Portão eletrônico com RFID

Projeto Integrado

Equipe:

Thiago Fernando de Azevedo , 3° Período, Engenharia de Computação– nazeve@bol.com.br

Professores Orientadores:

Prof. Gil Marcos Jess - Física III - gltjess@terra.com.br
Prof. Afonso Ferreira Miguel - Sistemas Digitais I - afonso.miguel@pucpr.br

Abstract:

The Electronic gate with RFID is a project that will be built by 1 student of Computer Engineering at PUC-Pr, wich involves the disciplines of Physics III, Digital Systems I and Eletric Circuits I. The objective is to control an Electronic gate for the computer using a software and RFID transmitter through the serial port and the C++ Language.

Resumo:

O projeto consiste em um sistema que identifica o emissor de sinal implantado no automóvel através de um software desenvolvido em C++, liberando o acesso após a identificação, sem a necessidade de nenhum controle remoto para controlar o portão.

A interface de controle do motor de passo utiliza a porta paralela para comunicação, enquanto que o RFID utiliza a serial. O sinal é transmitido via FM do automóvel para o receptor ligado ao computador onde é processado e convertido em pulsos para acionamento do motor de passo.

Introdução:

Por experiência própria, percebemos que o controle remoto de um portão eletrônico é o dispositivo que mais apresenta problema, por isso pensamos em eliminá-lo através do uso do RFID que é um dispositivo que identifica o emissor de sinal via rádio, liberando o acesso ou não pelo acionamento do portão.

O Projeto:

O primeiro passo foi pensar qual motor seria mais adequado ao projeto. Foi utilizado num primeiro momento motor de corrente contínua, que funcionou, mas apresentaria problema no fechamento do portão, onde teríamos que inverter o sentido da corrente elétrica, então foi substituído por um motor de passo que funcionou corretamente com o auxílio de um módulo adquirido em www.rogercom.com.

Figura 1: Módulo

O Software foi desenvolvido no Microsoft Visual C++ e adquirido em www.rogercom.com. A idéia inicial era que a cada veículo identificado, fosse exibido na tela uma espécie de registro mostrando informações de entrada e saída dos veículos, essa implementação não foi feita pois não havia como o software saber se a ação foi executada ou não. Outro motivo pelo qual não foi implementada a visualização no software, foi a falta de conhecimento de como manipular imagens em C++ e o tempo escasso para adquirir tal conhecimento sozinho. O software pode ser visto na figura 2.

Figura 2: Software de controle.

ULN 2003

O ULN é utilizado como um driver de Potência. Um driver de potência é utilizado sempre quando precisamos acionar um equipamento mais potente através de um

microcontrolador. O BS2K fornece 50 mA em suas saídas só que os motores de passo consomem perto de 0,5 A, então para resolver esse problema, usamos esse CI que é composto por 7 transistores darlington. Como podemos constatar esse CI funciona como uma espécie de Chave, pois assim que ele detecta o nível de 5V na saída do microcontrolador, ele "fecha" o contato entre a fonte de 12 V e o motor, o que faz com que a potência da fonte forneça os 0,5 A (o máximo que esse CI agüenta em regime permanente, sendo que agüenta 0,6 A em regime transitório), e faz com que a bobina dentro do motor se polarize,e seu eixo se alinhe (gire) com o campo induzido por essa bobina.

Diodo 1N4001 / 4007

O diodo é utilizado para absorver o campo magnético reverso produzido quando o motor é desligado.

Fios do Motor

Um dos passos mais trabalhosos nesse projeto é identificar os fios do motor. Vou tomar por base um motor de 6 fios onde 2 são para ser ligados em +VCC. Usando um multímetro deve-se medir as resistências entre todos os fios. Logo você irá notar que vai haver 3 tipos de resistência: R , 2R e infinito,imagine que a resistência entre o fios 1 e 2 de 2R e entre os fios 1 e 3 deu R e entre os fios 2 e 3 também deu R. Com isso podemos dizer que o fio 3 é o fio de alimentação +, e os fios 1 e 3 fazem parte da mesma bobina. A mesma coisa deve ocorrer com os 3 fios restantes, sendo que se você medir as resistências entre qualquer um dos fios 1,2,3 e 4,5,6, elas vão dar infinito, pois eles não estão ligados entre si. Supondo que o fio 3 e o fio 6 sejam nos nossos fios de alimentação, teremos que ligá-los na alimentação de 12V.

