SISTEMA PARA A MEDI˙ˆO DA VARIA˙ˆO EM ESTRUTURAS DE ENGENHARIA CIVIL. · 2015-06-18 ·...
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CENTRO UNIVERSIT`RIO POSITIVO - UNICENP NCLEO DE CI˚NCIAS EXATAS E TECNOLGICAS - NCET ENGENHARIA DA COMPUTA˙ˆO SISTEMA PARA A MEDI˙ˆO DA VARIA˙ˆO EM ESTRUTURAS DE ENGENHARIA CIVIL. UNICENP/NCET Curitiba 2007
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CENTRO UNIVERSITÁRIO POSITIVO - UNICENP
NÚCLEO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS - NCET
ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO
SISTEMA PARA A MEDIÇÃO DA VARIAÇÃO EM
ESTRUTURAS DE ENGENHARIA CIVIL.
UNICENP/NCET
Curitiba
2007
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CENTRO UNIVERSITÁRIO POSITIVO - UNICENP
NÚCLEO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS - NCET
ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO
SISTEMA PARA A MEDIÇÃO DA VARIAÇÃO EM
ESTRUTURAS DE ENGENHARIA CIVIL.
Ricardo Erzinger
Monografia apresentada à disciplina de
Projeto Final como requisito parcial à
conclusão do Curso de Engenharia da
Computação, orientada pelo Prof. Nestor
C. Saavedra Filho.
UNICENP/NCET
Curitiba
2007
TERMO DE APROVAÇÃO
Ricardo Erzinger
SISTEMA PARA A MEDIÇÃO DA VARIAÇÃO DE ESTRUTURAS EM ENGENHARIA CIVIL
Monografia aprovada como requisito parcial à conclusão do curso de Engenharia da Computação
do Centro Universitário Positivo, pela seguinte banca examinadora:
Prof. Nestor C. Saavedra Filho. (Orientador)
Prof. José Carlos da Cunha Prof. Mauricio Perreto
Curitiba, 10 de Dezembro de 2007.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, por estar sempre comigo e me auxiliar em todos os momentos
de minha vida.
Especialmente aos meus pais, Gildo e Roseana Erzinger pela vida e educação que tive.
Minhas irmãs Adriana, Luciana e minha namorada Vanessa pelo apoio em todos os momentos.
A todos meus professores, obrigado.
Agradeço especialmente ao meu orientador e amigo Prof. Nestor Saavedra que me sempre deu
todo o apoio necessário para viabilização do projeto.
Ao Prof. Yuri Ivan Maggi pela grande ajuda no conceito de estruturas e de forma geral no
projeto.
Aos amigos e colegas de faculdade, os quais pude dividir todos esses anos de aprendizado.
RESUMO
Estruturas de engenharia civil tais como pontes e torres, estão sob constante ação dos efeitos da
natureza, tais como: ventos, chuvas, abalos sísmicos e variações de temperatura. O ramo de
estruturas na engenharia civil está em constante evolução buscando projetar estruturas cada vez
mais aptas a suportar esses efeitos. Para que esta evolução continue, se torna necessária à criação
de ferramentas que possam mensurar as variações a que tais estruturas são submetidas. Com este
projeto, propõe-se a criação de uma ferramenta que possa mensurar a variação da posição da
estrutura em relação a um referencial inicial. Utilizando acelerômetros como sensores. Com o
objetivo de fornecer em tempo real tais variações de forma simples, proporcionando informações
que possibilitam uma melhor compreensão da variação das estruturas monitoradas a um técnico
no local.
Palavras-chave: estruturas de engenharia civil, variação de posição, acelerômetros.
SYSTEM FOR MEASURING THE VARIATION IN STRUCTURES IN CIVIL ENGINEERING
ABSTRACT Structures of Civil Engineering such as bridges and towers, are under constant action of the
effects of the nature, such as: wind, rain, seismic and temperature variation. The branch of
structures in civil engineering is constant evolution in order to project more strong structures to
support these kinds of effects. For this evolution continues it becomes necessary the
development of tools that can measure the variations that affect this structures. This project
intends the development of a tool that can measure the position of a structure in relation to an
initial referential, using accelerometers as sensors, with the objective of supplying these
variations in a simple form, providing information that make possible a better understanding of
the monitored structures variation to a technician in the site of the structure.
Key words: structures of civil engineering, measure the position, accelerometers.
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS
LISTA DE TABELAS
LISTA DE SIGLAS
LISTA DE SÍMBOLOS
PÁG.
CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO .............................................................................................. 12
CAPÍTULO 2 � FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .................................................................. 13
2.1-Teoria de Deformação de Materiais................................................................................. 13
2.2-Taxa de Deformação ....................................................................................................... 15
2.3-Tecnologias Utilizadas para Implementação .................................................................... 16
CAPÍTULO 3 � ESPECIFICAÇÃO DO PROJETO ................................................................. 17
3.1-Especificação Teórica ..................................................................................................... 17
3.1.1-Especificação Hardware ............................................................................................... 17
3.1.2-Acelerômetro ............................................................................................................... 17
3.1.3-Acelerômetros micro-eletromecânicos capacitivos........................................................ 19
3.1.4-Acelerômetro MMA7260Q .......................................................................................... 20
3.2-Microcontrolador ............................................................................................................ 27
3.2.1-Conceito....................................................................................................................... 27
3.2.2-Histórico ...................................................................................................................... 27
3.2.3-Aplicação ..................................................................................................................... 29
3.2.4-Microcontrolador no Projeto......................................................................................... 30
3.3-Comunicação RF............................................................................................................. 32
3.3.1-Rádio Escolhido ........................................................................................................... 33
3.3.2-Definição dos Pinos e Consumo ................................................................................... 34
3.3.3-Diagrama de Ligação.................................................................................................... 36
3.4-Comunicação Serial ........................................................................................................ 39
3.5-Especificação Software ................................................................................................... 39
3.5.1-Ferramentas para Construção do Software .................................................................... 40
CAPÍTULO 4 � VIABILIDADE TÉCNICO-ECONÔMICA .................................................... 41
CAPÍTULO 5 � DESENVOLVIMENTO E IMPLEMENTAÇÃO ........................................... 41
5.1-Projeto do hardware ........................................................................................................ 42
5.1.1-Alimentação ................................................................................................................. 42
5.1.2-Ligação do Acelerômetro ............................................................................................. 43
5.1.3-Filtros para o Sinal de Saída do Acelerômtro ................................................................ 45
5.1.4-Aquisição do Sinal do Acelerômetro e seu Tratamento ................................................. 47
5.1.5-Ligação do Microcontrolador-Módulo Remoto............................................................. 60
5.1.6-Ligação das Antenas RF e Porta Serial-Módulo PC ...................................................... 64
5.2-Projeto do Software......................................................................................................... 65
5.2.1- Tipos de Software Utilizados...................................................................................... 65
5.2.1.1-Projeto do Firmware.................................................................................................. 65
5.2.1.1.1-Módulo de tratamento do sinal................................................................................ 65
5.2.1.1.2-Protocolo comunicação RF ..................................................................................... 66
5.2.1.1.3-Protocolo comunicação Serial................................................................................. 66
5.2.2-Projeto do Software-Interface Gráfica .......................................................................... 68
5.2.2.1-Diagrama de casos de uso.......................................................................................... 70
5.2.2.2-Diagrama de sequência .............................................................................................. 71
5.2.2.3-Diagrama de classes .................................................................................................. 72
CAPÍTULO 6 � VALIDAÇÃO E RESULTADOS................................................................... 73
CAPÍTULO 7 - CRONOGRAMA............................................................................................ 80
CAPÍTULO 8 - CONCLUSÃO ................................................................................................ 81
CAPÍTULO 9 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................. 82
APÊNDICE A � ANEXOS....................................................................................................... 85
APÊNDICE B � ARTIGO CIENTÍFICO................................................................................ 102
APÊNDICE C � MANUAL DO USUÁRIO ........................................................................... 103
APÊNDICE D � MANUAL TÉCNICO.................................................................................. 104
LISTA DE FIGURAS
Fig. 1 - Deformações numa: a) barra; b) viga; c) e d) eixo ....................................................13
Fig. 2 - Influência da taxa de deformação nas propriedades mecânicas .................................15
Fig. 3 - Diagrama em Blocos com descrição do Hardware ....................................................17
Fig. 4 - Exemplo de operação de um acelerômetro uniaxial ..................................................19
Fig. 5 - Esquema de funcionamento de um acelerômetro capacitivo......................................19
Fig. 6 - Estrutura mecânica de um acelerômetro capacitivo...................................................20
Fig. 7 - Lay out de Pinagem..................................................................................................21
Fig. 8 - Diagrama de conexão recomendada..........................................................................22
Fig. 9 - Padrão de aceleração estática do acelerômetro..........................................................22
Fig. 10 - Digrama de modelo de conexão com microcontrolador...........................................23
Fig. 11 - Diagrama em blocos do acelerômetro .....................................................................25
Fig. 12 - Microcontrolador, alto nível de integração..............................................................28
Fig. 13 - Lay out de pinagem do PIC 18F45229....................................................................32
Fig. 14 - Definição pino do transmissor ................................................................................34
Fig. 15 - Definição pinos do receptor....................................................................................35
Fig. 16 - Diagrama de ligação do transmissor .......................................................................36
Fig. 17 - Diagrama de ligação do receptor ............................................................................37
Fig. 18 - Diagrama de ligação do transmissor no CI MAX 232 .............................................38
Fig. 19 - Diagrama de ligação do receptor no CI MAX 232 ..................................................38
Fig. 20 - Layout conexão serial.............................................................................................39
Fig. 21 - Esquemático do circuito teste de aquisição de sinal do acelerômetro.......................44
Fig. 22 - Circuito teste do acelerômetro utilizado para fase de aferição. ................................45
Fig. 23 - Montagem do circuito de um filtro ativo passa baixa de 1ª ordem...........................46
Fig. 24 - Esquemático do filtro ativo passa baixa de 1ª ordem...............................................46
Fig. 25 - Aferição no inclinômetro para criação das tabelas. .................................................48
Fig. 26 - Esquemático de um gravador de PIC. .....................................................................61
Fig. 27 - Esquemático da placa do módulo remoto................................................................62
Fig. 28 - Exemplos de sinais de entrada correspondentes a acelerações enviadas
ao microcontrolador .................................................................................................63
Fig. 29 - Esquemático módulo PC. .......................................................................................64
Fig. 30 - Fluxograma firmaware. ..........................................................................................67
Fig. 31 -Tela para interface com o usuário. ...........................................................................68
Fig. 32 - Fluxograma do Software. .......................................................................................69
Fig. 33 - Diagrama de casos de uso.......................................................................................70
Fig. 34 - Diagrama de sequência. ..........................................................................................71
Fig. 35 - Diagrama de classes. ..............................................................................................72
Fig. 36 - Plano Inclinado Completo Aragão, detalhe para precisão de 0º a 45º.. ....................74
Fig. 37 - Acelerômetro instalado na superfície do inclinômetro.............................................74
Fig. 38 - Módulo Remoto e Módulo PC em Comunicação. ...................................................75
Fig. 39 - Aferição do deslocamento para o eixo X.................................................................76
Fig. 40 - Aferição do deslocamento para o eixo Y.. ..............................................................76
Fig. 41 - Aferição do deslocamento para o eixo Z.. ...............................................................77
Fig. 42 - Valores de deslocamentos enviados via serial registrados no Rcom Serial, 9,5cm
em X para direita, 13cm em X para esquerda e 4,6cm em Y para esquerda...........77
Fig. 43 - Tela interface gráfica com o usuário, campo Dados direto Microcontrolador
utilizado para aferir o filtro de caracteres inválidos.................................................79
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Características de operação do acelerômetro ........................................................24
Tabela 2 - Descrição pinagem da função G-Select ...............................................................25
Tabela 3 - Descrição pinagem do acelerômetro.....................................................................26
Tabela 4 - Estimativa de custo. .............................................................................................41
Tabela 5 - Relação de aceleração / graus utilizando a equação (4).........................................49
Tabela 6 - Relação valores de saída em tensão por graus.......................................................50
Tabela 7 - Valores críticos do coeficiente de correlação r de Pearson....................................52
Tabela 8 - Valores críticos do coeficiente de correlação r de Pearson....................................53
Tabela 9 - Correlação de X para direita.................................................................................54
Tabela 10 - Correlação de Y para esquerda. ..........................................................................55
Tabela 11 - Correlação de Y para direita...............................................................................56
Tabela 11 - Correlação de Y para direita...............................................................................56
Tabela 12 - Correlação de Z acima. ......................................................................................57
Tabela 13 - Correlação de Z abaixo. .....................................................................................58
Tabela 14 - Valores de resposta para deslocamentos. ............................................................78
LISTA DE SIGLAS
UNICENP � Centro Universitário Positivo
A/D - Conversão Analógica Digital.
