Circuito timmer/relé

O circuito timer e relé são iguais, portanto a função do circuito relé é o acionamento de cargas com corrente e tensões variadas, no entanto na placa timmer tem apenas uma saída relé.

Figura 59–Esquema elétrico da placa timmer

Conclui-se o desenvolvimento deste trabalho, nele foi apresentado o dimensionamento e projeto do conjunto transmissor, receptor, controle de câmera e placas de automação.

No próximo capítulo será apresentado a implementação e implantação do projeto em campo, além de testes, resultados e medições através de osciloscópio.

4 RESULTADOS

No capítulo anterior, foi apresentado o projeto do sistema sem fio e automação, sendo assim, neste capítulo será exposto o seu protótipo e a validação do funcionamento.

Para tanto, será apresentado o protótipo do sistema, exibindo as placas de transmissão, de recepção e seus módulos de automação, e em seguida, serão feitas as medições no osciloscópio nos principais pontos dos circuitos, a fim de certificar o funcionamento do produto e validar os resultados que foram analisados no projeto.

4.1 MÓDULO TRANSMISSOR

Conforme indicado no projeto de interface no capitulo 3, abaixo é apresentado o protótipo do controle transmissor:

Figura 60–Protótipo módulo transmissor

Fonte: Elaborado pelo autor

Para validação de funcionamento do controle transmissor, será medida no osciloscópio o sinal de saída no pino que liga o circuito RF, abaixo é apresentado sinal codificado de transmissão:

Figura 61–Sinal de saída do controle transmissor

Fonte: Elaborado pelo autor

Conforme apresentado na Figura 61, pode-se verificar o sinal codificado de transmissão, nele identifica-se o mesmo padrão de transmissão apresentado no subcapítulo 3.2.2.3, sendo mostrado em aproximadamente 11ms o sinal nível baixo, representando o código piloto, e posteriormente a sequência de 28 bits.

Portanto verifica-se a validação do módulo de transmissão, pois o mesmo apresenta seu sinal codificado para transmissão.

4.2 MÓDULO RECEPTOR

De acordo com a sequência de funcionamento, será examinado o módulo de recepção.

Segue abaixo seu protótipo:

Figura 62–Protótipo módulo receptor

Posterior ao teste de funcionamento do módulo transmissor, em que verifica-se a mensagem codificada a ser enviada, espera-se a mesma mensagem na chegada do receptor, assim é feita a medida de sinal com o osciloscópio, no pino RD7 do microcontrolador ou pino D0 do decodificador MICRF010, conforme é apresentado abaixo:

Figura 63 – Sinal de saída RF na recepção

Fonte: Elaborado pelo autor

Assim, na Figura 63 é exibida a mesma mensagem codificada, que foi enviada pelo transmissor, portanto valida-se o funcionamento do receptor.

O teste de funcionamento e medidas no osciloscópio foram feitas a uma distância de 10 cm do transmissor, para grandes distâncias foram encontradas dificuldades de medição, devido a visualização no osciloscópio, portanto foram realizados apenas testes de funcionamento do protótipo, e constatou-se alcance de 50 metros com obstáculo e 100 metros em campo aberto.

4.2.1 Saída RS-485

Foi evidenciado na avaliação anterior, que no módulo receptor o sinal RF atende as necessidades do projeto, no entanto é necessário verificar a qualidade do sinal no barramento RS-485.

Figura 64–Sinal RS-485

Fonte: Elaborado pelo autor

Analisando Figura 64 e conforme evidenciado no subcapítulo 3.3.3, o funcionamento do RS-485 é valido, de acordo com os valores obtidos no osciloscópio, ou seja, constata-se que no canal de comunicação entre o módulo de recepção e as placas de automação é Half duplex e funciona em modo diferencial.

4.3 PLACAS DE AUTOMAÇÃO

Segue abaixo o sistema completo de transmissor, recepção e automação.

Figura 65– Sistema sem fio de automação

Fonte: Elaborado pelo autor

No sistema da Figura 65 são apresentados os módulos de automação câmera, relé,

Para as placas de automação foi verificada a recepção de sinal elétrico RS-485, e o resultado é o mesmo apresentado pela Figura 64.

Portanto o único módulo que será apresentado seu resultado é o PWM, para assim certificar se a sua modulação corresponde com o apresentado na fundamentação do subcapítulo 2.2.1.2.

Figura 66–Sinal PWM (25, 50, 75 e 100% )

Fonte: Elaborado pelo autor

Assim conforme demonstrado na Figura 66, verifica-se que a medição feita no módulo PWM, atende e valida o funcionamento do mesmo.

5 CONCLUSÃO

Este trabalho traz como objetivo principal o desenvolvimento de um sistema sem fio que faça o controle da iluminação e câmera, criando assim facilidades, conforto e segurança na vida doméstica do ser humano.

Partindo desta premissa, buscou especificadamente realizar um estudo de transmissão e recepção do sinal RF, modulação e demodulação para maior entendimento do tratamento do sinal. Após este estudo, foi feita uma busca pelo microcontrolador que pudesse ser utilizado neste projeto, e assim, desenvolver o projeto de harware do controle remoto, receptor e placas de automação, posteriormente foi projetado os firmwares que são responsáveis na comunicação de todo o sistema, finalizando com a montagem do protótipo e testes de funcionamento através de medições.

