3.3 EQUIPAMENTO DESENVOLVIDO
3.3.1 Ensaio da constante W
Para realizar o ensaio da constante W foi necess ´ario dirigir-se at ´e a mec ˆanica Cargoeste, localizada em S ˜ao Lourenc¸o do Oeste, devido `a experi ˆencia da empresa no ramo de manutenc¸ ˜ao de cronotac ´ografos. No local um ve´ıculo foi colocado a disposic¸ ˜ao para iniciar os testes do equipamento. O ve´ıculo utilizado para o en- saio, apresentava o cronotac ´ografo devidamente aferido e obtinha o certificado de autorizac¸ ˜ao do Inmetro.
Figura 32: Certificado de aferic¸ ˜ao. Fonte: Autoria pr ´opria, 2016
3.3 Equipamento Desenvolvido 50 A primeira etapa do teste constituiu-se na elaborac¸ ˜ao do ensaio da pista de 20 metros, com o intuito de verificar a constante obtida e declarada na autorizac¸ ˜ao emitida pelo Inmetro. Para Utilizando uma trena m ´etrica definiu-se uma pista de 20 metros. Essa dist ˆancia foi demarcada por cones, como ´e ilustrada na Figura 33(b) . Em seguida posicionou-se o ve´ıculo alinhado com a primeira marcac¸ ˜ao e foi aco- plado ao cronotac ´ografo um equipamento, certificado pelo Inmetro, para a obtenc¸ ˜ao da constante W do ve´ıculo. Como aquele mostrado na Figura 17(a).
(a) Ponto inicial. (b) Pista de 20 metros.
(c) Conex ˜ao do equipamento. (d) Equipamento em operac¸ ˜ao. Figura 33: Pista de ensaio reduzida de 20 metros.
Fonte: Autoria pr ´opria, 2017.
Ap ´os percorrer os 20 metros e atrav ´es de (2) incorporada internamente no equipamento, foi obtido a constante desejada. Em seguida, o ve´ıculo foi posici- onado novamente no seu posto inicial e foi repetido o ensaio,por ´em desta vez, utili- zando o equipamento desenvolvido, com a finalidade de comparar os dois sistemas de aquisic¸ ˜ao de pulsos para a pista de 20 metros.
A segunda etapa do ensaio constituiu-se exclusivamente no teste do equi- pamento desenvolvido. Para a obtenc¸ ˜ao da constante W nessa etapa, utilizou-se uma pista de 150 metros, configurada pelo GPS. O equipamento foi conectado no crono- tac ´ografo como ´e ilustrado na Figura 33(c). A definic¸ ˜ao da pista de 150 metros foi
3.3 Equipamento Desenvolvido 51 determinada pela dist ˆancia plana da pista na regi ˜ao dos testes.
O equipamento desenvolvido possui a configurac¸ ˜ao pr ´e determinada de 3 tamanhos de pista que s ˜ao elas; 200, 300 e 500 metros. Para o primeiro ensaio optou- se em levantar a constante W na dist ˆancia de 200 metros; programada no microcon- trolador. Ap ´os percorrer o trajeto com o equipamento conectado no cronotac ´ografo, o sistema desenvolvido identifica automaticamente a quantidade de pulsos enviados na dist ˆancia configurada. Utilizando (2) e a Tabela 3 , implementada no microcontrolador, foi poss´ıvel obter a constante W e por meio de um display verificar as chaves a se- rem calibradas no final do percurso. A Figura 34 ilustra a sequ ˆencia de informac¸ ˜oes indicadas pelo Display.
(a) Tela inicial. (b) Indicac¸ ˜ao dos pulsos.
(c) Indicac¸ ˜ao da constante K. (d) Indicac¸ ˜ao das chaves. Figura 34: Pista de ensaio reduzida de 20 metros.
Fonte: Autoria pr ´opria, 2017.
A terceira etapa constitui-se da retirada dos lacres do cronotac ´ografo para obter o acesso as micro-chaves. Utilizando uma chave pontiaguda foi poss´ıvel realizar as atualizac¸ ˜oes.