MEMS - Micro-ElectroMechanical Systems.
PIC® - Periferal Interface Controler.
CI - Circuito Integrado.
RF - Rádio Frequência.
PC - Personal Computer.
RISC - Reduced Instruction Set Computer
CMOS - Complementary Metal Oxide Semicondutor
LISTA DE SÍMBOLOS
Ù - ohm
g - gravidade
Hz - hertz
V - volts
F - farad
- somatório
12
CAPÍTULO 1 � INTRODUÇÃO
O projeto visa criar uma ferramenta de medição da variação em estruturas na Engenharia
Civil, em forma de deslocamento, tais como pontes e torres de transmissão. Tal medição serve
para avaliar se a variação em relação a um referencial inicial é ou não um risco para a estrutura.
A ferramenta é construída da seguinte forma: Acelerômetros agindo como sensores enviarão a
variação medida para um microcontrolador, o microcontrolador irá possuir uma lógica capaz de
analisar o sinal avaliando o tipo de variação que a estrutura sofreu, essa informação será
transmitida via RF para um módulo conectado via serial a um PC tendo programa com uma
interface gráfica de configuração para o usuário.
Esse projeto além de uma boa proposta de projeto acadêmico, é uma ferramenta funcional
no meio técnico, fornecendo um maior número informações ao seu usuário em relação as
ferramentas atuais em uso, possibilitando assim uma análise mais completa da estrutura, abrindo
uma nova área de pesquisa a ser explorada. Tal ferramenta não é disponível hoje no mercado,
aumentando a necessidade da mesma.
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13
CAPÍTULO 2 � FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1-Teoria de Deformação de Materiais
De maneira geral, as forças aplicadas sobre um corpo provocam deformação no mesmo, sendo a
determinação do mesmo um dos principais objetivos na análise de problemas de mecânica. Nas
Figuras 1, a) e b), ilustram-se, respectivamente, o estiramento de uma barra e a flexão de uma
viga. Nestes dois casos, observam-se apenas variações nas dimensões dos corpos envolvidos,
caracterizando um alongamento ou deformação normal. Já nas Figuras 1, c) e d), tem-se,
respectivamente, um torque aplicado a um eixo e a forma como os elementos longitudinais do
eixo se comportam. Observa-se, neste caso, uma deformação de cisalhamento ou distorção, dada
por uma variação angular representada por .
Fig. 1 - Deformações em: a) barra; b) viga; c) e d) eixos.
FONTE: adaptada de BITTENCOURT(2003).
No caso de um corpo sólido, verifica-se a presença de deformações normal e de cisalhamento. A
partir da definição da cinemática, descrita por um campo de deslocamentos ou velocidades,
obtém-se as suas componentes de deformação derivando a cinemática dada.
14
Inicialmente, caracterizam-se os conceitos de corpo, deformação, campo de deslocamentos e
gradientes envolvidos. A partir daí, consideram-se as descrições material e espacial de problemas
de mecânica, deduzindo medidas de deformação dadas, respectivamente, pelos tensores de Green
e Almansi: Dada uma grandeza qualquer g associada ao corpo durante uma ação de movimento,
pode-se denotá-la numa descrição material, ou seja, expressa g como uma função das
coordenadas materiais X1, X2, X3, ou seja, g = g (X1, X2, X3). Da mesma maneira, pode-se
expressar g numa descrição espacial em função das coordenadas espaciais X1, X2, X3, ou seja, g
= g (x1, x2, x3).A descrição material da deformação é caracterizada por um campo vetorial de
deslocamentos ut (X). Como medida de deformação, obtém-se o tensor de Green, cujas
componentes constituem-se das derivadas parciais das componentes de ut (X) com relação a X1,
X2, X3. Logo, o tensor de Green é dado em função do gradiente material do campo de
deslocamentos ut (X).
A descrição espacial da deformação é caracterizada por um campo vetorial de deslocamentos ut
(X), dado em função dos pontos espaciais. Como medida de deformação, obtém-se o tensor de
Almansi, cujas componentes constituem-se das derivadas parciais das componentes de ut (X)
com relação a X1, X2, X3. Logo, o tensor de Green é dado em função do gradiente espacial do
campo de deslocamentos ut (X).
Supondo que as normas dos vetores do campo de deslocamento e de seus gradientes, material e
espacial sejam pequenos, tem-se o conceito de deformação infinitesimal ou pequena. Neste caso,
as descrições material e espacial dos gradientes do campo de deslocamento coincidem, passando
a deformação a ser caracterizada pelo tensor de deformação infinitesimal ou tensor de
deformação de Cauchy. Observa-se que este tensor é simétrico.
Para pequenas deformações, tem-se ainda o tensor de rotação infinitesimal, caracterizado por um
campo de deslocamentos cujo gradiente é um tensor antissimétrico. Assim, o tensor de rotação
infinitesimal é antissimétrico e constante.
Assumindo que a ordem de grandeza dos deslocamentos e de seus gradientes é pequena, chega-
se ao conceito de deformação infinitesimal, a qual é caracterizada por um tensor simétrico, além
de definir uma rotação rígida local. Finalmente, discutem-se as deformações principais, dilatação
e taxa de deformação. (BITTENCOURT, 2003).
15
2.2-Taxa de Deformação
A taxa de deformação, por definição, é a taxa de mudança da deformação, ou seja, a quantidade
de deformação colocada em um material por unidade de tempo Equação 1.
(1)
A taxa de deformação exerce influência direta sobre a velocidade de deslocamento e
multiplicação das discordâncias, assim esta acaba exercendo influência sobre as propriedades
mecânicas do material. Quanto maior a taxa de deformação maior será a tensão de escoamento e
de resistência do material. A taxa de deformação exerce forte influência na tensão de deformação
de processos a quente tendo, normalmente, pequena influência em processos a frio. Na figura
abaixo está demonstrada a variação das propriedades mecânicas em função da variação da taxa
de deformação, para o aço inoxidável 304 L. (DIETER, 1998).
Fig. 2 - Influência da Taxa de Deformação nas Propriedades Mecânicas.
FONTE: adaptada de DIETER(1998).
O objetivo do projeto é detectar através dos acelerômetros tais deformações da estrutura e assim
registrar o deslocamento ocorrido, podendo assim processar essa informação e após a análise
feita, gerar a resposta do sinal na tela do usuário, criando uma ferramenta que permita ao técnico
local, tomar alguma ação preventiva para manter o bom funcionamento da estrutura.
16
2.3-Tecnologias Utilizadas na Implementação
As principais tecnologias utilizadas no projeto são:
Sensores: Acelerômetros que obtém o deslocamento das estruturas.
Microcontroladores: Contém a lógica do programa que trata o sinal recebido dos
acelerômetros.
Comunicação RF: Antenas de rádio para transmissão dos dados, do microcontrolador que
recebe diretamente o sinal do acelerômetro para o microcontrolador que transmite os dados
para o PC.
Comunicação Serial: Transmissão dos dados do microcontrolador para o PC.
Borland C++: Linguagem de Programação na qual foi desenvolvida a interface para o
usuário.
MpLab: Ambiente de programação do microcontrolador, utilizando a linguagem C e o
compilador PCWH da CCS e para efetuar a gravação do código no microcontrolador foi
utilizado o IC-PROG.
17
CAPÍTULO 3 � ESPECIFICAÇÃO DO PROJETO
3.1 Especificação Teórica
A Especificação do Projeto será apresentada demonstrando o conceito de seus componentes
separadamente para uma melhor interpretação.
3.1.1 Especificação Hardware
. Fig. 3 - Diagrama em Blocos com descrição do Hardware.
3.1.2 Acelerômetro
Acelerômetro é um instrumento capaz de medir a aceleração. Partindo da segunda lei de Newton
e da Lei de Hooke, é possível a construção de vários tipos de acelerômetros. A segunda lei de
Newton diz que, se um corpo de massa m é submetido a uma aceleração a, o mesmo exibirá uma
força F, conforme a equação 2 abaixo (HALLIDAY, 1996):
F = ma (2)
A lei de Hooke diz que uma mola quando esticada ou comprimida, exibe uma força proporcional
ao deslocamento sofrido em relação a sua posição de repouso, como mostra a equação 3
(HALLIDAY, 1996):
F = kx (3)
18
Podemos visualizar o seu princípio de funcionamento se imaginarmos um copo com água até a
metade. Se colocarmos o copo sobre uma superfície plana e a empurrarmos para frente, notamos
que a água se move. Quanto mais forte for o movimento, mais a água oscila. O que o
acelerômetro faz é medir estes movimentos, através do ângulo que o líquido forma em relação ao
seu estado original e por meio dele fornece-nos a aceleração que deve ter sido aplicada ao copo.
Este é um exemplo rudimentar de acelerômetro. Modelos muito mais sofisticados são produzidos
atualmente. Sua aplicação em larga escala na indústria automotiva promoveu a redução do preço
e popularização da tecnologia, que pode ser encontrada até em relógios de pulso. Os
acelerômetros são muito úteis nas áreas de medição de vibrações, detecção de choques de
veículos e sismografia . (Adaptado de WIKIPEDIA 2007).
De acordo com o sentido que medem a aceleração, os acelerômetros podem ser uniaxiais,
biaxiais e triaxiais, medindo respectivamente acelerações nos eixos x, y e z.
Um esquema de operação de um acelerômetro uniaxial pode ser o seguinte (figura 4): A placa B
é uma massa suspendida entre a placa A e a placa C por meio de molas. Quando a aceleração é 0,
a distância entre as placas A, B e C é igual , se por exemplo os freios de um veículo em
movimento equipado com esse acelerômetro são pressionados, a placa A irá se aproximar da
placa B por meio da força da inércia, que quanto maior for a frenagem ou seja quanto maior for a
desaceleração, maior será a aproximação entre as placas, sendo necessário somente medir a
distância entre as placas para conhecer a aceleração.
No caso de um acelerômetro capacitivo, não se mede a distância entre as placas, mas sim a
diferença de potencial que depende da distância entre essas placas e medindo essa variação de
tensa, pode-se obter a aceleração. (WIDEBERG, 2004).
19
Fig. 4 - Exemplo de operação de um acelerômetro uniaxial.
FONTE: adaptada de WIDEBERG(2004).
3.1.3 Acelerômetros micro-eletromecânicos capacitivos
Acelerômetros micro-eletromecânicos funcionam de acordo com a tecnologia MEMS (Micro-
ElectroMechanical Systems) que se baseia nas propriedades mecânicas do silício, visando a
criação de estruturas em movimento. Esses acelerômetros consistem em estruturas entrelaçadas
que podem ser fixas ou móveis. A aceleração varia a capacitância da estrutura possibilitando a
medição da aceleração.
O princípio de operação do sensor consiste em medir a diferença de capacitância que surge com
a variação da distância entre duas placas metálicas, sendo uma fixa e outra móvel. A placa móvel
é suspensa através de elementos elásticos de polisilício. Adaptado de YAJIMA(2006),
WIDEBERG(2004) e MIYARA(2006).
Fig. 5 - Esquema de funcionamento de um acelerômetro capacitivo.
FONTE: adaptada de YAJIMA(2006).
20
Estas placas formam uma estrutura em pente a qual é denominada �combdrive�, que consiste de
um conjunto de dentes fixos ao substrato de silício e de outro conjunto posicionado sobre a placa
de prova. A estrutura em movimento, o sensor opera em decorrência do efeito da aceleração na
massa de prova.
Fig. 6 - Estrutura mecânica de um acelerômetro capacitivo. (a) Em repouso. (b) Em aceleração à
esquerda. (c) Detalhe da geometria diferencial dos capacitores. As zonas escuras indicam pontos
fixos.
FONTE: adaptada de YAJIMA(2006).
3.1.4 Acelerômetro MMA7260Q
O Acelerômetro escolhido para o projeto foi o MMA7260Q da Freescale, um acelerômetro
micro-eletromecânico capacitivo que utiliza a tecnologia MEMS e que, caracteriza-se por
21
possuir um flitro passa-baixa, compensador de temperatura e a opção G-Select que permite a
seleção entre 4 sensibilidades na mediçã,o de aceleração. O offset em Zero-g e o filtro corta-faixa
vem ajustados de fábrica não necessitando nenhum tratamento externo. Inclui o Sleep mode (que
permite ligar ou desligar o acelerômetro) que o torna ideal para dispositivos eletrônicos
alimentados por baterias. Esse acelerômetro foi escolhido, pois além de sua fácil disponibilidade
possui as seguintes características:
É triaxial e possui reconhecimento de deslocamentos nos 3 eixos (X, Y e Z).
