PROGRAMAÇÃO PRONTA

Abaixo podemos ver toda a lista de figuras referente à programação pronta e já debugada.

Programação – Parte I de VI

Programação – Parte II de VI

Programação – Parte III de VI

Programação – Parte IV de VI

 Programação – Parte V de VI

Programação – Parte VI de VI

DESENVOLVIMENTO E FUNCIONAMENTO DO SOFTWARE

A programação funciona da seguinte forma:

·         Sub-rotina varredura: procura qual tecla foi acionada, uma vez que a variável “tecla” é admitida com valor igual à 255, então, uma coluna é admitida com sinal igual à1, verificando qual linha também tem sinal igual à 1. Logo, a cada conjunto de linha e coluna com valor igual à 1, admitimos um valor para a variável tecla. Isto nos permite descobrir qual tecla do teclado numérico está pressionada.

·         Sub-rotina senha incorreta: informa ao usuário que a senha digitada está incorreta e que a entrada permanecerá bloqueada.

·         Sub-rotina senha correta: informa ao usuário que a senha digitada está correta e que a entrada está liberada.

·         Sub-rotina tabela: enquanto o microcontrolador analisa a senha inserida e verifica se a mesma está correta, esta sub-rotina apresenta uma animação de “pilha carregando” no display LCD.

·         Main: inicializa o módulo LCD e chama a sub-rotina Tabela para que as animações sejam gravadas na memória do display LCD. Após isto, chama-se a sub-rotina Varredura, verificando se há alguma tecla pressionada. O programa ficará nesta etapa até que um evento externo (uma tecla pressionada) aconteça. Então, a variável “dig1” assume o valor identificado pela variável tecla. Para segurança de dados contra erros, o programa espera para o segundo caráter da senha ser inserido após a variável tecla assumir novamente o valor de 255. Se nenhuma tecla estiver pressionada e a variável tecla ainda estiver com o valor igual a 255, o programa volta ao início, esperando que alguma tecla seja acionada.
Este processo se repete mais três vezes, somando ao todo quatro vezes, ou seja, uma senha com quatro dígitos. Ao chegar o quarto dígito, é chamado a sub-rotina carregando (animação entreter o usuário até que o PIC faça a comparação da senha inserida com a senha já programa previamente). Caso esta comparação obtenha resultados positivos, ou seja, a senha inserida estiver correta, é chamado a sub-rotina correta, que enviará um pulso à Ra.2, e após 100 mili-segundos será cortado. Este pulso neste tempo é o suficiente para acionar o solenóide e abrir a porta. Se a comparação obter resultados negativos, ou seja, a senha estiver incorreta, a sub-rotina Incorreta será chamada e informará ao usuário que a senha está errada, e nada mais acontecerá, retornando ao início do programa.

A melhor forma de explicar o desenvolvimento de uma programação é através de fluxogramas. 

Sub-rotina Varredura

Sub-rotina Senha Incorreta

Sub-rotina Senha Correta

Sub-rotina Tabela

Sub-rotina Carregando

Figura 14 – Main Principal

DESENVOLVIMENTO E FUNCIONAMENTO DO HARDWARE

Nosso grupo fez o desenvolvimento do hardware baseado nas matérias deste semestre e nas matérias já cursadas anteriormente.

Basicamente, o hardware constitui-se por três módulos: fonte e regulação da tensão, módulo de controle (toda a parte do microcontrolador e display), e módulo de comando (transistor e bobina).

Ao aproximar-se do dispositivo, o sensor fotoelétrico identifica a presença e aciona o backlight do display LCD. Então, a mensagem “Digite sua senha” é mostrada. Logo, espera-se que o usuário insira uma senha com quatro dígitos, então o microcontrolador fará a análise. Caso a senha esteja correta, um pulso será enviado à base do transistor que saturará, assim comutando um relé e acionando a bobina, que por final, abrirá a porta.

Circuito Final

DESENVOLVIMENTO E FUNCIONAMENTO

O desenvolvimento deste projeto foi feito em duas partes: hardware e software. Basicamente, podemos comparar o nosso projeto com o corpo humano: o hardware funciona como o corpo, o qual coleta todas as informações e inputs necessários, e executa os outputs, enquanto o software processa esses inputs e envia as informações de retorno para o projeto, trabalhando assim como um cérebro.

SENSOR DE PRESENÇA FOTOELÉTRICO BALLUFF

Neste projeto utilizamos o sensor fotoelétrico BALLUFF, aplicação deste sensor é fazer com que o display seja acionado apenas quando há uma pessoa próxima à trava.

O uso de sensores e chaves para detecção de posição é muito comum na automação de máquinas e processos. Suas aplicações costumam ser a contagem de peças, verificação de posicionamento de uma peça para liberação de uma próxima fase do processo, seleção entre peças diferentes e determinação de dimensional de um produto, entre outras. Apesar de parecer um procedimento simples, muitas vezes um projeto de automação pode sucumbir devido à escolha errônea de um sensor.

