Sistema de indicação de ajuste da constante K do cronotacógrafo eletrônico 1318

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UNIVERSIDADE TECNOL ÓGICA FEDERAL DO PARAN Á DEPARTAMENTO ACAD ÊMICO DE EL ÉTRICA

CURSO DE ENGENHARIA EL ´ETRICA

WILLYAN WEISS ILHA DOS SANTOS

SISTEMA DE INDICAC

¸ ˜

AO DE AJUSTE DA CONSTANTE

K DO CRONOTAC ´

OGRAFO ELETR ˆ

ONICO 1318

TRABALHO DE CONCLUS ˜AO DE CURSO

PATO BRANCO 2017

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WILLYAN WEISS ILHA DOS SANTOS

SISTEMA DE INDICAC

¸ ˜

AO DE AJUSTE DA CONSTANTE

K DO CRONOTAC ´

OGRAFO ELETR ˆ

ONICO 1318

Trabalho de Conclus ão de Curso de graduaç ão, apresentado à disciplina de Trabalho de Conclus ão de Curso 2, do Curso de Engenharia El étrica do Departa-mento Acad êmico de El étrica - DAELE - da Universidade Tecnol ógica Federal do Pa-ran á - UTFPR, C âmpus Pato BPa-ranco, como requisito parcial para obtenç ão do t´ıtulo de Engenheiro Eletricista.

Orientador: Prof. Dr. Jorge Luis Roel Ortiz

PATO BRANCO 2017

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TERMO DE APROVAC¸ ˜AO

O Trabalho de Conclus ão de Curso intitulado SISTEMA DE INDICAÇ ÃO DE AJUSTE DA CONSTANTE K DO CRONOTAC ÓGRAFO ELETR ÔNICO 1318 do acad êmico Willyan Weiss Ilha dos Santos foi considerado APROVADO de acordo com a ata da banca examinadoraN◦ 123 de 2017.

Fizeram parte da banca examinadora os professores:

Prof. Dr. Jorge Luis Roel Ortiz

Prof. Dr. C ´esar Rafael Claure Torrico

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Dedico esta, a todos que estiveram presentes nessa minha caminhada. Em especial minha m ãe K átia, que nunca me-diu esforços para me dar a melhor educaç ão poss´ıvel. Ao meu pai Arvi Paulo, por ter me apoiado esse tempo todo sem nunca hesitar. Ao meu irm ão Welerson e minha linda namorada Caroline, que em nenhum momento me deixa-ram desanimar com as dificuldades encontradas. E por fim, um reconhecimento e uma admiraç ão muito grande, ao meu professor orientador, Jorge Luis Roel Ortiz.

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Nunca ´e tarde demais para ser aquilo que sempre desejou ser.

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AGRADECIMENTOS

Agradeço a todos os professores, que de uma maneira ou outra, colabora-ram para meus conhecimentos durante toda a trajet ória acad êmica. Agradeço a cada um que se disp ôs em me auxiliar em cada etapa desse trabalho. Um agradecimento especial para toda a equipe da mec ânica Cargoeste e do posto autorizado do Inmetro, RTC Peças e Serviços, que se dispuseram a tirar todas as d úvidas pertinentes, para o desenvolvimento da monografia.

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RESUMO

DOS SANTOS ILHA, Willyan Weiss. Sistema de indicaç ão de ajuste da constante K do cronotac ógrafo eletr ônico EC 1318. 2017 64f. Monografia(Graduaç ão em Engenharia El étrica)- Departamento Acad êmico de El étrica, Universidade Tecnol ógica Federal do Paran á, Pato Branco,2017.

O cronotac ógrafo é um dispositivo utilizado para registrar informaç ões de viagem dos ve´ıculos. Entre essas informaç ões é poss´ıvel destacar velocidade instant ânea, veloci-dade m édia, dist ância percorrida, tempo de viagem, entre outros dados do ve´ıculo. Por ser um equipamento de import ância fundamental na fiscalizaç ão de frotas, a verificaç ão do dispositivo se torna essencial na hora de manter o ve´ıculo regulari-zado. O Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e tecnologia(Inmetro) estipula um intervalo de verificaç ão de 2 anos, a fim de certificar que o ve´ıculo e o cronotac ógrafos estejam devidamente calibrados. A constante K é o par âmetro utilizado para efetuar o sincronismo do dispositivo com o ve´ıculo. Essa constante carrega a informaç ão da quantidade de pulsos que o sensor de velocidade envia para o cronotac ógrafo, na dist ância de 1000 metros. Dessa forma, esse trabalho teve como prop ósito apresen-tar uma nova metodologia para obter a constante K do cronotrac ógrafo eletr ônico EC 1318. Partindo do princ´ıpio de funcionamento do dispositivo at é seus m étodos de aferiç ão, com o intuito de desenvolver um equipamento capaz de adquirir o par âmetro desejado, utilizando um dispositivo de posiç ão global(GPS). O m étodo de utilizar o dispositivo de GPS como refer ência de dist ância, se mostrou eficaz dentro dos requi-sitos estabelecidos para realizar os ensaios. A utilizaç ão do sistema proposto tornou o equipamento desenvolvido um artificio, no momento de se obter a constante k. Dentre os v ários ensaios realizados os melhores resultados obtidos permaneceram na mar-gem de erro admiss´ıvel pelo Inmetro, marmar-gem essa de 1%. Com isso a metodologia proposta satisfez o objetivo principal de obter a constante K.

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ABSTRACT

Dos Santos Ilha, Willyan Weiss. System of adjustment indication of constant K of electronic tachograph EC 1318. 2017 64f. Monograph(Electrical Engineering Un-dergraduate) Academic Department of Electrical Engineering, Federal Technological University of Parana, Pato Branco 2017.

The tachograph is a device used to register vehicle travel information. Out of all in-formation available about the vehicle, it is possible to highlight, instant velocity, mean velocity, distance travelled and travel time. For being a device of fundamental impor-tance in fleet inspection, the verification of the device becomes essential when it comes to keeping the vehicle regularized. The National Institute of Metrology, Standardization and Industrial Quality (Inmetro) sets a 2 year inspection interval, in order to certify that the vehicle and the tachograph are properly calibrated. The constant K is the parameter used to conduct the synchrony between the vehicle and the device. This constants holds the data about the pulse quantity, that the velocity sensor sends to the tachograph, in the distance of 1000 meters. Currently, the method used to obtain the parameter K is through the use of a 20 meter track. Therefore, as this project pro-gresses, a new methodology will be presented in order to obtain the constant K of the electronic tachograph EC 1318.Starting from the operation principles of the device until its gauging methods, with the intent of developing an equipment capable of acquiring the desired parameter, using a global positioning device (GPS). The method of using the GPS device as a reference for the distance, was shown to be effective within the established requirements to conduct the tests. The use of the proposed system turned the equipment developed an artifice, at the moment of obtaining the constant k. Among the several tests performed the best results obtained remained within the permissible margin of error by Inmetro. A margin of 1%. Hence the proposed methodology satisfies the main goal of obtaining the constant K

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Cronotac ´ografo Eletr ˆonico 1318 . . . 13

Figura 2: Cronotac ´ografo Eletr ˆonico-digital 1318 . . . 13

Figura 3: Componentes do cronotac ´ografo EC 1318. . . 18

Figura 4: Disco Diagrama. . . 19

Figura 5: Esquem ´atico do sensor indutivo. . . 20

Figura 6: Topologias do sensor indutivo PNP e NPN. . . 20

Figura 7: M ´etodo de ensaio utilizado para obter a constante W. . . 22

Figura 8: Pista de 20 metros. . . 23

Figura 9: Banco de rolos. . . 24

Figura 10: Sistema de Posic¸ ˜ao Global. . . 26

Figura 11: Constelaç ão de Sat élites . . . 27

Figura 12: Estac¸ ˜oes Terrestres . . . 28

Figura 13: Representaç ão da posiç ão de um ponto P no plano cartesiano. 29 Figura 14: Receptor GPS NEO-6MV2 . . . 31

Figura 15: Kit microcontrolador Stellaris. . . 34

Figura 16: Empresas parceiras. . . 35

Figura 17: Equipamentos utilizados para aferir a constante K. . . 36

Figura 18: Ensaio do banco de rolos. . . 37

Figura 19: Lacres emitidos pelo inmetro no cronot ´acografo. . . 38

Figura 20: Localizac¸ ˜ao do sensor no ve´ıculo. . . 39

Figura 21: Ensaio para obter sinal do sensor do ve´ıculo. . . 40

Figura 22: Sinal sensor indutivo. . . 40

Figura 23: Topologias para adequac¸ ˜ao do sinal. . . 41

Figura 24: Circuito para atenuac¸ ˜ao do sinal . . . 43

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Figura 26: Display LCD 16x2. . . 45

Figura 27: Pista de atletismo UTFPR . . . 45

Figura 28: Decodificaç ão sentença NMEA. . . 46

Figura 29: Exemplo de dist ˆancia. . . 47

Figura 30: Equipamento desenvolvido para testes. . . 48

Figura 31: Regulador de tens ˜ao LM7805. . . 49

Figura 32: Certificado de aferic¸ ˜ao. . . 49

Figura 33: Pista de ensaio reduzida de 20 metros. . . 50

Figura 34: Pista de ensaio reduzida de 20 metros. . . 51

Figura 35: Atualizac¸ ˜ao das microchaves. . . 52

Figura 36: Pista de ensaio de 200 metros. . . 54

Figura 37: Pista de ensaio de 300 metros. . . 55

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LISTA DE TABELAS

1 Calibrac¸ ˜ao da Constante K . . . 22

2 Significado da sentenc¸a GPGGA do protocolo NMEA. . . 32

3 Calibrac¸ ˜ao da Constante K . . . 44

4 Ensaio pista de 200 metros . . . 54

5 Ensaio pista de 200 metros [erro] . . . 54

7 Ensaio pista de 300 metros [erro] . . . 55

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SUM ÁRIO 1 INTRODUÇ ÃO . . . 12 1.1 JUSTIFICATIVA DO TRABALHO . . . 14 1.2 OBJETIVO GERAL . . . 14 1.2.1 Objetivos Espec´ıficos . . . 14 2 REVIS ÃO TE ÓRICA . . . 16