Ordem das Bobinas

Verificar a ordem das bobinas é um passo extremamente importante, pois se isso não for verificado, provavelmente o seu motor não irá funcionar do jeito que você quer. Para verificar a ordem das bobinas, basta alimentar os fios de alimentação com a tensão requerida, e com o terra da fonte, vá encostando nos outros 4 cabos que sobraram, um de cada vez, você irá perceber que o motor começará a girar, a cada vez que você encostar o terra em um cabo diferente, uma hora ele vai girar em um sentido, outras em outro sentido.. Vá trocando a ordem dos cabos que você liga no terra, até que o seu motor gire 4 vezes consecutivas no mesmo sentido. Anotando a ordem dos cabos que você ligou no terra para dar essa seqüência de 4 giradinhas no mesmo sentido, e com isso você tem a ordem das bobinas. Agora basta você ligar os fios na ordem na saída do ULN 2003

Particularidades e problemas enfrentados:

O primeiro grande problema encontrar um módulo que funcionasse corretamente. Outro problema foi encontrar o motor de passo no mercado, não encontrado sacrifiquei minha impressora para a retirada do motor de passo. Com esses problemas resolvidos faltava apenas acertar a seqüência das bobinas do motor para o correto funcionamento.

Figura 3: Retirada do motor de passo da impressora.

Três estados de um motor de passo

	Desligado: Não há alimentação suprindo o motor. Nesse caso não existe consumo de energia, e todas as bobinas estão desligadas. Na maioria dos circuitos este estado ocorre quando a fonte de alimentação é desligada.
	Parado: Pelo menos uma das bobinas fica energizada e o motor permanece estático num determinado sentido. Nesse caso há consumo de energia, mas em compensação o motor mantem-se alinhado numa posição fixa.
	Rodando: As bobinas são energizadas em intervalos de tempos determinados, impulsionando o motor a girar numa direção.

Lista de Materiais:

01 placa de fenolite 5X10

01 RFID

01 CI ULN2003

01 Diodo zener 12v 0,5w

01 Motor de Passo no máx. de 500mA

01 Cabo de Impressora (DB 25 Macho)

Diagramas Elétricos:

Figura 4: Módulo pra controlar o motor.

Conclusão:

O projeto portão eletrônico com RFID mostrou que nada é impossível, apesar de parecer complicado ele é mais fácil do a gente pensava, mas devido a falta de colaboração da equipe que se desintegrou perto da apresentação, me sobrecarregando com as tarefas destinadas aos outros integrantes, o projeto não pode ser concluído. Apesar de eu ter conseguido terminar a minha parte para a apresentação não foi o suficiente para a conclusão do projeto. Eu aprendi que as aulas não ensinam você a fazer projeto, mas te dão uma noção básica e onde procurar ajuda para implementá-los. Como já comentei algumas implementações não foram feitas devido à falta de tempo e conhecimento principalmente na parte de programação. A experiência e conhecimento adquiridos nesse projeto foram bem maiores do que a aprendida em sala de aula, mostrando que iniciativas desse tipo poderiam existir com mais freqüência e de maneira mais integrada entre as disciplina e talvez entre outros cursos.

Referências:

MIGUEL, Afonso F. Módulo de Aquisição. [on line]

Disponível na Internet via www. URL: http://www.icet.pucpr.br/afonso. Arquivos capturados em 21 de agosto de 2004.

Porta paralela e outros. [on line]

Disponível na Internet via www. URL: http://www.rogercom.com

Motor de passo. [on line]

Disponível na Internet via www. URL: http://motorpasso.no.sapo.pt/Start.htm

Motor de passo. [on line]

Disponível na Internet via www. URL: http://www.mrshp.hpg.ig.com.br/rob/m_passo.htm

Downloads:

Software pra controlar o motor de passo

Galeria de Fotos: