Painel Eletrônico de LED

Transcrição

1 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ Painel Eletrônico de LED Projeto Físico Ângelo André Barreto Lima Eduardo Francisco Colares Orientador: Afonso Ferreira Miguel 4º Bimestre de 2011

2 Sumário Índice de Figuras... 3 Índice de Tabelas Resumo Introdução Detalhamento do Projeto Diagrama de Contexto Módulo Interface Especificação dos Processos Módulo Processamento Módulo Tratamento Especificação dos Processos Módulo LED Drive Módulo Display Cronograma Procedimentos de Teste e Validação do Projeto Testes em Caixa Preta Teste de Inserção de Texto Teste de Expansão de Área Visível Testes em Caixa Branca Teste de Inicialização da Interface Teste de Abertura, Salvamento e Visualização de Texto na Interface Teste de Expansão de Área Visível Plano de Teste Riscos Resultados

3 7.1. Dificuldades Facilidades Resultados Conclusão Referências Bibliográficas Anexo Anexo Anexo

4 Índice de Figuras Figura 1 - Diagrama dos módulos... 7 Figura 2 - Representação ilustrativa dos módulos... 7 Figura 3 - Diagrama de Contexto... 8 Figura 4 - Interface do Usuário... 9 Figura 5 - DFD individual CANCELAR Figura 6 - DFD individual SALVAR Figura 7 - DFD individual ABRIR Figura 8 - DFD individual VISUALIZAR Figura 9 - DFD individual ATUALIZAR Figura 10 - Foto ilustrativa do Arduino Figura 11 - Projeto elétrico do Arduino Figura 12 - Diagrama de interação do Processamento Figura 13 - Diagrama de interação do Tratamento Figura 14 - Diagrama temporal de funcionamento Figura 15 - Porta lógica "AND" com diodos Figura 16 - Expansão de área visível Figura 17 - MAX7219 vista superior Figura 18 - Diagrama funcional do MAX Figura 19 - Projeto Lógico Figura 20 - Projeto Elétrico Figura 21 - Matriz de LED Figura 22 - Displays de LED desconectados

5 Índice de Tabelas Tabela 1 - Lista de Eventos do PLED... 8 Tabela 2 - Características elétricas do MAX Tabela 3 - Características elétricas máximas da matriz Tabela 4 - Características elétricas das cores da matriz Tabela 5 - Tabela verdade da porta lógica "AND" Tabela 6 - Teste nº Tabela 7 - Teste nº Tabela 8 - Teste nº Tabela 9 - Teste nº Tabela 10 - Teste nº Tabela 11 - Teste nº Tabela 12 - Teste nº Tabela 13 - Teste nº Tabela 14 - Teste nº Tabela 15 - Teste nº Tabela 16 - Teste nº Tabela 17 - Teste nº Tabela 18 - Análise de Riscos

6 1. Resumo O projeto Painel Eletrônico de LED visa aproximar as empresas do seu públicoalvo através de mensagens eletrônicas dinâmicas. A utilização de módulos de conversão de texto, processamento e display interligados, torna esse conceito viável, juntamente com abordagens de linguagem de programação (C/C++/C# e arduino DSL), microprocessadores, diodos emissores de luz, entre outros componentes auxiliares. 2. Introdução O Brasil será o foco televisivo nos próximos anos devido a Copa do Mundo (2014) e as Olimpíadas (2016). Esta será uma grande oportunidade para empresas de Marketing e Propaganda. Tendo em vista essa expansão do mercado, na qual é necessário transmitir mensagens, o desenvolvimento de meios de comunicação se tornou uma necessidade real e o projeto Painel Eletrônico de LED vem para suprir essa demanda. O projeto consiste em desenvolver um painel de LED de tamanho fixo (8x8 pixel), capaz de transmitir mensagens em apenas uma cor (vermelho) envolvendo letras do alfabeto brasileiro, sem acentuação. O painel de LED deverá ser capaz de se interligar com outro painel igual e assim expandir automaticamente sua área visível, tanto na vertical como na horizontal. Este documento é subdivido em nove tópicos, sendo que o Resumo é uma descrição sucinta do projeto com dados sobre o problema, a solução e as tecnologias. A Introdução aborda o escopo do projeto, com os problemas que serão solucionados e os que não serão, e também o projeto a ser desenvolvido. O Detalhamento do Projeto relata, com o auxílio de blocos, módulos e diagramas, o problema a ser solucionado pelo projeto, assim como os aspectos tecnológicos relevantes e suas justificativas de uso para cada módulo do sistema. 5