2.1 CRONOTAC ´OGRAFO ELETR ˆONICO 1318 . . . 16

2.1.1 CARACTERÍSTICAS DO CRONOTAC ÓGRAFO ELETR ÔNICO 1318 . . . . 16

2.1.1.1 Dispositivo Processador . . . 16 2.1.1.2 Dispositivo registrador . . . 17 2.1.1.3 Dispositivo indicador . . . 17 2.1.1.4 Dispositivos Auxiliares . . . 17 2.1.2 PRINC´ıPIO DE FUNCIONAMENTO . . . 18 2.1.2.1 Disco Diagrama . . . 18 2.1.2.2 Sensor de Velocidade . . . 19

2.2 SISTEMA DE AJUSTE DA CONSTANTE K . . . 20

2.3 LEGISLAÇ ÃO DO CRONOTAC ÓGRAFO . . . 24

2.4 SISTEMA GLOBAL DE POSICIONAMENTO . . . 25

2.4.1 Sistema espacial . . . 26

2.4.2 Segmento de controle . . . 26

2.4.3 Segmento do Usu ´ario . . . 27

2.4.4 C álculo da Posiç ão por Coordenadas . . . 27

2.4.5 C ´alculo da dist ˆancia entre dois pontos . . . 29

2.5 DISPOSITIVO RECEPTOR DE GPS NEO-6MV2 . . . 30

2.5.1 Protocolo NMEA . . . 31

2.5.1.1 Caracter´ısticas das sentenc¸as NMEA . . . 31

2.6 MICROCONTROLADOR STELLARIS LM4F120H5QR . . . 33

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3.1 PROCESSO DE AFERIÇ ÃO DO CRONOTAC ÓGRAFO EC 1318 . . . 36

3.1.1 Teste e selagem do Equipamento . . . 36

3.2 ELABORAÇ ÃO DO EQUIPAMENTO PARA INDICAÇ ÃO DA CONSTANTE K 38 3.2.1 Sensor indutivo do Ve´ıculo . . . 39

3.2.2 Circuito para Aquisic¸ ˜ao do sinal . . . 40

3.2.3 Implementaç ão da Tabela de convers ão W . . . 44

3.2.4 Acoplamento do dispositivo GPS e microcontrolador . . . 44

3.2.5 C ´alculo da dist ˆancia percorrida . . . 46

3.3 EQUIPAMENTO DESENVOLVIDO . . . 47

3.3.1 Ensaio da constante W . . . 49

4 RESULTADOS . . . 53

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12 1 INTRODUC¸ ˜AO

O cronotac ógrafo é um equipamento utilizado para registrar os dados de viagem de ve´ıculos. No Brasil, de acordo com o C ódigo de Tr ânsito Brasileiro(CIVIL, 1997), ve´ıculos de carga com peso bruto acima de 4.536 quilogramas, assim como ve´ıculos com 10 passageiros ou mais, s ão obrigados a utilizar o dispositivo. Os pri-meiros cronotac ógrafos utilizados para a fiscalizaç ão de frota foram empregados em trens(INMETRO, 2017). Seu criador, Max Maria von Weber, ficou mundialmente conhe-cido pelo seu m étodo de controle e fiscalizaç ão, criado no s éculo XIX, ser aplicado atualmente em ve´ıculos(INMETRO, 2017).

´

E poss´ıvel encontrar tr ês tecnologias de cronotac ógrafos:mec ânicos,eletr ô-nicos e os eletr ôô-nicos-digitais. O cronotac ógrafo mec ânico foi o primeiro a ser comer-cializado no Brasil, e ainda est á presente em quase toda a frota de ve´ıculos antigos, por ém atualmente é produzido apenas pelo mercado de reposiç ão. Sua caracter´ıstica mec ânica est á relacionada à utilizaç ão de um cabo mec ânico para identificaç ão da velocidade do ve´ıculo (MOPPBRASIL, 2012).

Atualmente, o cronotac ógrafo eletr ônico é o mais utilizado. Estima-se que 90% dos ve´ıculos de carga e passageiros utilizam esse tipo de equipamento devido a sua praticidade e confiabilidade quando comparado com o mec ânico, e o preço, quando comparado com o digital(TREVISAN, 2016). A substituiç ão do cabo mec ânico

por sinais el étricos é a principal diferença entre o equipamento mec ânico e os outros dois(MOPPBRASIL, 2012) . O dispositivo eletr ônico-digital é a evoluç ão dos anterio-res,pois cont ém diversas funç ões e aplicaç ões, mas seu elevado custo é uma das raz ões pelas quais as concessionarias t êm optado pelo modelo eletr ônico, o mais uti-lizado pelas montadoras e pelo mercado de reposiç ão(TREVISAN, 2016).

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1 introduc¸ ˜ao 13

Figura 1: Cronotac ´ografo Eletr ˆonico 1318 Fonte: taconews (2005b)

Figura 2: Cronotac ´ografo Eletr ˆ onico-digital 1318

Fonte: taconews (2005a)

A Figura 2 ilustra o modelo de cronotacografo eletr ˆonico-digital, o MTCO 1390.

Para que o cronotac ógrafo seja capaz de registrar os dados de velocidade instant ânea e m édia, dist ância percorrida, tempo de viagem, entre outros dados, é necess ário realizar à leitura do sinal emitido pelo sensor de velocidade, instalado na sa´ıda da caixa de c âmbio. Esse sensor capta a velocidade rotacional do eixo e a en-via, atrav és de pulsos el étricos, para o cronotac ógrafo processar esses dados e atuar no veloc´ımetro e no hod ômetro parcial (SCANIA, 2001). O ajuste ou aferiç ão de velo-cidade é realizado em cada ve´ıculo com intuito de verificar e ajustar o cronotac ógrafo em relaç ão ao par âmetro de velocidade do ve´ıculo. Atualmente, o Inmetro estipula a aferiç ão do cronotac ógrafo a cada 2 anos(PARAN Á, 2016). A aferiç ão do cronotac ógrafo do modelo 1318 é realizada atrav és da combinaç ão de 10 chaves que ficam instaladas no interior do dispositivo.

O processo de acionamento das chaves ´e feito manualmente, baseado em tabelas que relacionam a quantidade de pulsos emitidos pelo sensor indutivo na

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1.1 Justificativa do trabalho 14 dist ância de 1000 metros (par âmetroW ). O Inmetro utiliza banco de rolos e pistas re-duzidas para realizar a simulaç ão e os testes de acordo com a norma no

NIE-DIMEL-100 de 2011 . Para determinar os pulsos emitidos pelo sensor durante o ensaio, é acoplado ao cronotac ógrafo um equipamento que faz a leitura e o processamento do sinal(NIE-DIMEL-100, 2011). Por meio de tabelas fornecidas pelos fabricantes é obtida a relaç ão entre os valores de W adquiridos no ensaio, e as chaves a serem acionadas ou desativadas. As chaves representam o valor K, assinalado no cronotac ógrafo(SCANIA, 2001).

1.1 JUSTIFICATIVA DO TRABALHO

O cronotac ógrafo presente nos ve´ıculos de carga igual ou superior a 4.536 quilogramas e nos ve´ıculos de passageiros com 10 ocupantes ou mais, é respons ável por armazenar as informaç ões durante a viagem sobre a velocidade instant ânea, dist ância total percorrida, o tempo do percurso e at é mesmo os tempos de parada e movimentaç ão do ve´ıculo (CIVIL, 1997). O disco diagrama onde s ão gravados esses dados é um documento que registra informaç ões que os policias e peritos utilizam para esclarecer as causas de acidentes. Por isso é de grande import ância que os dados sejam armazenados de maneira correta. Segundo estat´ısticas da Pol´ıcia Rodovi ária Federal em 2011, 38.523 ve´ıculos envolvidos em acidentes ocorridos em rodovias fe-derais no estado do Paran á, 11.474 envolveram caminh ões e ônibus, ou seja, 30% dos casos nos quais o uso do cronotac ógrafo foi ou poderia ter sido utilizado para serem esclarecidos (PRF, 2015). Realizar a aferiç ão do dispositivo é obrigat ório e deve ser efetuada a cada 2 anos. Assim, dada a import ância desse dispositivo nos ve´ıculos, este trabalho tem como objetivo desenvolver um equipamento de indicaç ão de ajuste da constante K do cronotac ógrafo eletr ônico EC 1318(SCANIA, 2001).

1.2 OBJETIVO GERAL

Desenvolver um sistema de indicaç ão de ajuste da constante K do crono-tac ógrafo eletr ônico 1318, utilizando GPS como refer ência de dist ância.

1.2.1 OBJETIVOS ESPEC´IFICOS

• Entender o princ´ıpio de funcionamento dos cronotac ógrafos e a sua relaç ão com os ve´ıculos;

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1.2 Objetivo geral 15 • Estudar, entender e verificar o processo de aferiç ão dos cronotac ógrafos;

• Projetar o circuito para receber e tratar o sinal emitido pelo sensor;

• Implementaç ão da tabela de convers ão de W para chaves no microcontrolador; • inserir no projeto a ligaç ão do GPS com o microcontrolador;

• Implementar uma interface para indicar a modificaç ão das chaves; • Acoplar os circuitos em uma única placa de circuito impresso.

