, 0xe0, // USAGE_MINIMUM (Keyboard LeftControl)
0x29, 0xe7, // USAGE_MAXIMUM (Keyboard Right GUI)
0x15, 0x00, // LOGICAL_MINIMUM (0)
0x25, 0x01, // LOGICAL_MAXIMUM (1)
0x75, 0x01, // REPORT_SIZE (1)
0x95, 0x08, // REPORT_COUNT (8)
0x81, 0x02, // INPUT (Data,Var,Abs)
// Normal keys
0x05, 0x07, // USAGE_PAGE (Keyboard)
0x19, 0x00, // USAGE_MINIMUM (Reserved (no event indicated))
0x29, 0x65, // USAGE_MAXIMUM (Keyboard Application)
0x15, 0x00, // LOGICAL_MINIMUM (0)
0x25, 0x65, // LOGICAL_MAXIMUM (101)
0x75, 0x08, // REPORT_SIZE (8)
0x95, 0x01, // REPORT_COUNT (1)
0x81, 0x00, // INPUT (Data,Ary,Abs)
0xc0, // END_COLLECTION
\end{ccodesmall}
\end{frame}
\begin{frame}{Mouse USB}
\begin{itemize}
\pause
\item Não implementa o protocolo \emph{boot}
\pause
\item \emph{Report} de 6 bytes:
\begin{itemize}
\pause
\item \emph{Report ID} com valor 2
\pause
\item 2 bytes para a coordenada X
\item 2 bytes para a coordenada Y
\begin{description}[Coordenadas absolutas]
\pause
\item[Coordenadas absolutas] \emph{absolute pointing device}
\item[Coordenadas relativas] \emph{mouse} convencional
\end{description}
\pause
\item 1 byte para os botões sendo pressionados
\end{itemize}
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]{USB Report Descriptor para o mouse}
\begin{ccodesmall}
0x05, 0x01, // USAGE_PAGE (Generic Desktop)
0x09, 0x02, // USAGE (Mouse)
0xa1, 0x01, // COLLECTION (Application)
0x85, 0x02, // REPORT_ID (2)
0x09, 0x01, // USAGE (Pointer)
0xa1, 0x00, // COLLECTION (Physical)
// X, Y movement
0x09, 0x30, // USAGE (X)
0x09, 0x31, // USAGE (Y)
0x15, 0x00, // LOGICAL_MINIMUM (0)
0x26, 0xff, 0x7f, // LOGICAL_MAXIMUM (32767)
0x75, 0x10, // REPORT_SIZE (16)
0x95, 0x02, // REPORT_COUNT (2)
0x81, 0x42, // INPUT (Data,Var,Abs,Null)
0xc0, // END_COLLECTION
// Buttons
0x05, 0x09, // USAGE_PAGE (Button)
0x19, 0x01, // USAGE_MINIMUM (Button 1)
0x29, 0x03, // USAGE_MAXIMUM (Button 3)
0x15, 0x00, // LOGICAL_MINIMUM (0)
0x25, 0x01, // LOGICAL_MAXIMUM (1)
0x75, 0x01, // REPORT_SIZE (1)
0x95, 0x03, // REPORT_COUNT (3)
0x81, 0x02, // INPUT (Data,Var,Abs)
// Padding for the buttons
0x75, 0x01, // REPORT_SIZE (1)
0x95, 0x05, // REPORT_COUNT (5)
0x81, 0x03, // INPUT (Cnst,Var,Abs)
0xc0 // END_COLLECTION
\end{ccodesmall}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]{Bug no kernel do Linux}
\begin{itemize}
\pause
\item Segundo a especificação USB HID, valores fora dos limites lógicos de um campo devem ser ignorados
\end{itemize}
\pause
\begin{ccode}[numbers=none]
0x15, 0x00, // LOGICAL_MINIMUM (0)
0x26, 0xff, 0x7f, // LOGICAL_MAXIMUM (32767)
\end{ccode}
\begin{itemize}
\pause
\item O bug foi reportado
\pause
\item Patch disponível
\end{itemize}
\begin{ccode}[numbers=none]
if (value < field->logical_minimum ||
value > field->logical_maximum)
{
dbg_hid("Ignoring out-of-range value %x\n", value);
return;
}
\end{ccode}
\end{frame}
\begin{frame}{Oscilação do ponteiro}
Possíveis causas:
\begin{itemize}
\pause
\item Limite de precisão do sensor
\pause
\item Limite de precisão do conversor ADC
\pause
\item Interferência magnética de aparelhos elétricos e eletrônicos
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Suavização do movimento}
\pause
Filtro de suavização exponencial:
\pause
\begin{align*}
x_t & = 0.875 x_{t-1} + 0.125 x
\end{align*}
\begin{itemize}
\pause
\item Introduz um pequeno atraso no movimento
\pause
\item Aumenta notavelmente a precisão
\end{itemize}
\pause
\bigskip
Além disso:
\begin{itemize}
\pause
\item Movimento do ponteiro é congelado por \SI{87}{\milli\second} após um clique
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Menu de configuração}
\begin{itemize}
\pause
\item Implementado usando o teclado USB
\pause
\item Usável dentro de qualquer editor de texto
\pause
\item Simplifica a configuração e depuração do dispositivo
\end{itemize}
\end{frame}
\section{Matemática}
\subsection{Introdução}
\begin{frame}{Definição do problema}
\pause
Dado um vetor 3D apontando para uma direção qualquer no espaço,
quais são as coordenadas 2D correspondentes a esse vetor?
