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CURSO DE TECNOLOGIA EM MECATRÔNICA INDUSTRIAL RODRIGO NATHAN BRAGA CAPACETE AUTOMATIZADO Garça 2017
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CURSO DE TECNOLOGIA EM MECATRÔNICA INDUSTRIAL
RODRIGO NATHAN BRAGA
CAPACETE AUTOMATIZADO
Garça
2017
CURSO DE TECNOLOGIA EM MECATRÔNICA INDUSTRIAL
RODRIGO NATHAN BRAGA
CAPACETE AUTOMATIZADO
Artigo Científico apresentado à Faculdade de
Tecnologia de Garça – FATEC, como requisito
para a conclusão do Curso de Tecnologia em
Mecatrônica Industrial, examinado pela seguinte
comissão de professores.
Data da Aprovação: 03 / 07 / 2017
____________________________________
Orientador: Profº Me. Edson Mancuzo
FATEC – Garça
____________________________________
Profº Me. Gustavo Adolfo Mesquita Serva
Coraini
FATEC – Garça
____________________________________
Profº Espec. César Ferreira Rosário
FATEC – Garça
Garça
2017
AGRADECIMENTOS
Por meio deste documento venho agradecer todos que contribuíram para o
desenvolvimento do projeto, mas principalmente, deixar meus agradecimentos aos que
participaram, de maneira direta e indireta, desse período na minha vida que é de muita
importância para o meu desenvolvimento profissional e humano.
Primeiramente quero agradecer a Deus por ter me dado saúde para prosseguir nos
meus objetivos, e principalmente, por permitir que essa etapa seja concluída com sucesso.
Venho agradecer aos meus pais, José Carlos e Sônia Maria, por todo o apoio e
incentivo para correr atrás dos meus objetivos, pois, são pessoas fundamentais para minha
formação como cidadão, pelo qual tenho muita admiração.
Agradeço ao orientador Prof.º Me. Edson Mancuzo pela confiança e por todo o suporte
para a realização do projeto e também pelo aprendizado que adquiri durante o curso, não só
pelo conteúdo em aula, mas pelas conversas pós-aulas que contribuíram muito para o
planejamento da minha vida profissional.
Sou grato também à instituição Faculdade de Tecnologia de Garça, que me acolheu e
me deu todo o apoio para que pudesse aproveitar o curso de tecnologia em Mecatrônica
Industrial, cujo foi o primeiro passo da minha carreira acadêmica e da minha formação
profissional.
Venho agradecer, aos meus amigos e a todas as pessoas que conheci durante esse
período, por todos os momentos que passei durante essa caminhada, fiz amizades que jamais
irei esquecer.
EPÍGRAFE
O sucesso nasce do querer, da determinação e
persistência em se chegar a um objetivo. Mesmo não
atingindo o alvo, quem busca e vence obstáculos, no
mínimo fará coisas admiráveis.
José de Alencar
CAPACETE AUTOMATIZADO
Rodrigo Nathan Braga¹
Profº Me. Edson Mancuzo²
Resumo - Nos dias atuais muitos condutores de motocicleta tem circulado utilizando o
equipamento de segurança de maneira irregular, sendo assim, o número de autuações de
motociclistas tem aumentado bastante, além do que, tal irregularidade dos motociclistas em
deixar a viseira aberta pode acarretar em um possível acidente.
A utilidade do projeto consiste no desenvolvimento de um hardware e software que
proporcione maior segurança ao condutor de motocicleta através da identificação do uso
correto do capacete e viseira.
O propósito do projeto é apresentar um dispositivo de segurança a ser utilizado no
capacete para que o condutor venha conduzir a motocicleta de maneira segura, mostrando ao
condutor a importância do equipamento de segurança e consequentemente reduzir o número
de infrações de trânsito e incidentes durante a condução de uma motocicleta.
PALAVRAS CHAVE: Segurança no trânsito; Comunicação via radio frequência; capacete
de motocicleta.
________________________________________________________________
¹ - Discente da instituição Faculdade de Tecnologia de Garça
² - Docente da instituição Faculdade de Tecnologia de Garça
Abstract - Nowadays many motorcycle drivers have circulated using safety equipment in an
irregular way, so the number of motorcyclists has increased considerably, and this irregularity
of motorcyclists leaving the visor open can lead to a possible accident
The usefulness of the project is the development of hardware and software that
provides greater safety to the motorcycle driver by identifying the correct use of the helmet
and visor.
The purpose of the project is to present a safety device to be used on the helmet so
that the driver will drive the motorcycle safely, showing the driver the importance of safety
equipment and consequently reduce the number of traffic violations and incidents while
driving of a motorcycle.