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16 2 REVIS ˜AO TE ´ORICA

Nesse cap´ıtulo ser á abordado o estudo sobre o princ´ıpio de funciomanento do cronotac ógrafo EC 1318 e seus m étodos de aferiç ão assim como todo o embasa-mento te órico dos dispositivos utilizados no desenvolviembasa-mento desse trabalho.

2.1 CRONOTAC ´OGRAFO ELETR ˆONICO 1318

O dispositivo chamado de cronotac ógrafo é mais conhecido como tac ógrafo. A origem do nome est á relacionada à maneira como é realizada a gravaç ão no disco diagrama. O registro é realizado por um tac ômetro, ou seja, por um instrumento de mediç ão de rotaç ões(ASSOCIATION, 2016). O cronotac ógrafo 1318 registra as informa-ç ões de maneira anal ógica em um disco de papel, conhecido como disco diagrama. Existem diversos modelos de dispositivos que registram as informaç ões de viagem de um ve´ıculo, por ém, a grande utilizaç ão do modelo eletr ônico 1318, tornou-o um equipamento mundialmente conhecido.

2.1.1 CARACTERÍSTICAS DO CRONOTAC ÓGRAFO ELETR ÔNICO 1318

De acordo com o Inmetro, órg ão respons ável pela regularizaç ão do equipa-mento, o modelo eletr ônico EC 1318 é constitu´ıdo basicamente por quatro dispositivos, classificados como processador, registrador,indicador e suplementares.

2.1.1.1 DISPOSITIVO PROCESSADOR

O dispositivo processador presente no crontac ógrafo eletr ônico 1318 é res-pons ável por comandar todo o sistema de funcionamento do equipamento. E res-´ pons ável por receber as informaç ões de velocidade, que s ão enviadas pelo sensor instalado na sa´ıda da caixa de c âmbio. O dispositivo processa essas informaç ões e controla o veloc´ımetro e o Hod ômetro parcial. O processador tamb ém é respons ável por controlar as agulhas que registram as informaç ões no disco diagrama. A Figura 3(a) ilustra a placa do processador.

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2.1 CRONOTAC ´OGRAFO ELETR ˆONICO 1318 17 2.1.1.2 DISPOSITIVO REGISTRADOR

O dispositivo registrador é respons ável por realizar as marcaç ões no disco diagrama. O sistema é composto por 3 agulhas de safira que sob press ão geram as marcaç ões que representam a velocidade instant ânea, dist ância percorrida e o tempo de viagem do ve´ıculo. A Figura 3(b) ilustra o dispositivo registrador.

2.1.1.3 DISPOSITIVO INDICADOR

O tac ógrafo eletr ônico 1318 possui um sistema de indicaç ão anal ógica, o conjunto é composto por um indicador de velocidade instant ânea que trabalha em at é tr ês escalas, dependendo do ve´ıculo elas podem ser 125 km/h, 140 km/h e 180 km/h. O sistema tamb ém é composto por um hod ômetro, respons ável pela indicaç ão da dist ância percorrida, e por um rel ógio, indicando a hora para o motorista. A Figura 3(c) ilustra o dispositivo indicador.

2.1.1.4 DISPOSITIVOS AUXILIARES

Por quest ão de segurança, o cronotac ógrafo possui um sistema de indicaç ão luminosa, ap ós ultrapassada a velocidade m áxima ajustada, um led vermelho é acio-nado indicando o excesso de velocidade. Outro dispositivo auxiliar e o mais importante no quesito de aferiç ão do dispositivo, s ão as microchaves. Elas s ão as respons áveis pelo ajuste da constante ”K”do cronotac ógrafo. A Figura 3(d) ilustra as microchaves.

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2.1 CRONOTAC ´OGRAFO ELETR ˆONICO 1318 18

(a) Processador. (b) Registrador.

(c) Indicador. (d) Auxiliares. Figura 3: Componentes do cronotac ´ografo EC 1318. Fonte: Autoria pr ´opria, 2017.

2.1.2 PRINC´IPIO DE FUNCIONAMENTO

O cronotac ógrafo é um dispositivo inserido no ve´ıculo, de modo que pode ser retirado para manutenç ão, ou para sua verificaç ão. A fonte de alimentaç ão é oriunda da(s)bateria(s) do pr óprio ve´ıculo. Dependendo do ve´ıculo, essa alimentaç ão pode variar entre 12V ou 24V. Por isso deve ser especificado no dispositivo sua tens ão de operaç ão. De acordo com a portaria no _{457 do Inmetro, a alimentaç ão do}

crono-tac ógrafo deve ser conectada diretamente sobre o polo positivo da bateria, evitando que o instrumento deixe de operar com o ve´ıculo desligado(INMETRO, 2008). A sua posiç ão de fixaç ão pode variar de acordo com a montadora do ve´ıculo, por ém geral-mente o dispositivo é colocado na posiç ão frontal do painel, em frente ao operador do ve´ıculo.

2.1.2.1 DISCO DIAGRAMA

O cronotac ógrafo eletr ônico EC 1318 armazena os dados registrados em discos diagramas. As informaç ões s ão gravadas diariamente, independente da operaç ão do ve´ıculo. Os dados armazenados nos diagramas s ão padronizados numa simbolo-gia universal(BRASIL, 2017). O disco diagrama é composto com uma pel´ıcula de cera

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2.1 CRONOTAC ÓGRAFO ELETR ÔNICO 1318 19 agulhas, é o respons ável pela grafia no diagrama. A Figura 4 ilustra o disco diagrama e suas marcaç ões(SOFTWARE, 2010). No modelo EC 1318 o Disco Diagrama é subs-titu´ıdo diariamente ou de maneira semanal. Dependendo do ano do dispositivo, é poss´ıvel encontrar essas duas vers ões de armazenamento. O diferencial no modelo de 7 dias é uma l âmina incorporada no conjunto de registro, que corta uma fita que interliga os discos que representam os 7 dias.

Figura 4: Disco Diagrama. Fonte: Velomark (2010)

2.1.2.2 SENSOR DE VELOCIDADE

O sensor de velocidade instalado na caixa de mudanças de velocidade do ve´ıculo é um sensor do tipo indutivo. O princip´ıo de funcionamento do sensor indutivo esta relacionado com a variaç ão do campo magn ético, que é gerado internamente no sensor atrav és de um circuito oscilador e de uma bobina(THOMAZINI; ALBUQUERQUE, 2005). Quando um objeto com caracteristicas magn éticas é aproximado do disposi-tivo, h á o surgimento de correntes de Foucault. Essas correntes reduzem o campo magn ético gerado pelo oscilador, ocasionando assim a diminuiç ão das oscilaç ões. O circuito comparador identifica essa reduç ão e gera um sinal digital, que é amplificado na sa´ıda do circuito (THOMAZINI; ALBUQUERQUE, 2005). O n´ıvel l ógico do sinal de sa´ıda é determinado pela configuraç ão dos transitores utilizados no circuito de amplificaç ão, podendo ser transistores do tipo NPN ou PNP. Ilustrado na Figura 6.

A Figura 5 ilustra a estrutura b ´asica de funcionamento do sensor indutivo, ou sensor de proximidade.

Como visto anteriormente o n´ıvel l ógico do sinal de sa´ıda é uma funç ão da configuraç ão dos transistores.

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2.2 Sistema de Ajuste da Constante K 20

N

S

Bobina+Oscilador Demodulador Trigger Amplificador/saída

Figura 5: Esquem ´atico do sensor indutivo. Fonte: Autoria pr ´opria, 2016.

o sinal de sa´ıda est á configurado em n´ıvel l ógico baixo, devido ao resistor R estar associado numa configuraç ão pull-down com o circuito. Quando o sensor identifica uma variaç ão em seu campo magn ético, o transistor é acionado e o sinal de sa´ıda é levado a n´ıvel alto. Na Figura 6(b) quando o sensor est á em repouso, o sinal de sa´ıda est á em n´ıvel alto, devido a configuraç ão de pull-up do resistor R. Quando o transistor

´e acionado o sinal de sa´ıda ´e levado a n´ıvel baixo.

v+

v-retorno

Sensor PNP

R

(a) Diagrama sensor PNP.

v+ v-retorno Sensor NPN R (b) Diagrama sensor NPN. Figura 6: Topologias do sensor indutivo PNP e NPN.

Fonte: Adaptado de Automacao (2015)

De acordo com informaç ões t écnicas o sensor indutivo instalado na caixa de transmiss ão do ve´ıculo, é configurado na topologia PNP.

2.2 SISTEMA DE AJUSTE DA CONSTANTE K

O cronotac ógrafo, como qualquer outro aparelho de mediç ão, necessita ser aferido e calibrado. No caso espec´ıfico do cronotac ógrafo, realizar a calibraç ão sig-nifica ajustar o equipamento em relaç ão à dimens ão do pneu e à relaç ão de trans-miss ão do ve´ıculo (SCANIA, 2001). A relaç ão de transmiss ão é uma caracter´ıstica de

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2.2 Sistema de Ajuste da Constante K 21 cada modelo espec´ıfico, e é definida pela f ábrica. A dimens ão do pneu tamb ém é de-finida originalmente pela montadora, por ém a cada substituiç ão, devido ao desgaste, essa caracter´ıstica é influenciada. A escolha de um pneu com perfil diferente, ou at é mesmo, a marca diferente, resulta numa alteraç ão das caracter´ısticas inicias. No mo-delo eletr ônico EC 1318 a calibraç ão entre o equipamento e o ve´ıculo, é por meio da constante K. Essa constante é um valor assinalado no cronotac ógrafo, e corres-ponde a um valor m édio de um intervalo, acerca da quantidade de pulsos enviados pelo sensor numa dist ância pr é determinada (SCANIA, 2001).