 Exemplo de sensor foto elétrico, transformando energia luminosa em energia elétrica

CARACTERÍSTICAS

Ao escolher um sensor fotoelétrico para uma determinada aplicação precisamos levar em conta suas características. As principais são:

a) Sensibilidade

A sensibilidade de um sensor fotoelétrico nos diz de que modo a grandeza associada em sua saída varia com a intensidade de luz que incide nesse sensor.

De uma forma geral, a maioria dos sensores usados nas aplicações eletrônicas são extremamente sensíveis no sentido de que basta apenas um fóton para que já possamos ter uma variação sensível da grandeza associada.

O aproveitamento dessa sensibilidade, na maioria dos casos vai depender muito mais da sensibilidade do circuito usado no processamento dos sinais desse sensor.

b) Resposta Espectral

Diferentemente do olho humano, a maioria dos sensores fotoelétricos podem "ver" muito mais do que os nossos olhos. Em outras palavras, esses sensores em sua maioria podem perceber tanto radiação infravermelha como ultravioleta. Na figura 2 temos a curva de resposta típica de alguns sensores, comparadas a sensibilidade do olho humano.

Gráfico referente à resposta espectral

c) Velocidade

Em muitas aplicações os sensores devem detectar variações muito rápidas de luz (ou sombra), como no caso da leitura de código de barras, controles de velocidade de máquinas, encoders ópticos, links por fibra óptica e outras aplicações.

Nem todos os sensores existentes podem responder a essas variações rápidas ou modulação das fontes de luz. No entanto, para os sensores lentos existem aplicações importantes como àquelas que exigem o manuseio de correntes intensas no controle de automatismos baseados em luz e sombra, etc.

Os sensores mais lentos podem ter uma resposta tão baixa que limitam a sua freqüência de aplicação a pouco mais de 10 kHz, enquanto que os mais rápidos podem chegar a dezenas de Megahertz.

SOLENÓIDES - BOBINA – TRANCA

Conhecidos como dispositivos eletromecânicos, as solenóides têm seu funcionamento com princípios no deslocamento de uma haste causado pela ação de um campo magnético, o qual é gerado por uma bobina.

O uso dos solenóides tem como característica aplicações genéricas. Neste projeto, utilizamos um solenóide como uma fechadura elétrica, caracterizando-o como um funcionamento não linear. Porém, a maior parte dos projetos faz uso do mesmo de forma linear, como por exemplo, controle do fluxo de fluídos, etc.

O princípio de funcionamento é o mesmo para qualquer aplicação. Uma tensão é aplicada sobre um solenóide, fazendo com que uma corrente percorra pela bobina e um campo magnético é criado, uma força mecânica é gerida neste instante e o núcleo metálico ferromagnético se desloca. Para o retorno, o núcleo ferromagnético aperta uma mola que é responsável por deslocar o núcleo para sua posição original. Neste momento a corrente elétrica é interrompida.

Solenóide – Visão Teórica 

Solenóide – Visão Real 

MICROCONTROLADORES

Breve histórico dos Microprocessadores e Microcontroladores

A história do microcontrolador surgiu em 1969, quando a empresa japonesa BUSICON iniciou um projeto para uma calculadora eletrônica. À procura de Marcian Hoff da Intel Corporation, a empresa enviou aos EUA um grupo de engenheiros a fim de formarem pesquisas para este projeto. Marcian, que já atuava no ramo da informática, ficou fascinado com a ideia, e então propôs desenvolver um chip que, não fosse aplicado somente à calculadora, mas sim a qualquer projeto que pudesse ser programável.

Rapidamente, a Intel Corporation comprou a licença da empresa japonesa, e em 1971 lançou o seu primeiro processador de 4 bits, cujo nome era 4004.Em abril de 1972, dando continuidade ao seu projeto, a Intel anuncia seu primeiro processador de 8 bits, o 8008. A ideia era muito boa para permanecer apenas na Intel e logo aparecem os concorrentes, sendo a primeira a Motorola Corporation, seguido da MOS Technology, que sofre um processo da Motorola Corporation, ficando assim, impossibilitada de vender um de seus processadores.

A partir de então, outras empresas começaram a comercializar também alguns processadores, uns mais rápidos e mais baratos que outros, dando assim, o chute inicial para a criação dos microprocessadores.

O que é um microcontrolador?

Basicamente, podemos adotar como definição de um microcontrolador um circuito integrado “inteligente”, onde podemos fazer a programação dizendo o que ele deve fazer.

Do que é formado um microcontrolador?

Um microcontrolador é formado de milhares, bilhares, ou até mesmo trilhares componentes eletrônicos, como: porta lógicas, transistores, diodos, entre outros. Os tamanhos de todos os componentes dentro dele estão na ordem de nano metros, ou seja, impossível a ver ao olho nu.