KEY WORDS: Traffic Safety; Communication via radio; motorcycle helmet.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Frota de motocicletas no Brasil _____________________________________ 3
Figura 2: Sistema de comunicação ___________________________________________ 7
Figura 3: Faixa de frequência de transmissões por rádios e aplicações _____________ 8
Figura 4: Interferência construtiva e destrutiva ________________________________ 9
Figura 5: Placa do transmissor 433, 92 Mhz ___________________________________ 9
Figura 6: Diagrama esquemático do circuito gerador de pulsos __________________ 10
Figura 7: Placa do receptor 433, 92 Mhz _____________________________________ 10
Figura 8: Diagrama esquemático do sistema de bloqueio e alarme ________________ 11
Figura 9: Estrutura de programação em C ___________________________________ 12
Figura 10: Microcontrolador PIC18f4550 ____________________________________ 14
Figura 11: Lógica do programa – parte 1 ____________________________________ 15
Figura 12: Lógica do programa – parte 2 ____________________________________ 15
Figura 13: Estrutura do capacete de motocicleta ______________________________ 16
Figura 14: Capacete em 3D ________________________________________________ 17
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 1
1.1 Objetivo Geral ............................................................................................................... 2
1.2 Objetivos Específicos .................................................................................................... 3
1.3 Relevância do Projeto ................................................................................................... 3
2. DESENVOLVIMENTO .................................................................................................... 4
2.1 Metodologia .................................................................................................................. 4
2.2 Revisão de Literatura .................................................................................................. 6
2.2.1 Comunicação via radiofrequência .................................................................... 6
2.2.1.1 Interferência na comunicação RF .......................................................... 8
2.2.1.2 Módulo de radiofrequência ..................................................................... 9
2.2.1.3 Eletrônica ................................................................................................ 11
2.2.2 Linguagem C ..................................................................................................... 11
2.2.2.1 Microcontrolador ................................................................................... 13
2.2.2.2 Programação ........................................................................................... 14
2.2.3 Capacete de segurança para motociclistas ..................................................... 16
2.3 Resultado ..................................................................................................................... 17
2.4 Dificuldades Apresentadas ........................................................................................ 17
3. CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................................... 18
4. REFERÊNCIAS ................................................................................................................ 19
1
1. INTRODUÇÃO
O Ministério da saúde, no ano de 2015, relatou que o Brasil se encontra em quinto
lugar entre os países com o maior número de acidentes envolvendo motocicletas, sendo que
no ano de 2013 houve 12.040 mortes com o envolvimento de motocicletas. Por meio dos
dados disponibilizados pelo Blog da saúde, pertencente ao Ministério da saúde, foi informado
que 19,7% das vitimas estavam sem o capacete de segurança. (Blog da Saúde, 2015)
Segundo Sistema de Vigilância de Violências e Acidentes (VIVA 2011), que
traça o perfil das vítimas de violências e acidentes atendidas em serviços de
urgência e emergência do Sistema Único de Saúde em capitais brasileiras,
78,76% das vítimas de acidente de transporte terrestre envolvendo
motociclista são homens, na faixa etária de 20 a 39 anos. Entre os
motociclistas ouvidos, 19,6% informaram o uso de bebida alcoólica antes do
acidente e 19,7% estavam sem capacete.
A cada dez acidentes, sete têm o envolvimento de motociclistas indenizados em 2014
pelo “danos pessoais causados por veículos automotores de via terrestre (DPVAT)”, sendo as
principais causas de acidentes envolvendo motocicletas a falta de atenção do motociclista,
estresse, andar entre veículos, pressa para cumprir horários, desrespeito aos pedestres e
semáforo, entre outros, com base neste cenário é evidente a importância de todo equipamento
de proteção para que a locomoção seja mais segura possível. (Mariana Czerwonka, 2015).
Segundo as analises da especialista do trânsito e consultora do Portal do Trânsito.
(Elaine Sizilo, 2015)
Os equipamentos de segurança, principalmente o capacete, pode prevenir
cerca de 69% dos traumatismos crânio-encefálicos e 65% dos traumatismos
da face. O capacete protege o usuário desde que utilizado corretamente, ou
seja, afivelado, com todos os seus acessórios e complementos [...] As
viseiras fazem parte do capacete e protegem os olhos e parte da face contra
impactos de chuva, poeira, insetos, sujeira e detritos jogados ou levantados
por outros veículos. Em velocidade, o impacto de um pequeno objeto causa
um grande estrago se o piloto não estiver suficientemente protegido.