A quarta e ´ultima etapa do ensaio constituiu-se na demarcac¸ ˜ao de uma pista de 5 mil metros. Que foi mensurada utilizando o hod ˆometro de outros dois ve´ıculos calibrados, com a finalidade de se obter uma precis ˜ao maior da dist ˆancia percorrida. Em seguida, com o ve´ıculo de ensaio o trajeto foi percorrido e verificado o valor indicado no hod ˆometro do cronotac ´ografo. A quarta etapa teve como prop ´osito verificar a precis ˜ao da marcac¸ ˜ao comparada com os demais ve´ıculos j ´a calibrados.
3.3 Equipamento Desenvolvido 52
(a) microchaves lacradas. (b) retirada do lacre. Figura 35: Atualizac¸ ˜ao das microchaves.
Fonte: Autoria pr ´opria, 2017.
Ao final da sequ ˆencia de teste, o ensaio repetiu-se quatro vezes para ana- lisar a confiabilidade do equipamento de aferic¸ ˜ao desenvolvido.
53
4 RESULTADOS
Os m ´etodos atualmente utilizados no processo de ajuste da constante K do cronotac ´ografo s ˜ao considerados precisos e eficazes. O m ´etodo do banco de rolos e da pista de 20 metros, s ˜ao ferramentas empregadas por autorizados do Inmetro, para realizar os ensaios definidos anteriormente. O procedimento descrito nesse presente trabalho teve como objetivo oferecer uma nova metodologia no sistema de obtenc¸ ˜ao da constante W dos ve´ıculos.
A partir dos ensaios realizados foram obtidos os dados referentes a quanti- dade de pulsos enviados pelo sensor nas dist ˆancias previamentes configuradas, al ´em da dist ˆancia registrada pelo equipamento de GPS. Todos os resultados foram obtidos por meio de ensaios realizados no mesmo local e em condic¸ ˜oes clim ´aticas que favo- receram o sincronismo do dispositivo de GPS. Para o ensaio utilizando o GPS foram adotados os seguintes requisitos:
• - Pista plana (sem aclive e declive) ; • - Pista reta (sem sinuosidade); • - Velocidade constante do ve´ıculo;
• - Condic¸ ˜oes atmosf ´ericas prop´ıcias para o sincronismo do GPS; • - Dimensionamento da pista(Ponto Inicial - Ponto Final);
Para o ensaio da pista de 20 metros, utilizando o equipamento certificado pelo Inmetro, foi obtido uma constante K de 14087; que comprovou a veracidade do par ˆametro assinalado no certificado. A constante K obtida com o equipamento desenvolvido se equiparou com a anterior, visto que para a obtenc¸ ˜ao dos par ˆametros n ˜ao utilizou-se o dispositivo de GPS.
Para o ensaio da pista de 200 metros, foi utilizado o mesmo ve´ıculo anteri- ormente aferido pelo Inmetro, com uma constante K assinalada no cronotac ´ografo e na autorizac¸ ˜ao de 14087, como ´e identificado na Tabela 4. A primeira amostra obtida no ensaio da pista de 200 metros identificou uma constante K de 13700, de acordo com a Tabela 4, a variac¸ ˜ao dos pulsos ficaram no intervalo de 13655 `a 13743, dessa
4 Resultados 54
Tabela 4: Ensaio pista de 200 metros
Pista 200 metros Chaves K=14087(Inmetro) Dist ˆancia GPS[m] 1aamostra K(13655 − 13743) 1-4-5-8 13700 205, 64 2aamostra K(13655 − 13743) 1-4-5-8 13700 204, 90
3aamostra K(14307 − 14404) 2-5-8 14355 195, 27
4aamostra K(13744 − 13834) 4-5-8 13790 196, 21
5aamostra K(13566 − 13654) 2-4-5-8 13610 192, 99
Tabela 5: Ensaio pista de 200 metros [erro]
Pista de 200 metros Diferenc¸a(Kobtido− 14087) Erro (%)
1aamostra K(13655 − 13743) 387 2, 74
2aamostra K(13655 − 13743) 387 2, 74
3aamostra K(14307 − 14404) 268 1, 90
4aamostra K(13744 − 13834) 297 2, 11
5aamostra K(13566 − 13654) 477 3, 38
forma a indicac¸ ˜ao no display das chaves a serem modificadas s ˜ao identificadas como 1-4-5-8.