7 A descrição detalhada das datas, marcos e etapas do processo são exibidas no tópico Cronograma. Tendo os objetivos e métodos de execução bem exemplificados e definidos, é necessário obter parâmetros que definam a conclusão das metas, tanto em conjunto como individualmente. Esses critérios são estabelecidos em Procedimentos de Teste e Validação do Projeto e serão executados em duas etapas: caixa preta e caixa branca. Uma análise dos problemas potenciais e os impactos desses problemas sobre o projeto é detalhado em Riscos e os resultados obtidos estão descritos em Resultados. E por fim, a Conclusão, juntamente com as Referências Bibliográficas, traz o fechamento do estudo realizado, apresentando os passivos e ativos dos dados levantados. 3. Detalhamento do Projeto Há tempos a publicidade vem sendo uma maneira específica de apresentar informações, ideias ou apenas de deixar uma mensagem sobre certo produto, marca ou empresa. Pensando nisso surgiu o problema de qual será a melhor solução para que haja o mais perfeito entendimento da comunicação entre quem gera a informação e o público. Através disso, o projeto Painel Eletrônico de LED visará facilitar a maneira que essa mensagem será passada para o público, criando assim um dinamismo agradável entre ambos. O projeto Painel Eletrônico de LED consiste em cinco módulos, representados pelas Figuras 1 e 2, que integrados disponibilizam uma solução prática para transmissão de mensagens com tamanho ajustável. 6

8 Figura 1 - Diagrama dos módulos Figura 2 - Representação ilustrativa dos módulos 3.1. Diagrama de Contexto O diagrama de contexto (Figura 3) representa todo o sistema como um único processo e é composto por fluxos de dados que mostram as interfaces entre o sistema e as entidades externas; para auxiliar a representação do sistema uma lista de eventos é idealizada (Tabela 1), na qual demonstra como o sistema responde à estímulos externos. 7

9 Figura 3 - Diagrama de Contexto Tabela 1 - Lista de Eventos do PLED # Nome Estímulo Ação Resposta Tipo Usuário atualiza Atualizar (Arduino Usuário arduino arduino atualizado) F Usuário salva Salvar dados e Usuário Salvar arquivo arquivo (Arquivo salvo) F Usuário abre arquivo Usuário Abrir arquivo Abrir dados F Usuário Simulação de Usuário Visualizar texto visualiza texto texto F PLED conecta Conectar Expandir área PLED módulos módulos visível F PLED salva dados PLED Salvar dados Arquivo *.txt F Texto carregado PLED abre PLED Abrir dados com dados do dados arquivo F 8

10 3.2. Módulo Interface O Módulo Interface é o que interage primeiramente com o ser humano; composto de uma interface (Figura 4) que é responsável pela inserção de textos a ser transmitidos para o Módulo Processamento. Este módulo é puramente software e será desenvolvido sobre a linguagem C# com Windows Forms na plataforma Microsoft Visual Studio. Figura 4 - Interface do Usuário Especificação dos Processos O Módulo Display é subdivido em cinco funções principais: Salvar, Cancelar Abrir, Visualizar e Atualizar. Essas funções são apresentadas abaixo em forma de pseudocódigos e diagramas de fluxos individuais (Figuras 5 ~ 9). 9