Ao considerar a importância que o capacete e a viseira representam para a segurança
do condutor, em específico na região dos olhos e face, surgiu à motivação em realizar o
desenvolvimento de um dispositivo que bloqueie o motor de ignição ou acione um alarme se
o condutor da motocicleta não estiver utilizando o equipamento de segurança de maneira
correta, ou seja, com a viseira levantada.
No inicio do projeto foi realizada uma pesquisa sobre o tema para saber a opinião dos
moto-taxistas, abordando-os de maneira informal. Foi relatado sobre a possibilidade de haver
um dispositivo que bloqueie a motocicleta se o condutor estiver com a viseira levantada, após
realizar a abordagem foi apresentado pelos moto-taxistas a necessidade de levantar a viseira
2
por certo período durante a condução da motocicleta, pois segundo eles a viseira riscada, o
excesso de calor e o excesso de chuva acabam prejudicando na visualização do trânsito, ou
seja, muitas vezes é necessário levantar a viseira para prosseguir na condução, com base nesta
situação o bloqueio da motocicleta poderia acarretar em possíveis acidentes, sendo assim, foi
necessário considerar somente o acionamento de um alarme caso a motocicleta esteja em
movimento e o motociclista esteja utilizando de maneira incorreta o equipamento de
segurança.
O projeto além de apresentar maior segurança ao condutor também tem como
consequência reduzir o número de infrações de trânsito sobre motociclistas. Essa tem sido
uma preocupação para quem utiliza a motocicleta para trabalhar, por exemplo, moto-taxistas,
motoboys, entre outros.
Foi realizada uma reportagem, no ano de 2013, pelo jornal regional na cidade de
Barretos – São Paulo, Portal G1 - Ribeirão e Franca, sobre uma nova atitude dos moto-
taxistas em relação aos devidos cuidados de segurança no trânsito. De acordo com Antônio
Maurício Alexandre, moto-taxista, os passageiros têm escolhido realizar a viagem com a
viseira aberta, atitude que o Código de Trânsito Brasileiro (CTB) não apoia.
Sendo assim, Antônio Mauricio Alexandre e outros moto-taxista tem encontrado uma
maneira de evitar que os passageiros adotem tal atitude, a maneira encontrada pelos moto-
taxistas foi parafusar a viseira no capacete de modo que a impeça de ser manuseada pelos
passageiros, garantindo que durante a viagem a viseira esteja na posição apropriada.
Segundo o delegado da Circunscrição Regional de Trânsito (CIRETRAN) o problema
é que parafusar a viseira no capacete é proibido, pois, altera na característica base do
equipamento uma vez que a viseira se encontra fixa numa posição impossibilitando que em
um possível acidente, a viseira fechada, venha dificultar na respiração. (G1 - Ribeirão e
Franca, 2013).
Levando em consideração a preocupação do moto-taxista sobre o uso correto da
viseira e a fala do delegado, podemos encontrar mais um ponto positivo sobre o projeto, pois
o projeto não altera as características do capacete e da viseira, sendo que a viseira terá a
mesma mobilidade.
1.1 Objetivo Geral
Desenvolver um sistema mecatrônico acoplado no capacete do motociclista, cuja
função principal é promover a segurança.
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1.2 Objetivos Específicos
Apresentar aos motociclistas a importância dos equipamentos de segurança
para condução da motocicleta.
Impossibilitar que a motocicleta venha ser ligada se o motociclista estiver
utilizando o capacete de forma inadequada.
Acionar um alarme, caso a motocicleta esteja em movimento e o capacete
esteja sendo utilizado de maneira inadequada.
1.3 Relevância do Projeto
No ano de 2014 foi publicada uma pesquisa realizada pelo sindicato da indústria de
autopeças (Sindipeças) relatando o crescimento de frotas de motocicletas, em território
brasileiro, atingindo a quantidade de 13,12 milhões de motocicletas circulando pelo país,
conforme figura 1.
Figura 1 - Frota de motocicletas no Brasil
Fonte: (G1 – São Paulo, 2015).
Ao analisar este gráfico, desenvolvido pela Sindipeças, é nítido o interesse dos
condutores em utilizar a motocicleta para se locomoverem.
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De acordo com Felipe Ferreira (2009, p.15), a motocicleta vem crescendo devido à
economia de tempo e financeira, em relação a outro meio de transporte, e pela habilidade que
ela proporciona ao motociclista em se locomover em vias congestionadas.
Mesmo com todos esses benefícios, a utilização de uma motocicleta possui seus riscos,
sendo assim, exige dos motociclistas muita responsabilidade ao conduzi-la. Sendo as
seguintes responsabilidades:
Conduzir respeitando as leis de trânsito
Conduzir utilizando os equipamentos de segurança de maneira correta
Realizar manutenções preventivas na motocicleta
O Código de Trânsito Brasileiro (CTB) adverte que conduzir motocicleta sem usar
capacete de segurança com viseira ou óculos de proteção é considerado infração gravíssima.