Antes de assinalar a constante K no dispositivo, é necess ário obter a cons-tante W do ve´ıculo. Esta é a uma caracter´ıstica particular de cada ve´ıculo e repre-senta a quantidade de pulsos que o sensor envia em uma dist ância de 1000 metros. De acordo com o Inmetro, a constante W é definida como:

Coeficiente “w” do ve´ıculo: É o fator caracter´ıstico que qualifica e quan-tifica a informaç ão fornecida pelo ve´ıculo correspondente a uma dist ância de 1 km. O coeficiente “w” deve ser expresso em rotaç ões por quil ômetro (rot/km) ou pulsos por quil ômetro (pulsos/km). O coeficiente “w” deve ser determinado nas condiç ões de refer ência (NIE-DIMEL-100, 2011). A partir de tabelas fornecidas pelos fabricantes é poss´ıvel relacionar a cons-tante W com o valor a ser assinalado no cronotac ógrafo. No modelo EC 1318 a ma-neira de configurar este valor é por meio da combinaç ão de 10 microchaves, localiza-das no interior do dispositivo. Um dos m étodos utilizados para obter a constante W é ilustrado na Figura 7. Onde é poss´ıvel observar que uma marcaç ão foi gerada na parte do pneu que tocou o solo. Ap ós ter completado uma volta, essa marcaç ão grifou novamente o solo e foi poss´ıvel mensurar a dist ância entre as duas marcas.

Utilizando a Equaç ão 1 é obtido o par âmetro W.

W = 1000 · Kpulsos· Krel transmiss˜ao

Distˆancia (1)

Em que Kpulsos representa o n úmero de pulsos para cada revoluç ão da

árvore de engrenagem na caixa de transmiss ão. Krel transmissão identifica a relaç ão

de transmiss ão do eixo traseiro e Distância se refere a circunfer ência do pneu do ve´ıculo.

(24)

2.2 Sistema de Ajuste da Constante K 22

2,00m

Figura 7: M ´etodo de ensaio utilizado para obter a constante W.

Fonte: Adaptado de Fip (2012)

Este m étodo n ão é muito utilizado, pois (1) depende de duas constantes que geralmente n ão est ão mais acess´ıveis, Kpulsos e Krel transmissão. Essas constantes

s ão originais de f ábrica e ficam localizadas na caixa de transmiss ão do ve´ıculo. O dif´ıcil acesso a elas e a exposiç ão ao tempo as deteriorando, tornam esse m étodo pouco eficaz.

Ap ós a obtenç ão da constante W, é determinada a contante K. Essa, repre-senta a m édia do par âmetro W nos intervalos tabelados, como é ilustrado na Tabela 3. Para configurar o par âmetro K no cronotac ógrafo, é acionado as chaves correspon-dentes aos seus respectivos valores.

Tabela 1: Calibrac¸ ˜ao da Constante K

imp/km(W) K Microchaves 3022 - 3026 3024 1-3-5-6-8-10 3027 - 3030 3028 3-5-6-8-10 3031 - 3034 3032 1-2-5-6-8-10 . . . . . . 24515- 24804 24659 1-3-5-7

Atualmente, o Inmetro regulamenta a pista de 20 metros para a obtenç ão da constante W e o m étodo do banco de rolos para a verificaç ão do dispositivo e validaç ão do par âmetro W. Al ém disso, é poss´ıvel utilizar a pista de 20 metros para casos espec´ıficos. De acordo com a norma NIE-Dimel a utilizaç ão da pista de 20 metros é autorizada para os seguintes casos:

(25)

2.2 Sistema de Ajuste da Constante K 23 i. A carga no eixo excede treze toneladas;

ii. O sensor do cronotac ógrafo n ão é acionado pelas rodas motrizes; iii.O ve´ıculo possui uma configuraç ão especial que n ão permite o en-saio em banco de rolos;

iv. O ve´ıculo possui duplo eixo traseiro sem bloqueio de diferencial e as rodas motrizes ou escravas n ˜ao podem ser paradas;

v. O ve´ıculo possui uma configuraç ão de transmiss ão que n ão permite o ensaio em banco de rolos sem causar danos à transmiss ão (p.ex.: ve´ıculos com traç ão nas quatro rodas - 4 x 4); ou

vi. Nos casos de falha do sistema que emprega bancos de rolos( NIE-DIMEL-100, 2011).

Na pista reduzida, ou pista de 20 metros, o ve´ıculo é posicionado numa das extremidades da pista e percorre o trajeto com um equipamento conectado no cronotac ógrafo. Esse equipamento recebe a informaç ão emitida pelo sensor e identi-fica a quantidade de pulsos recebidos na dist ância percorrida (NIE-DIMEL-100, 2011). A

Figura 8 ilustra a pista de ensaio.

Comprimento total da pista = 41 m

A

B

Distância entre os pontos A e B

20 m +/- 20 mm 3 m

3 m Largura da pista

3 m

15 m

Figura 8: Pista de 20 metros.

Fonte: Adaptado de NIE-DIMEL-100 (2011)

No in´ıcio do ensaio o ve´ıculo é posicionado no ponto “A” e o trajeto é finali-zado no ponto “B”. Ap ós o t érmino do ensaio, o coeficiente W é calculado conforme a determinaç ão do Inmetro.

Para a determinaç ão do coeficiente w do ve´ıculo, realizar o seguinte c álculo: w = (n x 1000) / d, onde n é o n úmero de rotaç ões ou de pulsos encontrado e d é a dist ância medida entre as marcaç ões. Por exemplo: para um n igual a 23 pulsos e uma dist ância de 20,05 m, encontra-se um coeficiente w do ve´ıculo igual a 1147 pulsos/km; Como a pista possui uma dimens ão fixa, o par âmetro W pode ser calculado

(26)

2.3 LEGISLAÇ ÃO DO CRONOTAC ÓGRAFO 24 a partir de:

W = 1000 · Kpulsos

20m (2)

O banco de rolos é o procedimento utilizado para verificar o sincronismo do cronotac ógrafo com o ve´ıculo. Nesse m étodo o ve´ıculo é posicionado sobre rolos instalados numa base fixa no ch ão, como é ilustrado na Figura 9. O procedimento é semelhante ao anterior, por ém a dist ância percorrida pelo ve´ıculo, acima do rolo, corresponde a 5km.

Figura 9: Banco de rolos. Fonte: Acess ´Orios (2017)

Atualmente, os dois m étodos definidos anteriormente s ão utilizados pelos autorizados do Inmetro no momento da aferiç ão.

2.3 LEGISLAÇ ÃO DO CRONOTAC ÓGRAFO

Para entrar em operaç ão no mercado, o cronotac ógrafo necessita da aprovaç ão do org ão que fiscaliza e regulamenta o dispositivo. Atualmente o Inmetro é o org ão respons ável pela regulamentaç ão do dispositivo. Assim, todos os modelos a serem comercializados devem passar por testes at é serem aprovados, inclusive o crono-tac ógrafo eletr ônico 1318, de interesse neste trabalho.

O Registrador Instant âneo Inalter ável de Velocidade Tempo, como é defi-nido pelo Conselho Nacional de Tr ânsito(CONTRAN), se tornou obrigat ório no Brasil

(27)

2.4 Sistema global de posicionamento 25 no ano de 1998 de acordo com a resoluç ão 14/98, que estabelece equipamentos obri-gat órios para os ve´ıculos em circulaç ão. No C ódigo de Tr ânsito Brasileiro(CTB) a lei prevista é a lei 9503/97.

Art. 105. S ˜ao equipamentos obrigat ´orios dos ve´ıculos, entre outros a serem estabelecidos pelo CONTRAN:

I -...

II - para os ve´ıculos de transporte e de conduç ão escolar, os de trans-porte de passageiros com mais de dez lugares e os de carga com peso bruto total superior a quatro mil, quinhentos e trinta e seis quilogramas, equipamento registrador instant âneo inalter ável de velocidade e tempo (BRASILEIRO, 1997);

O Cronotac ógrafo eletr ônico 1318 foi aprovado em âmbito nacional no dia 24 de março de 2005 de acordo com a portaria INMETRO/DIMEL/Na _{033, de 24 de}

março de 2005 (INMETRO, 2005). Como crit ério para aprovaç ão, o modelo deveria satisfazer as condiç ões definidas na resoluç ão do CONTRAN na 92 de 1999 ( CON-TRAN, 2005). Entre todos os itens mencionados na resoluç ão, pode-se destacar os seguintes:

Art 2o - Dever á apresentar e disponibilizar a qualquer momento, pelo me-nos, as seguintes informaç ões das últimas vinte e quatro horas da operaç ão do ve´ıculo: I velocidade desenvolvida II dist ância percorrida pelo ve´ıculo; III -tempo de movimentaç ão do ve´ıculo e suas interrupç ões; IV - data e hora de in´ıcio da operaç ão; V - identificaç ão do ve´ıculo; VI - identificaç ão dos condutores; VII - Identificaç ão de abertura do compartimento que cont ém o disco (CONTRAN, 2005).

Ainda na resoluç ão do CONTRAN no _{92 de 1999 é estabelecido as}

to-ler âncias m áximas dos erros de mediç ão do dispositivo. No momento de aferiç ão em bancada é permitido um erro m áximo de 1% no registro da dist ância percorrida, e no momento de instalaç ão a toler ância sobe para um percentual de 2%. Com o ve´ıculo em movimento é tolerado uma margem de erro de 4% (CONTRAN, 2005).