11 Usuário Função CANCELAR Texto IGUAL NULL FIM-CANCELAR texto Cancelar texto Figura 5 - DFD individual CANCELAR Função SALVAR SE texto IGUAL NULL Função CANCELAR FIM-SE SENÃO Salvar texto no arquivo *.TXT FIM-SENÃO FIM-SALVAR Usuário texto Salvar arquivo dados Salvar dados Cancelar dados Figura 6 - DFD individual SALVAR Usuário Função ABRIR SELECIONAR arquivo ABRIR arquivo CARREGAR texto do arquivo FIM-ABRIR arquivo arquivo Abrir arquivo Carregar arquivo Figura 7 - DFD individual ABRIR 10

12 Usuário Função VISUALIZAR LER texto SCROLL texto FIM-VISUALIZAR texto Visualizar texto dados Figura 8 - DFD individual VISUALIZAR Usuário dados Função ATUALIZAR LER dados ATUALIZAR arduino FIM- ATUALIZAR dados Atualizar arduino Arduino Figura 9 - DFD individual ATUALIZAR 3.3. Módulo Processamento O sistema de controle do projeto será embarcado em um Arduino Mega ATmega1280 (Figura 10-11). Nesta etapa, o controlador é responsável por entender todos os Módulos subsequentes e ativá-los de acordo com sua necessidade. Figura 10 - Foto ilustrativa do Arduino 11

13 Figura 11 - Projeto elétrico do Arduino Este módulo funciona como o cérebro do projeto (Figura 12), realizando o processamento das chamadas de comunicação do Módulo Interface e repassando para o Módulo Tratamento e ativando o Módulo LED Drive, que por sua vez reenvia os dados para o Módulo Display. O Arduino Mega é uma placa de micro controle baseada no ATmega1280. Ela é composta de 54 terminais digitais, 16 analógicos, 4 UARTs (portas seriais), um cristal oscilador de 16 MHz, conexão USB e botões de controles internos. (ARDUINO MEGA, 2011). Módulo Interface texto Módulo Arduino dados dados dados Módulo LED Drive dados Módulo Tratamento Módulo Display Figura 12 - Diagrama de interação do Processamento 12

14 3.4. Módulo Tratamento O Módulo Tratamento é dividido em duas etapas (Figura 13): Processamento de Texto e Expansão de área visível. O primeiro remete a questão de conversão do texto de "string" para o formato linha e coluna (estilo matriz 8x8), para que este possa ser interpretado pelo Módulo LED Drive; já a etapa de Expansão de área visível verifica se novos módulos de display foram conectados a placa central e com isso a necessidade de readequar o texto a nova matriz de exibição, tanto horizontal como verticalmente. O módulo de software será desenvolvido utilizando a linguagem do Arduino DSL (domain specific language) inspirado no C e C++. Nº de módulos Módulo Processamento dados formatados dados solicitar módulos Módulo Tratamento Figura 13 - Diagrama de interação do Tratamento Especificação dos Processos Função TRATAMENTO ESCREVE load IGUAL 0 REPITA 8 vezes ESCREVE clock IGUAL 0 ESCREVE dados ESCREVE clock IGUAL 1 FIM-REPITA ESCREVE load IGUAL 1 ESCREVE load IGUAL 0 FIM-TRATAMENTO Figura 14 - Diagrama temporal de funcionamento 13

15 A funcionalidade de expansão de área visível será desenvolvida em hardware aplicando a ideia de um circuito lógico AND com diodos. Para implementar a porta lógica AND é necessário ligá-los em paralelo (Figura 15) sendo que o catodo dos mesmos será conectado ao terminal DATAOUT (seja do arduino ou dos MAX7219) e o anodo será ligado em comum na saída e em um resistor R1 acoplado ao VCC. Figura 15 - Porta lógica "AND" com diodos Para identificar o número de Painéis de Led conectados é necessário verificar a saída AB (Figura 15), que terá dados digitais ligados ao arduino, e contar o número de ciclos de clock que a saída AB demora em atingir o nível alto ao ser aplicado 1 (nível alto) em todas as entradas. 14