Artigo 244 – I: Sem usar capacete de segurança com viseira ou óculos de
proteção e vestuário de acordo com as normas e especificações aprovadas
pelo CONTRAN;
Tal relevância se encontra na quantidade expressiva de motocicletas circulando pelo
país, e principalmente, na necessidade de priorizar a segurança dos motociclistas e do trânsito.
2. DESENVOLVIMENTO
Para prosseguir no desenvolvimento do projeto foi necessário utilizar os
conhecimentos adquiridos no decorrer do curso, mas principalmente, realizar pesquisas
paralelas sobre assuntos relevantes ao tema escolhido. O projeto tem como alicerce as áreas
da mecânica, da eletrônica e de um sistema computacional que se interagem entre si
proporcionando um dispositivo embarcado que promova benefícios na segurança e saúde do
motociclista.
2.1 Metodologia
A metodologia é composta por um documento acadêmico com dados concretos e
relevantes ao tema, juntamente, com o desenvolvimento experimental de um protótipo para
verificar a viabilidade do projeto proposto.
O projeto se consolida na redução de possíveis riscos que os motociclistas encontram
na não utilização correta do capacete de segurança, ou seja, o projeto irá supervisionar a
utilização do capacete como um todo, incluindo o fechamento da cinta jugular.
Outra característica positiva do projeto é que ele poderá ser utilizado como um
dispositivo de alarme, pois, a motocicleta não irá funcionar com outro capacete, ou seja, para
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que a motocicleta venha ser ligada é necessário que o capacete do proprietário venha estar em
condições adequadas para condução, e principalmente, venha estar próximo ao módulo
receptor, dificultando em um possível furto da motocicleta.
O procedimento do protótipo se divide em três etapas:
1º Etapa: Transmissor – Está embutida no capacete a placa do circuito do transmissor
juntamente com o sistema de sensoriamento que está sendo realizado através do reed switch,
responsável por identificar a posição da viseira e o estado da cinta jugular.
Quando o sensor reed switch for acionado, o transmissor irá enviar ao receptor um
sinal codificado, porém quando o motociclista levantar a viseira ou soltar a cinta jugular, o
reed switch não será acionado, portanto, o transmissor não irá enviar sinal.
Ainda nessa etapa foi desenvolvido um circuito gerador de pulsos que está conectado
com o módulo transmissor com o objetivo de gerar pulsos de tempo em tempo se a viseira
estiver fechada e a cinta jugular estiver afivelada.
2º Etapa: Receptor – O receptor está localizado próximo ao motor de ignição da motocicleta,
ele é o responsável por decodificar o sinal enviado pelo transmissor e baseado no sinal
adequado, acionar o relé inserido na placa do receptor.
A placa de circuito impresso do módulo receptor é o mediador entre o sensoriamento,
atribuído na viseira e cinta jugular, e o microcontrolador responsável pelo acionamento do
bloqueio e alarme da motocicleta.
3º Etapa: Sistema de bloqueio e alarme – Está sendo controlado por um microcontrolador,
responsável pela sincronização entre a comunicação via radiofrequência e o bloqueio do
motor de ignição e acionamento do alarme.
- Descrição da metodologia do protótipo:
Se a motocicleta estiver desligada, a viseira estiver aberta e a cinta jugular solta, o relé
do motor de ignição permanece em contato aberto, evitando que a motocicleta seja ligada.
Quando o motociclista fechar a viseira e afivelar a cinta jugular será enviado um sinal
para o receptor que irá acionar o relé presente na placa do receptor, o relé é utilizado como
sinal para o microcontrolador, após receber o sinal do relé, por meio de um programa inserido
no microcontrolador, será acionado um segundo relé localizado na terceira etapa permitindo
que a motocicleta seja ligada, juntamente com o acionamento do Light Emitter Diode (LED) –
azul.
No entanto se a motocicleta estiver ligada e o condutor decida levantar a viseira
durante a condução, o relé presente na placa do receptor não será acionado, sendo assim, ao
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levantar a viseira será acionado um alarme sonoro e visual, representado por um LED –
vermelho e um buzzer, com o objetivo de lembrar o condutor para fechar a viseira.
Para produção real do projeto é recomendavel que os componentes utilizados venham
ser em Surface Mount Device (SMD) visando um dispositivo compacto.