2.4 SISTEMA GLOBAL DE POSICIONAMENTO

O sistema global de posiç ão, geralmente conhecido apenas pela sua si-gla GPS, foi desenvolvido pelo Departamento de Defesa Americano no ano de 1995. Voltado inicialmente para fins militares, o dispositivo se tornou uma ferramenta de segurança nacional americana (MACIEL et al., 2012). O GPS é uma ferramenta de localizaç ão baseada num sistema de coordenadas fornecidas por um conjunto de

(28)

2.4 Sistema global de posicionamento 26 sat élites. O sistema de posiç ão permite que o usu ário identifique sua posiç ão por no m´ınimo quatro sat élites, ou seja, qualquer ponto da superf´ıcie terrestre estar á sempre em alinhamento com no min´ımo quatro sat élites.(DESENVOLVIMENTO, 2004) O sistema de posicionamento é constitu´ıdo por tr ês componentes: espacial, controle, e receptor. A Figura 10 ilustra o esquema geral do sistema.

Controle Receptor

Espacial

Figura 10: Sistema de Posiç ão Global. Fonte: Autoria pr ópria, 2016.

2.4.1 SISTEMA ESPACIAL

O sistema espacial é constitu´ıdo por 24 sat élites espalhados em 6 órbitas, localizados numa altitude de aproximadamente de 20.200 km. A constelaç ão de sat élites percorre sua órbita a cada 12 horas, num movimento n ão geost ático. A inclinaç ão de 55o_{dos planos orbitais, em relaç ão a linha do equador, permite a condiç ão}

de qualquer ponto terrestre ser observ ável por no m´ınimo quatro sat élites(DESENVOLVIMENTO, 2004). A Figura 11 ilustra a constelaç ão de sat élites.

O sistema espacial é o respons ável pela geraç ão e transmiss ão dos sinais GPS, atrav és de c ódigos e portadoras.(TIMB Ó, 2000)

2.4.2 SEGMENTO DE CONTROLE

O segmento de controle é o encarregado pela funcionalidade do Sistema de Posiç ão Global. Por meio do seguimento de controle as informaç ões enviadas pelos sat élites s ão atualizadas. Entre essas informaç ões est ão os dados das órbitas e as horas, que s ão atualizadas no m´ınimo tr ês vezes por dia(TIMB Ó, 2000). O segmento

(29)

2.4 Sistema global de posicionamento 27

Figura 11: Constelaç ão de Sat élites Fonte: Arizona (2017)

estaç ões s ão as respons áveis pelo monitoramento dos sat élites no seu campo de vis ão (PAZ et al., 1998). A Figura 12 identifica à localizaç ão das estaç ões terrestres.

Por meio dessa disposiç ão das estaç ões cada sat élite estar á sempre em constante monitoramento (PAZ et al., 1998).

2.4.3 SEGMENTO DO USU ´ARIO

O segmento do usu ário est á relacionado com os dispositivos receptores utilizados pelos pr óprios usu ários. Esses receptores tem a funç ão de captar os sinais oriundos dos sat élites em seu campo de vis ão. Os receptores s ão constitu´ıdos por dis-positivos eletr ônicos, respons áveis pelos registros e controle das informaç ões, al ém de antenas e visores, para captar e indicar os dados recebidos, respectivamente(TIMB Ó, 2000).

2.4.4 C ÁLCULO DA POSIÇ ÃO POR COORDENADAS

As informaç ões emitidas pelos sat élites s ão utilizadas para o c álculo das coordenadas. Esses c álculos s ão baseados num sistema de tempo de alta pre-cis ão constitu´ıdos de rel ógios at ômicos. As órbitas percorridas pelos sat élites per-mitem calcular a posiç ão em tr ês dimens ões a qualquer momento. A utilizaç ão de no m´ınimo quatro sat élites para cada mediç ão de posiç ão define um erro muito pequeno de localizaç ão. Os dispositivos de recepç ão recebem as informaç ões da órbita dos sat élites e definem com precis ão o tempo transcorrido da mensagem enviada pelo

(30)

2.4 Sistema global de posicionamento 28

Figura 12: Estac¸ ˜oes Terrestres Fonte: Dana (1995)

emissor at ´e o momento da chegada ao receptor (TIMB ´O, 2000).

Por meio de (3) é poss´ıvel mensurar a dist ância entre o dispositivo receptor e o sat élite.

D = ∆t × c (3)

Em que, D relaciona a dist ˆancia entre receptor e o emissor, ∆t representa o intervalo de tempo e c ´e a velocidade da Luz.

Para o c álculo tridimensional da posiç ão, as informaç ões recebidas pelos receptores s ão convertidas em coordenadas esf éricas. A partir dessa convers ão é poss´ıvel determinar as informaç ões de Latitude, Longitude e Altitude do ponto (MACIEL et al., 2012).

A Figura 13 representa as coordenadas de um determinado ponto no plano cartesiano. Em que, o ˆangulo ψ representa a coordenada de longitude do ponto P e o

ˆangulo φ representa a coordenada de latitude do ponto P. Sendo que:

(31)

2.4 Sistema global de posicionamento 29 P = (x,y,z) Φ Ψ 0 x y z C=(x,0,0) A=(x,y,0) B=(0,0,z) d

Figura 13: Representaç ão da posiç ão de um ponto P no plano cartesiano.

Fonte:Adaptado de Chamone (2016)        x = dcos(ψ)cos(φ) y = dsin(ψ)cos(φ) z = dsin(φ) (4)

Por meio de (4) ´e determinada as coordenadas no plano cartesiano de determinado ponto.

2.4.5 C ´ALCULO DA DIST ˆANCIA ENTRE DOIS PONTOS

Geralmente o c álculo de dist ância entre dois pontos na superf´ıcie da terra é definido por meio da analogia do globo terrestre com sendo uma esfera. Para diminuir o erro ocasionado por essa comparaç ão, é utilizada a f órmula de Haversine ( RATASA-MEETHAMMAWONG; KASEMSAN, 2010). A f órmula de Haversine é muito empregada na

navegaç ão e minimiza o erro gerado pelas deformidades existentes nos polos da terra; uma vez que, aborda o globo terrestre com caracter´ısticas de uma elipsoide (MARUJO et al., 2015). A Equaç ão de haversine é bastante complexa, como pode ser observada.

= 2 · R · arctan s

sin2₍∆lat

2 ) + cos(lat1)cos(lat2)sin2( ∆Long

2 )

(1 − sin2₍∆lat

2 ) + cos(lat1)cos(lat2)sin

2₍∆Long 2 )

!

(5)

(32)

2.5 Dispositivo receptor de GPS NEO-6MV2 30 a coordenada de latitude do primeiro ponto, lat2 a coordenada de latitude do segundo

ponto, ∆lat representa a diferenc¸a de latitude entre os pontos e ∆long a diferenc¸a de longitude entre os pontos.

Outra topologia existente para o c álculo da dist ância entre dois pontos, utili-zando duas coordenadas, é por meio da relaç ão da terra como sendo uma esfera. (6) ilustra o m étodo para c álculo;

D = r · acos((sin(A) · sin(B) · cos(∆L)) + (cos(A) · cos(B))) (6)

Em que, D representa a dist ˆancia entre dois pontos, r o raio da terra, A a coordenada de latitude do primeiro ponto, B a coordenada de latitude do segundo ponto e L a diferenc¸a de longitude entre os pontos.

Devido à dist ância mensurada entre dois pontos nesse trabalho ser insig-nificante, ao ser comparada com a circunfer ência da Terra, optou-se pelo segundo m étodo.

2.5 DISPOSITIVO RECEPTOR DE GPS NEO-6MV2

O m ódulo de GPS NEO-6MV2 é uma plataforma de receptores GPS de alta performance da empresa u-blox. Desenvolvido em uma arquitetura compacta o dispositivo é capaz de operar com um baixo consumo de energia. Acoplado em um kit launchpad o receptor se torna port átil e de f ácil manuseio(BLOX, 2012). Diferente-mente da maioria dos receptores convencionais de GPS, o M ódulo NEO-6MV2 n ão possui um display para à indicaç ão das informaç ões recebidas. A associaç ão do dis-positivo com um microcontrolador e uma tela de visor, é necess ária para a visualizaç ão das informaç ões recebidas.

O m ódulo é constitu´ıdo pelo seu launchpad e por uma antena que é co-nectada ao circuito atrav és de um chicote el étrico. O receptor recebe as informaç ões e por meio de seu processador a informaç ão é decodificada e enviada para os pinos de transmiss ão(BLOX, 2012). O dispositivo utiliza a comunicaç ão UART como proto-colo de comunicaç ão. De acordo com o datasheet do receptor, o dispositivo possui as seguintes caracter´ısticas:

• Taxa de atualizaç ão de 5Hz ; • Precis ão horizontal de 2.5m;

(33)

2.5 Dispositivo receptor de GPS NEO-6MV2 31 • Velocidade m ´axima 500 m/s;

• Altitude m ´axima 50.000 m;

A Figura 14 ilustra o m ´odulo NEO-6MV2.

Figura 14: Receptor GPS NEO-6MV2 Fonte:blox (2012)

As informaç ões enviadas pelo receptor, de forma serial, utilizam as sentenças do protocolo NMEA como forma de transmiss ão das informaç ões(BLOX, 2012).

2.5.1 PROTOCOLO NMEA

O protocolo NMEA (National Marine Eletronics Assication) é um padr ão de comunicaç ão mundialmente difundido entre a maioria dos receptores. Por meio de uma linguagem padronizada formada por sentenças, o receptor decodifica a informaç ão e a transforma em uma mensagem v álida. O protocolo de comunicaç ão é baseado na configuraç ão ASCII e geralmente é transmitido de forma serial. A simplicidade do Protocolo NMEA é o diferencial do sistema.