Nos cincos ensaios realizados, apenas as duas primeiras amostras apre- sentaram a repetibilidade dos dados, por ´em essa e as demais se distanciaram do valor aferido pelo Inmetro como ´e identificado na Tabela 5.
Partida
Chegada
Figura 36: Pista de ensaio de 200 metros. Fonte: Autoria pr ´opria,2017.
4 Resultados 55 O maior erro registrado nesse ensaio foi de 3,38% e o menor erro foi de 1,90%, considerando que o Inmetro admite um erro m ´aximo de 1% no momento da aferic¸ ˜ao, o sistema num primeiro momento n ˜ao estabeleceu a condic¸ ˜ao necess ´aria para realizar uma aferic¸ ˜ao precisa e eficaz.
No ensaio da pista de 300 metros foram obtidos os seguintes resultados;
Tabela 6: Ensaio pista de 300 metros
Pista 300 metros Chaves K=14087(Inmetro) Dist ˆancia GPS[m] 1aamostra K(13835 − 13926) 1-2-3-5-8 13880 303, 56
2aamostra K(13655 − 13743) 1-4-5-8 13699 307, 40
3aamostra K(13927 − 14019) 2-3-5-8 13973 302, 49
4aamostra K(14210 − 14306) 1-2-5-8 14258 295, 46
5aamostra K(14114 − 14209) 3-5-8 14161 298, 01
Tabela 7: Ensaio pista de 300 metros [erro]
Pista de 300 metros Diferenc¸a(Kobtido− 14087) Erro (%)
1a amostra K(13835 − 13926) 207 1, 47 2a amostra K(13655 − 13743) 388 2, 75 3a amostra K(13927 − 14019) 114 0, 80 4a amostra K(14210 − 14306) 171 1, 21 5a amostra K(14114 − 14209) 74 0, 52
Partida
Chegada
Figura 37: Pista de ensaio de 300 metros. Fonte: Autoria pr ´opria, 2017.
4 Resultados 56 Na pista de 300 metros foi poss´ıvel verificar que o erro m ´aximo foi de 2,61% e o erro m´ınimo de 0,67%. Entre as 5 amostras obtidas nesse ensaio, apenas duas respeitaram os par ˆametros determinados pelo Inmetro. A Figura 37 ilustra a pista de ensaio obtida pelo GPS na pista de 300 metros;
No ensaio da pista de 500 metros foram obtidos os seguintes dados:
Tabela 8: Ensaio pista de 500 metros
Pista 500 metros Chaves K=14087(Inmetro) Dist ˆancia GPS[m]
1aamostra K(14114 − 14209) 3-5-8 14161 497, 80
2aamostra K(13927 − 14019) 2-3-5-8 13973 505, 21
3aamostra K(13927 − 14019) 2-3-5-8 13973 502, 38
4aamostra K(14114 − 14209) 3-5-8 14161 497, 05
5aamostra K(14114 − 14209) 3-5-8 14161 495, 98
Tabela 9: Ensaio pista de 500 metros [erro]
Pista de 500 metros Diferenc¸a(Kobtido− 14087) Erro (%)
1a amostra K(14114 − 14209) 74 0, 52 2a amostra K(13927 − 14019) 114 0, 81 3a amostra K(13927 − 14019) 114 0, 81 4a amostra K(14114 − 14209) 74 0, 52 5a amostra K(14114 − 14209) 74 0, 52
Partida
Chegada
Figura 38: Pista de ensaio de 500 metros. Fonte: Autoria pr ´opria, 2017.