\pause
\bigskip
\begin{center}
% trim parameter order: left bottom right top
\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=0.5\textheight, clip, trim=0.75in 0.75in 0.70in 0.50in]{../monografia/img/geometria_ABCD1.pdf}
\end{center}
\end{frame}
\subsection{Abordagem geométrica}
\begin{frame}{Abordagem geométrica}
\begin{center}
% trim parameter order: left bottom right top
\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=0.8\textheight, clip, trim=0.75in 0.75in 0.70in 0.50in]{../monografia/img/geometria_ABCD1.pdf}
\end{center}
\end{frame}
\begin{frame}{Abordagem geométrica}
\begin{center}
% trim parameter order: left bottom right top
\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=0.8\textheight, clip, trim=0.75in 0.75in 0.70in 0.50in]{../monografia/img/geometria_ABCD2.pdf}
\end{center}
\end{frame}
\begin{frame}{Abordagem geométrica -- definições}
\begin{columns}
\column{.5\textwidth}
\pause
Sejam os vetores:
\begin{description}[A]
\item[A] Aponta na direção do canto superior esquerdo da tela
\item[B] Aponta na direção do canto superior direito da tela
\item[C] Aponta na direção do canto inferior direito da tela
\item[D] Aponta na direção do canto inferior esquerdo da tela
\item[P] Direção apontada pelo usuário
\end{description}
Todos com origem em $(0,0,0)$
\column{.5\textwidth}
\onslide<1->
% trim parameter order: left bottom right top
\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=0.8\textheight, clip, trim=0.75in 0.75in 0.70in 0.50in]{../monografia/img/geometria_ABCD2.pdf}
\end{columns}
\end{frame}
\begin{frame}{Abordagem geométrica -- algoritmo}
\begin{columns}
\column{.5\textwidth}
\begin{enumerate}[<+->]
\item Calcular $P'$, projeção de $P$ no plano definido por $A$ e $B$
\item Calcular $\alpha$, valor entre $0$ e $1$ tal que:
\begin{itemize}
\item $\alpha = 0 \iff P' \parallel A $
\item $\alpha = 1 \iff P' \parallel B $
\end{itemize}
\item Repetir os cálculos para cada um dos quatro lados
\item Usar os quatro valores de $\alpha$ para estimar as coordenadas 2D no plano da tela
\end{enumerate}
\column{.5\textwidth}
\onslide<1->
% trim parameter order: left bottom right top
\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=0.8\textheight, clip, trim=0.75in 0.75in 0.70in 0.50in]{../monografia/img/geometria_ABCD2.pdf}
\end{columns}
\end{frame}
\begin{frame}{Abordagem geométrica -- cálculo de $\alpha$}
\begin{columns}
\column{.5\textwidth}
Como calcular $\alpha$?
\begin{itemize}
\pause
\item Valor exato, interseção de $P'$ com o segmento $AB$
\pause
\item Valor aproximado...
\end{itemize}
\column{.5\textwidth}
\onslide<1->
% trim parameter order: left bottom right top
\includegraphics[keepaspectratio, width=1.0\textwidth, height=0.8\textheight, clip, trim=0.75in 0.75in 0.70in 0.50in]{../monografia/img/geometria_ABCD2.pdf}
\end{columns}