Baixo custo
Baixa tensão e baixo consumo de corrente de operação.
Sua ligação é simples, sendo necessário um certo cuidado para filtrar de forma correta a
sua saída de resposta.
Sensível a descargas estáticas, sendo assim necessário observar essa característica ao
manusear o mesmo.
Temperatura de operação de -20º C a + 85ºC
Fig. 7 - Lay out de Pinagem.
FONTE: adaptada de FRESCALE(2006).
22
Fig. 8: Diagrama de conexão recomendada.
FONTE: adaptada de FRESCALE(2006).
Fig. 9: Padrão de aceleração estática do acelerômetro.
FONTE: Adaptada de FRESCALE(2006).
23
Fig. 10: Digrama de modelo de conexão com microcontrolador.
FONTE: adaptada de FRESCALE (2006).
24
Tabela 1 - Características de Operação do Acelerômetro.
FONTE: FRESCALE (2006).
25
Fig. 11 - Diagrama em blocos do acelerômetro.
FONTE: adaptada de FRESCALE(2006).
Tabela 2 - Descrição pinagem da função G-Select.
FONTE: FRESCALE(2006).
26
Tabela 3 - Descrição Pinagem do Acelerômetro.
FONTE: FRESCALE(2006).
27
3.2 Microcontrolador
3.2.1 Conceito
Os microcontroladores são dispositivos de tamanho reduzido, capazes de realizar controle de
máquinas e equipamentos eletro-eletrônicos através de programas. São dispositivos que reúnem,
em um único circuito integrado, diversos componentes de um sistema computacional
simplificado. Em outras palavras, pode-se afirmar que um microcontrolador é um pequeno
microcomputador integrado em um único chip. Por se tratar de um componente programável, é
bem versátil, podendo ser empregado em aplicações das mais diversas.
Como todo circuito integrado, a maior parte de seu custo não está vinculada ao material físico
com que é produzido, mas sim no projeto, desenvolvimento e produção dos circuitos internos
que garantem a funcionalidade a ele atribuída. Atualmente, empresas como a Intel, Microchip,
Atmel, Motorola, Philips, e outros importantes fabricantes, investem milhões de dólares em
pesquisas e desenvolvimento de microcontroladores cada vez mais eficientes, mais velozes e
com maior capacidade, mais recursos de conectividade e controle e menor consumo de energia
elétrica.
No entanto, mesmo com pomposos investimentos financeiros em seu desenvolvimento, o
microcontrolador é conhecido por ser um componente que oferece um excelente custo benefício,
sendo, na maioria dos casos, muito mais barato que as demais alternativas existentes. O motivo é
que por se tratar de um componente bastante versátil, permitindo uma grande diversidade de
aplicações, a quantidade de microcontroladores desenvolvidos para um modelo projetado é
bastante grande, havendo a diluição de grande parte do investimento de desenvolvimento, que
por sua vez, torna o componente bastante atrativo em termos de custo. (Adaptado de
WIKIPEDIA(2007) e CORTELETTI (2006)).
3.2.2 Histórico
A origem do microcontrolador está contida na história da eletrônica digital e da informática, e
tem seu alvorecer em 1971, quando a Intel, contratada pela empresa japonesa BUSICOM,
produziu um microprocessador de 4 bits para equipar calculadoras portáteis. O projeto do 4004
28
foi revolucionário, pois se tratava de uma pastilha com poder de processamento similar aos
primeiros grandes computadores, mas com um custo milhares de vezes menor.
Em pouco tempo, surgiram sucessores mais velozes, e com maiores capacidades, como o 8008
da Intel e o Z-80 da Zilog. Estes processadores foram os �cérebros� da maioria dos primeiros
sistemas digitais programáveis, sendo que ainda é possível encontrá-los em alguns equipamentos
em atividade.
No entanto, os microprocessadores necessitavam de componentes externos para funcionarem,
como memória RAM, memória de programa ou memória ROM e alguns periféricos, como
conversores de sinal analógico/digital, circuitos de apoio, entre outros.
Observando-se que, na maioria das aplicações a que se propunham, os microprocessadores
utilizavam componentes de apoio similares, os fabricantes passaram a aumentar o nível de
integração deste componente, embutindo no mesmo circuito integrado a CPU (processador),
memória ROM e memória RAM, além de disponibilizar também alguns circuitos de apoio para
controle de periféricos. Surgiam, então, componentes programáveis versáteis, com bom nível de
integração, bom custo, menor tamanho e consumo e com bons recursos, aplicados
principalmente em atividades de controle. CORTELETTI (2006)..
Fig. 12 - Microcontrolador, alto nível de integração.
FONTE: adaptada de CORTELETTI (2006).
O Microcontrolador, como então é chamado até hoje, passa a ser um componente bastante
presente em nosso dia a dia, embora muitas vezes passe despercebido.
29
3.2.3 Aplicação
No final do século XX, e início do século XXI, muitos equipamentos sofreram evoluções
bastante radicais, grande parte deles, graças aos microcontroladores. São inúmeras aplicações,
muitas vezes possuindo não um, mas vários microcontroladores, que juntamente com seus
softwares, agregam valor e viabilizam a produtos com maiores funcionalidades, eficiência,
usabilidade e segurança. Os sistemas microcontrolados estão presentes nas mais diversas áreas,
dentre as quais citamos a automação industrial, automação comercial, automação predial, área
automobilística, agrícola, produtos manufaturados, eletrodomésticos, telecomunicações, etc.
Na área automobilística, por exemplo, a Microchip (fabricante do microcontrolador PIC) investe
na produção de microcontroladores com características que facilitem a aplicação em automóveis.
Estima-se que sejam fabricados aproximadamente 63 milhões de veículos anualmente no mundo,
sendo que cada veículo atual conta com aproximadamente 30 microcontroladores para controle
de suas funções básicas, podendo chegar a mais de 70 microcontroladores nos modelos mais
completos. São aplicações que agregam conforto, segurança e eficiência ao veículo, tais como
freio ABS, direção eletrônica, controle de tração, injeção eletrônica de combustível, controle de
suspensão, acionamento inteligente de vidros e travas elétricas, acionamento de air-bags, redes
internas, aquisição e tratamento de informações colhidas por sensores, controles de aceleração,
entre outros. Nas residências, automações como portões automáticos, alarmes, sensores de
luminosidade, cortinas motorizadas, irrigação automática, climatização, centrais telefônicas e
muitos outros confortos são possíveis graças ao uso de microcontroladores.
Na indústria de eletrodomésticos também é notória a procura por equipamentos com
funcionalidades adicionais, muitas vezes atribuídas ao uso de um sistema �microcontrolado�.
Recentemente foi lançado um liquidificador que, além de possuir as funcionalidades básicas de
trituração, também oferecia, em um display de cristal líquido, a possibilidade de se consultar
diversas receitas para preparação de coquetéis.
Outra aplicação em destaque é o uso de sistemas microcontrolados para gerenciar a variação de
potência de um compressor de refrigeração, fazendo com que geladeiras, �freezers� e
condicionadores de ar tenham um menor consumo de energia, menor geração de ruído e melhor
rendimento. Na área da segurança, são comuns o uso de sistemas microcontrolados como
30
alarmes residenciais, discadores, sensores perimétricos, trancas e fechaduras eletrônicas, portões
motorizados, sensores de presença e de iluminação.
Na área de telecomunicações, os microcontroladores estão presentes em equipamentos de
telefonia móvel e fixa, sendo os aparelhos de telefonia, centrais telefônicas e nos equipamentos
ativos que compõe grande parte da infra-estrutura de telecomunicações em todo o mundo.
Portanto, viver sem os microcontroladores hoje em dia é muito difícil, uma vez que eles já estão
presentes em muitos dos equipamentos que usamos, aumentando a eficiência, permitindo uma
redução de custo e significativo aumento de funcionalidades, facilitando e melhorando a vida dos
seus usuários e agregando valores nos produtos onde são utilizados. CORTELETTI (2006).
3.2.4 Microcontrolador no projeto
O Microcontrolador escolhido para o projeto foi o PIC 18F452 da Microship. Os motivos de sua
escolha estão em sua simplicidade de aplicação, boas características de operação, por possuir
RAM e ROM suficientemente dimensionadas para o armazenamento do código do projeto, por
sua capacidade e por multiplicar o clock do cristal externo em até 4 vezes.
A empresa: A MICROCHIP TECHNOLOGY INC. é uma empresa de grande porte, com sede
em Arizona, nos Estados Unidos da América. É uma empresa de expressiva participação no
mercado de microcontroladores e semicondutores analógicos. Entre seus principais produtos,
destacam-se o microcontrolador PIC® (Periferal Interface Controler), que possui uma boa
diversidade de recursos, capacidade de processamento, custo e flexibilidade de aplicações.
Mas, sem dúvida, o ponto mais forte desta tecnologia está na simplicidade de aplicação, o que
permite a aplicação deste microcontrolador em projetos de pequeno porte, facilitando a
implementação e diminuindo o custo de desenvolvimento. Os microcontroladores PIC estão
classificados em famílias, cada qual com uma característica relativa à sua performance e
funcionalidade. A família PIC10, de menos recursos, é aplicada a funções de controle on - off
mais simples e de menor porte, possuindo custo relativamente baixo (abaixo de US$ 1,00 por
unidade) e a família dsPIC30 e dsPIC33 são adequadas para processamento e controle
envolvendo aquisição, tratamento e processamento veloz de sinais analógicos, permitindo
desenvolvimento de aplicações mais complexas, ligadas à área de telecomunicações,
31
comunicações sem fio de alta performance, controles em tempo real de alta velocidade, entre
outras. CORTELETTI (2006), adaptado de MICROSHIP(2006).
O Microcontrolador: PIC 18F452 possui as seguintes características:
CPU RISC de alta performance;
Compatível com compilador c que otimiza a arquitetura e as instruções;
O código fonte é compatível com o pic16 e pic17 conjunto de instruções;
Programa de memória linear endereçando para 32 kbytes;
Memória linear de data endereçamento para 1.5 kbytes;
Operação acima de 10mips;
Relógio receptor com PLL ativo;
Níveis de prioridade para Interrupções;
Ciclo único de hardware multiplicador;
Três pinos de interrupção externos;
Módulo de tempo 1: contador de tempo de 16 bits
Módulo de tempo 2: contador de tempo de 8 bits com 8 bits para o registro do período
(tempo base para PWM);
Módulo de tempo 3: contador de tempo de 16 bits;
Oscilador secundário opção do relógio � tempo 1 / tempo 3;
Duas capturas / comparar / PWM (CCP) módulos;
Módulo de sincronização para porta serial (MSSP);
Módulo USART endereço de acesso;
Suporte RS 485 e RS 232;
Taxa de amostragem rápida;
4 x Multiplicador (para o cristal primário);
Entrada para clock de até 32 KHz para cristal secundário;
Design estatístico completo, larga faixa de tensão de operação (2.0v para 5.5V);
Faixa de temperatura industrial e estendida. Adaptado de [MICROSHIP, 2006].
32
Fig. 13 - Lay out de pinagem do PIC 18F452.
FONTE: adaptada de MICROSHIP(2006).
3.3 Comunicação RF
A comunicação por rádio freqüência é um meio de comunicação transmitido por Radiação
eletromagnética que se propaga através do espaço, excluindo assim a necessidade de fios. A
comunicação RF no projeto será responsável pela mobilidade de transmissão dos dados, o
módulo remoto constituído de acelerômetro, microcontrolador e antena TX, envia dados para o
módulo conectado ao PC que recebe essas informações através de sua antena RX e envia tais
dados para o PC, por meio da comunicação serial existente no módulo.
33
3.3.1 Rádio Escolhido
O rádio escolhido para o projeto foi o Transmissor de RF 433MHz e o Receptor de RF 433 MHz.
Tal escolha se deu pela facilidade de utilização ligando direto na porta serial, saída e entrada do
microcontrolador utilizado.
De acordo com TATO (2007), possui as seguintes características:
Descrição:
Os módulos de RF de 433MHz da TATO, permitem ao usuário enviar facilmente dados seriais,
controlar robôs e outras informações sem a utilização do fio. Quando combinado com o receptor
de RF de 433MHz, um link bastante confiável pode ser criado e uma transmissão de dados sem
fio pode ser estabelecida sem nenhum trabalho extra do processador. Um pino de Power Down
(PDN) permite colocar o módulo em um estado de baixo consumo, ideal para alimentação a
baterias.