2.2 Revisão de Literatura.
Foi realizada uma abordagem aprofundada sobre a comunicação via radiofrequência
entre o módulo transmissor e o módulo receptor, envolvendo o circuito eletrônico utilizado no
projeto com o propósito de reduzir as chances de ruídos e também sobre a linguagem de
programação em C, pois, tal linguagem foi utilizada no microcontrolador para que a
comunicação esteja sincronizada com o sistema de bloqueio e alarme.
2.2.1 Comunicação via radiofrequência.
A necessidade de dispositivos se comunicarem com outros equipamentos estão cada
vez mais presentes na rotina das pessoas, sendo assim, a comunicação via radiofrequência tem
se expandido muito nas ultimas décadas, sendo um de seus principais benefícios à
comodidade e mobilidade que dispositivos portáteis proporcionam ao usuário.
O sistema de comunicação é constituído pelos seguintes processos, conforme a figura 2.
Fonte de informação: Responsável pela origem da mensagem.
Transmissor: A etapa responsável por transmitir um sinal adequado para o meio
físico.
Sistema de codificação: É receber o sinal a ser enviado e transformar em sinal
elétrico.
Canal: A etapa cujo sinal se propaga entre a fonte de informação e o destinatário da
mensagem.
Ruído: Um distúrbio que interfere no transporte da comunicação.
Receptor: Responsável por receber o sinal do meio físico e transmitir para o
destinatário.
Sistema de decodificação: Receber o sinal elétrico enviado pelo transmissor e
processar esse sinal, recuperando a mensagem de origem.
Destino da informação: É a etapa cuja mensagem foi direcionada.
7
Figura 2 - Sistema de comunicação
Fonte: (Eisencraft, 2007. p. 3).
Tal modelo de comunicação tem contribuído muito para a evolução tecnológica
presente no século XXI, pois, por meio da comunicação sem fio e da tecnologia disponível é
possível estabelecer conectividade geográfica de longas distâncias que há anos não era
imaginável. Através da comunicação sem fio surgiu um vasto campo de aplicações para que a
tecnologia e a ciência venham ser utilizadas para solução e monitoração de determinados
processos.
A radiofrequência é o principal canal de comunicação sem fio, podendo alcançar
longas distâncias se comparado com a radiação infravermelha que necessariamente tem como
requisito uma comunicação de curta distância e sem barreiras entre o emissor e o destinatário.
Para reduzir o número de conflitos entre as diferentes aplicações onde a comunicação
sem fio é utilizada, foram classificadas faixas de frequências, sendo sua unidade de medida o
Hertz (Hz), para cada finalidade, onde cada faixa é apropriada para um modo de transmissão,
conforme a figura 3.
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Figura 3 - Faixa de frequência de transmissões por rádios e aplicações.
Fonte: (Vilela, 2012. p. 6).
A comunicação utilizada no projeto é via radiofrequência, pois, tal comunicação não
interfere na mobilidade que o motociclista venha ter ao conduzir a motocicleta e também pela
sua eficiência na transmissão de dados entre o transmissor localizado no capacete e o receptor
localizado próximo ao motor de ignição.
2.2.1.1 Interferência na comunicação RF.
Todo sistema de transmissão de dados está sujeito à presença de ruídos, pois, eles são
sinais indesejáveis que são gerados por interferências externas causadas por eventos da
natureza e/ou por dispositivos que produz faísca, por exemplo, motor a combustão, motores
com escovas.
As interferências são sinais que estejam operando na mesma, ou nas proximidades, da
frequência do módulo receptor, resultando desde pequenas falhas na comunicação até a
anulação da transmissão de dados entre equipamentos sem fios.
Existem dois tipos de interferência quando se trata de ondas de radio, sendo elas:
Construtivas – É quando duas cristas, ou dois vales, de ondas da mesma faixa de
operação, se encontram gerando uma soma em suas amplitudes, que por consequência resulta
em uma crista, ou vale, maior durante o período de encontro.
Destrutiva – É quando um vale e uma crista de onda, da mesma faixa de operação, se
encontram gerando uma subtração em suas amplitudes, onde prevalece a onda que possuir
uma amplitude maior, conforme a figura 4.
9
Figura 4 - Interferência construtiva e destrutiva
Fonte: (Wireless-PT, 2015)
Porém através da seleção de componentes de qualidade de acordo com as
características técnicas dos componentes é possível amenizar a interferência obtida na
comunicação.
