Universidade Federal do Rio de Janeiro

Transcrição

1 Universidade Federal do Rio de Janeiro Relatório Final de Projeto Integrado Aquool Alunos: Bruno Ramos Gabriel Beskow Igor Bragança

2 Sumário 1. Introdução Modelagem do Sistema Descrição Módulo de Iluminação Módulo de Alimentação O alimentador: Módulo de Temperatura O refrigerador: Ferramentas Utilizadas Principais Componentes Problemas encontrados Conclusão... 7

3 1. Introdução Este projeto consiste na implementação de um sistema capaz de controlar a temperatura da água, os horários de alimentação dos peixes e os horários de iluminação do aquário. A idéia surgiu da necessidade de manutenção de um aquário durante períodos de ausência de uma pessoa responsável. Nosso sistema visa suprir esta necessidade. 2. Modelagem do Sistema Nosso sistema está centralizado em um microcontrolador responsável por interligar e comandar os módulos auxiliares; iluminação, alimentação e temperatura. A interação com o usuário é feita através de um display LCD em conjunto com os botões, formando a Interface com o Usuário. Para a obtenção dos horários é utilizado o RTC, que é um chip capaz de fazer contagens de tempo com precisão.

4 3. Descrição 3.1. Módulo de Iluminação O módulo de iluminação é composto pelo PIC, pelo RTC (Real Time Clock), pelo display LCD, por um relé ligado a uma lâmpada e pelos botões. Através dos botões e do display, o usuário acessa a função de iluminação e configura os horários de iluminação. É permitido ao usuário configurar até oito intervalos de horários em que a iluminação permanecerá ativada. Cada intervalo de tempo pode ser habilitado ou desabilitado, visando diminuir o trabalho do usuário para programar os horários. Para configurar o intervalo, o usuário insere a hora que a iluminação será ligada, e depois a hora que a iluminação será desligada. Configurado os horários no PIC, o mesmo os utiliza para comparar com o horário lido no RTC. Quando o horário lido no RTC está dentro do intervalo programado do horário inicial e final, o PIC liga a iluminação, caso esse horário esteja habilitado Módulo de Alimentação O módulo de alimentação é composto pelo PIC, pelo RTC, pelo display LCD, pelos botões e um alimentador. Através dos botões e do display, o usuário acessa a função de alimentação e configura os horários de alimentação. É permitido ao usuário configurar até oito horários em que a alimentação será ativada. Cada horário pode ser habilitado ou desabilitado, visando diminuir o trabalho do usuário para programá-los. Configurado os horários no PIC, o mesmo os utiliza para comparar com o horário lido no RTC. Quando o horário lido no RTC é igual ao horário configurado pelo usuário, o PIC liga o alimentador, caso esse horário esteja habilitado O alimentador: Foi utilizado um recipiente de isopor com oito compartimentos, para colocar o alimento, apoiado em uma base fixa de plástico contendo uma fenda. O recipiente de isopor está fixado no eixo de um motor de passo programado para girar 45º a cada acionamento.

5 3.3. Módulo de Temperatura O módulo de temperatura é composto pelo PIC, por um sensor de temperatura, pelo display LCD, pelos botões, um relé ligado a um aquecedor de aquário e outro relé ligado a um refrigerador. Optou-se por separar os módulos de aquecimento e resfriamento, já que ambos poderiam ser implementados em um único módulo. Porém, o custo de implementação de um módulo de resfriamento é muito superior ao de aquecimento, além de muito menos comum de ser encontrado em aquários controlados. A separação permite que o usuário escolha se deseja ou não o módulo de resfriamento em seu sistema. Através dos botões e do display, o usuário acessa a função de temperatura e configura a temperatura que será mantida pelo PIC. Configurada a temperatura, o PIC compara a temperatura inserida pelo usuário com a temperatura lida do sensor. Caso a temperatura lida seja 0,5ºC menor que a temperatura configurada, o aquecedor é ligado até que a temperatura medida pelo sensor se iguale à temperatura configurada, caso seja 0,5ºC maior o conjunto peltier é ligado O refrigerador: Foi utilizado um conjunto peltier, composto por: uma célula Peltier, dois dissipadores térmicos e uma ventoinha. Quando polarizada diretamente, uma corrente passa pelos terminais da célula peltier. Um lado é aquecido e o outro refrigerado. O lado quente é resfriado pelo dissipador acoplado a uma ventoinha e o lado frio em contato com o dissipador diminui a temperatura da água.

6 4. Ferramentas Utilizadas MikroC C Compiler - mikroe.com - Toolchain para compilar programas escritos em C com arquitetura PIC como plataforma alvo. MikroC Pro C Compiler - mikroe.com - Toolchain para compilar programas escritos em C com arquitetura PIC como plataforma alvo. 5. Principais Componentes PIC18F4520 Microcontrolador LM35 Sensor de temperatura (não utilizado no final do projeto) DS18B20 Sensor de temperatura com conversor digital regulável (9, 10, 11 ou 12 bits) ULN2003 Driver para motor de passo loja no Centro (rua República do Líbano) DS1307 Real time clock loja no Centro (rua República do Líbano) DS1302 Real time clock (não utilizado no final do projeto) Célula Peltier 92W Display LCD 16x2

7 Motor de Passo PM35L-048 motor com passo de 7.5 retirado de impressora 6. Problemas encontrados O compilador MikroC Pro apresentou problemas com a compilação do arquivo.hex gravado no PIC, apresentando constantes erros de stackoverflow. A simples mudança de compilador, utilizando o MikroC, resolveu o problema. Dificuldade em fazer a leitura do RTC DS1302, sendo sanada com a substituição do mesmo por um DS1307, mais utilizado. Dificuldades encontradas ao utilizar o RTC DS1307 e o compilado MikroC Pro, configurados para usar a porta padrão do protocolo I²C. Para solucionar o problema tivemos que utilizar uma biblioteca que implementa o protocolo por software. 7. Conclusão Conseguimos implementar o projeto satisfatoriamente dentro do prazo estipulado inicialmente, apesar dos obstáculos encontrados pelo caminho. Este projeto foi importante para agregar conhecimentos nas diversas áreas estudadas e ganhar experiência prática na implementação de projetos.