Características:
Taxas de transferência alta (2400 ~ 19200 Bauds dependendo do controlador);
Conector padrão barra de pinos SIP, ideal para testes em protoboard;
Compatível com todos os BASIC Step e outros microcontroladores;
Muito fácil de utilizar, apenas um comando SEROUT é necessário;
Modo de economia de bateria (Power Down);
Grande alcance, 150 metros com linha de visão.
Aplicações:
Controle remoto de robôs;
Aquisição de dados sem fio;
Sensores sem fio;
Informações dos Módulos;
Teoria de Operação.
34
A abreviação de Rádio freqüência, (RF), refere-se às freqüências compreendidas na faixa do
espectro das ondas de rádio. Quando aplicadas a uma antena, as correntes de RF criam campos
eletromagnéticos que se propagam pelo ar. Todo campo de RF possui uma largura de onda que é
proporcional ao inverso de sua freqüência. Os módulos de Tato utilizam uma freqüência de
433.92 MHz, o que corresponde a uma largura de onda de 0,69 metros. A freqüência de 433MHz
é classificada na faixa de UHF que é definida de 300MHz ~ 3GHz.
3.3.2 Definição dos pinos e consumo
Transmissor
Fig. 14 - Definição pinos do transmissor.
FONTE: Adaptada de TATO(2007).
Consumo de corrente:
Com entrada em nível alto: 5,1mA;
Com entrada em nível baixo: 1,8mA;
Modo Power Down: 5uA.
35
Receptor
Fig. 15 - Definição pinos do receptor.
FONTE: Adaptada de TATO(2007).
Consumo de corrente:
Em operação: 5,2mA;
Em Power Down: 28uA;
CaPDN
Colocando este pino em nível 0, o módulo (receptor ou transmissor) entra em modo de baixo
consumo. O módulo não pode transmitir / receber sinal neste modo.
RSSI (apenas receptor) Indicador de nível de sinal. A saída deste pino é uma tensão analógica
proporcional ao nível de sinal recebido.
Calibração:
Ao iniciar a comunicação entre os módulos, um pulso de sincronismo deve ser enviado para
reestabelecer o link de RF entre os módulos. Uma série de caracteres pode fazer este
sincronismo, mas um pulso em nível alto é mais eficiente. Para o BASIC Step 1, basta um
simples comando: SEROUT 1,300. (TATO, 2007).
36
3.3.3 Diagrama de ligação
Transmissor
Fig. 16 - Diagrama de ligação do transmissor.
FONTE: adaptada de TATO(2007).
37
Receptor
Fig. 17 - Diagrama de ligação do receptor.
FONTE: adaptada de TATO(2007).
38
Figura 18 - Diagrama de ligação do transmissor no CI MAX 232 .
FONTE: adaptada de TATO(2007).
Figura 19 - Diagrama de ligação do receptor no CI MAX 232 .
FONTE: adaptada de TATO(2007).
39
3.4 Comunicação Serial
Comunicação serial é o tipo de conexão bidirecional, na qual os bits fluem um de cada vez em
série. Esta conexão é feita por dois fios de dados e significa que uma porta serial pode enviar e
receber informações simultaneamente. No projeto a comunicação serial é utilizada para
transmitir dados do módulo PC para o próprio PC.
Figura 20 - Layout conexão serial.
FONTE: adaptada de ROGERCOM(2007).
3.5 Especificação Software
A maior parte do software desenvolvido no projeto está embarcada no microcontrolador, que
possui a lógica para receber a informação do acelerômetro, encaminhar via RF para a interface
serial que encaminha para o PC e a interface do usuário com o sistema. Por se tratar de uma
ferramenta técnica para a área de engenharia civil, o usuário deverá possuir um conhecimento
mínimo da teoria de deformação de materiais, pois o sistema irá informar a variação detectada
pelo hardware, porém a interpretação da mesma será por conta do usuário.
40
Na interface gráfica, o usuário poderá visualizar os dados processados na tela do PC, podendo
acompanhar os deslocamentos medidos, verificar os máximos através de um gráfico e controlar
alarmes para os deslocamentos.
3.5.1 Ferramentas para construção do software
Para a construção do software foram utilizadas as seguintes ferramentas:
Ambiente de programação Borland C++ Builder 6;
Linguagem de programação C++;
MpLab: Ambiente de programação do microcontrolador, utilizando a linguagem C;
PCWH da CCS: para compilar o código desenvolvido;
IC-PROG para efetuar a gravação do Código no microcontrolador
PROTEUS Isis para efetuar testes antes de montar o hardware.
41
CAPÍTULO 4 � VIABILIDADE TÉCNICO-ECONÔMICA
De acordo com o a quantidade de horas trabalhadas e o custo dos componentes utilizados, a
tabela 4 discrimina o custo para criação do protótipo. Os custos do projeto foram divididos de
acordo com o planejamento de componentes e sua necessidade de reposição. Não estão sendo
considerados os valores da utilização dos laboratórios do Unicenp e do custo dos softwares
utilizados para o desenvolvimento do protótipo.
Tabela 4 � Estimativa de custo
Descrição Quantidade Custo Unitário Total
Hora Técnica 700 R$ 7,00 R$ 4.900,00
Acelerômetro MMA7260Q 3 R$ 15,10 R$ 45,30
PIC 18F452 2 R$ 22,00 R$ 44,00
Módulo RF (transmissor e receptor) 4 R$ 240,00 R$ 960,00
Cristal 10 MHz 2 R$ 2,00 R$ 4,00
Circuito Impresso 4 R$ 15,00 R$ 60,00
Componentes diversos - R$ 150,00 R$ 100,00
Total R$ 6.113,30
FONTE: Mercado local (Curitiba-PR) e internet (o valor de R$ 15,10 para o acelerômetro é
somente para a compra de um mínimo de 15 peças.
42
CAPÍTULO 5 � DESENVOLVIMENTO E IMPLEMENTAÇÃO
Para uma melhor explanação, faz-se necessário a divisão dos módulos, possibilitando um
detalhamento maior de cada um dos itens. De acordo com o diagrama de blocos (figura 3), os
módulos de hardware do projeto são basicamente 7, porém os módulos de processamento via
microcontrolador, possuem características de Hardware e Software, módulos de hardware em sua
ligação e parametrização e módulos de software no desenvolvimento dos firmwares.
5.1 Projeto de Hardware
5.1.1 Alimentação
O projeto foi desenvolvido com o intuito de criar uma ferramenta que possui a facilidade
wireless, aumentando consideravelmente sua aplicabilidade.
O módulo remoto que faz a aquisição da variação das estruturas, comunica-se com a interface do
PC via ondas de rádio (comunicação RF) e por se tratar de uma unidade remota, sua alimentação
é feita por meio de baterias, sendo necessário uma atenção especial em sua alimentação. Na
figura 27 a seguir, pode-se verificar o tratamento da alimentação utilizando o CI L7805CV com
a função de regulador de tensão para 5V, para alimentação do microcontrolador e da antena e
também para o tratamento da alimentação para o acelerômetro utilizando o CI Lm317t com um
resistor variável para chegar a tensão de 3,3V. Em ambos, é utilizado um capacitor entre o terra e
VCC com o intuito de efetuar o casamento de impedância e eliminar possíveis ruídos.
O módulo que possui a finalidade de se comunicar com o PC via serial, em virtude de sua
proximidade com a máquina, funciona com uma fonte alimentada na rede elétrica disponível
(127V). Para a alimentação da antena e do CI MAX232 também é utilizado o CI L7805CV com
um capacitor entre o terra e VCC para efetuar o casamento de impedância e eliminar possíveis
ruídos.
O protótipo necessita de 2 tensões diferentes:
43
3.3V - Tensão para o funcionamento do acelerômetro MMA7260QT da Frescale.
5V - Tensão para o funcionamento de cada um dos módulos RF (transmissor e receptor)
e tensão necessária para o funcionamento do microcontrolador PIC 18F452 da
Microchip.
5.1.2 Ligação do Acelerômetro
O acelerômetro utilizado no projeto é o MMA 7260Q, de um acelerômetro com encapsulamento
do tipo QFN, foi desenvolvido no Software criador de circuitos impressos o Orcad, uma placa
compatível com tal acelerômetro. Tanto para o protótipo final como para a placa de testes
utilizada na fase de testes visando entender o funcionamento do acelerômetro, foi executada a
montagem sugerida pelo fabricante, de acordo com a figura 21.
Utilizando um capacitor cerâmico de 0.1 ìF entre a tensão de entrada e o terra para o
desacoplamento, nas 3 saídas de cada um dos eixos foi utilizado um filtro RC com um resistor de
1 K Ù e um capacitor cerâmico de 0.1 ìF para reduzir o ruído de clock (vindo do circuito do
flitro de capacitor chaveado interno do acelerômetro) de acordo com o fabricante. Adaptado de
(FRESCALE, 2006).
Tal montagem em protoboard se mostrou satisfatória, para uma maior mobilidade do
acelerômetro, visando facilitar seus testes foi desenvolvido no Orcad um circuito com a mesma
ligação executada na protoboard, criando um sistema de jumpers para deixar livre a
parametrização das funções sleep mode e G-select. De acordo com o resultado de testes
realizados, a opção de G-select com a maior sensibilidade possível de acordo com a Tabela 2
setando os jumpers para a posição 0 e 0 obtendo uma sensibilidade de 800mV/g, foi a mais
inidicada para o projeto.
A figura 21 demonstra a lógica do circuito de teste desenvolvido no Orcad pelo seu
esquemático:
44
Fig. 21 - Esquemático do circuito teste de aquisição de sinal do acelerômetro.
45
Fig. 22 - Circuito teste do acelerômetro utilizado para fase de aferição.
5.1.3 Filtros para o Sinal de Saída do Acelerômetro
Na fase de teste foram identificados ruídos que comprometiam a qualidade do sinal enviado ao
microcontrolador. Para filtrar tais ruídos e ter um processamento analógico de melhor qualidade,
foram utilizados 3 filtros, sendo um para cada eixo (os 3 flitros são iguais). Com a utilização do
filtro, tornou-se possível obter um sinal de saída sem ruídos que comprometeriam a amostragem.
Os ruídos identificados eram de alta frequência, que, segundo PERTENCE (2003), filtros
passa-paixas (PB) só permitem a passagem de frequências abaixo de uma frequência
determinada FC (denominada frequência de corte). As frequências superiores são atenuadas,
logo o filtro mais adequado para o processamento analógico foi o passa-baixa.
Os filtros utilizados são passa-baixa de 1ª ordem com ganho 1 e uma frequência de corte em
torno de 300Hz, visto que essa é a frequência máxima de funcionamento do acelerômetro na
visão de FRESCALE (2006). A Figura 23 demonstra a montagem padrão de um filtro ativo de 1ª
ordem com um configuração não inversora.
46
Fig. 23 - Montagem do circuito de um filtro ativo passa baixa de 1ª ordem.
FONTE: adaptada de PERTENCE(2003).
Segundo PERTENCE (2003), se o ganho do circuito for 1, os resistores R2 e R3 podem ser
substituídos por um curto conforme a figura 24 demonstra a monstagem do filtro no projeto.
Fig. 24 - Esquemático do filtro ativo passa baixa de 1ª ordem.
O Amplificador Operacional utilizado no projeto foi o OP-07 devido seu alto CMRR (Rejeição
em modo comum) com 120db.
47
5.1.4 Aquisição do Sinal do Acelerômetro e seu Tratamento
O projeto tem como objetivo medir a variação de deslocamento de estruturas em engenharia
civil, buscando a variação da posição em relação a um referencial inicial. Porém os
acelerômetros são responsáveis em medir a aceleração da superfície em que o mesmos se
encontram.
Ao analisar essa questão e levando em consideração o caso especial da aceleração constante,
segundo HALLIDAY (1996) torna-se possível obter o deslocamento através da integral aplicada
2 vezes na aceleração, na primeira obtendo a velocidade do conjunto e na segunda a aplicação da
integral, obtem-se o deslocamento do conjunto em questão. Com base nessa teoria, foi realizada
uma segunda análise das vantagens em tratar essa aceleração de reposta em um circuito
integrador ou em um algoritmo integrador dentro do firmware. Após a realização de testes,
concluiu-se que a melhor maneira para realizar integração no projeto foi a de criar um algorítmo
integrador.
A saída de resposta do acelerômetro se dá através de um sinal analógico, com variação de tensão
proporcional a variação de aceleração. Um desafio do projeto foi encontrar alguma relação para a
saída de tensão (volts) e a sua resposta em aceleração (m/s2). Segundo HALLIDAY (1996), é
possível obter a aceleração através da equação 4, onde a aceleração é o resultado da
multiplicação do valor da gravidade pelo seno do ângulo ao qual o conjunto é submetido. Para a
aferição executada em Curitiba - PR, o valor de g utilizado foi: g = 9,79m/s2.
a = g*senè (4)
Foi criada uma tabela da reposta de 0º até 45º com sua respectiva aceleração de resposta.