2.2.1.2 Módulo de radiofrequência.
O responsável pela transmissão de dados no projeto é o módulo transmissor
encontrado nos controles remotos para o acionamento de portões e alarmes, a escolha do
módulo transmissor para o projeto foi definido devido ao seu grande uso, e também pelo fato
de ser um dispositivo de baixo custo e possuir uma faixa de frequência que apresenta uma
comunicação com o número reduzido de interferências, sendo assim, proporcionando uma
comunicação eficiente para o projeto, tal transmissor opera na faixa de frequência 433, 92
Mhz, sendo sua modulação em amplitude (AM) e possuindo uma frequência constante.
Devido à complexidade na codificação do transmissor e na programação e
decodificação do receptor foram utilizadas placas prontas, ou seja, foi utilizado um
transmissor e um receptor pronto para transmitir e receber o sinal apropriado, conforme a
figura 5.
Figura 5 - Placa do transmissor 433,92 Mhz
Fonte: (Autor)
Foi desenvolvido no capacete um circuito gerador de pulsos que ao ser conectado ao
módulo transmissor, o sinal adequado, referente à viseira e a cinta jugular, é enviado de tempo
em tempo ao módulo receptor.
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O diagrama esquemático do circuito gerador de pulsos foi desenvolvido no software
Proteus - versão 7.7, conforme a figura 6.
Figura 6 - Diagrama esquemático do circuito gerador de pulsos
Fonte: (Elaborado pelo autor)
O módulo receptor tem a função de receber os dados enviados pelo transmissor, após
receber o sinal transmitido, é necessário decodificar esse sinal para que o acionamento do
alarme e/ou o bloqueio do motor de ignição seja executado respeitando o estado da
motocicleta, juntamente, com as posições da viseira e da cinta jugular realizar.
Foi necessário que a placa do receptor seja constituida de um canal, sendo o
responsável por enviar o sinal para a placa de acionamento do alarme e bloqueio da
motocicleta, conforme a figura 7.
Figura 7 - Placa do receptor 433, 92 Mhz
Fonte: (Autor)
11
2.2.1.3 Eletrônica.
Para o desenvolvimento do protótipo foi realizado um diagrama esquemático do
circuito utilizado para o acionamento do alarme e do bloqueio do motor de ignição da
motocicleta. Tal circuito foi elaborado no software Proteus - versão 7.7 para posteriormente
ser construída a placa de circuito impresso, conforme a figura 8.
Figura 8 - Diagrama esquemático do sistema de bloqueio e alarme
Fonte: (Elaborado pelo autor)
Esse circuito é o responsável pelo sistema de alarme, tanto o sonoro representado pelo
buzzer, quanto pelo o visual representado pelo LED, sendo utilizado um dos LED’s para
indicar que a motocicleta está em movimento.
Devido à placa do receptor e do sistema de bloqueio estar separadas, foi necessária a
utilização de bornes para interligação entre as placas, resultando no funcionamento
sincronizado do sinal recebido pelo módulo receptor e o acionamento realizado pelo
microcontrolador.
2.2.2 Linguagem C
Com a crescente evolução da tecnologia, têm sido necessário realizar a comunicação
com máquinas para otimização e controle de determinados processos. Mas para que essa
12
interação, entre máquinas e processos automatizados, seja eficaz é primordial que a
comunicação utilizada seja uma linguagem que a máquina entenda.
A linguagem de programação em C teve seu inicio no ano de 1972, sendo o
responsável pelo seu desenvolvimento, o cientista da computação Dennis Ritchie. Com o
passar dos anos, tal linguagem, acabou tendo a preferência dos programadores, pois, segundo
Pereira (2015. p. 1), a linguagem C foi construída por e para programadores, sendo a principal
razão pela qual a linguagem mencionada tenha sido acolhida entre os profissionais.
A linguagem de máquina utilizada no projeto é a linguagem de programação em C, tal
linguagem se encontra entre uma das mais utilizadas em sistemas de baixo e alto nível de
complexidade. De acordo com Mizrahi (2008. p. 2).
A linguagem de programação C tornou-se rapidamente uma das mais
importantes e populares, principalmente por ser muito poderosa, portátil,
flexível e pela padronização dos compiladores existentes [...]. Os programas
em C tendem a ser bastante compactos e de execução rápida.
A linguagem em C é estruturada de maneira sequencial, ou seja, o programa segue uma
ordem de leitura a ser executada, tal ordem se inicia pelas declarações e definições das variáveis
depois pela função main, a função principal do programa, e logo após, a área de execução das funções
e das variáveis, conforme a figura 9.
Figura 9 - Estrutura de programação em C
Fonte: (Elaborado pelo autor)
O programa é composto por códigos, representados por símbolos e letras, já as
variáveis se submetem á funções respeitando os operadores lógicos e aritméticos de acordo
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com o algoritmo proposto. As variáveis são de extrema importância na construção do
programa, pois, são elas que serão manipuladas para determinadas finalidades, baseadas nas
condições inseridas no programa. Segundo Mizrahi (2008. p. 13):
Uma variável em C é um espaço de memória reservado para armazenar um
certo tipo de dado e tendo um nome para referenciar o seu conteúdo. [...]
uma variável é um espaço de memória que pode conter, a cada tempo,
valores diferentes.