16 Figura 16 - Expansão de área visível Sabendo que a ligação em cascata dos MAX7219 leva 16 ciclos de clock para transmitir a informação de um para outro, é possível apresentar uma formulação matemática simples para deduzir o número de painéis: ( ) 3.5. Módulo LED Drive O MAX7219 (Figura 17) é um driver serial I/O que interopera com displays de 7 segmentos, bargraphs e 64 LED s (matriz 8x8). O chip possui internamente um decodificador BCD code-b, um scan multiplexador, drivers de segmento e dígitos, e memória RAM estática 8x8. É possível limitar a corrente do segmento (linha) com o auxílio de um resistor externo; além de ser compatível com protocolos SPI, QSPI, e MICROWIRE. 15

17 Figura 17 - MAX7219 vista superior Figura 18 - Diagrama funcional do MAX7219 O MAX7219 ainda permite ativar o modo shutdown, que reduz a corrente para 150µA (Tabela 2), o modo de controle de brilho, que controla o brilho da matriz analógica ou digitalmente, e o modo de teste que acende todos os LED s para verificar se estão funcionando corretamente. 16

18 Tabela 2 - Características elétricas do MAX7219 O Projeto Lógico é descrito na Figura 19, demonstrando a ligação do MAX7219 com a matriz de LED (linha x coluna), e as conexões IN e OUT que serão conectados ao arduino e em outro módulo de display, respectivamente. O resistor ligado ao terminal nº 18 limita a corrente de pico de cada linha (SEGDP SEGG); os dois capacitores são para minimizar o efeito de ripple da 17

19 alimentação e devem ser ligados entre o VCC e o ground e de preferência o mais perto possível do chip. Figura 19 - Projeto Lógico Figura 20 - Projeto Elétrico 18

20 3.6. Módulo Display Uma vez que os díodos só deixam passar corrente numa direção e os LED s fazem parte dessa categoria, estes dispositivos só acendem se a corrente estiver passando do cátodo (+) para o ânodo (-), e os LED s não se danificam se a corrente estiver tentando passar ao contrário, apenas não acendem. Conforme Figura 21, cada LED é colocado num ponto de intercepção entre uma linha e uma coluna de fio condutor. O contato positivo fica ligado na linha, e o negativo na coluna. Para ligar apenas um dos LED s, primeiro passam-se as linhas para ground e as colunas para positivo, o que desliga todos. Depois, envia-se a corrente na polaridade certa para a linha e a coluna que se pretende acender, os outros LED s em contato com essa mesma linha estariam recebendo corrente pelos seus dois contatos e, como a corrente procura o caminho com menor resistência, não passa por esses porque não têm ground. Figura 21 - Matriz de LED As matrizes de LEDs apresentam características elétricas semelhantes às descritas nas Tabela 3 e 4. 19

21 Tabela 3 - Características elétricas máximas da matriz Tabela 4 - Características elétricas das cores da matriz 4. Cronograma O cronograma (Anexo 1) definido para o 1º semestre de 2011 foi dividido em três etapas: Preparação, etapa que determinava a aprovação do projeto a ser realizado; Planejamento, definições básicas do projeto (desde módulos e suas interações até etapas de testes); e por fim Desenvolvimento, que terá início ainda no 1º semestre e adentrará o 2º, sendo marcado pelo início da construção dos módulos. O cronograma do 1º semestre culminou na definição dos módulos, interações, testes e componentes apresentados neste documento e também no início da construção do Módulo Interface, também presente neste documento. O foco para o 2º semestre (Anexo 2 e Anexo 3) é a construção física do projeto, iniciando com a definição das características elétricas dos módulos e, em sequência, a construção dos protótipos de cada módulo. 20