4 Resultados 57 No ´ultimo ensaio realizado, foi poss´ıvel observar que a diferenc¸a entre o valor de K obtido, e o valor estabelecido no certificado, se intercalou entre o valor de 74e 114, par ˆametros esses, dentro do intervalo estabelecido pelo Inmetro. Em termos de percentual, os valores ficaram na margem ±0, 81% do valor estipulado pelo ´org ˜ao regulamentador. Os resultados da ´ultima parte do ensaio, n ˜ao foram contabilizados em formas de tabela, devido a precis ˜ao do hod ˆometro do ve´ıculo registrar passos de atualizac¸ ˜ao a cada 100 metros, no entanto, foi poss´ıvel mensurar a calibrac¸ ˜ao apenas utilizando os valores obtidos de K.
De um modo geral, ao comparar as tr ˆes pistas de ensaios, houve uma diferenc¸a significativa na margem de erro estabelecida em cada parte. A principal fonte de erro do sistema desenvolvimento, definitivamente foi a precis ˜ao do componente de GPS escolhido para a elaborac¸ ˜ao do projeto.
A metodologia inicial de dimensionar a pista utilizando essa ferramenta de medic¸ ˜ao acarretou erros que foram acumulados a cada atualizac¸ ˜ao de informac¸ ˜ao. Com o intuito de minimizar a discrep ˆancia dos valores obtidos, foi necess ´ario estabe- lecer requisitos para realizar os ensaios.
Verificando as tabelas de resultado pode-se afirmar que o aumento da pista de ensaio colaborou no aumento da efic ´acia do equipamento desenvolvido. Os resul- tados foram obtidos em pistas planas e em sua grande parte formada por retas, o que trouxeram mais confiabilidade nos dados obtidos. O equipamento estava configurado para operar com dados de latitude e longitude apenas, ou seja, a justificativa de rea- lizar os testes em lugares planos foi estabelecido pelo fato de n ˜ao se trabalhar com valores de altitude, devido a precis ˜ao do GPS n ˜ao fornecer uma informac¸ ˜ao confi ´avel quanto a isso.
58 5 CONCLUS ˜AO
O cronotac ´ografo ´e um dispositivo essencial na fiscalizac¸ ˜ao de velocidade dos ve´ıculos, e ´e tamb ´em, o grande respons ´avel pelo registro das informac¸ ˜oes de vi- agem. A utilizac¸ ˜ao do equipamento ´e obrigat ´oria em todo o territ ´orio nacional para ve´ıculos com peso bruto superior a 4536 kg e para ve´ıculos com 10 passageiros ou mais. Por ser um equipamento de fiscalizac¸ ˜ao e registro de informac¸ ˜oes, ´e necess ´ario realizar uma aferic¸ ˜ao no dispositivo. A cada 2 anos o cronotac ´ografo ´e obrigado a reali- zar os testes necess ´arios para a calibrac¸ ˜ao e validac¸ ˜ao do equipamento, dessa forma, os m ´etodos apresentados nesse trabalho s ˜ao utilizados no momento dos ensaios para aferic¸ ˜ao.
Dentre as etapas de aferic¸ ˜ao do dispositivo, o ensaio da constante K se faz necess ´ario para o correto sincronismo de velocidade do dispositivo com o ve´ıculo. Por meio desta, ´e poss´ıvel realizar os ajustes necess ´arios para obter um registro de velocidade e dist ˆancia percorrida, mais pr ´oximo da realidade. O m ´etodo da pista de 20 metros ´e um ensaio confi ´avel para obtenc¸ ˜ao do par ˆametro K. Assim como, a utilizac¸ ˜ao do banco de rolos, para verificar o par ˆametro estabelecido previamente ; s ˜ao os prin- cipais m ´etodos de aferic¸ ˜ao.
O m ´etodo desenvolvido nesse trabalho, consistiu-se numa nova metodolo- gia para aquisic¸ ˜ao do par ˆametro W do ve´ıculo, e consequentemente a constante K. Em nenhum momento o intuito desse desenvolvimento teve como objetivo desqualifi- car os m ´etodos atuais de aferic¸ ˜ao, sen ˜ao, apresentar uma nova t ´ecnica de ensaio.