2.5.1.1 CARACTER´ISTICAS DAS SENTENC¸ AS NMEA

O protocolo NMEA é caracterizado por dezenas de sentenças que carre-gam diversas informaç ões, entre elas, latitude, longitude, hora, altitude entre outras. A necessidade do usu ário ou o modelo do dispositivo receptor é quem define qual sentença ser á utilizada e decodificada (TECHNOLOGY, 2005). Como o sistema NMEA de comunicaç ão é padronizado existem regras que definem as caracter´ısticas das sentenças.

(34)

2.5 Dispositivo receptor de GPS NEO-6MV2 32 • Informac¸ ˜oes diferentes separadas por virgulas;

• Indicador para confirmac¸ ˜ao de dados(checksum); • Prefixo GP para dispositivos GPS;

A sentença abaixo ilustra o modelo padr ão da sentença GPGGA.

$GP GGA, 161229.487, 3723.2475, N, 12158.3416, W, 1, 07, 1.0, 9.0, M, 0000 ∗ 18$ (7) Na Tabela 2 é poss´ıvel identificar as informaç ões contidas numa sentença do protocolo NMEA.

Tabela 2: Significado da sentenc¸a GPGGA do protocolo NMEA.

Nome Exemplo Unidades Descrição Mensagem ID $GPGGA GGA Cabeçalho

UTC Tempo 161229.487 hhmmss.sss

Latitude 3723.2475 ddmm.mmmm

N/S Indicator N N= Norte e S= Sul

Longitude 12158.3416 dddmm.mmmm

E/W Indicator W E=Leste ou W= Oeste Indicador Fixo Posição 1 Ver tabela 1-4 Satélites Usados 07 Alcançe 7 até 12

HDOP 1.0 Diluição de Precisão Horizontal MSL Altitude 9.0 Metros

Unidades M Metros

Separação Geoid Metros

Unidades M Metros

Não Usado. segundos Não Usado

Não Usado 0000

Checagem *18

<CR> <LF> Fim da Mensagem

Fonte: Adaptado NMEA Reference Manual, 2016.

O último car ácter das sentenças do protocolo NMEA é caracterizado por um asterisco juntamente com um valor de controle, Por meio desse último campo de mensagem é poss´ıvel verificar a veracidade da sentença obtida, o chamado Checksum (TECHNOLOGY, 2005).

(35)

2.6 Microcontrolador Stellaris LM4F120H5QR 33 2.6 MICROCONTROLADOR STELLARIS LM4F120H5QR

O microcontrolador Stellaris LM4F1200H5QR é uma plataforma da Texas Instruments que utiliza processadores ARM Cortex M4F. O microcontrolador opera numa frequ ência de at é 80 MHz, com suporte a ponto flutante,possui uma capacidade de mem ória flash e RAM de 256K e 32K respectivamente, al ém de possuir um proces-sador de 32 bits, o que o torna uma plataforma de alto desempenho e de baixo custo. A interface de comunicaç ão do dispositivo é constitu´ıda de 5 m ódulos(INSTRUMENTS, 2012):

• Oito canais de Transmiss ão/Recepç ão Ass´ıncrona Universal (UART); • Quatro m ódulos de Interface Serial S´ıncrona (ISS;

• Comunicaç ão Serial Universal (USB); • Comunicaç ão (I2C);

• Rede de ´Area de Controle(CAN);

Para sincronismo do dispositivo do GPS com o microcontrolador foi utili-zado apenas um canal de comunicaç ão. Devido ao dispositivo de GPS escolhido utilizar a comunicaç ão UART para enviar seus dados, foi estabelecido como padr ão de comunicaç ão no projeto, a comunicaç ão UART.

O microcontrolador ainda conta com um suporte anal ´ogico de(INSTRUMENTS, 2012)

• Dezesseis Comparadores Digitais;

• Dois canais de Conversores Anal ´ogico Digital(ADC) com 12 bit cada; • plataforma de 64 pinos.

(36)

2.6 Microcontrolador Stellaris LM4F120H5QR 34

Figura 15: Kit microcontrolador Stellaris. Fonte: Instruments (2012)

(37)

35 3 METODOLOGIA E DESENVOLVIMENTO

O presente trabalho foi dividido e tr ês etapas. A primeira etapa constituiu-se na obtenç ão dos dados referente ao processo de aferiç ão do dispositivo de registro ins-tant âneo de velocidade, o cronotac ógrafo eletr ônico EC 1318, al ém do conhecimento sobre o princ´ıpio de funcionamento do dispositivo. As informaç ões foram obtidas em sua grande maioria a campo. Ap ós realizar uma visita num posto de selagem autori-zado pelo Inmetro, identificado como RTC Peças e Acess órios, localiautori-zado na cidade de Chapec ó em Santa Catarina, foi poss´ıvel verificar o processo de aferiç ão do dispo-sitivo de interesse do trabalho. Al ém de contar com o apoio de um t écnico da área, na Mec ânica Cargoeste, localizada em S ão Lourenço do oeste, onde foi poss´ıvel montar a revis ão te órica e aprofundar os conhecimentos a respeito do equipamento.

A segunda etapa constituiu-se no estudo do sensor indutivo, seu princ´ıpio de funcionamento e no desenvolvimento do circuito para o tratamento do sinal emitido pelo dispositivo. A terceira etapa se resumiu no estudo do m ódulo de GPS NEO6MV2, no microcontrolador Stellaris e na incorporaç ão do sistema.

(a) Autorizado Inmetro, RTC Peças e Serviços. (b) Mec ânica Cargoeste. Figura 16: Empresas parceiras.

(38)

3.1 Processo de Aferiç ão do Cronotac ógrafo EC 1318 36 3.1 PROCESSO DE AFERIÇ ÃO DO CRONOTAC ÓGRAFO EC 1318

Os equipamentos de registro de informaç ões de viagens necessitam ser aferidos e ajustados de maneira a se acoplar no ve´ıculo corretamente. Como medida de segurança todos os modelos de cronotac ógrafos s ão aferidos em locais autoriza-dos pelo Inmetro. Assim como outros modelos, o modelo EC 1318 passa por um rigoroso processo de verificaç ão e controle. Com o intuito de analisar as condiç ões de operaç ão do dispositivo. O posto de selagem escolhido para esse presente traba-lho foi a empresa RTC Peças e Acess órios, localizada na cidade de Chapec ó, Santa Catarina.

3.1.1 TESTE E SELAGEM DO EQUIPAMENTO

O procedimento de aferiç ão do dispositivo é definido por uma ordem es-tabelecida pelo t écnico respons ável pela aferiç ão. Primeiramente o cronotac ógrafo é retirado do ve´ıculo e é posicionado para um teste de bancada. Nessa bancada é verificado o estados das agulhas que grifam o disco diagrama e a m áquina da hora, que é a respons ável pelo movimento de giro sincronizado com o tempo. Em seguida, ap ós verificaç ão e/ou reparos necess ários no equipamento, o dispositivo é submetido ao teste do par âmetro W. Nesse teste é verificado a constante k do cronotac ógrafo. A Figura 17 ilustra os equipamentos utilizado para o devido teste.

(a) Teste de bancada. (b) Teste de 20 metros. Figura 17: Equipamentos utilizados para aferir a constante K.

Fonte: Autoria pr ´opria, 2017

Ap ós ser definida uma dist ância fixa, o ve´ıculo percorre esse trajeto, e com um instrumento de mediç ão acoplado ao cronotac ógrafo, o respons ável pelo ensaio obt ém a constante W.

(39)

posicio-3.1 Processo de Aferiç ão do Cronotac ógrafo EC 1318 37 nado sobre os rolos instalados no ch ão. As etapas de teste s ão determinadas pela norma NIE-DIMEL 100, e s ão descriminadas a seguir.

(i) Posicionar o ve´ıculo sobre os rolos;

(ii) Registrar no simulador de ensaio o valor inicial do hod ˆometro; (iii) Identificar o in´ıcio do ensaio;

(iv) Manter a velocidade do ve´ıculo em 30 km/h por dois minutos; (v) Acelerar at ´e que a velocidade seja de 50 km/h e manter ;

(vi) Ao se aproximar da marcaç ão de 5 km no hod ômetro, reduzir a velocidade; (vii) Quando marcar 5 Km finalizar o ensaio;

(viii) Identificar no simulador e no disco diagrama a dist ˆancia percorrida e indicada no hod ˆometro;

(ix) Retirar o ve´ıculo;

A Figura 18 demonstra o teste realizado.

(a) Banco de rolos. (b) Posicionamento do ve´ıculo. Figura 18: Ensaio do banco de rolos.

Finalizado o ensaio, o disco diagrama é retirado do cronotac ógrafo e é en-caminhado para uma an álise espec´ıfica, onde é verificado se os registros grifados no disco diagrama est ão dentro dos padr ões estabelecidos pelo Inmetro. No momento da aferiç ão, ap ós realizados todos os teste, o cliente recebe um certificado de validaç ão do dispositivo. Essa autorizaç ão tem validade provis ória, que é o tempo necess ário para ser realizada a an álise no disco diagrama. Se os dados registrados estiverem dentro dos padr ões estabelecidos, um novo certificado é gerado, e o dispositivo ter á

(40)

3.2 Elaboraç ão do Equipamento para indicaç ão da constante K 38 um registro de validaç ão de dois anos. Esse certificado deve ser de porte do moto-rista do ve´ıculo, e sempre que lhe for solicitado o mesmo deve ser apresentado para a autoridade requerinte.

Como garantia de inviolabilidade do processo de aferiç ão, tanto o crono-tac ógrafo quanto o ve´ıculo s ão lacrados com selos e presilhas. Se houver o rompi-mento desses lacres, automaticamente o certificado de aferiç ão perder á sua validade e um novo processo de selagem dever á ser realizado. A Figura 19 ilustra os lacres emitidos pelo respons ável t écnico.

(a) Lacre 01 (b) lacre 02.

