Sala Segura

Bernardo Bonato Brandalize - bernardo_bb@bol.com.br
José Henrique Machado de Almeida - payakan@pop.com.br
Kimar Arakaki Neves - d0067765@rla14.pucpr.br
Carlos Henrique Nepel Cutini - chncutini@bol.com.br
Jean Marcel Ribeiro - jmarcelr@ig.com.br


Jean, Zé, Carlos, Profº Gil, Kimar

Professores Orientadores:
Profº Gil Marcos Jess - Física - gltjessj@terra.com.br
Profº Afonso Ferreira Miguel - Sistemas Digitais - afonso.miguel@pucpr.br
Profº Edson Pacheco - Técnicas Avançadas de Programação - pacheco@ppgia.pucpr.br
Profº James Baraniuk - Circuitos Elétricos - baraniuk@rla01.pucpr.br


    1. Resumo
    Trabalho apresentado como requisito parcial às disciplinas de Física, Sistemas Digitais, Técnicas Avançadas de Programação e Circuitos Elétricos do Curso de Engenharia de Computação da Pontifícia Universidade Católica do Paraná. Alunos integrantes da equipe cursando o terceiro período.

    2. Objetivos
    Construção de uma sala que é monitorada por duas câmeras, e é cruzada por um feixe de lasers, onde, quando eles são cortados, a porta é fechada e as câmeras passam a acompanhar a movimentação pela sala.

    As câmeras são ambas controladas por motores de passo, assim como a abertura e o fechamento da porta. Para captação do movimento, foram utilizados 9 lasers dispostos uniformemente pela sala, assim como 9 foto-transistores, sensíveis à luz produzida pelos lasers.

    3. Descrição do projeto
    A primeira etapa realizada do projeto foi a construção da maquete, pois com a maquete pronta, teríamos uma idéia de como toda a parte eletrônica estaria disposta. Na contrução da base foram utilizadas duas chapas de compensado MFC, e para construção das paredes da casa e dos apoios, acrílico. A partir daí, começaram a ser montados e testados os circuitos eletrônicos, assim como, começaram a ser feitos os ajustes necessários para a fixação dos mesmos na base. Foram então iniciados os testes de funcionamento dos motores de passo, onde, após muitos problemas, finalmente conseguiu-se fazer os mesmos funcionarem.

    A alimentação do projeto é obtida de uma fonte que fornece 5 Volts. Esta fonte alimenta os motores, os módulos de aquisição e controle, e, a princípio, alimentaria os lasers, porém, por puxarem muita corrente, decidiu-se deixar os lasers alimentados pelas pilhas, e, no caso dos lasers fornecidos pela Puc-Pr, deixá-los ligados direto à rede elétrica, pois estes possuem fontes próprias.

    Para captar o rompimento dos lasers foram utilizados foto-transístores, que ao pararem de receber incidência luminosa diretamente sobre eles, passam à entrada digital da placa controladora nível lógico 1.

    O programa de computador alem de controlar os movimentos, controla toda a parte lógica de reconhecimento de ruptura do feixe luminoso. Para isso foram usados o comando de escrita da porta serial, para que os motores fossem movimentados, e o comando de leitura, para saber qual laser estava sendo cortado.


    4.Lista de materiais
    Chapa de aglomerado OSB 6mm (base);
    Acrílico (casa);
    3 Motores de Passo (5 fios);
    3 Microcontroladores Microchip PIC 16F876-20/SP+;
    3 Interfaces MAX232;
    9 Lasers;
    12 Capacitores de 10μF / 25V;
    10 Resistores de 270 Ohms / 1/4W;
    30 Resistores de 330 Ohms / 1/4W;
    10 Resistores de 470 Ohms / 1/8W;
    20 Resistores de 1 kOhm / 1/8W;
    Software Microsoft Visual C++, para o desenvolvimento do programa;
    8 placas de circuito impresso;
    Dois cabos de extensão serial;
    Fonte de alimentação: 5Vcc;
    14 transistor TIP121;
    2 Cristais de 4 MHz;
    Parafusos, fios, etc.

    5. Diagramas elétricos


Figura 1: Módulo 1

Figura 2: Módulo 1 I/O

Figura 3: Modulo 4

Figura 4: Modulo 4 I/O

Figura 5: Saídas Para Motores de Passo do Módulo 4

Figura 6: Fonte



    6. Diagrama da placa de circuito impresso



    
Figura 7: Módulo 1                                             Figura 8: Módulo 1

Figura 9: Fonte

Figura 10: Controladores de Motor de Passo

    7. Software desenvolvido
    O software foi programado em C++, utilizando-se dos recursos da programação orientada à objeto, possuindo classes que gerenciam a comunicação serial e o protocolo da mesma. Em simples operações de escrita e leitura de bytes, o sistema envia e recebe informações correspondentes ao corte ou não do feixe de laser por algum objeto. Assim como envia informações para o giro dos motores de passo.

    Além disso, o software também mostra na sua interface visual o local onde os lasers estão sendo cortados, deixando escurecida a área de possível localização do objeto em questão.
Figura 11: Software


    8.Conclusão
    O trabalho fez com que houvesse um enorme aprendizado para a equipe nas matérias que envolvia. A experiência ganha com a montagem do trabalho foi muito importante, e apesar dos vários problemas, o trabalho prosseguiu de maneira satisfatória.
    A equipe observou também a grande aplicação dos conhecimentos adquiridos em sala de aula, e observou também o quanto é difícil reunir tantas áreas de aprendizado em um só trabalho.


    9. Referências
    MIGUEL, Afonso F. Datasheets e Módulo de Aquisição. [on line] Disponível na Internet via WWW. URL: http://www.icet.pucpr.br/afonso.

    The Code Project. Serial Library for C++. [on line] Disponíbel na Internet via WWW. URL: http://www.codeproject.com/system/serial.asp

    10. Galeria de fotos
    

    

    




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