Diante dos resultados obtidos durante os ensaios realizados, foi poss´ıvel concluir que a t ´ecnica utilizada para a determinac¸ ˜ao da calibrac¸ ˜ao das micro-chaves; utilizando um dispositivo de GPS como refer ˆencia de dist ˆancia, se mostrou confi ´avel dentro de uma margem de erro de aproximadamente 0, 81%, considerando as condic¸ ˜oes de ensaios estabelecidas previamente. Ao compararmos as 3 pistas utilizadas, verificou- se que o aumento do trajeto influenciou significativamente nos valores obtidos.
Os valores do par ˆametro K para a pista de 500 metros ficaram dentro do estabelecidos, por ´em, os resultados foram obtidos em condic¸ ˜oes favor ´aveis, e que n ˜ao mostrou a repetibilidade para situac¸ ˜oes adversas. Deste modo, ao utilizar o disposi- tivo desenvolvido como ferramenta para a calibrac¸ ˜ao do cronotac ´ografo eletr ˆonico EC
5 Conclus ˜ao 59 1318, ´e necess ´ario seguir as recomendac¸ ˜oes estabelecidas. O dispositivo de GPS foi o principal componente do equipamento desenvolvido, por meio dele foi poss´ıvel mensurar a dist ˆancia percorrida para realizar a associac¸ ˜ao pulsos por quil ˆometros. Sendo assim, a principal fonte de imprecis ˜ao do equipamento desenvolvido, embora os ensaios realizados terem acontecidos em condic¸ ˜oes clim ´aticas que favoreceram a conex ˜ao do dispositivo de GPS com os sat ´elites.
Uma desvantagem observada ao t ´ermino do trabalho em relac¸ ˜ao aos m ´etodos atualmente utilizados, ´e justamente o fato da instabilidade do sistema desenvolvido, em condic¸ ˜oes adversas de clima, uma vez que, os ensaios devem ser realizados em trechos de rodovias, ao inv ´es de estabelecimentos fechados, como ´e o caso do banco de rolos. Por ´em, uma grande vantagem da nova metodologia proposta, ´e o custo be- nef´ıcio em relac¸ ˜ao `as t ´ecnicas atuais, uma vez que, o gasto para o desenvolvimento do dispositivo n ˜ao ultrapassou R$250, 00, valor esse, muito inferior ao estimado atu- almente, para implementar toda a estrutura necess ´aria na incorporac¸ ˜ao do banco de rolos.
O equipamento desenvolvido se tornou um prot ´otipo para uma nova t ´ecnica de obtenc¸ ˜ao da constante W do ve´ıculos. Incorpora-lo como um produto final nunca foi o objetivo desse desenvolvimento, visto que, sistemas de seguranc¸a e protec¸ ˜ao dos circuito projetados, devem atender os princ´ıpios legais, ao serem distribu´ıdos e comercializados como equipamentos. Al ´em de atender normas t ´ecnicas para entrar em operac¸ ˜ao. Talvez, um estudo mais aprofundado dentro de pouco tempo, possa ser realizado com o intuito de desenvolver um equipamento com caracter´ısticas mais avanc¸adas e com componentes de maior precis ˜ao, resultando assim num projeto de um produto acabado.
Porventura, na continuac¸ ˜ao deste trabalho podem ser estudados e propos- tos sistemas que incluam declives e aclives em linhas retas, para verificar a precis ˜ao do sistema de GPS na aferic¸ ˜ao do cronotac ´ografo. Assim como, estudar a influ ˆencia das curvas no aferimento do dispositivo, visto que, os resultados obtidos foram satis- fat ´orios apenas para as condic¸ ˜oes estabelecidas.
Por fim, os procedimentos estabelecidos foram satisfat ´orios como um meio de entender o processo de aferic¸ ˜ao, de um dispositivo em tal grau de import ˆancia como o cronotac ´ografo. Desenvolver um equipamento capaz de fazer parte do procedimento de calibrac¸ ˜ao, tornou a natureza desse trabalho um tanto pr ´atica, j ´a que, a aplicac¸ ˜ao da teoria na resoluc¸ ˜ao de uma situac¸ ˜ao, resultou numa implementac¸ ˜ao palp ´avel.
60
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