Ela é uma ferramenta que contribuiu muito para o desenvolvimento da tecnologia e da
ciência, pois, através da programação em C muitos processos tecnológicos e controlados
puderam ser aperfeiçoados satisfazendo os requisitos de uma linguagem de máquina eficiente
no decorrer dos anos.
2.2.2.1 Microcontrolador.
Com o desenvolvimento da tecnologia tal componente eletrônico tem ganhado seu
espaço na otimização de tecnologias e sistemas embarcados, ele tem sido um dos responsáveis
pela automatização em ambientes cirúrgicos, economia energética, robótica, e área afins.
Segundo Denardin (sem data. p. 2) uma das áreas que vem sendo bastante explorada
por microcontroladores são sistemas embarcados.
O universo de aplicações dos microcontroladores, como já mencionado, está
em grande expansão, sendo que a maior parcela dessas aplicações é em
sistemas embarcados.
De acordo com Denardin (sem data. p. 2) é possível concluir que o alcance dessa
tecnologia tem sido mais importante, do que pode ser dimensionado devido ao seu baixo
custo e também por ser um componente compacto, ou seja, por possuir dimensões físicas
muito pequenas.
O microcontrolador será o responsável por controlar o sistema de acionamento de
alarme e bloqueio do projeto, sendo que o controle será realizado por meio de um programa
desenvolvido em linguagem C e sua área de trabalho será o compilador MikroC PRO for PIC,
produzido pela empresa Mikroelektronika.
Foi escolhido o PIC18f4550, da Microchip, devido a sua grande utilização na
construção de prototipagem, porém, na produção real do projeto é recomendável que o
microcontrolador venha a ser mais compacto, ou seja, venha ocupar o mínimo de espaço
possível, conforme a figura 10.
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Figura 10 - Microcontrolador PIC18f4550
Fonte: (Microchip – Data sheet, 2009. p. 2)
Suas principais características são:
São 35 portas configuráveis como entradas e saídas digitais.
São 13 portas configuráveis como canais de entradas analógicas.
Sua frequência de operação é até 48 Mhz.
Possui 4 temporizadores de 8 e 16 bits.
Possui 256 bytes de memória EEPROM de dados
Possui 32 Kbytes de memória FLASH para armazenamento de programa.
Possui 2 Kbytes de SRAM para armazenamento de dados
2.2.2.2 Programação.
Na imagem a seguir se encontra a lógica do programa inserido no microcontrolador
utilizado no projeto, o programa desenvolvido tem como função executar o acionamento do
alarme, visual e sonoro, e controlar o sistema de bloqueio e desbloqueio do motor de ignição.
Para realizar a programação foi dividido o programa em dois estados, sendo eles a
motocicleta desligada e a motocicleta ligada, o primeiro estado é responsável por não acionar
os alarmes e o motor de ignição se o capacete estiver sendo utilizado de maneira inadequada,
conforme a figura 11.
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Figura 11 - Lógica do programa – parte 1
Fonte: (Elaborado pelo autor)
O segundo estado tem como função garantir que a motocicleta só venha ser ligada se o
motociclista estiver utilizando o capacete com a viseira e a cinta jugular nas condições ideais
para conduzi-la.
Se a motocicleta estiver em movimento e o motociclista decida levantar a viseira, o
microcontrolador, por meio da programação, irá acionar os alarmes com o objetivo de lembrar
o motociclista fechar a viseira o mais breve possível, conforme a figura 12.
Figura 12 - Lógica do programa – parte 2
Fonte: (Elaborado pelo autor)
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2.2.3 Capacete de segurança para motociclistas.
O capacete é um dos principais equipamentos de segurança que o condutor e o
passageiro possuem para se locomoverem em uma motocicleta, sua função é proteger o crânio
em caso de acidente e/ou impacto.
Segundo Paulino (2008. p. 53), a fabricação do capacete é totalmente voltada para a
redução de lesões na região craniana, conforto e eficiência do equipamento na sua utilização
de maneira correta.
