Desenvolvimento de um Sistema de Automação e Supervisão de ... · Ao professor e colega de...

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE TECNOLOGIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA

ELÉTRICA E COMPUTAÇÃO

Desenvolvimento de um Sistema de Automação e

Supervisão de Máquinas Dispensadoras Através da

Internet

José Aniceto Duarte Costa

Natal – RN

2012

ii




Internet

Dissertação de Mestrado apresentada ao

Programa de Pós-Graduação em Engenharia

Elétrica e de Computação da Universidade

Federal do Rio Grande do Norte (Área de

concentração: Controle e Automação) como

parte dos requisitos para obtenção do título de

Mestre em Ciências de Engenharia Elétrica e

Computação.

Orientador: Prof. Dr. Pablo Javier Alsina

Natal – RN

2012

iii

Seção de Informação e Referência

Catalogação da Publicação na Fonte. UFRN/Biblioteca Central Zila Mamede

Costa, José Aniceto Duarte.

Desenvolvimento de um Sistema de Automação e Supervisão de Máquinas Dispensadoras Através

da Internet /José Aniceto Duarte Costa

- Natal [RN], 2012.

64 f. ; il.

Orientador: Prof. Dr. Pablo Javier Alsina

Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Centro de Tecnologia.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.

1. Programa de Computador – Dissertação. 2. Máquinas Dispensadoras – Dissertação.

3. Módulo de Aquisição de Dados – Dissertação. 4. Doenças Sexualmente Transmissíveis –

Dissertação. I. Alsina, Pablo Javier. II. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. III. Título.

RN/UF/BCZM CDU 004.42

iv



Internet


Dissertação de Mestrado aprovada em 13 de Abril de 2012 pela banca examinadora

composta pelos seguintes membros:

__________________________________________________________________________

Professor Dr. Pablo Javier Alsina (Orientador) .....................................................DCA/UFRN

__________________________________________________________________________

Professor Dr. Andres Ortiz Salazar ........................................................................DCA/UFRN

__________________________________________________________________________

Professor Dr. Filipe de Oliveira Quintaes......................................................................... IFRN

v

Dedico este trabalho aos meus queridos pais,

Jaime da Costa Pereira

Inês Duarte da Costa

vi

Agradecimentos

A DEUS, por iluminar o meu caminho e me dar forças no meu dia a dia e em minha

vida acadêmica.

À minha querida esposa, Gilma de Pádua Vasconcelos Costa e filhos, Gilanni Duarte

Costa Pádua e Glenni Duarte Costa Pádua por estarem sempre presentes e contribuírem para

sucesso deste trabalho.

Aos irmãos Edson Pereira, Elza Simões, Ediana Duarte, Socorro Rodrigues, Jaime

Pereira Filho, Ana Sônia, Telma Maria, Lola Costa e Gutenberg Pereira. Também a nossa

inesquecível Julhinha, pelos inúmeros incentivos e companheirismo e pelas contribuições em

todos os momentos, e aos demais familiares, que com seu carinho e apoio, colaboraram com

minha formação pessoal e acadêmica.

Ao meu professor e orientador, Prof. Dr. Pablo Javier Alsina, pelo auxílio dedicado

ao sucesso deste trabalho.

Ao professor e colega de mestrado, Magnífico Reitor do IFPB João Batista de

Oliveira Silva.

Ao professor Dr. José Bezerra de Menezes Filho, pelo empenho na representação da

CAPES no Projeto MINTER.

Aos professores Dr. Andres Ortiz Salazar e Dr. Gláucio Bezerra Brandão pelas aulas

e orientações no exame de qualificação.

A Dra. Ellen Zita Ayer e Dra. Elisabethe dos Santos do Ministério da Saúde

Departamento de DST, AIDS e Hepatites Virais.

Aos professores Dra. Nelma Mirian C. de A. Meira e Dr. Aleksandro Guedes de

Lima pelo apoio e dedicação na Coordenação de Pesquisa e Pós-Graduação IFPB.

Aos amigos e colegas do IFPB, Francisco Fechine e Carlos Roberto Silva pela ajuda

no desenvolvimento dos programas computacionais.

Aos amigos e colegas, Antonio Dália, Emanuel Guerra, Fábio Lima, Fernando

Gurjão, Fernando Hilton, Guilherme Regis, Ivo Oliveira, Jailton Moreira, Jaime Ferreira,

Jobson Silva, José Nedício, Leonardo Telino, Márcio Ugulino, Marcos Meira, Rafaelle

Correia, Umberto Nilton, João Batista de Oliveira, Marcílio Paiva Onofre Filho e Francisco

Roberto de Castro Sousa.

Finalmente dedico a Gilanni e a Professora Ana Elizabeth Lira pela orientação nas

correções e formatação deste trabalho.

vii

Resumo

Este trabalho tem como proposta o projeto e desenvolvimento de um sistema de

controle e monitoramento de máquinas dispensadoras, tendo como base uma Unidade Central

de Processamento com periférico de comunicação através da internet. Acoplado às máquinas

dispensadoras de preservativos masculinos, um módulo de aquisição de dados será conectado

aos circuitos originais com o objetivo de coletar e enviar, de forma on-line, as informações

para os órgãos governamentais da saúde, em forma de gráficos e relatórios. Diante disso, tais

órgãos poderão analisar estes dados e compará-los com os índices de redução, em médio ou

longo prazo, das DST/AIDS nas respectivas regiões, após a implantação dessas máquinas

dispensadoras, juntamente com os programas convencionais de prevenção. No que tange à

metodologia, cuida-se de um artigo de pesquisa com vertente metodológica quali-quantitativa,

apresentando método de abordagem dedutivo e técnica de pesquisa de documentação indireta.

No que concerne aos resultados dos testes e simulações, pudemos concluir que implantação

deste sistema terá o mesmo sucesso em qualquer outro tipo de máquina dispensadora.

Palavras chave: Máquinas Dispensadoras, Módulo de Aquisição de Dados, Relatório via

Internet.

viii

Abstract

This paper aims to design and develop a control and monitoring system of vending

machines, based on a Central Processing Unit with peripheral Internet communication.

Coupled with the condom vending machines, a data acquisition module will be connected to

the original circuits in order to collect and send, via internet, the information to the

healthy government agencies, in the form of charts and reports. In the face of

this, such agencies may analyze these data and compare them with the rates of

reduction, in medium or long term, of the STD/AIDS in their respective regions, after the

implementation of these vending machines, together with the conventional

preventing programs. Reading the methodology, this paper is about an explaining and

bibliography research, with the aspect of a qualitative-quantitative methodology, presenting a

deductive method of approach and an indirect documentation technique research. About

the results of the tests and simulations, we concluded that the implementation of this system

will have the same success in any other type of dispenser machine.

Keywords: Condom Dispensers, Data Acquisition Module, Internet Report.

ix

Sumário

CAPÍTULO 1 - Introdução............................................................................................... 01

1.1 - Programas do Ministério da Saúde (MS).............................................................. 02

1.2 - Justificativa............................................................................................................ 05

1.3 - Objetivo.................................................................................................................. 05

1.4 - Organização do Trabalho....................................................................................... 06

CAPÍTULO 2 – Arquitetura de Sistemas de Automação e Controle...........................

Controle...........................................................................

07

2.1 - CPU........................................................................................................................ 07

2.2 - Programa Computacional....................................................................................... 08

2.3 - Interface de Entrada/Saída ..................................................................................... 09

2.4 - Periféricos.............................................................................................................. 11

2.5 - Conclusão...............................................................................................................

11

CAPÍTULO 3 – Desenvolvimento do Sistema Proposto................................................ 12

3.1 - Descrição do Funcionamento................................................................................. 12

3.2 - Sistemas de Controle Proposto............................................................................... 14

3.2.1 - Unidade Central de Processamento (CPU)..................................................... 15

3.2.2 - Interfaces Eletrônicas..................................................................................... 15

3.2.2.1 - Interface de Aquisição de Dados DLP232PC......................................... 15

3.2.3 - Dispositivos Periféricos.................................................................................. 16

3.2.3.1 - Teclado.................................................................................................... 17

3.2.3.2 - Display LCD e Monitor de Vídeo........................................................... 17

3.2.3.3 - Modem USB Wireless............................................................................. 18

3.2.3.4 - Dispensador............................................................................................. 20

I - Sistema da Armazenamento......................................................................... 22

II - Sistema de Ejeção das Unidades................................................................. 24

III - Sensor Óptico e Sistema de Ejeção Final.................................................. 26

3.3 - Diagramas de Tempo.............................................................................................. 27

3.4 - Programas Computacionais.................................................................................... 29

x

3.4.1 - Estrutura dos Programas.................................................................................

29

3.5 - Fluxogramas do Funcionamento............................................................................ 31

CAPÍTULO 4 - Testes e Resultados................................................................................. 33

4.1 - Protótipo de Testes................................................................................................. 33

4.2 - Testes e Simulações................................................................................................ 34

4.3 - Resultados............................................................................................................... 37

CAPÍTULO 5 - Conclusões............................................................................................... 40

5.1 - Contribuições.......................................................................................................... 40

5.2 - Trabalhos Futuros................................................................................................... 41

REFERÊNCIAS................................................................................................................. 42

APÊNDICE 1 - Dispensadores de Embalagens de Preservativos Masculinos................... 45

APÊNDICE 2 - Funcionamento dos Programas Computacionais..................................... 54

ANEXO 1 - Hardwares do Protótipo.................................................................................. 58

xi

Lista de Figuras

Figura 2.1 - Sistema básico de automação e controle........................................................ 07

Figura 3.1 - Layout geral do sistema proposto................................................................... 13

Figura 3.2 - Diagrama de blocos do sistema proposto....................................................... 14

Figura 3.3 - Pinos do módulo DLP232PC......................................................................... 16

Figura 3.3 - Sistema eletromecânico do dispensador......................................................... 20

Figura 3.4 - Diagrama de blocos do sistema automatizado.............................................. 21

Figura 3.5 - Armazenador de embalagens de preservativos............................................... 22

Figura 3.6 - Circuito do sensor volume de unidades.........................................................

20

Figura 3.7 - Sistema eletromecânico de ejeção.................................................................. 24

Figura 3.8 - Estrutura da base do sistema ejetor................................................................. 24

Figura 3.9 - Circuito de potência do motor da esteira.......................................................

25

Figura 3.10 - Armazenador acoplado ao sistema de ejeção das unidades.......................... 25

Figura 3.11 - Sistema ejeção final...................................................................................... 26

Figura 3.12 - Buffer de potência do motor 2..................................................................... 27

Figura 3.13 - Diagrama de tempos do sistema..................................................................

28

Figura 3.14 - Fluxograma do funcionamento do sistema................................................... 31

Figura 4.1 - Protótipo de testes...........................................................................................

33

Figura 4.2 - Chave de Simulação.......................................................................................

34

Figura 4.3 - Equipamentos dos testes.................................................................................

36

Figura 4.4 - Gráfico com os resultados recebidos pela Internet.........................................

37

Figura 4.5 - Formulário de dados recebidos.......................................................................

37

Figura 4.6 - Resultado dos testes apresentados no computador remoto.............................

38

Figura 4.7 - Compactação do gráfico no eixo x.................................................................

39

Figura A 1.1 - Dispensador de preservativos de Ribeirão Preto........................................

45

Figura A 1.2 - Máquina dispensadora com moedas........................................................... 46

Figura 2.1 - Sistema básico de automação e controle........................................................ 07

Figura 3.1 - Layout geral do sistema proposto................................................................... 13

Figura 3.2 - Diagrama de blocos do sistema proposto....................................................... 14

Figura 3.3 - Canais do módulo DLP232PC........................................................................ 16

Figura 3.4 - Sistema eletromecânico do dispensador......................................................... 20

Figura 3.5 - Diagrama de blocos do sistema automatizado............................................... 21

Figura 3.6 - Armazenador de embalagens de preservativos............................................... 22

Figura 3.7 - Circuito do sensor de quantidade mínima de unidades..................................

23

Figura 3.8 - Sistema eletromecânico de ejeção.................................................................. 24

Figura 3.9 - Estrutura da base do sistema ejetor................................................................. 24

Figura 3.10 - Circuito de potência do motor da esteira......................................................

25

Figura 3.11 - Armazenador acoplado ao sistema de ejeção das unidades.......................... 25

Figura 3.12 - Sistema ejeção final...................................................................................... 26

Figura 3.13 - Buffer de potência do motor 2..................................................................... 27

Figura 3.14 - Diagramas de tempos do sistema..................................................................

28

Figura 3.15 - Fluxograma do funcionamento do sistema................................................... 31

Figura 4.1 - Protótipo de testes...........................................................................................

33

Figura 4.2 - Equipamentos utilizados nos testes................................................................

34

Figura 4.3 - Chave de simulação........................................................................................