22 Após a conclusão da etapa citada acima, serão iniciados os testes individuais de cada módulo e por fim o teste em conjunto, no qual cada módulo será testado com o seu vizinho (Interface + Processador, Processador + Tratamento, etc.). Em paralelo aos estudos e construções do projeto, reuniões internas (apenas membros do projeto) decidirão o rumo do projeto, analisando os riscos até o momento e a necessidade de correções, e uma vez por mês um roteiro será repassado para o orientador a fim de deixar o mesmo a par da situação do projeto e também para repassar sua análise critica. 5. Procedimentos de Teste e Validação do Projeto Para a etapa de teste e validação do projeto Painel Eletrônico de LED iremos descrever os testes em caixa preta, que consiste em verificar a saída dos dados de acordo com os estímulos de entrada, e os testes em caixa branca que usam a perspectiva interna (código fonte e circuitos) do sistema para modelar os casos de teste. O documento foi atualizado com o tópico 5.3 Plano de Testes que determina de forma bastante simples o tipo de teste, como será realizado e o resultado obtido. Este tópico se apresenta como um guia para que os testes possam ser realizados para obter um padrão de qualidade nas respostas solicitadas Testes em Caixa Preta Os testes em caixa preta serão realizados pelo usuário onde o mesmo não tem conhecimento das funcionalidades internas do sistema, ou seja, do código fonte e dos circuitos. Para estes testes serão envolvidos todos os módulos definidos no plano de projeto, onde nós temos o Módulo Interface, Módulo Tratamento, Módulo Display, Módulo Led Drive e Módulo Processamento. 21

23 Teste de Inserção de Texto O usuário entrará com a mensagem de no máximo 80 caracteres no software instalado e configurado no computador onde pode ser vista a interface do usuário na Figura 4. Na tela, o usuário tem os seguintes botões como opções: Salvar, Cancelar, Abrir, Visualizar e Atualizar, e os campos TextBox e Label. O Botão Salvar trará a função de salvar a mensagem escrita no TextBox em formato TXT no computador. O Botão Cancelar trará a função de limpar o texto do TextBox. O Botão Abrir trará a função de abrir um arquivo de formato TXT e carregar a informação contida no mesmo para o campo TextBox. O Botão Visualizar trará a função de simular a mensagem que será reproduzida no Display de LED. O Botão Atualizar terá a função de enviar a mensagem definida pelo usuário para o Módulo Processamento, que irá implementar os parâmetros necessários para encaminhar a mensagem para o Módulo LED Drive, que por fim acionará os LED s correspondentes do Módulo Display. Feito a inserção do texto, bastará o usuário selecionar o botão Atualizar para que a mensagem seja carregada no Arduino e assim exibida no Módulo Display de LED Teste de Expansão de Área Visível Com o painel inteiramente desligado da fonte de alimentação, o usuário bastará conectar o Display de LED em outro idêntico utilizando os cabos e conectores necessários, como pode ser visto na Figura 22. A conexão em cascata poderá ser feita tanto na vertical quanto na horizontal, feito isso, basta religar na fonte de alimentação e o sistema se incumbirá de identificar e ajustar automaticamente o texto para que a mensagem percorra toda a nova área visível do Painel de LED. 22

24 Figura 22 - Displays de LED desconectados 5.2. Testes em Caixa Branca Os testes estruturais, também conhecidos como testes em caixa branca serão realizados pelos desenvolvedores do código fonte e circuitos do Painel Eletrônico de LED, os quais têm o conhecimento de todas as funcionalidades internas do sistema seja ela lógica de programação ou circuitos eletrônicos. Os testes executarão todas as decisões lógicas para valores falsos ou verdadeiros que forem inseridos no sistema Teste de Inicialização da Interface Este teste consiste em apenas verificar se o programa está inicializando corretamente. Para isso basta executar o programa e aguardar que o mesmo inicialize com todas as funcionalidades na tela Teste de Abertura, Salvamento e Visualização de Texto na Interface Este teste consiste em verificar se o programa está respondendo aos comandos determinados pelos desenvolvedores do projeto; ao clicar nos botões Abrir, Salvar e Visualizar o sistema deve assegurar que o software cumpra com suas especificações e atenda as necessidades atribuídas. 23