Qual a diferença entre Microcontroladores e Microprocessadores?

A diferença entre um microcontrolador e um microprocessador é que, para usar um microprocessador, precisamos de outros componentes adicionais, como memória e componentes para receber e enviar dados. Já o microcontrolador foi projetado para ter todas estas funcionalidades num único componente.

Escolha do microcontrolador

A família escolhida foi a do PIC, comercializada pelo fabricante Microchip.

Esta escolha foi particular, uma vez que os integrantes do grupo já tinham certa experiência com o desenvolvimento de projetos utilizando este microcontrolador.

Para atender todos os pré requisitos acima, escolhemos o microcontrolador PIC16F628a.

 Vista do encapsulamento de um PIC16F628a

Vista da pinagem de um PIC16F628a

Display LCD

Assim como as calculadoras, aparelhos telefônicos fixos, entre outros dispositivos, o nosso projeto contará com um display de LCD.

Um display de cristal líquido (em inglês liquid crystal display) consiste em um painel fino, com a finalidade de exibir informações via eletrônica.

O LCD é definido como um líquido polarizador de luz, eletricamente controlado. Este líquido encontra-se comprimido dentro de celas entre duas lâminas polarizadoras. Os eixos que polarizam estas duas lâminas são alinhados perpendicularmente entre si. Cada cela contém contatos elétricos que permitem que um campo elétrico possa ser aplicado no líquido interior.

Podemos destacar inúmeras vantagens na utilização de um display LCD. Listamos as principais e mais aplicáveis abaixo:

• Cansam menos a vista
• Consomem pouca energia
• São muito baratos
• Sua aplicação é feita de forma simples

Abaixo, podemos ver como é um display LCD fisicamente, como é um display na teoria e sua pinagem:

Display LDC - Visão Real

Display LDC - Visão Teórica

Onde:

·         Os pinos 1,2 e 3 são usados para alimentação do display

·         Os pinos 4,5 e 6 são usados como para controle

·         Os pinos de 7 à 14 são usados como para transmissão de dados 

·         Os Pinos 15 e 16 servem como alimentação do Backlight, mais conhecido como luz de fundo (encontramos no mercado modelos sem esta função)

Estamos usando como exemplo um display 16x2, ou seja, 16 colunas e duas linhas. Vale lembrar que este é apenas um modelo dos inúmeros que existem no mercado. Mas, para o nosso projeto, ele atende à todos requisitos.

REGULADOR DE TENSÃO LM7805

O uso de um regulador de tensão em projetos eletrônicos de baixa tensão tornou-se quase que um requisito obrigatório. Com eles, conseguimos garantir que nosso projeto funcionará com a tensão adequada, sem oscilação.

Neste projeto, utilizaremos um regulador de tensão da série LM78XX, a qual regula conforme seu final. Por exemplo, o regulador LM7805, regula a tensão aplicada nele para 5v, assim como o regulador LM7812 regula a tensão aplicada nele para 12v, e assim por diante.

 Ligação Elétrica Regulador de Tensão

Introdução

Este projeto foi desenvolvido com base em muitas matérias já cursadas por nós, e nas matérias deste oitavo semestre.

Neste blog descrevemos o a teoria dos componentes principais utilizados neste projeto.

Escolhemos este projeto com o intuito de facilitar a vida dos usuários.

Uma vez que implementamos o controle de acesso com senha, findamos o uso de chaves, assim como a perda das mesmas, economizamos dinheiro em cópias e podemos dar o acesso à quantas pessoas quisermos.

Resumo

Neste projeto trataremos do desenvolvimento de um sistema de controle de acesso com senha, o qual é feito através de um microcontrolador programável utilizando um display como interface dispositivo e usuário.

O projeto consiste em um destravamento de uma fechadura através de uma senha com quatro dígitos pré-programada.

Para economizar energia e não chamar a atenção de pessoas desconhecidas, adaptamos junto ao projeto um sensor de presença, o qual aciona a luz do display apenas quando há uma pessoa próxima.

O desenvolvimento do projeto será feito em duas etapas: desenvolvimento do hardware, e desenvolvimento do software. O hardware, basicamente, atua como se fosse o corpo do projeto, o qual coleta as informações e envia para o microcontrolador. O software, por sua vez, atua como se fosse o cérebro, tratando as informações recebidas do hardware e tomando as devidas ações necessárias.

Palavras chaves: acesso, senha, microcontrolador, display, segurança.

Projeto Interdisciplinar - 2º Semestre de 2014

Neste blog trataremos da documentação do desenvolvimento de uma trava elétrica acionada por senha e com display, desenvolvida por três alunos da Universidade São Francisco.
Relataremos toda a parte teórica e pratica do mesmo.