Levando em consideração que o Centro Universitário Positivo possui uma bancada de calibração
para inclinômetros adquirida para o projeto final de [ALVES, 2006], se tornou possível mensurar
e aferir a saída em resposta de tensão de 0º a 45º simplesmente submetendo o circuito teste a
ângulos de 0º a 45º no inclinômetro e medindo a resposta em tensão com um multímetro digital,
possibilitou a criação de uma tabela, com um valor de saída em tensão para cada grau ao qual o
conjunto foi submetido. A figura 25 demonstra a aferição feita em laboratório com o circuito
teste no inclinômetro.
48
Fig. 25 - Aferição no inclinômetro para criação das tabelas.
O Acelerômetro MMA7260QT possui resposta em tensão para os 3 eixos X, Y e Z, sendo que a
aceleração ocorre nos seguintes sentidos em relação ao seu referencial inicial. No eixo X para
direita ou esquerda, no eixo Y para direita ou esquerda e no eixo Z acima ou abaixo, é possível
obter valores diferentes de saída de tensão, permitindo a criação de 6 tabelas cada uma com seu
respectivo valor, possibilitando uma tabela de valores de tensão por aceleração.
49
Tabela 5 - Relação de aceleração / graus utilizando a equação (4)
Grau Aceleração 0 0 1 0,170859059 2 0,341666073 3 0,512369012 4 0,682915878 5 0,853254721 6 1,023333655 7 1,193100872 8 1,362504658 9 1,531493413
10 1,700015659 11 1,868020065 12 2,035455453 13 2,202270822 14 2,368415358 15 2,533838452 16 2,698489713 17 2,862318989 18 3,025276375 19 3,187312232 20 3,348377203 21 3,508422226 22 3,66739855 23 3,825257748 24 3,981951736 25 4,137432782 26 4,291653527 27 4,444566992 28 4,5961266 29 4,746286182 30 4,895 31 5,042222753 32 5,187909597 33 5,332016153 34 5,474498525 35 5,615313312 36 5,75441762 37 5,891769077 38 6,027325843 39 6,161046628 40 6,292890699 41 6,422817894 42 6,550788636 43 6,676763945 44 6,800705447 45 6,922575388
.
50
Tabela 6 - Relação valores de saída em tensão por graus.
Valores de Tensão em volts Graus X para a
direita X para a esquerda
Y para a direita
Y para a esquerda Z acima Z abaixo
0 1,660 1,660 1,784 1,784 2,461 2,461 1 1,642 1,674 1,800 1,767 2,459 2,467 2 1,627 1,691 1,815 1,752 2,458 2,468 3 1,613 1,704 1,829 1,739 2,457 2,469 4 1,598 1,720 1,840 1,724 2,455 2,471 5 1,585 1,732 1,854 1,710 2,451 2,474 6 1,569 1,747 1,868 1,696 2,448 2,477 7 1,556 1,761 1,884 1,683 2,446 2,479 8 1,542 1,777 1,899 1,669 2,442 2,483 9 1,525 1,793 1,911 1,653 2,440 2,485 10 1,511 1,805 1,923 1,642 2,435 2,490 11 1,497 1,820 1,939 1,628 2,433 2,492 12 1,482 1,834 1,953 1,615 2,425 2,497 13 1,467 1,845 1,965 1,601 2,424 2,502 14 1,453 1,862 1,982 1,585 2,419 2,507 15 1,440 1,876 1,993 1,571 2,416 2,510 16 1,426 1,889 2,006 1,558 2,411 2,515 17 1,411 1,905 2,021 1,544 2,405 2,521 18 1,400 1,920 2,035 1,531 2,401 2,524 19 1,384 1,933 2,050 1,517 2,396 2,529 20 1,369 1,946 2,062 1,503 2,387 2,537 21 1,355 1,963 2,074 1,490 2,381 2,543 22 1,342 1,977 2,085 1,476 2,376 2,548 23 1,327 1,989 2,098 1,464 2,368 2,556 24 1,314 2,004 2,112 1,450 2,365 2,559 25 1,301 2,017 2,125 1,435 2,356 2,568 26 1,287 2,032 2,139 1,421 2,347 2,577 27 1,273 2,045 2,150 1,408 2,340 2,584 28 1,260 2,058 2,163 1,395 2,331 2,593 29 1,246 2,072 2,175 1,383 2,323 2,601 30 1,232 2,085 2,187 1,370 2,315 2,609 31 1,220 2,098 2,200 1,356 2,306 2,618 32 1,208 2,112 2,211 1,345 2,297 2,627 33 1,196 2,124 2,223 1,334 2,289 2,635 34 1,183 2,134 2,233 1,321 2,279 2,645 35 1,173 2,148 2,245 1,308 2,271 2,653 36 1,160 2,160 2,256 1,296 2,262 2,662 37 1,148 2,171 2,270 1,283 2,251 2,673 38 1,136 2,185 2,280 1,270 2,243 2,681 39 1,125 2,196 2,290 1,259 2,233 2,691 40 1,113 2,206 2,302 1,244 2,221 2,703 41 1,102 2,217 2,311 1,237 2,209 2,715 42 1,090 2,232 2,323 1,228 2,191 2,733 43 1,078 2,241 2,335 1,217 2,185 2,739 44 1,066 2,251 2,344 1,208 2,184 2,741 45 1,055 2,263 2,353 1,195 2,174 2,751
51
A conversão de valores de tensão para aceleração é executada dentro do microcontrolador que
por motivos de tamanho e otimização, se mostrou necessária a criação de uma relação
matemática, ou seja, uma equação para gerar a reposta em aceleração para tensão de entrada.
Para gerar tal equação é necessário saber se a mesma é possível, e que segundo TRIOLA (1999),
na estatística é chamado de correlação o teste para determinar se há algum relacionamento entre
duas variáveis. Por definição, existe correlação entre duas variáveis quando uma delas está, de
alguma forma, relacionada com a outra.
O coeficiente de correlação linear r mede o grau de relacionamento linear entre os valores
emparelhados x e y em uma amostra. Calcula-se seu valor auxílio da equação 5 (O coeficiente de
correlação linear é chamado as vezes de coeficiente de correlação momento-produto de Pearson,
em homenagem a Karl Pearson (1857-1936), que o estabeleceu. Se o módulo do valor calculado
de r excede o valor na Tabela de Pearson, concluí-se que há correlação linear significativa. Em
caso contrário, não há evidência suficiente para apoiar a existência de uma correlação linear
significativa, o valor do resultado deve estar entre -1 e +1. (TRIOLA, 1999).
Equação 5: (TRIOLA,1999). Onde n representa o número de pares de dados presentes nesse
caso 45 e r o coeficiente de correlação para uma população e x e y os respectivos pares de dados.
Para a verificação da existência de correlação dos pares de saída tensão por aceleração das
tabelas, foi necessário fazer a verificação de correlação em todas as tabelas. Para que exista
correlação, é necessária a existência de um padrão nos pares.
2222
yynxxn
yxxynr
52
Tabela 7 - Valores críticos do coeficiente de correlação r de Pearson.
FONTE: TRIOLA(1999).
n
4 0,95 0,999
5 0,878 0,959
6 0,811 0,917
7 0,754 0,875
8 0,707 0,834
9 0,666 0,798
10 0,632 0,765
11 0,602 0,735
12 0,576 0,708
13 0,553 0,684
14 0,532 0,661
15 0,514 0,641
16 0,497 0,623
17 0,482 0,606
18 0,468 0,590
19 0,456 0,575
20 0,444 0,561
25 0,396 0,505
30 0,361 0,463
35 0,335 0,430
40 0,312 0,402
45 0,294 0,378
50 0,279 0,361
60 0,254 0,330
70 0,236 0,305
80 0,220 0,286
90 0,207 0,269
100 0,196 0,256
05,0 01,0
53
Tabela 8 - Correlação de X para esquerda.
x y x * y x2 y2 1,660 0 0 2,7556 0 1,674 0,1708 0,2859192 2,802276 0,02917264 1,691 0,3416 0,5776456 2,859481 0,11669056 1,704 0,5123 0,8729592 2,903616 0,26245129 1,720 0,6829 1,174588 2,9584 0,46635241 1,732 0,8532 1,4777424 2,999824 0,72795024 1,747 1,0233 1,7877051 3,052009 1,04714289 1,761 1,1932 2,1012252 3,101121 1,42372624 1,777 1,3625 2,4211625 3,157729 1,85640625 1,793 1,5314 2,7458002 3,214849 2,34518596 1,805 1,6843 3,0401615 3,258025 2,83686649 1,820 1,868 3,39976 3,3124 3,489424 1,834 2,0354 3,7329236 3,363556 4,14285316 1,845 2,2022 4,063059 3,404025 4,84968484 1,862 2,3684 4,4099608 3,467044 5,60931856 1,876 2,5338 4,7534088 3,519376 6,42014244 1,889 2,6984 5,0972776 3,568321 7,28136256 1,905 2,8623 5,4526815 3,629025 8,19276129 1,920 3,0252 5,808384 3,6864 9,15183504 1,933 3,1873 6,1610509 3,736489 10,15888129 1,946 3,3483 6,5157918 3,786916 11,21111289 1,963 3,5084 6,8869892 3,853369 12,30887056 1,977 3,6673 7,2502521 3,908529 13,44908929 1,989 3,8252 7,6083228 3,956121 14,63215504 2,004 3,9819 7,9797276 4,016016 15,85552761 2,017 4,1374 8,3451358 4,068289 17,11807876 2,032 4,2916 8,7205312 4,129024 18,41783056 2,045 4,4445 9,0890025 4,182025 19,75358025 2,058 4,5961 9,4587738 4,235364 21,12413521 2,072 4,7462 9,8341264 4,293184 22,52641444 2,085 4,895 10,206075 4,347225 23,961025 2,098 5,0422 10,5785356 4,401604 25,42378084 2,112 5,1879 10,9568448 4,460544 26,91430641 2,124 5,332 11,325168 4,511376 28,430224 2,134 5,4744 11,6823696 4,553956 29,96905536 2,148 5,6153 12,0616644 4,613904 31,53159409 2,160 5,7544 12,429504 4,6656 33,11311936 2,171 5,8917 12,7908807 4,713241 34,71212889 2,185 6,0273 13,1696505 4,774225 36,32834529 2,196 6,161 13,529556 4,822416 37,957921 2,206 6,2928 13,8819168 4,866436 39,59933184 2,217 6,4228 14,2393476 4,915089 41,25235984 2,232 6,5507 14,6211624 4,981824 42,91167049 2,241 6,6767 14,9624847 5,022081 44,57832289 2,251 6,8007 15,3083757 5,067001 46,24952049 2,263 6,9225 15,6656175 5,121169 47,92100625
90,874 167,7308 348,4612216 181,016094 807,6587148
Correlação X para Esquerda, resultado: 0,999950289
CORRELAÇÃO POSSÍVEL.
54
Tabela 9 - Correlação de X para direita.
x y x * y x2 y2 1,660 0 0 2,7556 0 1,642 0,1708 0,2804536 2,696164 0,02917264 1,627 0,3416 0,5557832 2,647129 0,11669056 1,613 0,5123 0,8263399 2,601769 0,26245129 1,598 0,6829 1,0912742 2,553604 0,46635241 1,585 0,8532 1,352322 2,512225 0,72795024 1,569 1,0233 1,6055577 2,461761 1,04714289 1,556 1,1932 1,8566192 2,421136 1,42372624 1,542 1,3625 2,100975 2,377764 1,85640625 1,525 1,5314 2,335385 2,325625 2,34518596 1,511 1,6843 2,5449773 2,283121 2,83686649 1,497 1,868 2,796396 2,241009 3,489424 1,482 2,0354 3,0164628 2,196324 4,14285316 1,467 2,2022 3,2306274 2,152089 4,84968484 1,453 2,3684 3,4412852 2,111209 5,60931856 1,440 2,5338 3,648672 2,0736 6,42014244 1,426 2,6984 3,8479184 2,033476 7,28136256 1,411 2,8623 4,0387053 1,990921 8,19276129 1,400 3,0252 4,23528 1,96 9,15183504 1,384 3,1873 4,4112232 1,915456 10,15888129 1,369 3,3483 4,5838227 1,874161 11,21111289 1,355 3,5084 4,753882 1,836025 12,30887056 1,342 3,6673 4,9215166 1,800964 13,44908929 1,327 3,8252 5,0760404 1,760929 14,63215504 1,314 3,9819 5,2322166 1,726596 15,85552761 1,301 4,1374 5,3827574 1,692601 17,11807876 1,287 4,2916 5,5232892 1,656369 18,41783056 1,273 4,4445 5,6578485 1,620529 19,75358025 1,260 4,5961 5,791086 1,5876 21,12413521 1,246 4,7462 5,9137652 1,552516 22,52641444 1,232 4,895 6,03064 1,517824 23,961025 1,220 5,0422 6,151484 1,4884 25,42378084 1,208 5,1879 6,2669832 1,459264 26,91430641 1,196 5,332 6,377072 1,430416 28,430224 1,183 5,4744 6,4762152 1,399489 29,96905536 1,173 5,6153 6,5867469 1,375929 31,53159409 1,160 5,7544 6,675104 1,3456 33,11311936 1,148 5,8917 6,7636716 1,317904 34,71212889 1,136 6,0273 6,8470128 1,290496 36,32834529 1,125 6,161 6,931125 1,265625 37,957921 1,113 6,2928 7,0038864 1,238769 39,59933184 1,102 6,4228 7,0779256 1,214404 41,25235984 1,090 6,5507 7,140263 1,1881 42,91167049 1,078 6,6767 7,1974826 1,162084 44,57832289 1,066 6,8007 7,2495462 1,136356 46,24952049 1,055 6,9225 7,3032375 1,113025 47,92100625
61,747 167,7308 208,130878 84,361957 807,6587148
Correlação X para direita, resultado: -0,999973709
CORRELAÇÃO POSSÍVEL.