35

Figura 4.4 - Gráfico com os resultados recebidos via Internet...........................................

37

Figura 4.5 - Formulário de dados recebidos via.................................................................

37

Figura 4.6 - Resultado dos testes apresentados no computador remoto.............................

38

xii

Figura 4.7 - Compactação do gráfico no eixo x.................................................................

39

Figura A 1.1 - Dispensador de preservativos de Ribeirão Preto........................................

45

Figura A 1.2 - Máquina dispensadora com moedas...........................................................

46

Figura A 1.3 - Grupo de trabalho do IFPB com o primeiro protótipo...............................

46

Figura A 1.4 - Sistema eletromecânico do primeiro protótipo........................................... 47

Figura A 1.5 - Diagramas de blocos do sistema processador.............................................

49

Figura A 1.6 - Grupo de trabalho do IFPB com o segundo protótipo................................

50

Figura A 1.7 - Vista de cima do projeto do segundo protótipo.......................................... 50

Figura A 1.8 - Sistema de ejeção do segundo protótipo.....................................................

51

Figura A 2.1 - Instalação do programa computacional do sistema....................................

54

Figura A 2.2 - Busca de conexão........................................................................................

54

Figura A 2.3 - Mensagem de conexão desabilitada............................................................

55

Figura A 2.4 - Mensagens geradas durante a inicialização do processo............................ 55

Figura A 2.5 - Mensagem de senha incorreta.....................................................................

55

Figuras A 2.6 - Finalizando o processo..............................................................................

56

Figura A 2.7 - Setup de instalação do programa de monitoramento..................................

56

Figura AN 1.1 - Dimensões de placas mãe........................................................................

58

Figura AN 2.1 - Módulo de aquisição de dados USB DLP232PC..................................... 59

Figura AN 2.2 - Diagrama esquemático dos pinos/canais do módulo DLP232PC...........

59

Figura AN 3.1 - Conector da interface paralela DB25.......................................................

63

Figura AN 3.2 - Interface paralela para barramento PCI...................................................

64

xiii

Lista de Tabelas

Tabela 1 - Características do modem “Adaptador USB Wireless N150 Mbps”............ 19

Tabela 2 - Parâmetros Técnicos do dispensador........................................................... 20

Tabela 3 - Testes e Simulações...................................................................................... 36

Tabela 4 - Funções da placa eletrônica do primeiro protótipo....................................... 47

Tabela 5 - Tabela de programação do módulo DLP232PC........................................... 61

Tabela 6 - Características dos motores atuadores- 37JB6K/3530-1250-150 #46......... 64

xiv

Lista de Abreviaturas e Siglas

CAD – Conversor Analógico/Digital.

CEFET – Centros Federais de Educação e Tecnologia.

CLP – Controladores Lógicos Programáveis.

COM – Porta de comunicação serial.

CPU – Unidade Central de Processamento.

DB-25 – Família dos conectores em formato “D” com 25 pinos.

DIP – Dual Inline Package.

DLP – Design Prototype Development.

DST/AIDS – Doenças Sexualmente Transmitidas/Acquired immune deficiency syndrome.

WI-FI – Dispositivos de rede local sem fios.

HIV – Human immunodeficiency virus.

IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineer.

IFET – Institutos Federais de Educação, Ciência e Tecnologia.

I/O – Input/Output.

IP – Internet Protocol.

ITX – Advanced Technology Extended.

LCD – Liquid Crystal Display.

MEC – Ministério da Educação.

MS – Ministério da Saúde

OPAS - Organização Pan-Americana da Saúde.

PCB – Print Circuit Board.

PCI – Peripheral Component Interconnect.

RAM – Random Access Memory.

SATA – Barramento Serial ATA.

SD Card – Secure Digital Card

UNESCO – Organização das Nações Unidas para a educação, a ciência e a cultura

UNICEF – Fundo das Nações Unidas para a Infância.

USB – Barramento Serial Universal.

UTFPR – Universidade Tecnológica Federal do Paraná.

WLAN – Wireless Local Area Network.

WPS – Wireless Provisioning Services.

http://pt.wikipedia.org/wiki/WLAN

Cap. 1 1

Capítulo 1

Introdução

Historicamente, a mais antiga informação que temos de uma máquina de venda

automática é do Heron de Alexandria, um matemático e engenheiro do século II AC, que

desenvolveu uma máquina dispensadora de “água benta” quando uma moeda era colocada. O

peso da moeda fazia uma alavanca inclinar a panela que continha o produto e esta dispensava

algumas gotas (RUSSO; LEVY-2004) (LEE, 2005).

As máquinas dispensadoras automáticas tiveram maior ênfase durante a Era

Industrial. Em Londres, por volta de 1880, o destaque destas máquinas foi na venda de cartões

postais. Nos EUA primeira máquina de venda foi construída nos anos 1880 pela Companhia

Thomas A. Gum, vendendo chicletes em plataformas de trem, na cidade de Nova York. Na

década de 1970, surgiram as máquinas de jogos eletrônicos, conhecidas como fliperama e

caça-níqueis.

Abaixo temos a cronologia dos fatos históricos para algumas máquinas de venda

automática (SALYERS - 2010) (MAZZOLA – 2011).

1902 – A Companhia Horn & Hardart BanKing abriu um restaurante completamente

automatizado que permaneceu até meados de 1962.

1907 – Doces, Gumballs, e máquinas de chicletes aparecem no mercado.

Década de 1920 – As primeiras máquinas de venda automática de refrigerantes em copos

são inventadas.

1926 – Willian Rowe, inventor americano, desenvolve a máquina de venda automática de

cigarros.

1930 – São inventadas as máquinas engarrafadoras de refrigerantes e em seguida a

primeira vending machine da Coca-Cola, construída pela empresa Vendolator, em 1937.

1946 – Invenção das dispensadoras de café, sendo popularizado seu uso para os coffee

breaks.

1960 – As primeiras máquinas de venda de café chegam ao mercado.

1961 – Máquinas de refrigerante em lata são lançadas.

1972 – A Polyvend apresenta o primeiro “Machine Snack” (Frutas, Refeições, Café).

1978 – Máquinas de refrigerantes que dispensam água são introduzidas.

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=pt-BR&langpair=en%7Cpt&rurl=translate.google.com.br&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Cadbury_Adams&usg=ALkJrhjHGUaCOQv4wIKqIZao5NxLK2Q7-A



http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=pt-BR&langpair=en%7Cpt&rurl=translate.google.com.br&u=http://en.wikipedia.org/wiki/New_York_City&usg=ALkJrhg19Sojs02ziubKvQ3lhgJwe6JiGw

Cap. 1 2

1987 – As primeiras máquinas de venda de alimentos congelados.

1991 – Máquinas de venda automática de cafés aromatizados, café expresso.

Atualmente, com o desenvolvimento da inteligência artificial (CAMPOS, SAITO,

2004), temos os mais diversos tipos de produtos adquiridos através destas máquinas de venda

automática ou dispensadoras, cada vez mais sofisticadas devido ao avanço da tecnologia

eletrônica dos microcontroladores (SOUZA – 2009).

Máquinas dispensadoras têm a função de fornecer produtos a partir da introdução de

moedas, cédulas, cartão magnético, fichas específicas ou senhas pré-cadastradas. As máquinas

industrialmente desenvolvidas para fornecer embalagens de preservativos masculinos, em sua

maioria, funcionam com a colocação de moedas. Podemos encontrar fabricantes de vários

países, tais como: Estados Unidos, Colômbia, Alemanha, Espanha, Japão, entre outros

(SALYERS, 2010).

1.1 – Programas do Ministério da Saúde (MS)

No Brasil, cada vez mais, as escolas promovem ações educativas em saúde,

principalmente no que se refere às DST/AIDS (Doenças Sexualmente Transmitidas/Acquired

Immune Deficiency Syndrome). No entanto, as ações desenvolvidas historicamente têm se

centrado em um olhar biomédico, ou seja, pensar saúde com um enfoque na doença ou na sua

prevenção. Essa forma de pensar a saúde tem sido insuficiente para fazer da escola um espaço

que produz saúde.

O desenvolvimento de uma consciência crítica que favoreça a adoção de atitudes e

práticas que evitem a infecção pelo HIV (Human Immunodeficiency Vírus), vírus da

imunodeficiência humana constitui, de acordo com a UNESCO (Organização das Nações

Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura), o objetivo central na sua prevenção. Assim, a

educação preventiva para o HIV/AIDS está associada à necessidade de educarmos os

indivíduos para o conhecimento acerca dos riscos de infecção. Entretanto, é fato que somente

o conhecimento não é suficiente para mudar o comportamento, de maneira que o indivíduo

seja capaz de adotar práticas seguras que evitem a infecção.

A exclusão dos adolescentes do exercício da plena cidadania reflete a maneira como

eles são vistos pela própria sociedade.

Cap. 1 3

Quanto à saúde sexual e reprodutiva, além da comunicação usualmente ser precária,

as próprias atitudes dos adolescentes, por vezes, expressam alguma timidez como, por

exemplo, na ocasião da aquisição do preservativo. O fato das escolas não distribuírem

camisinhas e a relativa insuficiência da distribuição destas pelos postos de saúde dificultam

ainda mais o acesso daqueles com menor disponibilidade financeira. Sem acesso ao

preservativo, sem promover espaços educativos, sem acolhimento e compartilhamento de

soluções para introduzir o preservativo em cenários onde é difícil perceber-se o risco, ou ter

condições materiais para a prática de sexo mais seguro, não haverá criatividade coletiva ou

individual que venha a dar conta de situações de maior vulnerabilidade ao HIV e à AIDS.

A Pesquisa Saúde e Educação: cenários para a cultura de prevenção nas escolas,

realizada em 2005 (UNESCO/MS/MEC/UNICEF), em 33 localidades de 14 estados, com

adolescentes de 13 a 24 anos, professores, diretores de escolas, pais, responsáveis pela

disponibilização de insumos de prevenção e gestores municipais e estaduais de saúde e

educação aponta que grande parte dos atores pesquisados é favorável à ação de

disponibilização de preservativos nas escolas. Dentre os estudantes pesquisados, 89,5%

consideram a disponibilização do preservativo na escola “uma idéia legal”. Entre os pais, esse

percentual é de 63% (UNESCO, 2006).

Atualmente a distribuição de preservativos no Brasil é feita com um simples ato de

entregá-los a determinada comunidade cadastrada. No entanto, existe uma tese de que muitos

adolescentes deixam de adquiri-los em público por falta de certa privacidade.

Recentemente, pudemos ver em diversos veículos de comunicação que o Ministério

da Saúde estudou a importância da implantação de máquinas dispensadoras de preservativos

nas instituições de ensino, onde os estudantes teriam acesso aos preservativos com maior

facilidade. Um programa de distribuição gratuita de embalagens de preservativos masculinos

foi estudado e desenvolvido em 2006, pelo Ministério da Saúde, com objetivo de permitir o

anonimato na aquisição do produto, reduzindo a incidência das doenças sexualmente

transmissíveis DST/AIDS (EDITAL nº 01/2006). Neste programa, máquinas dispensadoras de

embalagens de preservativos masculinos seriam distribuídas, inicialmente, nas escolas de

nível médio e numa segunda etapa, nas universidades.

No decorrer desta pesquisa, o Ministério em comento pode depreender que no Brasil

não havia qualquer fabricante para as máquinas no país. Diante deste fato, importou algumas

unidades fabricadas nos Estados Unidos que, entretanto, se tornaram inviáveis devido aos

preços elevados, ao difícil manuseio, bem como à complexa manutenção ou falta de peças.

Cap. 1 4

Nota: Lei 11892/08 | Lei nº 11.892, de 29 de dezembro de 2008 Institui a Rede Federal de Educação

Profissional, Científica e Tecnológica, cria os Institutos Federais de Educação, Ciência e Tecnologia.

Vale salientar que os principais pré-requisitos que o Ministério da Saúde buscava em

tais máquinas eram: baixo custo, facilidade na instalação e manuseio.

Diante desse contexto supramencionado, surgiu a idéia de se criar um programa de

desenvolvimento do protótipo de uma máquina dispensadora de preservativos masculinos nos

Centros Federais de Educação e Tecnologia (CEFET), atuais Institutos Federais de Educação,

Ciência e Tecnologia (IFET), financiados pela Organização Mundial da Saúde/Organização

Pan-Americana da Saúde/Ministério da Saúde (OMS/OPAS/MS). Este programa teria como

escopo a criação e a divulgação de um produto genuinamente nacional. Para desenvolver o

programa, o Ministério da Saúde lançou um edital com o objetivo de fomentar atividades

educacionais voltadas para a ampliação do acesso do/a aluno/a ao preservativo nas escolas.