Atualmente, os capacetes são projetados tendo em conta diversos
parâmetros, tais como a redução do risco de lesões leves ao nível do cérebro,
a estabilidade do capacete na cabeça do utilizador perante as mais diversas
situações, e o conforto do capacete, que engloba parâmetros como a
ventilação e o peso. Relativamente à estrutura de um capacete, esta e
basicamente composta por uma viseira, um casco exterior rígido, um
material de espuma, um acolchoamento interior ou forro, um sistema de
ventilação e um sistema de retenção [...] A viseira é construída num material
resistente e transparente, como, por exemplo, o policarbonato, e projetada
para que possa proteger a face do utilizador do capacete do vento, pó e
insetos, podendo ainda ser equipada com uma camada anti-risco. E, também,
fundamental que o visor não provoque nenhum tipo de anomalia na visão do
utilizador e que possua um sistema de abertura fiável e eficaz.
Conforme a figura 13, a construção do capacete é visando o conforto e a segurança do
motociclista.
Figura 13 - Estrutura do capacete de motocicleta
Fonte: (Paulino, 2008. p. 54)
Para o capacete ser comercializado e liberado para o uso em vias publicas é
obrigatório ter o selo do Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade
Industrial (INMETRO), ou seja, o equipamento de segurança antes de ser comercializado tem
que ser certificado pelo INMETRO.
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Durante o desenvolvido do projeto foi realizado o desenho em três dimensões (3D) do
protótipo cujo sua finalidade é facilitar na visualização do mesmo. O ambiente de trabalho
utilizado para a realização do desenho em 3D foi o software Autodesk Inventor Professional
2013, conforme a figura 14.
Figura 14 - Capacete em 3D
Fonte: (Elaborado pelo autor)
2.3 Resultado.
O principal motivo para realização do projeto foi solucionar o problema de acidentes e
incidentes que os motociclistas estão sujeitos a enfrentar durante a sua locomoção, porém,
para saber com exatidão sobre a redução dos acidentes causados pelo uso incorreto do
equipamento de segurança do motociclista é necessário que o projeto venha ser utilizado em
grande escala, atingindo lugares variados no país.
Entretanto o projeto, por meio de seu funcionamento, visa conscientizar os
motociclistas impossibilitando que a motocicleta venha ser conduzida caso o motociclista não
esteja utilizando adequadamente o equipamento de segurança para locomoção.
O projeto é viável por proporcionar aos motociclistas um dispositivo embarcado que
reduz as chances de acidentes causados pelo uso indevido do capacete, reduz a quantidade de
autuações que os motociclistas podem receber por utilizar o capacete de maneira incorreta e
por poder utilizar o dispositivo como um sistema de segurança antifurto, visto que a
motocicleta só será ligada com o capacete do proprietário da motocicleta.
2.4 Dificuldades Apresentadas.
Durante o andamento do projeto foram vivenciadas dificuldades relacionadas com a
eletrônica tanto na construção do protótipo, quanto na definição de componentes e
equipamentos a serem utilizados, visando um melhor funcionamento.
No desenvolvimento do protótipo as dificuldades relacionadas à comunicação sem fio
foram codificar e decodificar o sinal a ser transmitido entre os módulos de transmissão e
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recepção de dados, para solução da dificuldade apresentada foi utilizada, em concordância
com o professor orientador, placas do transmissor e receptor já programados.
Outra dificuldade vivenciada no decorrer do projeto foi relacionada à construção da
placa de circuito impresso sendo necessário realizar ajustes para o seu funcionamento, pois,
na elaboração do circuito na área ARES do software Proteus presente no meu notebook foram
apresentadas falhas que impediram que as trilhas do circuito fossem realizadas, portanto foi
enviado o diagrama esquemático, desenvolvido na área ISIS do Proteus - versão 7.7, para um
companheiro de sala que ao concluir a elaboração das trilhas do Proteus foi realizado a
elaboração do circuito impresso.
Ao realizar a solda dos componentes foi identificado que o microcontrolador não
estava sendo alimentado, logo foi soldado um fio realizando a ligação entre o
microcontrolador e a tensão de 5 volts.
3. CONSIDERAÇÕES FINAIS
O projeto permite que futuras ideias possam se beneficiar do atual projeto, por
exemplo, o dispositivo embarcado no capacete do motociclista poderá ser acrescentado no
capacete do passageiro da motocicleta, garantindo que tanto o motociclista quanto o
passageiro utilizem de maneira adequada o equipamento de proteção, podendo também ser
acrescentado um sistema de auxilio aos motociclistas para realização de ultrapassagens, pois,
os motociclistas passam por dificuldades devido ao ponto cego presente nos retrovisores da
motocicleta.
Com a conclusão do projeto foi possível utilizar os conteúdos adquiridos durante o
curso, e principalmente, conhecer a área de sistemas embarcados que vem sendo muito
explorada pela mecatrônica nos últimos anos.
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4. REFERÊNCIA
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