Figura 19: Lacres emitidos pelo inmetro no cronot ´acografo. Fonte: Autoria pr ´opria, 2017

Os lacres s ão instalados no dispositivo cronotac ógrafo e no envolto do sen-sor indutivo, instalado na sa´ıda da caixa de transmiss ão do ve´ıculo. A adulteraç ão do cronotac ógrafo ou retirada dos lacres é crime de acordo com o artigo 230 do C ódigo de Tr ânsito Brasileiro portanto, a manipulaç ão e alteraç ão dos par âmetros estabelecidos pelos autorizados Inmetro, é uma infraç ão prevista em lei. Ciente dessas condiç ões o ve´ıculo é liberado e est á em conformidade com o órg ão regulamentador.

3.2 ELABORAÇ ÃO DO EQUIPAMENTO PARA INDICAÇ ÃO DA CONSTANTE K

Ap ós realizado o estudo do sistema de aferiç ão do cronotac ógrafo, o de-senvolvimento do presente trabalho, se dirigiu para a elaboraç ão do equipamento de obtenç ão da constante K. O projeto inicia-se no estudo do sensor indutivo e no cir-cuito para aquisiç ão do sinal. Em seguida o estudo é voltado para a implementaç ão do c ódigo e da tabela W no microcontrolador, al ém do acoplamento do dispositivo de GPS com o sistema.

(41)

3.2 Elaboraç ão do Equipamento para indicaç ão da constante K 39 3.2.1 SENSOR INDUTIVO DO VEÍCULO

O sensor instalado na caixa de transmiss ão do ve´ıculo, é um sensor do tipo indutivo alimentado por corrente cont´ınua e possui quatro terminais, dois para alimentaç ão e dois para a sa´ıda dos sinais. O sensor é alimentado por uma tens ão de 8 Volts. Essa alimentaç ão é fornecida pela placa de processamento do cronotac ógrafo, atrav és de um regulador de tens ão Lm 7808. A Figura 20 ilustra a posiç ão do sensor utilizado pelo ve´ıculo.

Figura 20: Localizaç ão do sensor no ve´ıculo. Fonte: Autoria pr ópria, 2016.

Por quest ão de segurança o ve´ıculo utiliza as duas sa´ıdas complementares do sinal,ou seja, mesmo que uma linha de transmiss ão seja interrompida, o sistema dever á continuar operando normalmente(SCANIA, 2001). Como o sensor funciona com a proximidade de objetos o dispositivo é posicionado de maneira a identificar a rotaç ão do eixo cardan do ve´ıculo. Fixado a uma dist ância de aproximadamente 1.5 mm, a variaç ão do campo magn ético é gerada pelas cavidades existente ao redor do eixo girante. O sinal gerado pelo movimento de giro é enviado para o dispositivo proces-sador de sinal, localizado no interior do cronotac ógrafo. Essa informaç ão é enviada atrav és de uma conex ão el étrica feita por um cabo condutor. O sinal gerado possui uma caracter´ıstica de onda quadrada, e é modulado pela variaç ão de frequ ência, ou seja, a velocidade de giro do eixo define a frequ ência de sa´ıda do sinal que pode variar de 1 at é 500Hz aproximadamente.

Para se obter o sinal emitido pelo sensor foi necess ´ario retirar o eixo cardan do ve´ıculo , possibilitando assim, simular o ve´ıculo em movimento. A Figura 21 ilustra o procedimento.

(42)

3.2 Elaboraç ão do Equipamento para indicaç ão da constante K 40

(a) Eixo cardan. (b) Retirada eixo cardan. (c) Oscilosc ´opio conectado. Figura 21: Ensaio para obter sinal do sensor do ve´ıculo.

Atrav és de uma conex ão P2 no cronotac ógrafo, foi poss´ıvel conectar um oscilosc ópio para a aquisiç ão do sinal emitido pelo sensor; a Figura 21(a) e a Figura 21(b) identificam o procedimento de retirada do eixo cardan do ve´ıculo. A Figura 21(c) identifica a conex ão do oscilosc ópio no equipamento. A retirada do eixo cardan, possibilitou testar o funcionamento do sensor indutivo.

Figura 22: Sinal sensor indutivo. Fonte: Autoria pr ´opria, 2017

A partir do gr ´afico ilustrado na Figura 22 foi desenvolvido o circuito para adequar o sinal `a entrada digital do microcontrolador.

3.2.2 CIRCUITO PARA AQUISIC¸ ˜AO DO SINAL

Devido às caracter´ısticas do sinal emitido pelo sensor, desenvolveu-se um circuito para realizar a atenuaç ão do sinal. Por meio da conex ão auxiliar P2 existente no cronotac ógrafo, o sinal emitido pelo sensor foi conectado ao circuito de aquisiç ão. Posteriormente o sinal adequado foi interligado à entrada digital do microcontrolador.

(43)

3.2 Elaboraç ão do Equipamento para indicaç ão da constante K 41 O circuito para adequaç ão do sinal foi projetado tendo em vista a tens ão m áxima permitida no canal de entrada do microcontrolador, limite esse de 3,3 Volts. Utilizou-se a topologia do circuito comparador de tens ão e do circuito seguidor de tens ão, comumente chamado de circuito buffer,de modo a estabelecer um setpoint de tens ão e atenuaç ão do sinal para o microcontrolador, respectivamente. A Figura 23 ilustra a topologia utilizada.

V R1 R2 Ref Sinal Comparador de tensão Saída

(a) Comparador de tens ˜ao.

R4 R3 Vi Vo Buffer Vi

(b) Divisor resistivo e circuito. buffer Figura 23: Topologias para adequac¸ ˜ao do sinal.

Fonte: Boylestad e Nashelsky (2004)

A determinaç ão dos par âmetros dos componentes R1 e R2 do circuito com-parador foi definida pela condiç ão estabelecida observando a forma de onda emitida pelo sensor. Considerou-se uma tens ão de 1V, aproximadamente metade da tens ão m áxima do sinal, como tens ão de refer ência na entrada n ão inversora do comparador de tens ão. Baseada nessa condiç ão, os valores dos resistores foram determinados a partir de (10). A tens ão de sa´ıda do circuito comparador limitou-se na saturaç ão de alimentaç ão(12V) do componente integrado LM 324. Considerando a alta imped ância de entrada do circuito foi poss´ıvel dimensionar os resistores atrav és de (8) no ramo divisor de tens ão.

V

R1 + R2 = V ref

R2 (8)

Isolando R1 e realizando uma simplificaç ão em (8) é obtido (9)

R1 = R2 · (V − V ref )

(44)

3.2 Elaboraç ão do Equipamento para indicaç ão da constante K 42 A tens ão V é a alimentaç ão do circuito atrav és da bateria de 12V do ve´ıculo. A tens ão V ref foi definida anteriormente em 1V. Ap ós definir essas inc ógnitas (8) se resumiu em (10).

R1 = 11 · R2 (10)

Por quest ˜oes de projeto foi definido o valor comercial de R2 de 2kΩ, conse-quentemente o valor de R1 igual 22kΩ.

A funç ão de transfer ência do circuito seguidor de tens ão possui ganho unit ário e é definida pela raz ão entre a sa´ıda e a entrada do sistema.

V o

V i = 1 (11)

Em que, V i representa o sinal de sa´ıda do divisor de tens ˜ao e V o o sinal de sa´ıda do circuito buffer 3V;

Para determinar os valores dos resistores R3 e R4, foi considerado a tens ão de sa´ıda do divisor resistivo de 3,0V. Devido a alta imped ância do circuito buffer, às seguintes condiç ões podem serem estabelecidas:

12 − V i

R4 =

V i

R3 (12)

Considerando V i como à tens ão admiss´ıvel na entrada do microcontrola-dor(3V), e realizando as simplificaç ões poss´ıveis, é obtido (13).

R4 = 3 · R3 (13)

Por quest ˜oes de projeto foi definido R4 como 300kΩ e consequentemente R3de 100kΩ.

A composiç ão do circuito comparador juntamente com o seguidor de tens ão configurou-se no sistema de adequaç ão do sinal emitido pelo sensor. A Figura 24

(45)

3.2 Elaboraç ão do Equipamento para indicaç ão da constante K 43 ilustra o conjunto esquematizado.

12V R1 R2 Sinal 3V V T[s] V T[s] 12V T[s] V T[s] Saída 3V V T[s] V T[s] 0V 0V 0V LM 324 R4 R3 Vi Vo Vref

Figura 24: Circuito para atenuaç ão do sinal Fonte: Autoria pr ópria, 2017

Em seguida, utilizando um software gratuito para desenvolvimento de pla-cas de circuito impresso, foi desenhado o layout do sistema e confeccionado a placa de circuito impresso. Posteriormente foi poss´ıvel verificar a funcionalidade do sistema no ve´ıculo.

Utilizando um oscilosc ópio, conectou-se a ponteira do canal 1 na entrada do circuito e a ponteira do canal 2 na sa´ıda do circuito para aquisiç ão do sinal. A Figura 25 ilustra as formas de ondas obtidas no ensaio do sistema.

Figura 25: Circuito para atenuaç ão do sinal. Fonte: Autoria pr ópria, 2017

Em amarelo é poss´ıvel verificar o sinal emitido pelo sensor indutivo insta-lado na caixa de transmiss ão do ve´ıculo, e em azul é poss´ıvel verificar o sinal de sa´ıda ap ós passar pelo circuito de aquisiç ão do sinal. Por meio deste, foi poss´ıvel conectar

(46)

3.2 Elaboraç ão do Equipamento para indicaç ão da constante K 44 o sinal na porta de entrada do microcontrolador.

3.2.3 IMPLEMENTAÇ ÃO DA TABELA DE CONVERS ÃO W

Como visto na literatura, o cronotac ógrafo eletr ônico EC 1318 utiliza micro chaves para realizar a calibraç ão da constante K, baseado na quantidade de pulsos enviados pelo sensor na dist ância de 1000 metros(constante W ). A tabela fornecida pelo fabricante possui uma faixa de ajuste de 2500 at é 25000, ou seja, esse m étodo de calibraç ão s ó é poss´ıvel com constantes W nessa faixa de valores. Para facilitar a leitura, a Tabela 3 é re-apresentada a seguir.