Diante disso, em 2007, diversas instituições CEFET de todo o Brasil participaram do projeto

mencionado na tentativa de desenvolver um protótipo que mais se aproximasse e adequasse

aos pré-requisitos. O Edital foi planejado e desenvolvido por engenheiros da Universidade

Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR).

Houve premiações para as três primeiras instituições colocadas e a avaliação foi

realizada pela mesma equipe de engenheiros. Uma equipe de alunos do CEFETPB, sob

orientação do professor de Automação Industrial, Alberdan Santiago ficou em segundo lugar

no concurso e o Ministério da Saúde propôs à instituição a fabricação de 200 máquinas, numa

segunda etapa, para serem instaladas não só em escolas, mas até em empresas e presídios. No

Apêndice 1, apresenta-se a metodologia da máquina desenvolvida na primeira etapa e uma

matéria da Assessoria de imprensa do Instituto Federal de Educação da Paraíba.

Nesta primeira etapa foram classificados os protótipos do CEFETSC, CEFETPB e do

CEFETRJ, por ordem de classificação.

Convém ainda dizer que em uma segunda etapa do programa, os mesmos órgãos

financiaram o desenvolvimento de um protótipo final que fosse “Cabeça de série” para uma

produção em larga escala. Apenas duas instituições se dispuseram ao desenvolvimento, o

CEFETSC e o CEFETPB.

No início dessa segunda etapa, ocorrida no período de agosto de 2008 a agosto de

2010, substituí o professor que coordenou a primeira etapa do programa. Juntamente com uma

nova equipe de quatro alunos do Curso de Automação Industrial do Instituto Federais de

Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba, um novo projeto foi desenvolvido.

Esse novo modelo foi apresentado ao Ministério da Saúde, em Brasília, em 10 de

agosto de 2010. Até a presente data não temos informações da sequência do projeto. No do

Cap. 1 5

Apêndice1 encontra-se a metodologia deste novo modelo de protótipo, desenvolvido pela

equipe do IFPB na segunda, assim como, uma matéria publicada sobre esses trabalhos.

Baseadas no Edital, as máquinas desenvolvidas pelos Institutos Federais para o

Ministério da Saúde tinham o mesmo princípio de funcionamento quanto à extração das

embalagens. Feita através da digitação de senhas pré-cadastradas pelos usuários. Um

determinado número limitado de unidades poderia ser solicitado por um único usuário durante

um determinado período de tempo a ser definido pelos idealizadores desse programa.

1.2 – Justificativa

As máquinas dispensadoras de embalagens de preservativos masculinos, existentes

no mercado não dispõem de um sistema de comunicação de dados para coletar suas

informações quanto ao número de unidades solicitadas de modo que precisam ser abertas

durante o reabastecimento para uma contagem manual, feita pelo responsável do

equipamento, na instituição. Para o Ministério da Saúde avaliar a eficiência do programa

acima citado se faz necessário que as informações da implantação em uma determinada região

do país, juntamente com as campanhas convencionais de prevenção, durante certo período,

sejam comparadas com o número de doenças sexualmente transmissíveis (DST) para que

possa extrair e verificar se houve efetivamente uma redução destas. Quanto mais rápido

dispor destas informações melhor será a avaliação das estatísticas e, consequentemente, o

resultado desta nova campanha implantada.

Estando engajado com o programa do Ministério da Saúde durante o período de dois

anos, proponho desenvolver um trabalho visando aperfeiçoar os procedimentos característicos

das máquinas dispensadoras.

1.3 – Objetivo

Desenvolver de um sistema de automação e supervisão, on-line, para máquinas

dispensadoras de embalagens de produtos, controle de processos industriais, residenciais,

hospitalares, bancários, agropecuários e outras que necessitem dessa aplicação, a partir da

implementação de uma Unidade Central de Processamento (CPU), periférico de aquisição de

dados, periférico wireless da rede internet e programas computacionais.

Cap. 1 6

Nesta dissertação enfatizou-se às máquinas dispensadoras de embalagens de

preservativos masculinos, onde os testes foram realizados em um modelo desenvolvido

exclusivamente para este trabalho.

1.4 - Organização do Trabalho

A organização deste trabalho é apresentada da seguinte forma:

O Capítulo 2 apresenta a arquitetura dos sistemas de automação e controle, de uma

forma geral.

No Capítulo 3 apresenta o desenvolvimento do sistema de controle proposto,

diagrama de blocos e o programa computacional.

O Capítulo 4, os resultados dos testes e simulações.

O Capítulo 5 apresenta as conclusões dos resultados, as possíveis aplicações em

outros sistemas e trabalhos futuros derivados desta proposta.

O Apêndice 1 apresenta alguns modelos de máquinas utilizadas como dispensadoras

de embalagens de preservativos masculinos encontradas no Brasil, os protótipos desenvolvido

pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba e algumas das

publicações a respeito do Programa do Ministério da Saúde.

O Apêndice 2 apresenta a Visualização dos Programas Computacionais.

O Anexo 1 apresenta as características dos dispositivos eletromecânicos (hardwares)

utilizados no desenvolvimento do trabalho.

Cap.2 7

Capítulo 2

Arquitetura de Sistemas de Automação e Controle

Inicialmente será apresentado o diagrama de um sistema básico de automação e

controle de um periférico com a descrição de cada bloco como mostra a Figura 2.1

(BAZANELLA, 2005).

Figura 2.1- Sistema de básico de automação e controle.

Um sistema de automação e controle baseia-se na implementação de uma CPU,

comandada por um programa computacional, que faz a aquisição de informações de um

periférico, através de uma interface. Após o processamento outras informações são enviadas

ao periférico, através da mesma interface, objetivando o controle de determinadas variáveis.

Encontramos aplicações na engenharia elétrica, mecânica, aeronáutica, química, e

outras.

2.1 - CPU

A função da CPU, juntamente com o teclado, display e memória é de receber as

informações dos sensores do periférico controlado, processá-las de acordo com o programa

computacional (software) e enviá-las para os atuadores do referido periférico. Estas

informações referentes ao funcionamento do processo de um sistema de controle poderão ser

armazenadas na memória de dados para serem enviadas, via internet, quando solicitadas.

Atualmente, sistemas de controles costumam ser implementados utilizando

Controladores Lógicos Programáveis (CLP), circuitos específicos que utilizam

microcontroladores ou computadores pessoais (PC) tradicionais (SILVA, 1997).

Cap.2 8

Os Controladores Lógicos Programáveis são computadores especializados que

desempenham suas funções de acordo com os programas computacionais desenvolvidos para

serem utilizados, principalmente, nas indústrias e têm um custo relativamente elevado.

Já os microcontroladores são dispositivos que incorporam as funcionalidades do

hardware de um computador dentro de um único chip, contendo a unidade central de

processamento, memória RAM (Random Access Memory), interfaces, conversores

Analógico/Digitais, periféricos de entrada e de saída. Tais microcontroladores podem ser

programados para funções específicas, por exemplo, quando se projetam dispositivos onde um

computador tradicional se tornaria um controlador superdimensionado.

Como exemplo, temos o trabalho apresentado no Apêndice1, onde se tem um projeto

que utiliza uma placa desenvolvida baseada no microcontrolador Atmel AT89S8252 e

interfaces para teclado, display LCD (Liquid Crystal Display) e dispositivos de potência, tais

como: motores, solenóides (ALVES, 2005).

Com o desenvolvimento tecnológico surgiram pequenas placas mãe (motherboard)

para PC´s (Computadores Pessoais). A sua utilização em projetos de implementação rápida de

sistemas de controle artesanais ou industriais se torna mais eficiente devido à rapidez do

desenvolvimento. Essas têm menores dimensões e incorporam processadores convencionais,

memórias RAM com alta capacidade de armazenamento, slot PCI e conectores SATA, além

de interfaces de: teclado, vídeo, mouse, USB (Barramento Serial Universal).

No Anexo 1 apresentamos os tipos e as dimensões das placas mãe modelos mini-

ITX, nano-ITX e pico-ITX em relação a um modelo de tamanho convencional, com as

respectivas características

Para um caso geral, uma Unidade Central de Processamento (CPU), controlada por

um programa computacional (software), através de uma interface de entrada e saída de dados

comanda um determinado sistema periférico.

2.2 - Programa Computacional

Programas Computacionais são sequências de instruções de um software que

definem uma tarefa a ser executada por um hardware (CPU). Um programa de computador é

a organização de um algoritmo, em determinada linguagem, que gera os resultados esperados

com o objetivo de controlar os periféricos.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Chip

http://pt.wikipedia.org/wiki/Entrada/sa%C3%ADda

http://pt.wikipedia.org/wiki/Algoritmo

Cap.2 9

Quando estes sinais são gerados por uma CPU é preciso projetar interfaces

específicas, com o respectivo programa computacional (software driver), para controlar

determinado periférico.

2.3 - Interface de Entrada/Saída

Conhecida como interface de aquisição de dados, este conjunto de circuitos lógicos é

composto de uma interface de entrada que recebe os sinais elétricos e os envia de forma

digital para a CPU e de uma interface de saída que recebe os sinais digitais processados pela

CPU e os envia aos atuadores, nos periféricos.

A interface de entrada converte os sinais gerados pelos dispositivos do periférico

(sensores). Dispositivos eletromecânicos como interruptores fim de curso, fotocélulas,

acopladores ópticos e transdutores geram informações através de sinais elétricos analógicos

ou digitais que serão lidos pelas interfaces de aquisição e analisados pela CPU (Processadores

ou microcontrolador) (BOYLESATAD; NASHELSKY, 2009).

A interface de saída recebe as informações processadas pela CPU e converte em

sinais compatíveis com os atuadores do sistema periférico. Os dispositivos eletromecânicos

atuadores são compostos de partes elétricas e mecânicas que tem o objetivo de gerar um

deslocamento linear ou de rotação, tais como, motores, solenóides e relés.

As interfaces eletrônicas são os circuitos projetados com a função de fazer a

comunicação entre a CPU e os dispositivos periféricos de um sistema. A transmissão das

informações pode ser de forma paralela ou serial (FRANÇA, 1997).

Já a interface paralela dos PC’s tem a função de fazer a comunicação de alguns

periféricos, tais como, impressoras, scanners e outros, através de três portas de comunicação,

sendo uma porta de entrada (endereço 889d) e duas portas de saída (endereços 888d e 890d),

localizadas no conector DB-25 (padrão Centronics), como são mostradas na Figura A2.4 do

Anexo 1.

Esta interface tem as seguintes características:

- Interface onboard ou placa conectada ao barramento PCI (Peripheral Component

Interconnect).

- Porta de endereço 888 d, com oito bits disponíveis, podendo ser programados para o modo

bidirecional (entrada ou saída de dados). Do pino 2 ao pino 9 (D0 a D7), temos esta

porta.

Cap.2 10

- Porta de endereço 889d, de entrada de dados, com cinco bits disponíveis. Os pinos

correspondentes são: 10, 11, 12, 13 e 15.

- Portas de endereço 890d, saída de dados, com quatro bits disponíveis. Os pinos

correspondentes são: 1, 14, 16 e 17.

- No projeto serão necessários apenas dois bits de entrada e dois bits de saída, para a

comunicação entre a placa processadora e os dispositivos eletromecânicos.

- Facilidade no desenvolvimento do programa computacional.

Este tipo de comunicação paralela está sendo cada vez menos utilizada nos

periféricos dos computadores, devido ao desenvolvimento da tecnologia USB (Barramento

Serial Universal). Atualmente as placas mãe não são mais fabricadas com esta interface

onboard. No caso de se ter um periférico antigo, com o cabo de comunicação paralelo, esse só

poderia ser conectado a uma placa mãe moderna adquirindo uma placa especial para ser

adaptada ao barramento PCI como mostra a Figura AN 3.2, no Anexo 1.

O mesmo acontece com as portas seriais COM1, COM2. Além de estarem em

extinção nos meios de comunicação entre CPU e periféricos, os projetos são bem mais

sofisticados em relação à LPT, devido à elaboração dos protocolos de comunicação nos

programas computacionais.

Com o surgimento da tecnologia USB, tornou-se mais rápida, simples e fácil a

conexão dos dispositivos periféricos ao computador (SIQUEIRA, LACERDA, 2003). Devido

a sua eficiência, esse barramento está sendo cada vez mais sendo padronizado pelos

fabricantes de aparelho, tais como: Hard Disks externos, mouses, teclados, pen drives,

impressoras, scanners, câmeras digitais, e outros (TORRES, 1998).

Quando esta interface faz aquisição de sinais analógicos, ela é definida como um

Conversor Analógico/Digital (CAD), onde os sinais analógicos de entrada estão limitados a

tensões entre zero e cinco volts que serão convertidos em dados digitais correspondentes de

códigos binários. Se o conversor é de um byte (8bits), então teremos a tensão de entrada

convertida em 256 informações, onde poderemos calcular a resolução deste Conversor

Analógico/Digital, dividindo range de tensão pelo número de informações digitais.

As interfaces de entrada recebem as informações do dispositivo, de forma analógica

ou digital e os converte para o padrão do hardware controlador que é de 5 volts de amplitude.

Esta informação de entrada pode ser de 1 bit, 8 bites (1 Byte), 16 ou mais.

Quando os periféricos emitem e recebem informações digitais (zero e cinco volts),

compatíveis com as interfaces, o acoplamento poderá ser feito diretamente, com os pontos de

terra em comum.

Cap.2 11

Têm-se sempre sinais de baixa potência na entrada ou saída de uma CPU, já nos

periféricos a potência é consideravelmente maior. As interfaces contêm circuitos eletrônicos

que compatibilizam os sinais de correntes ou tensões entre a CPU e os periféricos.

Quando se trata de cargas que são alimentadas por altas tensões (110AC, 220AC ou

maiores), acopladores ópticos, relés ou transformadores fazem a função de isolamento dos

hardwares de baixa tensão.

Vale dizer que antes das tecnologias eletrônicas este era o papel de um ser humano

treinado, ou programado para observar os instrumentos de medição, analisá-los e executar os

devidos ajustes necessários.

2.4 – Periféricos

Os periféricos são equipamentos ou placas que enviam, recebem ou enviam e

recebem informações de um computador. Os mais conhecidos, nos computadores pessoais são

as impressoras, scanners, monitores de vídeo, mouses, modem, multimídia, e outros. Nas

indústrias, temos como periféricos as máquinas elétricas, controle de vazão, pressão,

temperatura, painéis de comando numérico e outros sistemas.

2.5 – Conclusão

Nesse Capítulo foi apresentada a descrição de um tradicional sistema de automação e

controle. Baseado nessa mesma arquitetura foi desenvolvido o sistema proposto desse

trabalho, onde o periférico automatizado é um modelo de uma máquina dispensadora. Como

interface de aquisição de dados, utilizamos um moderno módulo USB, de fácil programação.

.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Computador

Cap.3 12

Capítulo 3

Desenvolvimento do Sistema Proposto

As máquinas dispensadoras de embalagens dos mais diversos tipos de produtos não

possuem um sistema de automação e controle wireless, que envie relatórios com as principais

informações, tais como: necessidade de reabastecimento, demanda e outras que sejam

necessárias. Além do envio, as máquinas também não possuem um sistema que receba

informações on line.

Para os dispensadores que são ativados através de senhas, existe um banco de dados

na memória da máquina que armazena estas informações. A atualização das senhas se faz

retirando-se o SD Card (Secure Digital Card) e regravando.

O sistema proposto tem o objetivo de ser implantado em máquinas dispensadoras

cujo monitoramento seja de grande importância, como é o caso das dispensadoras de

embalagens de preservativos masculinos, implantadas nas escolas pelo Ministério da Saúde.

Para este trabalho, foi projetada uma estrutura eletromecânica (protótipo) de um

dispensador com a função de fornecer estas embalagens, interligado ao sistema de automação

e controle proposto.

3.1 – Descrição do Funcionamento

Na Figura 3.1 apresentamos o layout geral do sistema proposto, composto dos

seguintes dispositivos:

- Placa Mãe.

- Teclado.

- Monitor ou Display LCD.

- Hard Disk.

- Modem.

- Interface de aquisição e controle de dados.

- Dispensador (Projetado).

O programa computacional dedicado encontra-se instalado no hard disk, bem como o

banco de dados com as senhas dos usuários pré-cadastrados.

Cap.3 13

Figura 3.1- Layout geral do sistema proposto.

Quando o solicitante digita sua senha no teclado, esta é analisada no banco de dados

e em caso de não validação, a informação de “Senha Incorreta” aparecerá no display

(Apêndice 2). Quando uma senha é validada, o programa envia informações para o

dispensador onde os motores atuadores tracionam um mecanismo que retira uma embalagem

do reservatório de armazenamento e leva até uma abertura de saída do equipamento para ser

entregue ao solicitante.

Cap.3 14

Durante esse percurso um sensor óptico detecta a passagem da embalagem e envia a

informação de que mais uma unidade foi solicitada, atualizando o banco de dados referente à

totalização do número de embalagens ejetadas. A informação da quantidade de embalagens

solicitadas/data é enviada para um endereço IP, on-line.

Um segundo programa computacional é instalado em computadores que desejarem

receber os relatórios enviados, via Internet, pelas máquinas dispensadoras, com o sistema

proposto implantado. Este software tem a função de mostrar formulários com as tabelas e

gráficos referentes às informações de quantidade/data e identificação da máquina

automatizada. Não existe limite da quantidade de máquinas monitoradas.

3.2 - Sistemas de Controle Proposto

Baseado na explanação do Capítulo 2, sobre arquitetura dos sistemas de automação e

controle apresentamos na Figura 3.2 a arquitetura do sistema proposto em diagrama de blocos.

Em seguida será apresentada a metodologia do desenvolvimento de cada um dos blocos

(COSTA, 2011).

Figura 3.2 – Diagrama de blocos do sistema proposto.

Cap.3 15

3.2.1 Unidade Central de Processamento (CPU)

No desenvolvimento deste trabalho, foi utilizada uma placa mãe de PC (Computador

Pessoal), por conter interface de vídeo, decodificador de teclado, memórias RAM e

barramento USB para os periféricos que foram utilizados, tais como: modem, disco rígido e

placa de aquisição de dados. Nos protótipos do Programa do Ministério da Saúde utilizou-se

microcontroladores como Unidade Central de Processamento (Apêndice 1).

3.2.2 Interfaces Eletrônicas

3.2.2.1 - Interface de Aquisição de Dados DLP232PC

Trabalhos desenvolvidos utilizando a interface da porta paralela (bidirecional de 8

bits) dos computadores, como interface de aquisição de dados, funcionam satisfatoriamente

até certo limite. Poderia ter sido utilizada neste trabalho se não estivesse em extinção nas

placas mãe.

Devido à sua grande versatilidade, modernidade, baixo custo e pequenas dimensões

(1.375 x 0.6 polegadas), foi utilizada a interface USB DLP232PC (Design Prototype

Development) (FUTURE TECNOLOGY DEVICES INTERNATIONAL, 2007), que funciona

como módulo de controle de processos industriais, aquisição de dados e monitoramento. A

operacionalidade é realizada a partir do PC, através de uma porta de comunicação do tipo

USB. Trata-se de um módulo microcontrolador de 18 pinos, onde 14 funcionam como canais

(CH) que podem ser configurados independentemente como entrada/saída digital. Dos 14

canais, oito podem, também, ser configurados para entrada analógica (conversor

analógico/digital) com tensões de entrada limitadas à faixa de zero a cinco volts.

As especificações, programação e modo de operação deste módulo encontram-se no

Anexo 1.

Na Figura 3.3, apresenta-se o diagrama esquemático dos canais (CH) referentes aos

canais e alimentação do módulo DLP232PC.

Cap.3 16

Figura 3.3 – Canais do módulo DLP232PC.

No item 2.3, do Anexo 1, referente à programação desses módulos, apresentamos os

comandos de programação desta interface em função das aplicações deste trabalho.

Esta interface é conectada ao barramento USB, onde se retira a tensão de

alimentação para seus circuitos. Na Figura AN 2.1 do Anexo 1 mostra-se a imagem deste

módulo.

Com os 14 canais disponíveis, apenas 03 serão utilizados, sendo 02 como entradas

para leitura de sensores e 01 como saída para os atuadores. Teríamos ainda, portanto, a

disponibilidade de 11 canais para serem utilizados em sensores, atuadores, conversores

Analógico/Digital e sensor de temperatura.

Os canais programados como saída não podem fornecer correntes superiores a 10

mA. Os circuitos eletrônicos de potência (buffer) foram projetados para drenar correntes

menores que 1 mA, como mostra o circuito da Figura 3.10.

3.2.3 – Dispositivos Periféricos

Neste trabalho utilizamos um protótipo de uma máquina dispensadora como

periférico, onde podemos ativar, através de interfaces de potência, motores cc (corrente

contínua) e receber as informações através de sinais digitais de sensores ópticos ou

mecânicos. Os periféricos de um sistema computadorizado são os dispositivos de entradas e

saídas, controlados por um circuito processador (CPU). Nos computadores pessoais, temos

como exemplo a impressora, o monitor de vídeo, pen drive, câmera, amplificador de áudio,

modem, e outros (VASCONCELOS, 2007).

Cap.3 17

O sistema proposto terá como periféricos de entrada o teclado e como periférico de

saída o display de LCD (ou monitor de vídeo). O dispensador de preservativos e a rede

internet (roteador/modem) são periféricos de entrada/saída.

No dispensador, temos os sensores que enviam os sinais para a CPU e os motores

atuadores que recebem os comandos, tornando este dispositivo um periférico de entrada/saída,

como descrito no item 3.2.3.4 deste Capítulo.

3.2.3.1 – Teclado

Utilizou-se como periférico de entrada um teclado alfanumérico simples onde o

usuário digita o número, com quatro dígitos, da senha pré-cadastrada para ter acesso ao

produto do dispensador e digita “#” que tem a função do “enter” nos teclados tradicionais. A

tecla “*” tem a função de corrigir algum erro de digitação.

Eletricamente, no teclado, temos 12 interruptores que fazem parte de uma matriz de

contatos entre 03 colunas e 04 linhas. A informação da tecla digitada pode ser decodificada

pelo programa computacional, desde que seja detectada a linha e a coluna que foram ligadas.

Quando o projeto utiliza um microcontrolador como CPU a aquisição dos dados do teclado

pode ser feita através da interface DLP232PC, utilizando sete canais (CH) programados como

entradas digitais (três colunas x quatro linhas).

Caso a CPU seja uma placa mãe de um PC, esta já dispõe de interface para o teclado

alfanumérico PS2 ou USB.

3.2.3.2 – Display LCD e Monitor de Vídeo.

As máquinas e computadores utilizam os displays para apresentar as informações

sobre os dados processados. Nos computadores, por exemplo, o display é o monitor de vídeo.

Porém os equipamentos projetados para tarefas específicas utilizam o display de cristal

líquido (LCD).

Os displays LCD precisam de oito bits para dados e três bits de controle. Com a

utilização da interface proposta, onze bits (canais) seriam dedicados apenas ao controle destes

displays. Para minimizar a quantidade de canais utilizados no DLP232PC com a interface do

Cap.3 18

LCD, programa-se a transmissão de dados por nibles, utilizando apenas sete canais ao invés

de onze, como ocorre na transmissão do byte completo (BARBACENA; FLEURY, 1996).

A utilização do periférico acima citado teria como interface o módulo DLP232PC

caso a CPU fosse implementada com microcontroladores.

A vantagem da utilização de uma placa mãe convencional de um PC é de que o

módulo de aquisição de dados ficará inteiramente disponível para o periférico que será

automatizado.

3.2.3.3 – Modem USB Wireless

Um dos principais objetivos deste sistema de controle é tornar a máquina

dispensadora um equipamento que possa ser monitorado e controlado on-line. A partir de um

determinado PC, poderemos enviar as informações para a máquina dispensadora e receber os

dados referentes à quantidade de embalagens solicitadas com a respectiva data, em forma de

planilhas e gráficos. As informações enviadas para a máquina corresponderão às senhas

numéricas das pessoas cadastradas, nas instituições selecionadas, para terem acesso gratuito

às embalagens. As informações enviadas pela máquina, através da internet, e em forma de

relatórios poderão ser acessadas por qualquer computador que possua o programa

computacional desenvolvido para esta finalidade. Mais detalhes serão discutidos no Item 2.8,

referente aos programas computacionais.

Convém dizer que a interface que conecta a placa mãe do dispensador com a internet

pode ser através de cabo serial, paralelo ou Wireless. Devido à flexibilidade de deslocamento

do equipamento, ao baixo custo e fácil instalação, optamos pelo dispositivo sem fio, do tipo

“wireless” ou WI-FI, que são nomenclaturas utilizadas. Produtos pertencentes a esta classe de

dispositivos de rede local sem fios WLAN (Wireless Local Area Network) são baseados no

padrão IEEE 802.11 (SILVA, 1998).

Os adaptadores “wireless”, com conexão USB ou do tipo adaptado internamente nas

placas mãe aos barramentos PCI, são dispositivos eletrônicos de telecomunicação essenciais

para o funcionamento de uma rede sem fio. São interfaces responsáveis por captar e enviar os

sinais para um roteador, fazendo a conectividade com determinada máquina.

Para o nosso projeto utilizamos o Modem modelo “Adaptador USB Wireless N 150

Mbps”, que tem como características as apresentadas na Tabela 1.

http://pt.wikipedia.org/wiki/WLAN

http://pt.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11

Cap.3 19

Tabela 1. Características do modem “Adaptador USB Wireless N 150 Mbps”.

- Acesso a redes sem fio para notebooks e desktops;

- Compatibilidade com IEEE802.11N (Draft 2.0) e IEEE802.11b/g;

- Velocidade de até 150 Mbps (quando conectado com dispositivos de mesma tecnologia);

- Antena interna;

- Potência de transmissão de 15 dBm;

- Frequência de 2.4 GHz;

- Conector USB tipo A padrão 2.0;

- Botão WPS (Wireless Provisioning Services) para configuração simplificada de segurança.

Wireless;

Vale ressaltar que outras interfaces de comunicação sem fio também foram

pesquisadas, tais como:

1- Bluethooth – Tecnologia desenvolvida pela Ericsson para comunicação entre

dispositivos eletrônicos, através de uma frequência de rádio, como celulares,

mouse, impressoras, isto para quando a se trata de pequenos alcances (SIEP,

2000).

2- ZigBee – Tecnologia desenvolvida pela ZigBee™ Alliance para a comunicação

entre dispositivos eletrônicos, sem fio, com conjunto de especificações

estabelecidas pelo novo padrão IEEE 802.15.4. Apresentado ao público em 2005,

é comparável às redes Wireless e Bluetooth, trazendo grandes vantagens em

nossas vidas (ZHENG; LEE - 2004).

As tecnologias, supramencionadas, possuem características comuns que justificaram

a não aplicação no desenvolvimento deste projeto, tais como:

- Velocidade muito baixa, 1Mbps em relação às redes de Ethernet (10 a 150 Mbps).

- Pequeno alcance. Distância ideal de 10m e no máximo atinge 100 m.

- Custo elevado em relação ao Modem utilizado.

Finalmente chegou-se a conclusão de que o adaptador wireless utilizado satisfaz às

necessidades do projeto proposto, principalmente pelo fato de ser um dispositivo comum aos

computadores pessoais (CAPRILE, 2009).

http://pt.wikipedia.org/wiki/Bluetooth

Cap.3 20

3.2.3.4- Dispensador

A estrutura desenvolvida para funcionar como protótipo de um dispensador de

embalagens de preservativos apresenta-se na Figura 3.4. Nesta estrutura foi implantado o

sistema de automação e controle proposto.

Figura 3.4 – Sistema eletromecânico do dispensador.

Já na Tabela 2 podemos observar os parâmetros técnicos definidos para o protótipo.

Tabela 2 - Parâmetros Técnicos do dispensador.

1 Tamanho da embalagem: (55 mm x 55 mm x 5 mm) a (60 mm x 60 mm x 5 mm);

2 Não deformar a embalagem primária;

3 Dispensar apenas uma unidade por acionamento;

3 Não emaranhar ou travar com mais de uma unidade;

4 Indicar a necessidade de reabastecimento quando contiver menos de 10 unidades;

5 Capacidade para 150 unidades;

6 Tempo de 5 minutos para abastecimento;

7 Projeto com subconjuntos modulares, para facilitar manutenções;

8 Implantação do sistema de automação e controle via Internet;

9 Enviar relatórios da quantidade de unidades solicitadas versus data;

10 Atualizações de cadastramento de senhas.

Cap.3 21

Na Figura 3.4 pudemos ter uma visão geral de todos os estágios da máquina

dispensadora desenvolvida.

O armazenador acomoda as embalagens horizontalmente formando uma coluna

vertical. Abaixo do armazenador, encontra-se uma esteira com a função de retirar a unidade

que fica em contato ela, ou seja, a primeira de baixo para cima. Tracionada pelo motor 1

(atuador), a esteira se desloca no sentido da direita para esquerda, conforme a seta sobre a

embalagem.

No estágio seguinte podemos ver outro motor atuador (motor 2) tracionando uma

engrenagem acoplada aos roletes, através de um eixo “sem fim”.

Temos dois roletes, um na parte superior e outro na parte inferior, que ficam

localizados no final da esteira. Os dois giram em sentidos opostos (setas), prendendo a

embalagem e levando-a até a saída.

Ao passar pelo sensor óptico este envia um bit de informação para a placa de

aquisição de dados. É neste instante que ocorre o incremento da quantidade de unidades

ejetadas e a inversão da polaridade do motor 1 para que outras unidades não sejam ejetadas.

Apresentaremos, em seguida, de forma mais detalhada, os diversos estágios que

compõem este sistema periférico.

A seguir, o diagrama de blocos da Figura 3.5 apresenta o conjunto de sistemas que

compõe o dispensador automatizado. De acordo com a arquitetura do sistema proposto temos

a máquina dispensadora como dispositivo periférico, dividida em três estágios:

I - Sistema de Armazenamento.

II - Sistema de Ejeção de Unidades.

III - Sistema de Ejeção Final e Sensor óptico.

Figura 3.5 – Diagrama de blocos do sistema automatizado.

Cap.3 22

I - Sistema de Armazenamento

Este dispositivo tem a função de estocar os preservativos. Foi dimensionado com

capacidade para 150 unidades, conforme a Figura 3.6. O armazenador resume-se a uma

coluna metálica retangular construída com chapa de alumínio de 1 mm. A capacidade de

armazenamento poderá ser ampliada alterando-se a altura da caixa.

Os preservativos masculinos encontrados no mercado têm dimensões quadradas que

variam de 55 mm x 55 mm a 60 mm x 60 mm e uma espessura em torno de 5 mm.

No que se refere à parte traseira do armazenador, podemos afirmar que esta foi

projetada de forma que a abertura facilite o rápido abastecimento dos preservativos.

Orifícios, posicionados na altura da décima unidade armazenada, tem a função

receber um emissor de luz infravermelho (Infra Red- IR) de um lado, e um sensor de

infravermelho (foto transistor) do outro lado, formando um acoplador sensor óptico.

Figura 3.6 – Armazenador de embalagens de preservativos.

Quando o volume de unidades restante estiver abaixo deste orifício, o sensor

receberá a informação de luz infravermelha. O circuito eletrônico mostrado na Figura 3.7, tem

a função de amplificar o sinal do foto transistor e enviar um nível lógico de tensão para a

Cap.3 23

placa de aquisição de dados. Sempre que o software detectar esse nível lógico alto no canal da

placa, programado como entrada, avisos audiovisuais serão exibidos no painel da máquina,

informando a necessidade de um novo reabastecimento para que nunca ocorra a falta do

produto no dispensador.

Circuito Eletrônico dos Sensores: Este circuito tem a função de transformar a

variação de luminosidade no foto transistor em um sinal digital compatível com os circuitos

lógicos. Quando a passagem de luz estiver bloqueada pelas unidades, o foto transistor estará

na região de corte (altíssima resistência entre o emissor e o coletor), deixando o transistor

PNP BC558 também nesta região sem corrente de emissor para a base.

Figura 3.7 – Circuito do sensor de quantidade mínima de unidades.

Nesse estado o transistor BC517 não terá corrente de base para o emissor e não

haverá corrente de coletor, consequentemente não teremos queda de tensão no resistor do

coletor (15KΩ), ou seja, também estará na região de corte e a tensão no coletor será de 5

volts, nível lógico alto (1).

No momento em que o volume das unidades, dentro do armazenador, ficar abaixo

dos furos transversais (apenas 10 unidades restantes), o feixe de luz atingirá o foto transistor

deixando-o na região de saturação (baixíssima resistência entre o coletor e o emissor),

fazendo o transistor BC558 também ficar saturado e, consequentemente, saturar o transistor

BC517. Com isso teremos um nível de tensão igual a 0 volts (nível lógico baixo).

Estando o coletor do BC517 conectado a um canal da interface de aquisição

(DLP232PC), programado para ter a função de entrada digital de dados, teremos:

Nível Lógico 1=> Mais de 10 unidades armazenadas.

Nível Lógico 0 => Dez ou menos unidades (Avisos de abastecimento).

Cap.3 24

II - Sistema de Ejeção de Unidades

Este sistema é composto de uma base de alumínio (mancais), um motor DC com

redução, esteira de borracha e correia de acoplamento. Nesse bloco encontra-se o motor

atuador (motor 1) que desloca uma esteira na parte inferior do armazenador, ejetando a

unidade da parte inferior. Na Figura 3.8 apresenta-se este sistema eletromecânico de ejeção.

Figura 3.8 – Sistema eletromecânico de ejeção.

Quando uma unidade é solicitada, o motor será ativado por pulsos com período de

0,5 segundos (frequência de 1 Hertz), até que a unidade seja presa aos roletes do próximo

bloco e detectada pelo acoplador óptico. Quando isso ocorrer, a alimentação do motor 1 será

invertida e a esteira forçará o retorno de uma segunda unidade que também poderia ser ejetada

se não houvesse tal inversão.

Na Figura 3.9 temos as dimensões da estrutura da base de fixação do motor 1,

acoplado através de uma correia dentada à esteira.

Figura 3.9 – Estrutura da base do sistema ejetor.

Cap.3 25

No item 4 do Anexo 1, apresenta-se a Tabela 6 com as características do motor

atuador do bloco de ejeção das embalagens do produto.

=> Motor DC versus Motor de Passo:

Neste projeto optou-se pelo uso do Motor DC e não pelo Motor de Passo, pelos

seguintes motivos:

- Os Motores DC possuem mais torque.

- Não necessitamos de precisão no posicionamento da esteira.

- O acionamento dos Motores DC é mais simples que os Motores de Passo, pelo fato

de estes necessitarem um circuito sequencial para ativar suas fases.

O sinal gerado pelo canal da interface de saída do DLP232PC, programado para este

atuador (motor 1 da esteira), é aplicado ao circuito de potência apresentado na Figura 3.10.

Figura 3.10 – Circuito de potência do motor da esteira.

Na Figura 3.11 temos uma fotografia do armazenador acoplado ao sistema de ejeção

das embalagens.

Figura 3.11 – Armazenador acoplado ao sistema de ejeção das unidades.

Cap.3 26

III - Sistema de Ejeção Final e Sensor Óptico.

Neste bloco encontramos dois roletes de borracha, girando em sentidos opostos,

tracionados por um segundo motor atuador (motor 2), com o objetivo de prender e tracionar a

embalagem trazida pela esteira, como mostra a Figura 3.12.

Figura 3.12 – Sistema de ejeção final.

A partir do momento em que os roletes prendem a embalagem, o seu deslocamento

não dependerá mais da esteira. Logo após os roletes, encontra-se um sensor óptico da

categoria difusa, infravermelho, que detectará a presença do preservativo Este é composto de

um emissor e um receptor em ângulo de 45º, como se apresenta na Figura 3.4.

Quando a parte superior do sensor é bloqueada pela superfície da embalagem, o feixe

infravermelho reflete no foto-transistor e sua resistência, entre o coletor e o emissor diminui e

passa a conduzir a corrente de polarização para o transistor seguinte. O programa

computacional, por sua vez, enviará informação para que o motor atuador da esteira reverta o

sentido de rotação.

Através de uma abertura, no equipamento, a unidade será entregue ao solicitante,

como foi mostrado na Figura 3.4, em que temos o esboço completo do sistema eletromecânico

deste periférico dispensador.

O sensor óptico desse estágio envia seus níveis de tensão para um circuito eletrônico

idêntico ao circuito da Figura 3.7.

Cap.3 27

Não podemos deixar de validar que o circuito eletrônico mostrado na Figura 3.13, faz

a interface de potência (Buffer) entre a saída do canal da DLP232PC e o motor 2 (ejetor

final).

Figura 3.13 – Buffer de potência do motor 2.

3.3- Diagramas de Tempo

Baseado nos mecanismos do dispositivo da Figura 3.4, será apresentado nos gráficos

dos diagramas de tempo os níveis de tensão gerados pelo sensor e atuadores na Figura 3.14.

O dispensador inicia o funcionamento quando uma senha, pré-cadastrada, é digitada

no teclado. O software da máquina verifica o cadastro no banco dados. Se a senha for

validada (primeiro gráfico), uma série de pulsos ativará os driver´s de potência dos motores

atuadores. O motor atuador da esteira receberá pulsos positivos de12 Volts numa frequência

de 1 Hz (segundo gráfico) e o motor de ejeção final recebe uma tensão contínua de 12 Volts

(terceiro gráfico).

No, temos a alimentação do motor atuador da esteira pulsante e a sua inversão que

ocorre a partir do momento em que surge o sinal do sensor óptico (quarto gráfico).

O terceiro gráfico representa a alimentação do motor atuador dos roletes de ejeção

final do produto.

Este diagrama de tempo apresenta os sinais gerados durante a solicitação de uma

unidade do produto da máquina dispensadora.

Cap.3 28

Figura 3.14 – Diagramas de tempo do sistema.

O sinal gerado pelo sensor de número mínimo de unidades não está representado

nesse diagrama. Sendo a capacidade de armazenamento de 150 unidades, o sinal do sensor de

10 unidades restantes surgirá após 140 ciclos, apresentados no diagrama de tempo.

Com a apresentação dos diagramas de tempos de uma máquina, poderemos ter uma

visão geral das tensões geradas pelos sensores e das tensões aplicadas aos atuadores em

função do tempo. Essas informações são indispensáveis na elaboração dos Programas

Computacionais.

Cap.3 29

3.4 - Programas Computacionais

O software utilizado no desenvolvimento dos programas computacionais deste

projeto foi o Microsoft Visual Studio, pacote de programas elaborados pela Microsoft® para

o desenvolvimento de programas computacionais ou informáticos dedicados ao Visual Basic,

NET Framework, e outras linguagens (HALVORSON, 2009) (KURATA, 2007).

O Microsoft Visual Basic é uma plataforma de desenvolvimento utilizada na

programação do software dedicado a uma variedade de configurações no sistema operacional

Windows, Web e em outros ambientes.

Outro programa computacional dentro da plataforma Excel, “EXCEL para

Engenheiros” (GOMEZ, 2009), também foi pesquisado e analisado, antes de se decidir pelo

uso definitivo do Microsoft Visual Basic.

3.4.1 - Estrutura dos Programas

Para o controle do sistema foi necessário o desenvolvimento de dois programas

computacionais na plataforma do Visual Basic, sendo um para a CPU da máquina

dispensadora e outro para a CPU central, interligadas através da comunicação wireless. Foram

nomeados de “DispensadorCamisinha.aplication” e “SampleDataBindChart.application”.

Dispensador Camisinha.aplication.

Software desenvolvido para o sistema de controle da máquina dispensadora, com os

seguintes objetivos:

- Ler as senhas digitadas no teclado para fazer a validação dos usuários cadastrados.

- Criar formulários com gráficos, menus, barras rolantes, planilhas, identificação da máquina,

bem como e enviar informações para o display de modo a interagir com o usuário.

- Criar um banco de dados das pessoas cadastradas.

- Modem.

- Fazer a programação dos canais da interface de aquisição de dados DLP232PC para leitura

dos sensores.

- Fazer a programação dos canais da interface de aquisição de dados DLP232PC para leitura

dos atuadores.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Microsoft

http://pt.wikipedia.org/wiki/Software

http://pt.wikipedia.org/wiki/Visual_Basic

http://pt.wikipedia.org/wiki/.NET_Framework

Cap.3 30

- Fazer a programação para comunicação com o Modem Wireless, para o envio dos gráficos

com os respectivos dados, além do número identificador da Máquina, via Internet.

- Gerar o código identificador, definido para cada máquina.

- Emitir avisos áudio visuais quando o sensor de nível de embalagens estiver no mínimo.

No Apêndice 2, apresentam-se as imagens, nos monitores de vídeo, com a sequencia

dos formulários criados, de acordo com os procedimentos durante o uso dessas máquinas.

SampleDataBindChart.application.

Software desenvolvido para os computadores que receberão as informações da(s)

máquina(s) dispensadoras. Tem os seguintes objetivos:

- Receber as informações das máquinas, através da rede Internet.

- Identificar a máquina.

- Apresentar os dados das máquinas em forma de gráficos, que serão atualizados sempre

que o programa for inicializado.

- Criar um formulário com barra rolante para acessar os dados (número de embalagens

solicitadas) versus data, devido á grande quantidade de informações acumuladas.

Portanto, com a utilização desses dois programas, podemos praticamente generalizar

o controle e automação de qualquer máquina dispensadora de produtos em geral. Para

isso, basta conhecer seus sensores, atuadores e o seu princípio de funcionamento.

No Apêndice 2, apresentamos as imagens geradas por esse software durante a

realização dos testes.

Cap.3 31

3.5 – Fluxogramas do Funcionamento

Na Figura 3.15 apresenta-se o fluxograma de funcionamento completo do sistema.

Figura 3.15 - Fluxograma do funcionamento do sistema.

Cap.3 32

Com a senha correta, um bit proveniente de um canal de saída da interface

DLP232PC ativará os drivers dos motores da esteira responsável pela extração de uma

unidade do depósito de armazenamento e do sistema de ejeção final.

A esteira levará o produto (embalagem de preservativo) até determinado ponto em

que é detectado por um sensor óptico, o qual enviará um pulso (bit) para um canal de entrada

da interface DLP232PC. Nesse momento, a embalagem ficará sob controle do sistema de

ejeção final.

Com o bit gerado pelo acoplador óptico, o programa computacional também ativará

o circuito de controle do motor da esteira para que haja uma reversão no sentido de rotação,

evitando que mais de uma embalagem seja ejetada.

O sistema de ejeção final entregará a embalagem ao consumidor e, logo em seguida,

todos os motores serão desligados.

Um monitor de vídeo foi utilizado durante o desenvolvimento dos testes de

funcionamento do programa computacional, onde podemos observar toda a sequencia nas

telas apresentadas no Apêndice 2.

O adaptador USB wireless fará a comunicação com o computador central, próximo a

esta máquina, para que sejam enviados os cadastros, bem como receba os relatórios de acesso

ao dispensador. O computador central armazenará os dados e funcionará como uma central

da rede internet.

O Apêndice 1 apresenta detalhes de vários modelos de máquinas, das mais simples

às industrializados, inclusive a metodologia utilizada no 1º e 2º protótipos das desenvolvidas

no IFPB (máquinas dispensadoras).

Finalmente, podemos afirmar que a metodologia aplicada no desenvolvimento deste

sistema de automação e controle teve inicio com a aplicação de alguns dispositivos e

softwares supostamente corretos para as implementações. Com as pesquisas, experimentos e

avanços tecnológicos, a metodologia foi sendo moldada e chegamos ao final desse trabalho

com os resultados esperados.

Cap.4 33

Capítulo 4

Testes e Resultados

Neste Capítulo apresentamos o conjunto dos dispositivos com os quais foram feitos

os testes de funcionamento da proposta, as simulações e os resultados conseguidos,

comprovando toda a teoria.

4.1 - Protótipo de Testes

O protótipo da máquina dispensadora de embalagens de preservativos, apresentado

no item 3.2.3.4, foi adaptado ao sistema de controle proposto para ser utilizado nos testes do

trabalho. Na Figura 4.1 apresentamos uma fotografia da parte frontal dessa estrutura.

Figura 4.1- Protótipo de testes.

Cap.4 34

4.2 - Testes e Simulações

Na Figura 4.2 apresentamos a composição geral dos equipamentos utilizados nos

testes.

Figura 4.2 – Equipamentos utilizados nos testes.

Utilizamos o protótipo da Figura 4.1 interligado a um computador, através do

módulo de aquisição de dados (DLP232PC) e computadores remotos conectados via Internet.

Inicialmente instalou-se, na CPU do Dispensador, o Sistema Operacional Windows

XP® e, em seguida, um dos programas computacionais desenvolvidos no pacote Visual Basic,

nomeado de “Dispensador Camisinha.aplication”. Esse programa computacional implementa

as funções já apresentadas no item 3.4.1.

Os testes e simulações foram feitos de duas formas. A primeira é digitando uma

senha cadastrada, fazendo o equipamento (dispensador) funcionar normalmente, ejetando uma

embalagem (Apêndice 2) e a outra foi feita utilizando uma chave que ligue +5 Volts à entrada

Cap.4 35

do canal da interface de aquisição de dados, simulando a informação que o acoplador óptico

produz quando uma embalagem está sendo ejetada, como mostra o circuito da Figura 4.3.

Com essa chave aberta, o canal da interface de aquisição lê a informação de Bit =0, por conta

do resistor de 1 KΩ ligado ao ponto de terra, e com a chave fechada, temos a leitura direta de

5 Volts (Bit=1), simulando a mesma informação do acoplador óptico.

Figura 4.3 – Chave de simulação.

Diariamente uma série de solicitações foi realizada com valores aleatórios, através da

máquina ou da chave de simulação, já que o software foi programado em sincronismo com a

data. Portanto, foi preciso que a cada dia fossem realizados os testes.

Na Tabela 3 apresentamos a organização dos testes em três colunas. A primeira

coluna indica o número do teste, a segunda coluna, a data e na terceira, a quantidade de

solicitações do produto do dispensador realizadas na data correspondente.

Podemos observar na terceira coluna que, somando-se todas as simulações, foram

realizados um total de 816 testes, no período de 38 dias.

Dividimos os testes em duas etapas:

1. Testes realizados no período de 20 de maio a 29 de junho de 2011,

correspondentes aos testes de No. 01 ao de No. 11 da Tabela 3, para verificar e

ajustar os softwares.

2. Testes definitivos realizados no período de um mês, entre 26 de Julho e 25 de

Agosto de 2011, correspondentes aos testes de No. 12 ao de No. 38, conforme

Tabela 3.

Cap.4 36

Tabela 3 – Testes e Simulações

Teste Data Quantidade

Testes iniciais 01 20/5/2011 09

02 22/5/2011 11

03 24/5/2011 10

04 25/5/2011 04

05 01/6/2011 02

06 08/6/2011 32

07 09/6/2011 07

08 22/6/2011 30

09 23/6/2011 82

10 28/6/2011 06

11 29/6/2011 06

Testes contínuos durante 30 dias.

12 26/7/2011 11

13 27/7/2011 14

14 28/7/2011 20

15 29/7/2011 10

16 30/7/2011 29

17 01/8/2011 11

18 02/8/2011 22

19 03/8/2011 36

20 06/8/2011 40

21 08/8/2011 16

22 09/8/2011 23

23 10/8/2011 33

24 11/8/2011 20

25 12/8/2011 47

26 13/8/2011 14

27 14/8/2011 22

28 15/8/2011 06

29 16/8/2011 26

30 17/8/2011 23

31 18/8/2011 23

32 19/8/2011 41

33 20/8/2011 13

34 21/8/2011 08

35 22/8/2011 04

36 24/8/2011 19

37 25/8/2011 36

38 26/8/2011 50

Cap.4 37

4.3 - Resultados

Em um computador remoto, conectado com a Internet, foi instalado o outro

programa nomeado de “SampleDataBindChart.application”, também com as funções já

apresentadas no item 3.4.1. Quando esse aplicativo é inicializado, surge uma interface gráfica

que gera um formulário com o nome de “GERENCIADOR”, apresentando o gráfico em

função dos resultados transmitidos a partir da máquina dispensadora, como mostram as

Figuras 4.4, 4.5 e 4.6.

Figura 4.4 – Gráfico com os resultados recebidos via Internet.

Temos duas informações representadas nessa tela, uma com os dados no formulário

de barras de rolagem e outro com o formulário gráfico do número de unidades solicitadas X

dia. As informações contidas nessa tela correspondem às enviadas pelo computador da

máquina dispensadora em testes.

O formulário localizado na parte superior direito, conforme a Figura 4.5, com barra

de rolagem, contém as informações recebidas, correspondentes aos seguintes dados:

1. Teste: Número dos testes realizados.

2. Data: Data dos testes.

3. Unidades: Quantidade de unidades ejetadas pela máquina na data correspondente.

Cap.4 38

Figura 4.5 – Formulário de dados recebidos.

Comparando a Figura 4.4 com a Figura 4.5, observamos que no teste N° 9 realizado

no dia 23/6/2011, foram ejetadas 82 embalagens. Esse teste que corresponde à maior coluna

do gráfico.

A Figura 4.6 apresenta a imagem do gráfico com a representação de todos os

resultados dos testes realizados no experimento.

Figura 4.6 – Resultado dos testes apresentados no computador remoto.

Pode-se observar que no período de 24 de maio a 25 de julho, os programas

computacionais estavam em fase de aperfeiçoamento, e a partir de 26 de julho os testes foram

realizados diariamente, com exceção dos dias 31 de julho e 23 de agosto em que o PC central

Cap.4 39

esteve desligado. Nos dias 04 e 05 de agosto não foram realizados testes, algumas vezes por

falta de energia elétrica.

O software “Gerenciador” não atualiza os dados em tempo real. Para o

monitoramento de novas informações, o programa “SampleDataBindChart.application” terá

que ser reinicializado.

À medida que as informações são incrementadas a imagem do gráfico vai sendo

compactada horizontalmente, conforme é mostrado na Figura 4.5.

Figura 4.7 – Compactação do gráfico no eixo x.

Diante de todo exposto, vale salientar que a quantidade de máquinas dispensadoras,

destinadas a enviar informações é elevada. Cada uma enviará o seu próprio código de

identificação.

Finalmente, podemos concluir que as informações simuladas na máquina

dispensadora, com o sistema proposto implantado, correspondem exatamente aos dados

apresentados nos formulários dos gráficos dos computadores de monitoramento, conectados

via rede Internet.