55
Tabela 10 - Correlação de Y para esquerda.
x y x * y x2 y2 1,784 0 0 3,182656 0 1,767 0,1708 0,3018036 3,122289 0,02917264 1,752 0,3416 0,5984832 3,069504 0,11669056 1,739 0,5123 0,8908897 3,024121 0,26245129 1,724 0,6829 1,1773196 2,972176 0,46635241 1,710 0,8532 1,458972 2,9241 0,72795024 1,696 1,0233 1,7355168 2,876416 1,04714289 1,683 1,1932 2,0081556 2,832489 1,42372624 1,669 1,3625 2,2740125 2,785561 1,85640625 1,653 1,5314 2,5314042 2,732409 2,34518596 1,642 1,6843 2,7656206 2,696164 2,83686649 1,628 1,868 3,041104 2,650384 3,489424 1,615 2,0354 3,287171 2,608225 4,14285316 1,601 2,2022 3,5257222 2,563201 4,84968484 1,585 2,3684 3,753914 2,512225 5,60931856 1,571 2,5338 3,9805998 2,468041 6,42014244 1,558 2,6984 4,2041072 2,427364 7,28136256 1,544 2,8623 4,4193912 2,383936 8,19276129 1,531 3,0252 4,6315812 2,343961 9,15183504 1,517 3,1873 4,8351341 2,301289 10,15888129 1,503 3,3483 5,0324949 2,259009 11,21111289 1,490 3,5084 5,227516 2,2201 12,30887056 1,476 3,6673 5,4129348 2,178576 13,44908929 1,464 3,8252 5,6000928 2,143296 14,63215504 1,450 3,9819 5,773755 2,1025 15,85552761 1,435 4,1374 5,937169 2,059225 17,11807876 1,421 4,2916 6,0983636 2,019241 18,41783056 1,408 4,4445 6,257856 1,982464 19,75358025 1,395 4,5961 6,4115595 1,946025 21,12413521 1,383 4,7462 6,5639946 1,912689 22,52641444 1,370 4,895 6,70615 1,8769 23,961025 1,356 5,0422 6,8372232 1,838736 25,42378084 1,345 5,1879 6,9777255 1,809025 26,91430641 1,334 5,332 7,112888 1,779556 28,430224 1,321 5,4744 7,2316824 1,745041 29,96905536 1,308 5,6153 7,3448124 1,710864 31,53159409 1,296 5,7544 7,4577024 1,679616 33,11311936 1,283 5,8917 7,5590511 1,646089 34,71212889 1,270 6,0273 7,654671 1,6129 36,32834529 1,259 6,161 7,756699 1,585081 37,957921 1,244 6,2928 7,8282432 1,547536 39,59933184 1,237 6,4228 7,9450036 1,530169 41,25235984 1,228 6,5507 8,0442596 1,507984 42,91167049 1,217 6,6767 8,1255439 1,481089 44,57832289 1,208 6,8007 8,2152456 1,459264 46,24952049 1,195 6,9225 8,2723875 1,428025 47,92100625
67,865 167,7308 230,8059271 101,537511 807,6587148
Correlação Y para esquerda, resultado: -0,999916054
CORRELAÇÃO POSSÍVEL.
56
Tabela 11 - Correlação de Y para direita.
x y x * y x2 y2 1,784 0 0 3,182656 0 1,800 0,1708 0,30744 3,24 0,02917264 1,815 0,3416 0,620004 3,294225 0,11669056 1,829 0,5123 0,9369967 3,345241 0,26245129 1,840 0,6829 1,256536 3,3856 0,46635241 1,854 0,8532 1,5818328 3,437316 0,72795024 1,868 1,0233 1,9115244 3,489424 1,04714289 1,884 1,1932 2,2479888 3,549456 1,42372624 1,899 1,3625 2,5873875 3,606201 1,85640625 1,911 1,5314 2,9265054 3,651921 2,34518596 1,923 1,6843 3,2389089 3,697929 2,83686649 1,939 1,868 3,622052 3,759721 3,489424 1,953 2,0354 3,9751362 3,814209 4,14285316 1,965 2,2022 4,327323 3,861225 4,84968484 1,982 2,3684 4,6941688 3,928324 5,60931856 1,993 2,5338 5,0498634 3,972049 6,42014244 2,006 2,6984 5,4129904 4,024036 7,28136256 2,021 2,8623 5,7847083 4,084441 8,19276129 2,035 3,0252 6,156282 4,141225 9,15183504 2,050 3,1873 6,533965 4,2025 10,15888129 2,062 3,3483 6,9041946 4,251844 11,21111289 2,074 3,5084 7,2764216 4,301476 12,30887056 2,085 3,6673 7,6463205 4,347225 13,44908929 2,098 3,8252 8,0252696 4,401604 14,63215504 2,112 3,9819 8,4097728 4,460544 15,85552761 2,125 4,1374 8,791975 4,515625 17,11807876 2,139 4,2916 9,1797324 4,575321 18,41783056 2,150 4,4445 9,555675 4,6225 19,75358025 2,163 4,5961 9,9413643 4,678569 21,12413521 2,175 4,7462 10,322985 4,730625 22,52641444 2,187 4,895 10,705365 4,782969 23,961025 2,200 5,0422 11,09284 4,84 25,42378084 2,211 5,1879 11,4704469 4,888521 26,91430641 2,223 5,332 11,853036 4,941729 28,430224 2,233 5,4744 12,2243352 4,986289 29,96905536 2,245 5,6153 12,6063485 5,040025 31,53159409 2,256 5,7544 12,9819264 5,089536 33,11311936 2,270 5,8917 13,374159 5,1529 34,71212889 2,280 6,0273 13,742244 5,1984 36,32834529 2,290 6,161 14,10869 5,2441 37,957921 2,302 6,2928 14,4860256 5,299204 39,59933184 2,311 6,4228 14,8430908 5,340721 41,25235984 2,323 6,5507 15,2172761 5,396329 42,91167049 2,335 6,6767 15,5900945 5,452225 44,57832289 2,344 6,8007 15,9408408 5,494336 46,24952049 2,353 6,9225 16,2886425 5,536609 47,92100625
95,897 167,7308 365,7506857 201,236925 807,6587148 Correlação Y para direita, resultado: 0,99997713
CORRELAÇÃO POSSÍVEL.
57
Tabela 12 - Correlação de Z acima.
x y x * y x2 y2 2,461 0 0 6,056521 0 2,459 0,1708 0,4199972 6,046681 0,02917264 2,458 0,3416 0,8396528 6,041764 0,11669056 2,457 0,5123 1,2587211 6,036849 0,26245129 2,455 0,6829 1,6765195 6,027025 0,46635241 2,451 0,8532 2,0911932 6,007401 0,72795024 2,448 1,0233 2,5050384 5,992704 1,04714289 2,446 1,1932 2,9185672 5,982916 1,42372624 2,442 1,3625 3,327225 5,963364 1,85640625 2,440 1,5314 3,736616 5,9536 2,34518596 2,435 1,6843 4,1012705 5,929225 2,83686649 2,433 1,868 4,544844 5,919489 3,489424 2,425 2,0354 4,935845 5,880625 4,14285316 2,424 2,2022 5,3381328 5,875776 4,84968484 2,419 2,3684 5,7291596 5,851561 5,60931856 2,416 2,5338 6,1216608 5,837056 6,42014244 2,411 2,6984 6,5058424 5,812921 7,28136256 2,405 2,8623 6,8838315 5,784025 8,19276129 2,401 3,0252 7,2635052 5,764801 9,15183504 2,396 3,1873 7,6367708 5,740816 10,15888129 2,387 3,3483 7,9923921 5,697769 11,21111289 2,381 3,5084 8,3535004 5,669161 12,30887056 2,376 3,6673 8,7135048 5,645376 13,44908929 2,368 3,8252 9,0580736 5,607424 14,63215504 2,365 3,9819 9,4171935 5,593225 15,85552761 2,356 4,1374 9,7477144 5,550736 17,11807876 2,347 4,2916 10,0723852 5,508409 18,41783056 2,340 4,4445 10,40013 5,4756 19,75358025 2,331 4,5961 10,7135091 5,433561 21,12413521 2,323 4,7462 11,0254226 5,396329 22,52641444 2,315 4,895 11,331925 5,359225 23,961025 2,306 5,0422 11,6273132 5,317636 25,42378084 2,297 5,1879 11,9166063 5,276209 26,91430641 2,289 5,332 12,204948 5,239521 28,430224 2,279 5,4744 12,4761576 5,193841 29,96905536 2,271 5,6153 12,7523463 5,157441 31,53159409 2,262 5,7544 13,0164528 5,116644 33,11311936 2,251 5,8917 13,2622167 5,067001 34,71212889 2,243 6,0273 13,5192339 5,031049 36,32834529 2,233 6,161 13,757513 4,986289 37,957921 2,221 6,2928 13,9763088 4,932841 39,59933184 2,209 6,4228 14,1879652 4,879681 41,25235984 2,191 6,5507 14,3525837 4,800481 42,91167049 2,185 6,6767 14,5885895 4,774225 44,57832289 2,184 6,8007 14,8527288 4,769856 46,24952049 2,174 6,9225 15,049515 4,726276 47,92100625
108,166 167,7308 386,2006225 254,710926 807,6587148 Correlação Z para cima, resultado: -0,969375703
CORRELAÇÃO POSSÍVEL
58
Tabela 13 - Correlação de Z abaixo.
x y x * y x2 y2 2,461 0 0 6,056521 0 2,467 0,1708 0,4213636 6,086089 0,02917264 2,468 0,3416 0,8430688 6,091024 0,11669056 2,469 0,5123 1,2648687 6,095961 0,26245129 2,471 0,6829 1,6874459 6,105841 0,46635241 2,474 0,8532 2,1108168 6,120676 0,72795024 2,477 1,0233 2,5347141 6,135529 1,04714289 2,479 1,1932 2,9579428 6,145441 1,42372624 2,483 1,3625 3,3830875 6,165289 1,85640625 2,485 1,5314 3,805529 6,175225 2,34518596 2,490 1,6843 4,193907 6,2001 2,83686649 2,492 1,868 4,655056 6,210064 3,489424 2,497 2,0354 5,0823938 6,235009 4,14285316 2,502 2,2022 5,5099044 6,260004 4,84968484 2,507 2,3684 5,9375788 6,285049 5,60931856 2,510 2,5338 6,359838 6,3001 6,42014244 2,515 2,6984 6,786476 6,325225 7,28136256 2,521 2,8623 7,2158583 6,355441 8,19276129 2,524 3,0252 7,6356048 6,370576 9,15183504 2,529 3,1873 8,0606817 6,395841 10,15888129 2,537 3,3483 8,4946371 6,436369 11,21111289 2,543 3,5084 8,9218612 6,466849 12,30887056 2,548 3,6673 9,3442804 6,492304 13,44908929 2,556 3,8252 9,7772112 6,533136 14,63215504 2,559 3,9819 10,1896821 6,548481 15,85552761 2,568 4,1374 10,6248432 6,594624 17,11807876 2,577 4,2916 11,0594532 6,640929 18,41783056 2,584 4,4445 11,484588 6,677056 19,75358025 2,593 4,5961 11,9176873 6,723649 21,12413521 2,601 4,7462 12,3448662 6,765201 22,52641444 2,609 4,895 12,771055 6,806881 23,961025 2,618 5,0422 13,2004796 6,853924 25,42378084 2,627 5,1879 13,6286133 6,901129 26,91430641 2,635 5,332 14,04982 6,943225 28,430224 2,645 5,4744 14,479788 6,996025 29,96905536 2,653 5,6153 14,8973909 7,038409 31,53159409 2,662 5,7544 15,3182128 7,086244 33,11311936 2,673 5,8917 15,7485141 7,144929 34,71212889 2,681 6,0273 16,1591913 7,187761 36,32834529 2,691 6,161 16,579251 7,241481 37,957921 2,703 6,2928 17,0094384 7,306209 39,59933184 2,715 6,4228 17,437902 7,371225 41,25235984 2,733 6,5507 17,9030631 7,469289 42,91167049 2,739 6,6767 18,2874813 7,502121 44,57832289 2,741 6,8007 18,6407187 7,513081 46,24952049 2,751 6,9225 19,0437975 7,568001 47,92100625
118,363 167,7308 439,7599629 304,923537 807,6587148
Correlação Z para baixo, resultado: 0,968930348
CORRELAÇÃO POSSÍVEL
59
xbby 10
^
22
2
0
xxn
xyxxyb
Na visão de TRIOLA (1999), a correlação torna possível a relação para determinar a equação da
reta, que é chamada reta a de regressão.
