ARQUITETURA PROPOSTA NOS TRABALHOS ANTERIORES

O projeto SiAE como citado no tópico 1.1.1, teve início em 1999 com o objetivo de se projetar um sistema automático de estacionamento para veículos de passeio movidos por motor a combustão interna. Desde seu surgimento até a elaboração desse trabalho esse projeto passou por duas fases diferentes.

Na primeira fase foram definidas os parâmetros principais do projeto SiAE e seus objetivos. A segunda fase por sua vez, consistiu no estudo e definição da arquitetura flexível e modular do sistema de controle.

As duas fases que antecederam esse trabalho contribuíram de forma importante para a obtenção de resultados consideráveis em termos tecnológicos e científicos na

elaboração e implementação da arquitetura. As implementações nessas fases realizadas trouxeram a possibilidade de se desenvolver soluções a partir do ponto até onde essas fases alcançaram dando seqüência ao projeto SiAE em busca do objetivo principal do projeto: o estacionamento automático do veículo em uma vaga paralela.

3.1.1. Arquitetura Proposta na Primeira fase do Projeto SiAE

Na primeira fase do projeto SiAE (Garrido R., 2001) foram definidos os parâmetros do projeto e seus objetivos. Esse trabalho também contribuiu na realização de vários estudos para se obter os modelos de aceleração, frenagem aerodinâmica, resistência ao avanço e resistência ao rolamento.

Uma vez definidos os parâmetros, objetivos e feito os estudos dos modelos obtidos, iniciaram-se os estudos para a elaboração e projeto da arquitetura de um sistema que realizasse o controle das variáveis responsáveis pela movimentação do veículo. As modificações foram propostas com o intuíto de realizarem o menor número de modificações possíveis no veículo a fim de possibilitar ao mesmo ser controlado pelo sistema ou por um motorista como um veículo comum.

Durante a elaboração da arquitetura do sistema foi seguido o fluxo de projeto saindo do acionamento mecânico para a interface com o operador. Uma vez definida a arquitetura de acionamento foram definidas as arquiteturas computacional e de acionamento eletro-eletrônico para o controle do veículo.

O controle de embreagem foi concebido baseando-se no sistema Autonomy ®, (Garrido, R., 2001) que possibilita o acionamento da embreagem de forma automática com baixo custo. Para a utilização desse sistema foram feitas modificações para que o mesmo pudesse ser controlado por comandos eletrônicos. O sistema Autonomy funciona paralelamente ao sistema original de acionamento e controle da embreagem que é realizado por meio do pedal (ver figura 3.1) .

O sistema de acionamento do freio foi concebido baseando-se no acréscimo de uma alavanca e um motor de corrente contínua ao sistema de acionamento original feito por meio do pedal (ver figura 3.1). O controle de aceleração da rotação do motor foi concebido partindo-se da utilização do sistema de controle de ignição e injeção eletrônica original do veículo de testes, (ver figura 3.1).

No sistema de controle do acionamento do câmbio implementou-se, em paralelo ao sistema original de acionamento, um sistema eletromecânico capaz de acionar com precisão o mecanismo de engate do câmbio por meio de sinais eletrônicos (ver figura 3.1).

Na arquitetura computacional de controle foi utilizado um microcomputador portátil (Laptop), um kit CW 552 com microcontrolador da família 8051 e seis placas de acionamento e condicionamento de sinais, sendo que uma placa para cada subsistema, por exemplo: acionamento do freio, acionamento da embreagem, acionamento do acelerador, acionamento do câmbio na direção de X e Y e o sensoriamento da rotação do motor e velocidade do veículo (ver figura 3.1).

Na figura 3.1 pode-se visualizar a arquitetura computacional e de acionamento eletro-eletrônicos proposta por (Garrido R., 2001).

Figura 3.1 – Diagrama de blocos da arquitetura (Garrido R., 2001)

Nessa arquitetura do sistema proposta e implementado, o notebook era o responsável por processar os comandos e enviar ao microcontrolador.

As principais contribuições desse trabalho foram: o projeto e montagem do acionamento mecânicos e o controle das variáveis importantes para a movimentação do veículo, a montagem e os testes de controle da embreagem utilizando-se o sistema Autonomy® da FIAT.

3.1.2. Arquitetura proposta na segunda fase do projeto SiAE

Na segunda fase do projeto, foi definida uma arquitetura flexível para o controle da movimentação do veículo.

Inicialmente, aplicou-se a metodologia de se dividir o sistema e organizá-lo em diferentes módulos os quais possuem funções bem específicas para a realização das tarefas relacionadas ao controle da movimentação do veículo.

O desenho da arquitetura foi projetado se pensando em quatro módulos sendo esses: mapeamento, geração e controle de trajetória, controle de movimentação e interface com o usuário (veja a figura 3.2).

Essa estrutura apresentada por (Bellardi T., 2005) tem um caráter de orientar o desenvolvimento do projeto, não consistindo em um critério rígido (podendo sofrer modificações com os avanços do projeto).

Dentro do conceito definido o módulo de mapeamento tem por objetivo realizar o escaneamento do ambiente em que o veículo se encontra informando o posicionamento do alvo a ser alcançado e os possíveis obstáculos existentes, transmitindo essas informações ao módulo de geração da trajetória.

Uma vez que as informações chegam ao módulo de geração e controle de trajetória este realiza os cálculos necessários a partir da cinemática do veículo, as informações do ambiente e a manobra de movimentação que se deseja realizar.

Figura 3.2 – Estrutura dos módulos do sistema (Bellardi T., 2005)

O módulo de movimentação recebe os comandos do módulo de geração e controle da trajetória e realiza o controle dos dispositivos atuadores correspondentes às variáveis de controle de movimentação do veículo. Além de receber os comandos do módulo de geração e controle da trajetória, esse módulo também pode receber

Finalmente, o módulo de interface com o usuário tem a como função levar as informações referentes ao sistema de forma inteligível até o operador, e também é responsável por incerir os comandos do operador ao sistema.

Nessa etapa do projeto, trabalhou-se na melhoria do sistema eletro-eletrônico para torná-lo mais confiável e robusto. Muito se dedicou ao desenvolvimento do módulo de movimentação trabalhando-se na programação do microcontrolador CW552 (Controlware, 1990), o mesmo utilizado na etapa anterior, juntamente com o microcomputador portátil (Laptop).

Na figura 3.3 temos a arquitetura detalhada do módulo de movimentação proposta por (Bellardi T., 2005).

Figura 3.3 – Arquitetura conceitual do módulo de movimentação (Bellardi T., 2005) Diferentemente da fase anterior, nessa pode-se verificar uma padronização descritiva da arquitetura do sistema onde é possível visualizar o módulo e seus blocos.

A principal contribuição dessa etapa para o projeto foi a definição de uma arquitetura distribuída e flexível, juntamente com a definição dos módulos e os blocos do módulo de movimentação.