Cap. 5 40

Capítulo 5

Conclusões

O crescente aumento na implantação das máquinas de venda automática

(dispensadoras) para uma grande variedade de produtos de consumo. Podemos observar isso

através da mídia.

A implantação do sistema de automação e controle, proposto nesse trabalho, é de

grande interesse para os fabricantes, tendo em vista a necessidade controlar e monitorar suas

máquinas, observando sempre a demanda e a viabilidade de suas instalações. Controlar e fazer

a aquisição dos dados em determinado sistema periférico, via internet, são as principais

vantagens desse sistema.

Esse trabalho foi direcionado para as máquinas dispensadoras de embalagens de

preservativos masculinos onde um modelo foi desenvolvido para esta finalidade. Com o

sistema de automação e controle proposto, adaptado ao modelo, foi realizado um total de 816

testes e simulações, durante o período de 38 dias, mostrando que o objetivo do trabalho foi

alcançado com grande confiabilidade.

Em relação ao hardware, o módulo de aquisição de dados utilizado, com tecnologia

USB, simples e de baixo custo, mostrou ter grandes vantagens sobre os antigos sistemas de

aquisição de dados utilizados através das portas de comunicação seriais RS232, paralelas e de

barramentos internos.

Sobre os programas computacionais, podemos afirmar que a escolha da plataforma

de programação do Microsoft Visual Basic, dentre outras, foi devido à sua versatilidade

voltada para a internet (Visual Studio.NET).

Os sistemas para monitoramento dos dados de plantas industriais, através de

monitores de vídeo são conhecidos como “supervisórios”. A apresentação dos resultados

desse trabalho nos monitores, através da interface gráfica nos computadores remotos, pode ter

a mesma função.

5.1 - Contribuições

A rapidez da aquisição dos dados é de grande importância para as análises

estatísticas do Ministério da Saúde, para que este possa fazer uma avaliação da eficiência do

http://pt.wikipedia.org/wiki/Visual_Studio_.NET

Cap. 5 41

programa de distribuição das unidades de preservativos, juntamente com outras campanhas de

prevenção e comparar com os dados de incidência das DST/AIDS.

Com estas planilhas podem-se concluir quais são os dias e os meses de maior acesso

ao produto, assim como, a região que mais o solicita.

Outra contribuição importante será a implantação, em outros tipos de máquinas

dispensadoras, do sistema proposto nesse trabalho.

5.2 - Trabalhos Futuros

Como sugestão para os trabalhos futuros, temos a aplicação dessa proposta no

desenvolvimento de um sistema de aquisição de dados de aparelhos médico-hospitalares das

Unidades de Tratamentos Intensivo (UTI), onde estes possam enviar relatórios relacionados à

frequência cardíaca, pressão arterial e outras informações importantes sobre os pacientes, via

internet para aparelhos móveis do tipo celular ou iPad, onde os médicos ou responsáveis

possam monitorá-las a distância.

Outros trabalhos poderão ser desenvolvidos, na área de softwares, para outros tipos

de Sistemas Operacionais.

Interfaces gráficas também podem ser elaboradas, vinculadas a programas

estatísticos, apresentando resultados imediatos.

Finalmente concluímos que não somente as máquinas dispensadoras poderão ter a

implantação desse sistema de automação e controle proposto. Dispositivos eletromecânicos,

processos industriais, automação residencial, bancária, hospitalar, e outros, podem ser

automatizados e controlados com essa proposta. Para isso é preciso que sejam conhecidas as

características dos sensores e atuadores da planta em que será implantado o sistema

apresentado nesse trabalho.

Referências 42

REFERÊNCIAS

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Apêndice 1 45

Apêndice 1

Dispensadores de Embalagens de Preservativos

Masculinos

A seguir veremos alguns modelos nacionais das máquinas dispensadoras de

embalagens de preservativos masculinos, dos mais simples aos mais complexos, bem como o

desenvolvido no IFPB.

1- Modelos de máquinas dispensadoras nacionais.

1.1- Programa de distribuição de Ribeirão Preto/SP.

Na Figura A 1.1 apresenta-se um dispositivo dispensador simples, sem mecanismos,

que tem a função de liberar as embalagens dos preservativos. Tal dispositivo foi criado por um

programa municipal DST/AIDS de Ribeirão Preto/São Paulo, para distribuição gratuita.

Figura A 1.1- Dispensador de preservativos de Ribeirão Preto.

1.2 - Máquinas dispensadoras com moedas.

Na Figura A 1.2 pode-se observar um modelo que utiliza moedas de R$ 0,50 para

fazer a aquisição dos preservativos. Este equipamento encontra-se instalado dentro de algumas

indústrias para facilidade dos funcionários.

Apêndice 1 46

Figura A 1.2 – Máquina dispensadora com moedas.

2 – Máquinas dispensadoras desenvolvidas pelo IFPB (Programa do M.S.)

2.1- Características do Protótipo da 1ª. Fase do Programa.

O dispensador proposto pelo CefetPb foi confeccionado em chapa de aço galvanizado

com 1 milímetro de espessura, material este resistente a corrosão. As dimensões máximas do

dispensador serão de 700 mm x 750 mm x 120 mm.

Na parte frontal, fica um teclado numérico para inserção de senha, um visor que

apresenta algumas informações durante o funcionamento, uma lâmpada de sinalização para

reabastecimento do equipamento, e algumas informações no adesivo que será fixado, como

mostra a Figura A 1.3, na apresentação do projeto.

Figura A 1.3 – Grupo de trabalho do IFPB com o primeiro protótipo.

Apêndice 1 47

Internamente o dispositivo possui uma placa eletrônica que terá as funções conforme

mostra a Tabela 4.

Tabela 4 - Funções da placa eletrônica do primeiro protótipo.

Receber as informações inseridas no teclado;

Apresentar as informações necessárias no visor;

Sinalizar quando o dispensador estiver com menos de 20 preservativos;

Receber informações dos sensores do sistema e se comunicar com os atuadores.

Receber informações para o banco de dados de novos usuários via uma porta USB;

Não permitir o acionamento quando o dispensador estiver vazio;

Não permitir o acionamento quando o usuário atingiu sua cota no período;

Troca da placa de maneira fácil, para manutenção preventiva ou corretiva;

Guardar informações no caso de falta de energia.

O dispensador tinha capacidade para 450 preservativos distribuídos entre as espiras de 09

molas que são confeccionadas também em aço galvanizado como mostra a Figura A 1.4.

Tracionadas por um motor de passo, uma mola girava 360°, para ejetar uma unidade. Quando

cada mola ejetava suas 50 unidades o motor de passo, controlado por outro, se deslocava para

a mola seguinte, até a nona mola.

Figura A 1.4 – Sistema eletromecânico do primeiro protótipo.

Apêndice 1 48

2.2- Descrição do Hardware.

O hardware do será composto por uma placa eletrônica chamada de Placa Base. A

Placa Base será responsável por:

Controlar os motores de passo (ou motores DC) através de drives de potência;

Monitorar os estados dos sensores ópticos;

Interagir com o usuário através de um LCD 16 x 2 com backlight e um teclado numérico

de 12 teclas;

Fazer o gerenciamento lógico do sistema;

Armazenar em memória E2PROM as informações dos usuários (SOARES, 2003);

Armazenar em memória E2PROM os logs de: problemas ocorridos, reabastecimentos

realizados e preservativos liberados;

Interagir com o Software de Administração através de uma interface RS-232.

A Placa eletrônica possuirá os seguintes blocos.

Fonte de Alimentação

Microcontrolador

Interface com Usuário

Interface de Comunicação

Interface de Potência

Interface para Sensores

2.2.1 –Microcontrolador

O microcontrolador é o Atmel AT89S8252 (NICOLOSI – 2005). Ele possui

arquitetura 8051, watchdog, frequência de clock de 24MHz, memória flash de 8MB, memória

RAM de 256B, E2PROM interna de 2KB, interfaces UART e SPI, conforme Figura A 1.5.

(NICOLOSI, 1998).

Apêndice 1 49

Figura A 1.5 – Diagramas de blocos do sistema processador.

2.2.2 - Interfaces com o Usuário

-Um LCD 16x2 com backlight, display pelo o qual serão exibidas informações.

- Um teclado matricial de 12 teclas.

-LED’s de status para sinalizar situações diversas da máquina.

2.2.3 - Interface de Comunicação

A interface de comunicação será utilizada para configurar a máquina, fazer o upload

dos dados de usuários cadastrados e fazer o download dos relatórios e logs gerados pela

máquina. A interface possuirá o padrão RS-232C com protocolo de comunicação baseado em

comandos AT (SILVEIRA – 2011).

2.2.4 - Interface de Potência

A interface de potência será responsável por controlar os motores usados no processo

de liberação dos preservativos. Ela será composta por 8 transistores de potência do tipo

TIP122.

2.2.5 - Interface para Sensores

A interface para Sensores fará o acoplamento dos sensores óticos ao microcontrolador

Apêndice 1 50

3 - Características do Protótipo da 2ª. Fase do Programa.

O protótipo do dispensador nessa 2ª fase foi desenvolvido no IFPB em 2009/2010. se

O funcionamento desta máquina se dá pela digitação de senhas numéricas para se obter

embalagens. As características eletrônicas foram idênticas ao do projeto da 1ª fase.

Na Figura A 1.6 mostra-se a imagem externa do protótipo, juntamente com o grupo

de trabalho.

Figura A 1.7 podemos ter uma vista de cima, do projeto. Resume-se a um cilindro

com 4 quadrantes, nos quais são instalados as caixas com 55 embalagens cada. Com o

esvaziamento de uma caixa o cilindro gira 90° e a próxima caixa ficará sobre o sistema de

ejeção, apresentado na Figura.

Figura A 1.6 – Grupo de trabalho do IFPB com o segundo protótipo.

Figura A 1.7 – Vista de cima do projeto do segundo protótipo.

Apêndice 1 51

Figura A 1.8 – Sistema de ejeção do segundo protótipo.

Maiores detalhes desse projeto são direitos autorais do Ministério da

Saúde.

4 – Matérias Publicadas.

4.1 Assessoria de imprensa do Instituto Federal de Educação da Paraíba

- Terça-feira, 14 de julho de 2009

Estudantes paraibanos projetam máquina de distribuir camisinhas.

João Pessoa – Consultores do Ministério da Saúde (MS) estiveram no campus João

Pessoa do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba (IFPB), nesta

segunda-feira, 13, para avaliar a máquina que distribui camisinhas, feita na instituição. O

protótipo do chamado dispensador de preservativo foi elaborado a partir do Prêmio de

Inovação Tecnológica, concurso nacional realizado pelo MS em parceria com a Secretaria de

Educação Profissional e Tecnológica (Setec) do Ministério da Educação.

O antigo Centro Federal de Educação Tecnológica (Cefet-PB) ficou em segundo lugar

no concurso. Como os alunos que fizeram o primeiro modelo já concluíram o ensino superior

e o professor orientador está afastado para doutorado, uma nova equipe do IFPB foi convidada

a trabalhar na máquina.

Apêndice 1 52

O novo modelo, orientado pelo professor José Aniceto Duarte Costa, está sendo

feito pelos estudantes Harlan Ellison, Victor Peixoto, Felipe Henrique e Iogo Teixeira, do

curso de automação industrial, e Fernanda Nicolai, de design de interiores. Há nove meses a

equipe vem trabalhando na máquina, que funciona de modo semelhante à de distribuição de

refrigerante com ficha ou moeda. Na máquina do IFPB, o usuário, que seria um aluno

cadastrado, digita a matrícula e senha para ter acesso a um preservativo masculino.

Na apresentação feita pelo professor Aniceto, todo o mecanismo da máquina foi

explicado, bem como os materiais utilizados e até os problemas que tiveram de ser

solucionados para que o protótipo funcionasse com perfeição. Os consultores do MS são Fábio

Francisco Evangelista Leal, do Complexo Industrial e Inovação em Saúde, da Secretaria de

Ciência, Tecnologia e Insumos Estratégicos, e dois convidados da Universidade Tecnológica

Federal do Paraná, Carlos Cziulik e Josmael Roberto Kampa. Carlos é pró-reitor da UTF-PR e

participou da elaboração do edital do concurso, no qual a instituição paraibana foi premiada

em 2007, e Josmael fez parte do julgamento.

4.2 - 16 de Julho de 2009

Máquina de preservativos passa por análise

O Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba (IFPB) recebeu, no

início da semana, a visita de consultores do Ministério da Saúde que avaliaram o andamento

da criação da máquina de preservativos. O equipamento foi elaborado através do Prêmio de

Inovação Tecnológica, realizado pelo Ministério da Saúde e Secretaria de Educação.