A reta de regressão é definida como uma coleção de dados amostrais emparelhados, onde a
equação de regressão 6, resulta na função matemática esperada de acordo com seus respectivos
valores de bo e b1, equações 7 e 8.
(6)
(7)
(8)
Para o cálculo equação de regressão, são utilizadas as mesmas tabelas utilizadas na correlação
para obter o valor dos somatórios:
Regressão de X para esquerda.
Valor de bo aplicando equação 7= -18,99444015;
Valor de b1 aplicando equação 8 = 11,46064932;
Função resultante de acordo com equação 6: a = -18,99444015 + 11,46064932 *V.
Regressão de X para direita.
Valor de bo aplicando equação 7= 19,10946415;
Valor de b1 aplicando equação 8= -11,5196617;
Função resultante de acordo com equação 6: a = 19,10946415 + (-11,5196617 * V).
Regressão de Y para esquerda.
Valor de bo aplicando equação 7= 21,01399792;
Valor de b1 aplicando equação 8= -11,77209319.
Função resultante de acordo com equação 6: a= 21,01399792 + (-11,77209319 * V).
221
xxn
yxxynb
60
Regressão de Y para direita.
Valor de bo aplicando equação 7= -21,77179829;
Valor de b1 aplicando equação 8= 12,19259749;
Função resultante de acordo com equação 6: a = -21,77179829 + 12,19259749 * V.
Regressão de Z acima.
Valor de bo aplicando equação 7= 56,42954969
Valor de b1 aplicando equação 8= -22,44724299
Função resultante de acordo com equação 6: a = 56,42954969 + (-22,4472499 * V)
Regressão de Z abaixo.
Valor de bo aplicando equação 7= -54,32136477;
Valor de b1 aplicando equação 8= 22,52826964;
Função resultante de acordo com equação 6: a = -54,32136477 + 22,52826964 * V.
Dessa forma é obtido o valor de aceleração para os 3 eixos em seus respectivos sentidos. O
microcontrolador executa a conversão A/D para os 3 valores analógicos, em seguida é realizado
um teste em cada amostra, para definir qual equação de regressão será utilizada.
Utilizam-se as equações de regressão para encontrar o valor aproximado de aceleração tendo
somente a resposta em tensão, resultando em uma otimização considerável no processamento do
microcontrolador, pois não há necessidade de manter as tabelas dentro do mesmo.
5.1.5 Ligação do Microcontrolador - Módulo Remoto
O microcontrolador utilizado no projeto foi o PIC 18F452 da Microchip por possuir vantagens
de fácil implementação. O PIC pode receber tanto entradas analógicas, como digitais, pois possui
um conversor A/D interno, que facilita sua utilização. No caso da aquisição do sinal dos
acelerômetros, é utilizada a ligação sugerida pelo fabricante do acelerômetro, demonstrada na
figura 10. Foi utilizada uma entrada para cada um dos eixos de suas respectivas saídas do
acelerômetro.
61
A ligação do módulo de antena TX para a comunicação de RF utilizará a porta TX
(RC6/TX/CK) no microcontrolador conforme figura 13 . Para a gravação do PIC foi utilizado um
gravador de PIC, conforme o esquemático abaixo.
Fig.26 - Esquemático de um gravador de PIC.
FONTE: adaptada de MUNDO DA ELETRÔNICA(2007).
Para ligação do microcontrolador e do módulo remoto, foi criado um circuito para interligar o
acelerômetro, seus respectivos filtros, o microcontrolador e antena RF TX.
62
Fig. 27 - Esquemático da placa do módulo remoto.
63
No módulo remoto, para a ligação do acelerômetro a função G-Select foi configurada em 0 e 0
mantendo a sensibilidade do acelerêmetro fixa e a função Sleep mode foi configurada como
sempre ligada. O cristal externo instalado possui a velocidade de 10Mhz e está ligado de acordo
com a montagem sugerida pelo fabricante. Foi instalado um Push button para um botão de reset
visando facilitar a fase de testes do protótipo e criar um recurso na instalação do protótipo para
verificar a calibração do sistema.
Na fase de testes foram encontrados ruídos emitidos pelo próprio PIC em virtude de suas portas
não utilizadas, para minimizar esse problema foram instaladas duas redes resistivas ligadas em
nível lógico alto pull up, diretamente no VCC. O conector J16 é usado para a ligação da antena
RF TX para a transmissão de dados, o conector J15 foi instalado com o objetivo de criar uma
estrutura para uma antena RF RX para uma possível expansão do projeto visando o recebimento
de dados do PC. O conector J17 foi configurado com o objetivo de facilitar o acesso a portas do
PIC na fase de testes e auxiliar testes em caso de falhas do mesmo.
Fig.28 - Exemplos de sinais de entrada correspondentes a acelerações enviadas ao
microcontrolador.
64
5.1.6 Ligação das Antenas RF e Porta Serial - Módulo PC
As antenas para comunicação via RF do projeto são o Transmissor de RF 433MHz para
transmissão do sinal e o Receptor de RF 433 MHz para a recepção do sinal, a antena TX fica
conectada ao microcontrolador no módulo remoto e envia os dados do mesmo para antena RX
que fica conectada diretamente ao conversor TTL/RS232 MAX 232 instalado no módulo PC
para fazer a comunicação serial com o PC. A comunicação com o PC é efetuada através da porta
serial, foi criado um circuito que compatibilize o microcontrolador com a porta serial usando o
Conversor TTL/RS232 MAX232. Seguindo o esquema de pinagem fornecido pelo fabricante de
acordo com as figuras 14, 15, 16, 17, 18 e 19.
Fig. 29 - Esquemático módulo PC.
65
5.2 Projeto do Software
5.2.1 Tipos de Software Utilizados
O projeto possuirá dois tipos de software específicos, o do firmware para a lógica embarcada no
microcontrolador e o do software que irá rodar no PC.
5.2.1.1 Projeto do Firmware
O firmware embarcado no microcontrolador possui a lógica necessária para o seu
funcionamento, trata o sinal obtido pelo acelerômetro e gerencia a comunicação com o PC pelo
protocolo serial via antena RF.
5.2.1.1.1 Módulo de tratamento do sinal
O Microcontrolador recebe o sinal analógico filtrado em suas 3 entradas analógicas, e possui a
facilidade de ter um conversor AD interno, digitalizando o sinal.
O valor da saída em tensão do acelerômtro em repouso, varia de acordo com o ângulo cujo o
conjunto é submetido, as funcões matemáticas obtidas nas equações de regressão são utilizadas
na conversão do valor medido de tensão para aceleração, porém utilizam um valor fixo de zero
como referencial, são os seguintes: 1.660v para o eixo X, 1.784 para o eixo Y, e 2.461 para o
eixo Z, logo ao ligar o microcontrolador é necessário calibrar seu zero referencial de acordo com
os valores de tensão medidos, cada tensão de entrada amostrada é convertida para um valor de
aceleração. A divisão de eixo se dá pelas portas separadas de entrada do microcontrolador e o
seu sentido de acordo com o acréscimo ou decréscimo das amostragens iniciais medidas. Após a
calibração o software aguarda variações de aceleração amostradas para iniciar uma integração.
Para a integração das acelerações visando o deslocamento, a regra de integração numérica
utilizada no firmware foi a regra do trapézio.
De acordo com BARROSO (1987), a regra do trapézio pode ser representada pela equação 9,
sendo h o tempo de uma amostra para outra.
66
2
hI
nabh
[ y0 + 2y2 + 2y3 + 2y4 ... + 2yn + ym] (9)
Onde h é representado pela equação 10 sendo n o número de intervalos, de amostras.
(10)
Como é possível controlar o tempo de uma amostra para outra não é necessário calcular o h para
a integração, o valor de h é fixo de acordo com o valor de frequência de amostragem do circuito.
Porém se a integração for realizada com todas as amostras recebidas durante a variação de
aceleração, o resultado obtido é um valor de velocidade não existindo amostras suficientes para
uma segunda integração. A solução encontrada foi executar integrações de acelerações com
grupos de amostras fixos, gerando assim amotras de velocidade, permitindo uma segunda
integração númerica utilizando também a regra do trapézio, resultando no valor do
deslocamento.
5.2.1.1.2 Protocolo comunicação RF
As antenas RF utilizadas no protótipo são antenas compatíveis com a comunicação serial
facilitando consideravelmente sua utilização sendo necessário somente organizar o envio e a
leitura dos dados.
5.2.1.1.3 Protocolo comunicação Serial
Esse módulo consiste na utilização de um protocolo que permita a comunicação serial pelos
dados recebidos da antena RX para o PC. Tanto o microcontrolador como a antena são
compatíveis com a comunicação serial, o protocolo serial no firmware é setado com um padrão
67
de configuração serial gerando um protocolo de controle, sendo o mesmo utilizado e pela antena
visto que o fluxo de dados ocorre somente em um sentido.
Fig. 30 - Fluxograma firmaware.
68
5.2.2 Projeto do Software-Interface Gráfica
O software do PC é simples, trata o protocolo de comunicação serial e possui a interface para a
comunicação com o usuário. A figura 31 demonstra a tela para interface com o usuário.
Fig. 31- Tela para interface com o usuário.
O Software do PC possui duas classes, uma para a comunicação serial com as configurações de
controle da porta e garantia de entrega dos dados, e uma outra classe para organizar os
deslocamentos obtidos pois os mesmos já vêm divididos em eixo e sentido, o software distribui o
valores de deslocamento em seus respectivos campos e marca a caixa de acordo com o sentido
do deslocamento, também é papel dessa segunda classe setar os alarmes, manter seu
funcionamento e atualizar o gráfico conforme novos valores críticos de deslocamento sejam
obtidos.
69
Fig. 32 - Fluxograma do Software.
70
5.2.2.1 Diagrama de Casos de Uso
O diagrama caso de uso é utilizado para mostrar os requisitos funcionais de um sistema. Ele
utiliza atores que representam o papel de uma entidade externa ao sistema como um usuário, ou
um outro sistema que interage com o sistema modelado. Os atores iniciam a comunicação com o
sistema através do use-cases. Atores e casos de uso são classes. Um ator é conectado a um ou
mais casos de uso através de associações, e tanto atores quanto casos de uso podem possuir
relacionamentos de generalização que definem um comportamento comum de herança em
superclasses especializadas em subclasses (COSTA, 2003).
A criação do diagrama de casos de uso no projeto se mostrou simples pelo fato que a interação
do usuário com o software será pequena, somente solicitando o início da monitoração e sua
avaliação sem necessidade de interagir novamente como o programa.
Fig. 33 � Diagrama de casos de uso.
71
5.2.2.2 Diagrama de Sequência
Um diagrama de seqüência demonstra a ordem das interações dos atores (usuário) externos com
o sistema e os eventos que eles geram.
Fig. 34 - Diagrama de sequência.
72
5.2.2.3 Diagrama de Classes
Um diagrama de classe ilustra as especificações de software para as classes e interfaces do
sistema incluindo atributos e métodos das classes representadas, para o sistema foram utilizadas
somente 2 classes:
Fig. 35 - Diagrama de classes.