Para atingir os objetivos descritos acima, o trabalho apresentou uma estrutura que pudesse ser estudada e compreendida por técnicos, alunos ou professores de áreas afins. Assim o trabalho é estruturado com: Introdução, Fundamentação Teórica, Desenvolvimento, Resultados e Conclusão.

No capítulo de Introdução foram estabelecidos os objetivos que se pretendia atingir, apresentando a idéia geral do sistema, através do diagrama funcional, elucidando-se os principais itens do sistema.

Posteriormente no capítulo de Fundamentação Teórica criou-se um embasamento acerca dos principais itens e tecnologia apresentados do sistema projetado, desta maneira foram feitos estudos no funcionamento e estrutura de microcontroladores, que estabelecem funcionamento do sistema, na comunicação do sinal sem fio, através do estudo de antenas e modulação, além dos conceitos de CFTV, câmera e protocolo Pelco D.

Após isso, no capítulo de Desenvolvimento, detalha-se cada bloco apresentado no digrama funcional exibido no capitulo de introdução, explana-se a estrutura de cada módulo através de diagrama de blocos.

Para o dimensionamento de hardware dos módulos, foram feitas pesquisas nos

datasheets de diversos fabricantes, assim são apresentados alguns layouts de circuitos e

dimensionamento de componentes, posteriormente utiliza-se destas informações para a implementação do projeto.

A seguir explana-se o funcionamento sequencialmente, apresentando o projeto e dimensionamento do hardware e seus circuitos integrantes, além dos firmwares de cada módulo, e a conexão e integração de cada módulo no sistema.

Posteriormente com o projeto em mãos, prepara-se o protótipo do sistema, no entanto na execução deste verifica-se difuldades em sua montagem devido aos componentes e materiais que se encontravam disponíveis para o protótipo.

Após superar a dificuldade na montagem do protótipo e testar a continuidade dos circuitos, gravam-se nos microcontroladores de cada módulo os firmwares responsáveis pela comunicação sistema, assim foram verificados alguns parâmetros e variáveis que precisaram de calibração e reajuste, além de correções na síntaxe do programa, para garantir o funcionamento do sistema.

Finalizada a montagem do protótipo, ao ligar o sistema, averigua-se o êxito no funcionamento, portanto apresenta-se o capítulo Resultados, onde foi apresentado o protótipo do sistema, e foi possível verificar a eficiência e validação do sistema através de medidas de sinal em cada módulo.

Nos teste realizados buscou-se primeiramente verificar se o sinal codificado do transmissor atendia as especificações de programação no firmware, e assim, através do osciloscópio foi feito uma medição no pino que liga o circuito RF.

A fim de verificar a eficiência do sistema transmissão e recepção foi feita a verificação de sinal no transmissor e receptor, para constatar se houve perdas significativas, buscando obter a mesma mensagem da transmissão.

Foram realizados testes em campo aberto para a comunicação sem fio e constatou- se alcance de 100 metros, e 50 metros quando há obstrução e obstáculos, assim através dos testes realizados pode-se comprovar que o sistema funciona corretamente, apresentando eficiência no sistema sem fio.

Posteriormente foram feitas as verificações na comunicação da placa de recepção com as placas de automação, sendo feitas nos dois canais do barramento RS-485, constatando o funcionamento diferencial da comunicação com as placas de automação, sendo recebido o mesmo sinal elétrico nos dois extremos, tanto na placa de automação, quanto no receptor.

Por fim, foram realizadas avaliações no módulo PWM, assim foram feitos comandos com a luminária ligada com potência entregue nos percentuais de 0%, 25%, 50%, 75% e 100%, portanto através dos resultados no osciloscópio pode-se comprovar que o funcionamento da modulação foi concretizado satisfatoriamente.

As maiores dificuldades encontradas neste trabalho foi na programação e funcionamento dos firmwares, por erros de lógica e síntese de programação, além da dificuldade de definir valores de temporização de bits, que só puderam ser definidas empiricamente através de testes de bancada.

Assim, conclui-se, que o sistema sem fio de controle de iluminação e segurança atende o resultado esperado, estando em conformidade com os objetivos estipulados inicialmente e, que este pode ser implementado de maneira segura num ambiente residencial.

Para implementação de trabalhos futuros sugere-se a expansão do sistema projetado, podendo nele interligar um módulo GPRS (Serviço de Rádio de Pacote Geral) para controle remoto em grandes distâncias, trazendo maior mobilidade ao sistema, recomenda-se também a ligação de um módulo Ethernet para controle de carga através de uma interface web, ou outros meios de acesso ao receptor, como é o caso do Bluetooth, podendo ser desenvolvido um aplicativo de controle para smartphone.

No decorrer deste trabalho verificou-se o controle de equipamentos que utilizam infravermelho como meio de comunicação, tendo como opção o controle de TV e Ar condicionado, através da confecção de um módulo infravermelho.

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