Segundo informações do professor orientador do projeto, José Aniceto Duarte

Costa, os consultores analisaram o protótipo e solicitaram pequenas modificações. “As

alterações serão feitas para aperfeiçoar o equipamento”, disse. Os consultores orientaram que

o gabinete deve ter mais rigidez contra possíveis atos de vandalismo. “A parte superior não

pode ser reta para que não seja possível jogar água”, explicou.

A equipe formada pelo professor e por quatro alunos do curso de Automação

Industrial ainda deve trabalhar mais dois meses para concluir a máquina, que vai funcionar de

forma semelhante a uma máquina de refrigerante, com ficha ou moeda. “Na máquina, o aluno

teria de ser cadastrado para ser possível retirar o preservativo”, disse.

Apêndice 1 53

O professor informou que apenas a Paraíba está desenvolvendo o projeto nos moldes

solicitados pelo Ministério da Saúde. Os Estados do Rio de Janeiro e Santa Catarina ficaram

em terceiro e primeiro lugar respectivamente no concurso nacional, mas não estão mais

concorrendo. “O Rio de Janeiro desistiu e Santa Catarina apresentou um projeto que foi

rejeitado pela comissão que analisa”, disse Aniceto.

O próximo passo é fazer as modificações e enviar um relatório para o ministério

apresentando viabilidade para a industrialização da máquina de preservativos, que deve ser

instalada em 400 centros e universidades do país.

4.3 – 14/06/2009 às 18:15:49

Secretaria da Saúde de Curitiba distribui camisinhas

Semelhante à máquina de refrigerantes, que funciona com fichas, o protótipo da

máquina de camisinha, que já deveria estar pronto, está sendo aperfeiçoado por uma equipe de

professores e estudantes do Centro Federal de Educação Tecnológica (Cefet) da Paraíba, que

firmou acordo com o Ministério da Saúde para aprimorar o dispensador, visando sua futura

produção em larga escala.

No final de março deste ano, técnicos do Departamento de Economia da Saúde,

vinculado ao Ministério da Saúde, assistiram à apresentação do professor José Aniceto

Duarte Costa e dos estudantes do ensino superior que estão trabalhando desde outubro de

2008 para aprimorar a máquina.

De acordo com informações divulgadas pelo Cefet, as mudanças no mecanismo estão

sendo feitas para que a máquina se torne mais leve e tenha menor custo. A estimativa inicial

do ministério é que o custo de cada máquina seja de R$ 400, quando passarem a ser fabricadas

em escala industrial.

Pesquisas do Ministério da Saúde revelavam, no ano passado, que na primeira relação

sexual, mais de 30% das meninas afirmaram que não usaram camisinha porque confiaram nos

parceiros. Entre os meninos, apenas 7% tiveram o mesmo comportamento.

http://www.parana-online.com.br/editoria/cidades/news/339351/?noticia=SECRETARIA+DA+SAUDE+DE+CURITIBA+DISTRIBUI+CAMISINHAS

http://www.parana-online.com.br/editoria/cidades/news/339351/?noticia=SECRETARIA+DA+SAUDE+DE+CURITIBA+DISTRIBUI+CAMISINHAS

Apêndice 2 54

Apêndice 2

Funcionamento dos Programas Computacionais

Neste Apêndice apresentaremos as imagens geradas pelo pacote de programas

elaborados pela Microsoft®, o Microsoft Visual Studio.

Inicialmente a Figura A 2.1 apresenta o programa compactado que será instalado

nas máquinas dispensadora.

Figura A 2.1 - Instalação do programa computacional do sistema.

Durante a inicialização o programa busca a conexão com o endereço IP, on-line. Caso

o sistema não consiga comunicação com o computador central, por algum motivo, seja surgirá

a mensagem conforme o formulário da Figura A 2.2.

Figura A 2.2 – Busca de conexão.

Caso a conexão não ocorra durante instalação, aparecerá a imagem da Figura A 2.3.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Microsoft

Apêndice 2 55

Ocorrendo a conexão normalmente teremos as imagens da Figura A 2.4 (a). Nesse instante o

usuário irá digitar a senha pré-cadastrada para retirar o produto, conforme Figura A 2.4 (b).

Figura A 2.3 – Mensagem de conexão desabilitada.

(a) (b)

Figura A 2.4 – Mensagens geradas durante a inicialização do processo.

A não validação da senha, pelo banco de dados, mostrará a informação de “senha

incorreta” apresentada na Figura A 2.5.

Figura A 2.5 – Mensagem de senha incorreta.

Quando a senha for corretamente digitada teremos as informações mostradas nas

Figuras A 2.6 (a) e (b). Nesse momento, o programa acionará os dispositivos atuadores

eletromecânicos (motores), encarregados de fazer a ejeção do produto até a abertura de saída

Apêndice 2 56

do equipamento, para que esse seja retirado pelo usuário. Isso leva em torno de 5 segundos

para a embalagem aparecer na abertura de saída do equipamento dispensador. Em seguida o

sistema volta para a fase inicial da Figura A 2.4 (a), iniciando novo ciclo de funcionamento.

(a) (b)

Figuras A 2.6 – Finalizando o processo.

Nos computadores de monitoramento, o segundo programa computacional

desenvolvido, denominado “Gerenciador.rar”, será instalado. O procedimento será idêntico.

Inicialmente instalamos o pacote de software, através do programa computacional compactado

WinRAR ®, conforme Figura A 2.7.

Figura A 2.7 – Setup de instalação do programa de monitoramento.

Apêndice 2 57

Qualquer computador, conectado à rede Internet, que instalar este programa, terá

acesso ao monitoramento das máquinas dispensadora, apresentando a imagem do formulário

do gráfico da Figura 4.4.

Resumo do processo: Quando é feita a solicitação de uma unidade do produto do

dispensador, através do teclado, digitando-se uma senha o programa computacional atuará da

seguinte forma:

1. Inicialmente mostrará a mensagem: “Digite a senha”.

2. Verifica se no banco de dados a senha foi cadastrada. Caso não esteja, apresenta no display

“Senha Incorreta” e volta ao início.

3. Caso a senha esteja correta, uma mensagem de “Aguarde” será apresentada.

4. A interface DLP232PC, através de um canal programado como saída digital ativa o motor

da esteira de forma intermitente, com pulsos de tensão com períodos de 0,5 s e intervalos de

0,5 segundo, até que o sensor óptico detecte a unidade.

5. Através de outro canal do DLP232PC, programado como entrada digital, o sensor óptico

envia o sinal de nível alto indicando a presença da unidade a ser ejetada. Neste instante, o

motor da esteira terá sua polaridade elétrica invertida e outro motor com rolos compressores

enviará o produto para uma abertura de saída do equipamento.

6. A mensagem final “Retire a embalagem” aparecerá durante alguns segundos e o programa

computacional reiniciará todo o processo.

7. Os dados referentes à data e número de unidades solicitadas serão armazenados na memória

e serão enviados para um banco de dados de um computador central através do adaptador USB

wireless.

A cada passagem das unidades pelo sensor óptico o programa computacional fará o

incremento do número de unidades solicitadas para a inclusão no banco de dados da memória.

Os relatórios diários, juntamente com os respectivos gráficos, irão estar à disposição na

internet, através do adaptador USB wireless.

Anexo 1 58

Anexo 1

Hardwares Utilizados no Trabalho

1- Placa Mãe

A Gigabyte Tecnology Co. Ltda apresentou a primeira mini-ITX - AMD, placa mãe

de baixo consumo e formato reduzido (APPEL – 2011). Encontra-se no mercado placas mãe

com pequenas dimensões, comparadas com a tradicional (normal), como são apresentadas na

Figura AN 1.1.

Figura AN 1.1 – Dimensões de placas mãe.

Anexo 1 59

Neste trabalho poderíamos ter utilizado alguma destas placas como unidade central de

processamento (CPU), que teriam recursos mais que suficientes para as funções exigidas, mas

devido à maior facilidade utilizamos uma placa mãe convencional com dimensões de 9.6 inch

x 8.8 inch (24.4 cm x 22.3 cm).

2 - Interfaces de Aquisição de Dados – USB DLP232PC

A Figura AN 2.1 apresenta uma fotografia desta interface.

Figura AN 2.1 – Módulo de aquisição de dados USB DLP232PC

Na Figura AN 2.2 apresenta-se o módulo de aquisição de dados juntamente com

diagrama esquemático dos pinos.

Figura AN 2.2 – Diagrama esquemático dos pinos/canais do módulo DLP232PC.

Anexo 1 60

2.1- Especificações técnicas do módulo

O módulo DLP232PC é alimentado com uma tensão de cinco volts proveniente da

porta USB. Cada canal possui as seguintes características:

Saída Digital: Coloca o pino (canal) em nível alto (HI) ou baixo (LO).

Entrada Digital: Ler o estado do pino em alto/baixo.

Analógica: (Canais 1-8). São lidos e retornam a tensão em todos os I/O utilizando um pino

como um conversor A/D de 10-bit (0-5 volt).

Temperatura: temperatura medida utilizando um sensor de temperatura digital na faixa de 67

a 257 ° F (-55 a 125 ° C).

Temperatura de operação: 0-70 ° C.

Tensão em I/O em relação ao solo: -0.3V para 5,3 V.

Corrente máxima de saída (pino como output): 25 mA.

Observações sobre os procedimentos de instalação:

• Desligue o PC antes de ligar para o DLP232PC.

• Precauções estáticas para evitar danos ao módulo DLP232PC.

2.2 - Drivers USB

Os drives USB para os sistemas operacionais estão disponíveis para download a partir

dos sites da DLP Design, são eles:

Windows XP: x64 Mac OSX

Windows Server: 2003 Mac OS9

Windows, Mac: OS8 2000

Windows 98, ME: Linux

Esses drives estão disponíveis para download na página seguinte:

http://www.dlpdesign.com/DNLD8/. O modo de operação de cada canal (pino) pode

ser alterado de acordo com a programação do comando enviado. Logo abaixo apresentamos a

tabela 5, correspondente à programação dos canais.

http://www.dlpdesign.com/DNLD8/

Anexo 1 61

2.3 - Utilizando o DLP232PC

Conectar o DLP232PC no PC e iniciar a instalação dos drives. Uma vez que os drives

são instalados, o DLP232PC poderá ser programado. Todas as instruções são comandos de um

único byte. Pode ser utilizado um terminal simples emulador ou utilizar um programa de sua

escolha. Inicialmente, acesse a porta COM, defina a taxa de transmissão com 460.800 bps/1

start bit/sem paridade/8 de dados bits/1 stop bit e enviar comandos de byte único, como mostra

a Tabela 5.

Vale salientar que no controle do dispositivo deste projeto não necessitamos de altas

taxas de transmissão de dados. Os canais foram programados da seguinte forma:

I - Canal CH 11 – (Pino 11) - Saída para ativar os circuitos de potência dos motores.

Caractere ASCII – h (5 Volts)(alto) /i (0 Volts)(baixo).

II - Canal CH 13 – (Pino 13) – Entrada do sinal digital gerado pelo acoplador óptico quando

uma embalagem do produto estiver sendo ejetada.

Caractere ASCII – r

III – Canais CH6, CH7, CH8 e CH114 – Saídas digitais para acionamento do display LCD.

IV – Canais CH3, CH4, CH5, CH2, CH1, CH9 E CH10 – Entradas digitais das linhas (4) e

colunas (3) do teclado.

Tabela 5 – Tabela de programação do módulo DLP232PC.

Anexo 1 62

Continuação da Tabela 5.

Anexo 1 63

Continuação da Tabela 5.

3 – Portas Paralelas

Na Figura A 2.4 apresenta-se o conector padrão Centronics com as funções de cada

pino de conexão.

Figura AN 3.1 – Conector da interface paralela DB25.

Anexo 1 64

As atuais placas mãe não dispõem do conector das interfaces de entrada e saída

paralela DB25. Na Figura A 2.5 apresenta-se um modelo de placa que pode ser conectada ao

barramento PCI, quando se deseja utilizar estas interfaces.

Figura AN 3.2 – Interface paralela para barramento PCI.

4 – Características dos Motores Atuadores

Tabela 6. Características dos motores atuadores - 37JB6K/3530-1250-150 #46

Informações do motor (sem caixa de redução)

Tensão: 12 VDC

Velocidade sem carga r/min.: 5000

Corrente sem carga mA: 100

Velocidade nominal r/min.: 4300

Torque nominal g.cm: 40

Potência de saída: 1.8W

Corrente nominal mA: 330

Stall torque g.cm: 285

Stall current: 1.5A

Informações com caixa de redução:

Relação de Redução: 150

Número de Engrenagens: 5

Comprimento: 26.5mm

Velocidade sem carga r/min.: 33

Velocidade nominal r/min: 28

Torque nominal kg.cm: 3.5

Maxíma carga admissível em um curto espaço de tempo kg.cm: 18

Direção da rotação: CW

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