Tabela 3: Calibrac¸ ˜ao da Constante K

imp/km(W) K Microchaves 3022 - 3026 3024 1-3-5-6-8-10 3027 - 3030 3028 3-5-6-8-10 3031 - 3034 3032 1-2-5-6-8-10 . . . . . . 24515- 24804 24659 1-3-5-7

Uma estrutura de condiç ões baseadas na topologia if e else foi implemen-tada para identificar a quantidade de pulsos enviados pelo sensor e comparar com a faixa de valores tabelados, de acordo com os padr ões estabelecidos.

Ap ós a implementaç ão das condiç ões, foi poss´ıvel associar a constante K com as respectivas chaves a serem atualizadas, conforme Tabela 3. Para a indicaç ão das mudanças utilizou-se um display 16x2. Atrav és do microcontrolador as informaç ões foram configuradas para serem expressas pela tela indicadora. Nessas informaç ões é destacado a constante K e a combinaç ão das chaves atualizadas. A Figura 26 ilustra o display utilizado.

3.2.4 ACOPLAMENTO DO DISPOSITIVO GPS E MICROCONTROLADOR

A conex ão entre o dispositivo de GPS e o microcontrolador foi efetuada atrav és da comunicaç ão serial UART. A partir de um algor´ıtimo, os dados recebidos pelo GPS foram decodificados pelo microcontrolador e convertidos em informaç ões utilizadas para o c álculo da dist ância percorrida. Os primeiros ensaios realizados foram para determinar a precis ão do dispositivo e a sua estabilidade de sinal. A

(47)

3.2 Elaboraç ão do Equipamento para indicaç ão da constante K 45

Figura 26: Display LCD 16x2. Fonte: silicio (2017)

utilizaç ão de um software gratuito fornecido pela fabricante do GPS permitiu a aquisiç ão das coordenadas que foram utilizadas para a demarcaç ão do trajeto percorrido.

O trajeto escolhido para determinar a funcionalidade do GPS foi a pista de atletismo da Universidade Tecnol ógica Federal do Paran á. Portando o dispositivo de GPS e um notebook determinou-se o per´ımetro percorrido. Todo o percurso foi per-corrido a p é, utilizando apenas a raia de maior di âmetro. Atrav és do software gratuito Google Earth foi poss´ıvel identificar o trajeto trilhado. A Figura 27 ilustra o trecho.

Figura 27: Pista de atletismo UTFPR Fonte: Autoria pr ´opria, 2016

Como visto na literatura, o protocolo de comunicaç ão utilizado pelo dis-positivo de GPS NEO-6MV2 é o protocolo NMEA. A partir das caracter´ısticas das

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3.2 Elaboraç ão do Equipamento para indicaç ão da constante K 46 sentenças emitidas pelo equipamento foi desenvolvida a programaç ão para decodifi-car as informaç ões desejadas. Para a determinaç ão da dist ância entre pontos numa regi ão plana, s ão necess árias duas informaç ões; Latitude e Longitude. A partir dessas condiç ões foi elaborado o sistema de seleç ão e decodificaç ão das informaç ões.

3.2.5 C ´ALCULO DA DIST ˆANCIA PERCORRIDA

A estrutura principal do c ódigo de programaç ão é baseada na seleç ão da Latitude e Longitude dos pontos percorridos. Ap ós a identificaç ão desses dados, foi necess ário converter sua caracter´ıstica original ASCII para decimal, afim de poder trabalhar equacionalmente com os dados obtidos. As primeiras linhas de c ódigos separaram as informaç ões obtidas da sentença NMEA ilustrado na Figura 28.

$GP GGA,161229.487,3723.2475,N,12158.3416,W,1,07,1.0,9.0,M ,0000_∗18$ Latitude

Longitude

Figura 28: Decodificaç ão sentença NMEA. Fonte: Autoria pr ópria, 2016

Em seguida, ap ós armazenar as duas vari áveis foi necess ário uma manipulaç ão matem ática para converter o valores de decimal em radianos, para ser poss´ıvel utilizar (14) para a determinaç ão da dist ância percorrida.

Distˆancia = R · acos((sin(A) · sin(B) · cos(∆L)) + (cos(A) · cos(B))) (14)

Em que Distância representa a dist ância entre dois pontos em metros. R o raio da terra em metros, A a latitude do ponto A.A Latitude do ponto B é representada por B, e ∆L relacionada a diferença de longitude entre A e B.

A taxa de atualizaç ão das informaç ões recebidas é definida pela empresa desenvolvedora do dispositivo de GPS, em espec´ıfico nesse caso, a taxa de atualizaç ão

é configurada em 1 Hz, isto é, o sistema recebe as informaç ões de latitude e longitude em intervalos de 1 segundo. Para o c álculo da dist ância total percorrida, uma l ógica de somat ório foi necess ária para estipular o trajeto total. A programaç ão desenvolvida calcula a dist ância obtida entre as duas coordenadas registradas no intervalo de 1

(49)

3.3 Equipamento Desenvolvido 47 segundo. A Figura 29 ilustra o procedimento.

A B C D E F G H I d3 d2 d1 d4 d5 d6 d7 d8

Figura 29: Exemplo de dist ˆancia. Fonte: Autoria pr ´opria, 2016

A dist ância d1 é calculada por (14), como visto anteriormente, no intervalo de atualizaç ão do dispositivo, a partir da diferença de latitude e longitude registrada en-tre o ponto A e o ponto B. Essa informaç ão é registrada e contabilizada no somat ório. Em seguida a dist ância d2 é calculada no mesmo procedimento, e assim acontece sucessivamente at é chegar na dist ância d8. Ap ós o t érmino é poss´ıvel mensurar o trajeto total percorrido atrav és do somat ório desenvolvido.

n

X

i=1,

di (15)

A estrutura l ógica do c ódigo desenvolvido para realizar o somat ório da dist ância total percorrida, pode ser equiparado com (15). Ap ós implementaç ão do c ódigo para identificar a dist ância percorrida, o trabalho transcorreu de maneira a im-plementar fisicamente a associaç ão das etapas definidas anteriormente.

3.3 EQUIPAMENTO DESENVOLVIDO

Como visto na revis ão bibliogr áfica, atualmente a pista de 20 metros é o m étodo utilizado para obter-se a constante W e consequentemente a constante K do cronotac ógrafo. A utilizaç ão de um sistema de indicaç ão da calibraç ão das micro-chaves acoplado ao um GPS foi desenvolvida nesse presente trabalho com o intuito de proporcionar um novo meio de aferiç ão.

Definida as etapas anteriores do projeto, desenvolveu-se um equipamento para associar o sinal emitido pelo sensor com a dist ância percorrida pelo ve´ıculo. Esse sistema constituiu-se da associaç ão do circuito de tratamento do sinal emitido pelo sensor, do dispositivo de GPS, do microcontrolador, e do display indicador. Para a confecç ão da placa de circuito impresso, foi utilizado um software CAD de licença gratuita.

(50)

3.3 Equipamento Desenvolvido 48 O kit foi montado num box fornecido pela empresa visitada para a realizaç ão dos ensaios. A utilizaç ão da sucata de um equipamento, j á obsoleto, devido à antigui-dade do dispositivo, compactou o circuito projetado e lhe deu forma final. O equipa-mento conta com a associaç ão do display, do microcontrolador e do dispositivo de GPS, visto anteriormente. Al ém de conter duas conex ões necess árias para o funcio-namento do equipamento. Na Figura 30(e) é identificado a conex ão P2, utilizada para intermediar o sinal emitido pelo sensor at é o circuito de adequaç ão do sinal. Na Figura 30(f) é identificada a conex ão de alimentaç ão do equipamento.

(a) Kit montado sobre PCI. (b) Encapsulamento do equipamento.

(c) Conex ˜ao do sistema. (d) Vis ˜ao externa.

(e) Conex ão P2 para sensor. (f) Conex ão para alimentaçao. Figura 30: Equipamento desenvolvido para testes.

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3.3 Equipamento Desenvolvido 49 do regulador de tens ão LM7805. A partir das informaç ões ilustradas no datasheet do fabricante, foi utilizada a topologia ilustrada na Figura 31. A definiç ão do par âmetro dos capacitores C1 e C2 foi determinado pelo modelo de exemplo do datasheet do dispositivo, visto que, o ripple do circuito original é praticamente zero. A tens ão de entrada do regulador é definida pela tens ão da bateria do ve´ıculo, nesse caso em espec´ıfico, 12V.

Lm 7805

C1 _C2

Vi Vo

Figura 31: Regulador de tens ˜ao LM7805.

Fonte: Datasheet Lm 7805, 2016.

3.3.1 ENSAIO DA CONSTANTE W

Para realizar o ensaio da constante W foi necess ário dirigir-se at é a mec ânica Cargoeste, localizada em S ão Lourenço do Oeste, devido à experi ência da empresa no ramo de manutenç ão de cronotac ógrafos. No local um ve´ıculo foi colocado a disposiç ão para iniciar os testes do equipamento. O ve´ıculo utilizado para o en-saio, apresentava o cronotac ógrafo devidamente aferido e obtinha o certificado de autorizaç ão do Inmetro.

Figura 32: Certificado de aferiç ão. Fonte: Autoria pr ópria, 2016