73
CAPÍTULO 6 - VALIDAÇÃO E RESULTADOS
De forma geral o sistema para medição da variação de estruturas em engenharia civil teve uma
boa performance e seu funcionamento ocorreu de acordo com o planejamento inicial. Os
resultados obtidos mostraram que o protótipo possui uma coerência nas medições em relação a
real observada, conforme pode-se acompanhar na tabela 14 a taxa de erro médio é de 5cm a
mais ou a menos, porém para uma melhor performance tendo como objetivo uma reposta exata é
necessária uma nova análise no intuito de refinar tanto os dispositivos eletrônicos quanto os
algoritmos utilizados no projeto.
A validação da funcionalidade do projeto ocorreu em 3 fases:
Aferição no inclinômetro para criação das tabelas e equações de regressão.
Aferição de amostragem de deslocamentos do módulo remoto em comunicação com o
módulo PC.
Aferição da interface gráfica em comunicação serial com os módulos.
1 - Aferição no inclinômetro para criação das tabelas e equações de regressão.
Para a construção de tabelas com intuito de criar uma relação entre a saída em tensão analógica
com sua resposta em aceleração, foi necessária uma aferição do valor de saída em tensão para os
3 eixos em seus 2 sentidos submetendo o acelerômetro a ângulos de 0º a 45º.
Para realizar a aferição foi utilizado o Plano Inclinado Completo Aragão, adquirida pelo Centro
Universitário Positivo para o projeto final de ALVES (2006). A aferição ocorreu conforme o
esperado possibilitando a criação das 6 tabelas necessárias.
74
Fig. 36 - Plano Inclinado Completo Aragão, detalhe para precisão de 0º a 45º.
Fig. 37 - Acelerômetro instalado na superfície do inclinômetro.
2 - Aferição da amostragem de deslocamentos do módulo remoto em comunicação com o
módulo PC.
Após a criação das equações de reposta correspondentes ao valor de aceleração de seus eixos e
sentidos, o algoritmo do microcontrolador executa duas vezes a integral nas amostras de
aceleração para gerar um valor de deslocamento, e enviar esse valor de deslocamento para o PC
afim de ser exibido na tela. Porém foi necessário criar uma maneira de aferir se o valor de
deslocamento medido era coerente em relação ao real. Para isso o módulo remoto foi colocado
75
sobre uma superfície plana com marcações de distâncias em centímetros, a cada distância feita
com base nas marcações o valor era comparado com o mostrado em tela.
Após vários testes e ajustes no algoritmo o valor de precisão alcançado foi um intervalo de 4cm
acima ou abaixo do valor real de distância percorrido. Com exceção ínfimas ocasiões onde
houveram valores totalmente incoerentes mostrados em tela em virtude de ruídos causados pelas
antenas ou porta serial. Para o acompanhamento e aferição dos deslocamentos foi utilizado o
Software Rcom Serial ROGERCOM (2007), que mostra na tela exatamente os dados recebidos
pela porta serial.
De maneira geral, os deslocamentos medidos pelo sistema mostrados em tela se mostraram
coerentes e confiáveis, conforme pode ser acompanhado na tabela 14.
Fig. 38 - Módulo remoto e módulo PC em comunicação.
76
Fig. 39 - Aferição do deslocamento para o eixo X.
Fig. 40 - Aferição do deslocamento para o eixo Y.
77
Fig. 41 - Aferição do deslocamento para o eixo Z.
Fig. 42 - Valores de deslocamentos enviados via serial registrados no Rcom Serial, 9,5cm em X
para direita, 13cm em X para esquerda e 4,6cm em Y para esquerda.
78
Tabela 14 - Valores de resposta para deslocamentos.
Tabela de valores resposta em deslocamento, respostas registradas para 10cm de deslocamento Medição X para direita X para esquerda Y para direita Y para esquerda Z acima Z abaixo
1 13,43 7,33 10,22 12,24 16,45 15,45
2 6,77 6,27 6,45 14,02 15,23 12,35
3 13,16 8,63 9,51 5,67 16,75 11,56
4 7,77 9,33 15,51 5,56 7,56 8,56
5 5,91 6,34 15,01 15,47 6,45 5,45
6 14,11 11,47 8,37 14,89 4,56 3,04
7 15,02 12,79 9,47 14,52 18,67 15,56
8 13,6 8,88 6,86 10,22 10,56 9,65
9 10,55 5,27 12,62 14,76 11,45 10,57
10 11,21 6,75 11,95 7,98 12,56 12,23
11 13,99 12,75 14,76 10,09 13,45 11,54
12 13,08 15,41 11,16 5,37 13,26 18,53
13 11,67 12,45 5,76 15,3 11,45 15,78
14 12,14 13,47 12,26 8,65 6,55 13,64
15 14,18 13,53 5,57 7,65 7,56 11,87
16 8,76 12,04 8,89 10,34 8,12 13,98
17 10,02 9,34 11,75 13,53 4,21 14,99
18 6,25 8,65 15,02 13,45 18,56 4,24
19 14,7 6,31 10,23 15,23 15,56 6,87
20 10,21 9,04 10,86 10,83 16,45 13,46
79
3 - Aferição da interface gráfica em comunicação serial com os módulos.
O algoritmo de maior complexidade foi escrito no PIC, o algoritmo que controla a Interface
gráfica é simples e além de controlar os dispositivos de acompanhamento (Alarmes, gráfico e
comunicação serial), possui a tarefa somente de filtrar ruídos que a serial envie para que
caracteres inválidos não sejam mostrados na tela. Para a aferição da interface foi criado um
campo com o nome Dados direto do Microcontrolador, onde aparecem os ruídos não filtrados. O
filtro de string utilizado para filtrar funcionou perfeitamente.
Fig. 43 - Tela interface gráfica com o usuário, campo Dados direto Microcontrolador utilizado para aferir o filtro de caracteres inválidos.
80
CAPÍTULO 7 - CRONOGRAMA
Mar/ 07: Pesquisas e estudo do funcionamento de acelerômetros melhor maneira
de tratar seu sinal e entendimento do necessário sobre resistência dos materiais e
estruturas em Engenharia Civil.
Abr/ 07: Testes com acelerômetros e implementação de filtros para o sinal, análise
da melhor maneira de armazenar a variação, definição das variáveis a serem
levadas em consideração nas estruturas.
Mai/ 07: Desenvolvimento do firmware do microntrolador. Testes com o
microcontrolador e análise das respostas.
Jun/ 07: Desenvolvimento da placa de circuito impresso e módulo de memória
para o hardware, testes e implementação da comunicação wireless.
Jul/ 07: Desenvolvimento de interface RS232 para comunicação com o PC.
Ago/ 07: Análise, Projeto, implementação e desenvolvimento do software.
Set/ 07: Realização de testes com o sistema pronto.
Out/ 07: Apresentação.
Nov/ 07: Documentação.
Dez/ 07: Apresentação e documentação das conclusões e resultados finais.
81
CAPÍTULO 8 � CONCLUSÃO
Através da criação do protótipo desenvolvido para a medição da variação de estruturas em
engenharia civil, encontrando o valor do deslocamento ao qual o protótipo é submetido em
estruturas tais como pontes e torres, chega-se a conclusão que o protótipo atendeu os objetivos
iniciais do projeto, cumprindo os testes e encontrando os valores de deslocamento com uma boa
taxa de acerto. Mostrando ser um protótipo confiável para um trabalho em obras de engenharia
civil.
Existe um interesse em comercializar o protótipo, fazendo um estudo da viabilidade econômica
para a criação de um produto e a comercialização do mesmo.
Durante o desenvolvimento do projeto foi possível observar a carência do mercado internacional
na área de equipamentos de instrumentação para engenharia civil que possam realizar medições
de uma maneira simples e funcional, o primeiro protótipo se mostra uma ferramenta de
instrumentação funcional, porém a versatilidade para a utilização do mesmo em vários casos de
instrumentação não só na indústria de engenharia civil, mas também na indústria automotiva,
naval entre outras, abre portas para o desenvolvimento de novos produtos e a exploração de um
nicho de mercado tão pouco aproveitado.
82
9 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALVES, William Pereira. C++ Builder 6: Desenvolva Aplicações para Windows. Editora
Érica. edição 1. São Paulo. 2002.
ALVES, André. Sistema para Aferição de Inclinação em Veículos Off-Road. Curitiba, 2006.
Monografia (graduação em Engenharia da Computação pelo Centro Universitário Positivo -
UNICENP)
BARROSO, Leônidas Conceição; BARROSO, Magali Maria de Araújo; CAMPOS, Frederico
Ferreira Filho; CARVALHO, Márcio Luiz Bunte de; MAIA, Lourenço. Cálculo Numérico com
Aplicações. Editora Harbra .Edição 2. São Paulo. 1987.
BITTENCOURT, Marco Lúcio. Resistência dos Materiais - Mecânica Faculdade de
Engenharia. Disponível em: <http://www.fem.unicamp.br/~em421/intro.pdf>, <http://www.
fem.unicamp.br/~em421/solid.pdf>,<http://www.fem.unicamp.br/~em421/de form.pdf>.
Acesso em: maio de 2007.
ROGERCOM. Informações de Comunicação porta serial. Disponível em:
http://www.rogercom.com. Acesso em: abril de 2007.
CORTELETTI, Daniel. Introdução à programação de microcontroladores. Microchip PIC.
Disponível em: http://sbrt.ibict.br/upload/dossies/sbrt-dossie51.pdf. Acesso em: abril de 2007.
COSTA, Richard Douglas D. Latu sensu em sistemas de informação e aplicações web.
Manaus: 2003. Monografia (graduação).
83
DIETER. Mecânica Centro Universitário FEI , Departamento de Engenharia Mecânica
Comportamento mecânico dos materiais. Disponível em: <http://www.fei.edu.br
/mecanica/me733 /pagina/comportamento%20mec%C3%A2nico.htm>. Acesso em: junho 2007.
FRESCALE. Semiconductor, Inc MMA7260QT Three Axis Low-g Micromachined
Accelerometer 2006. Disponível em: <http://www.freescale.com/files/sensors/doc/ data_sheet
/MMA7260QT.pdf>. Acesso em: maio de 2006.
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WILKER, Jearl. Fundamentos de Física. Volume 1,
Mecânica. 4.ed. Volume 2, Gravitação, Ondas e Termodinâmica, 4. ed. Rio de Janeiro :Editora
LTC, 1996.
MICROSHIP, 2006. Microship Technology Incorporated. PIC18F452 Datasheet. Disponível
em: <http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39582b.pdf>.<http://www. microchip
.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1335&dDocName=en010242>.
Acessado em: abril de 2007.
MIYARA, Federico. El acelerómetro monolítico adxl05: un ejemplo de mecatrónica -
Disponivel em: <http://www.fceia. unr. Edu. ar/enica3/adxl05.pdf>. Acesso em: junho de 2007.
MUNDO DA ELETRÔNICA, 2007. Mundo da eletrônica, site com informações e aplicações
para o microcontrolador PIC. Disponível em: <http://br.geocities.com/teixeiramg/mbhpjdm
.htm>. Acesso em: junho de 2007.
OZKAYA, N, Nordin, M. Fundamentals of Biomechanics: equilibrium, motion, and
deformation.
PEREIRA, Fábio. Microcontroladores PIC Técnicas Avançadas. 2. ed. São Paulo: Editora Érica.
84
PERTENCE, Antonio Júnior. Eletrônica Analógica Amplificadores Operacionais e Filtros
Ativos. Artmed Editora S.A. Edição 6. Porto Alegre. 2003.
TATO. Equipamentos eletrônicos, Data sheet Transmissor de RF 433MHz Receptor de RF
433 MHz. Disponível em: <http://www.tato.ind.br/files/TXMRXM.pdf>. Acesso em: junho de
2007.
TRIOLA, Mario F. Introdução a Estatística, Editora LTC .edição7. Rio de Janeiro. 1999.
WIDEBERG, Johan P. Dr. Automóviles Práctica 9: Sistema de frenos, comprobación de
frenos con acelerómetro. Disponivel em: <http://www.esi2.us.es/GT/automoviles/practicas
archivos/practica9.pdf>. Acesso em: junho de 2007.
WIKIPEDIA. Conceito de acelerômetro. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Aceler%
C3%B4metro>. Acesso em: abril de 2007. Conceito de microcontrolador. Disponível em:
<http://pt.wikipedia.org/wiki/Microcontrolador>. Acesso em: abril de 2007. Conceito de
comunicação via ondas de rádio. Disponível em: <http://pt.Wikipedia.Org/wiki/R%C3%A1di
o%28comunica%C3%A7%C3%A3o%29>. Acesso em: abril de2007.
YAJIMA, Danilo M. B; XAVIER, Gustavo, Junior Nilson P. S. Acelerômetro Capacitivo -
Disponível em: <http://www.sorocaba.unesp.br/professor/jrborto/trabF1ETMII/AcelerometroF1.
doc.> Acesso em: junho de 2007.