25 Botão Abrir: Ao clicar no botão abrir o sistema deve trazer as opções de seleção de pasta (semelhante ao do Windows), e ao selecionar o arquivo em formato *.TXT bastará clicar em abrir e o texto passará por uma filtragem, removendo os caracteres inválidos do escopo e, então, será carregado na interface do programa. Botão Salvar: Ao clicar no botão salvar o sistema deve trazer as opções de seleção de pasta (semelhante ao do Windows) para o destino da mensagem que será salva no formato *.TXT ; o mesmo filtro aplicado na opção abrir deverá ser utilizado. Botão Visualizar: Ao clicar no botão visualizar o sistema deve ser capaz de simular no campo label da interface a mensagem que será reproduzida no Display de LED Teste de Expansão de Área Visível O teste de Expansão de área visível será realizado com o auxílio de um osciloscópio, conectado ao catodo do diodo, para verificar se o número de ciclos de clock de saída está correto, sendo o valor válido de 16 ciclos por módulo a partir do primeiro. Os diodos em paralelo devem funcionar como portas lógicas AND e para validação será verificado a leitura do osciloscópio atribuindo valores de acordo com a tabela abaixo. Tabela 5 - Tabela verdade da porta lógica "AND" Entrada A Entrada B Saída 0 (zero) 0 (zero) 0 (zero) 0 (zero) 1 (um) 0 (zero) 1 (um) 0 (zero) 0 (zero) 1 (um) 1 (um) 1 (um) 24

26 5.3. Plano de Teste Tabela 6 - Teste nº1 Número: 1 Tipo/Nome: Software / Interface Funcionalidade: Tela de comunicação homem-máquina. Dependências: Objetivos: Inicializar corretamente a tela de interface. Valores de Entrada: Passos: 1. Selecionar o executável e pressionar enter ; 2. Verificar a abertura do programa com 5(cinco) botões: SALVAR, CANCELAR, ABRIR, VISUALIZAR e ATUALIZAR, além de 1(um) campo para inserção de texto (TextBox) e 2(dois) campos para exibição de texto (Label). Observações: Resultados Esperados: Interface inicializada e pronta para utilização. Necessidades de Ambiente: Windows Xp+ Tabela 7 - Teste nº2 Número: 2 Tipo/Nome: Software / Salvar Funcionalidade: Salvar o texto em um arquivo TXT. Dependências: Módulo Interface. Objetivos: Verificar a existência de um arquivo *.TXT com o texto salvo. Valores de Entrada: 25

27 Texto do TextBox do Módulo Interface Passos: 1. Selecionar o botão SALVAR e pressionar enter ; 2. Escolher um nome para o arquivo e pressionar salvar; 3. Localizar arquivo salvo e verificar se o texto encontra-se no arquivo. Observações: Resultados Esperados: Arquivo salvo. Necessidades de Ambiente: Windows Xp+ Tabela 8 - Teste nº3 Número: 3 Tipo/Nome: Software / Cancelar Funcionalidade: Limpar os buffers do Módulo Interface. Dependências: Módulo Interface. Objetivos: Limpar o campo TextBox. Valores de Entrada: Passos: 1. Selecionar o botão CANCELAR e pressionar enter ; 2. Verificar se o texto no campo TextBox da interface foi limpo. Observações: Resultados Esperados: Buffers limpos. Necessidades de Ambiente: Windows Xp+ 26

28 Tabela 9 - Teste nº4 Número: 4 Tipo/Nome: Software / Abrir Funcionalidade: Abrir um arquivo TXT e carregar a informação no sistema. Dependências: Módulo Interface. Objetivos: Abrir corretamente apenas um arquivo *.TXT e carregar apenas caracteres válidos no sistema. Valores de Entrada: Arquivo *.TXT. Passos: 1. Selecionar o botão ABRIR e pressionar enter ; 2. Escolher um arquivo e pressionar abrir; 3. Verificar se o texto do arquivo foi corretamente inserido no campo TextBox. Observações: Resultados Esperados: Arquivo salvo. Necessidades de Ambiente: Windows Xp+ Tabela 10 - Teste nº5 Número: 5 Tipo/Nome: Software / Visualizar Funcionalidade: Simular o texto conforme seria no Módulo Display. Dependências: Módulo Interface. Objetivos: Verificar a correta simulação e visualização do texto. Valores de Entrada: Texto do TextBox do Módulo Interface Passos: 1. Selecionar o botão VISUALIZAR e pressionar enter 2. Aguardar que texto deslize da direita para esquerda. 27

29 Observações: Caracteres fora do alfabeto brasileiro sem acentuação não serão impressos Resultados Esperados: Efeito de rolamento do texto da direita para a esquerda. Necessidades de Ambiente: Windows Xp+ Tabela 11 - Teste nº6 Número: 6 Tipo/Nome: Software / Atualizar Funcionalidade: Enviar a mensagem para o Módulo Processamento. Dependências: Módulo Interface e Módulo Processamento. Objetivos: Verificar o correto envio da mensagem via porta USB. Valores de Entrada: Texto do TextBox do Módulo Interface Porta que o Módulo Processamento está conectado. Passos: 1. Selecionar o botão ATUALIZAR e pressionar enter ; 2. Aguardar mensagem de envio concluído. Observações: Resultados Esperados: Envio concluído e mensagem de conclusão exibida. Necessidades de Ambiente: Windows Xp+, Arduino Tabela 12 - Teste nº7 Número: 7 Tipo/Nome: Software / Fechar Funcionalidade: Fechar o aplicativo interface. Dependências: 28

30 Módulo Interface. Objetivos: Verificar o correto fechamento do programa com opções de salvar. Valores de Entrada: Passos: 1. Pressionar o botão X da janela; 2. Aguardar aparecimento da opção de salvar o texto (Verificar teste nº2). 3. Aguardar fechamento automático do programa. Observações: O passo 2 só será exibido caso o texto seja alterado. Resultados Esperados: Programa finalizado com sucesso. Necessidades de Ambiente: Windows Xp+ Tabela 13 - Teste nº8 Número: 8 Tipo/Nome: Software / Conversão de Texto Funcionalidade: Converter caracteres do formato matriz 8x8 para novo formato linha e coluna. Dependências: Módulo Tratamento Objetivos: Verificar a correta formatação de formatos Valores de Entrada: Pattern.h Passos: 1. Selecionar um caractere no formato ASCII e enviar via comando imprime(caractere) ; 2. Verificar a localização do caractere no banco de dados. 3. Verificar a resposta da função imprime() para write(linha) e write(coluna). Observações: Por serem funções que não retornam um valor, mas chamam funções adjacentes, é necessário percorrer toda a função para localizar a resposta. Resultados Esperados: Conversão do formato char ASCII para formato inteiro decomposto em linha e coluna. 29

31 Necessidades de Ambiente: Windows Xp+, Arduino. Tabela 14 - Teste nº9 Número: 9 Tipo/Nome: Hardware / Funcionamento dos LEDS Funcionalidade: Acender os LEDS para o público com brilho padrão. Dependências: Objetivos: Verificar se todos os LEDS funcionam corretamente e se a intensidade luminosa de cada LED é de aproximadamente 6000 MCD (millicandela). Valores de Entrada: Passos: 1. Com os cabos positivo e negativo da fonte de alimentação energizados, bastará conectálos nos terminais catodo e anodo dos LEDS. 2. Com o medidor de intensidade luminosa ligado, bastará aproximá-lo de cada LED e realizar a leitura no painel do aparelho. Observações: Resultados Esperados: LEDS funcionando e com brilho de aproximadamente 6000 MCD cada. Necessidades de Ambiente: Fonte de alimentação calibrada pra 2,2 Volts e um medidor de intensidade luminosa. Tabela 15 - Teste nº10 Número: 10 Tipo/Nome: Hardware/Teste de funcionamento de integração de módulos. Funcionalidade: Reproduzir uma mensagem para o público. Dependências: Módulo Interface, Módulo Processamento, Módulo Tratamento, Módulo LED Drive e Módulo Display. 30

32 Objetivos: Verificar se o módulo LED drive aciona os LEDS da matriz 8x8. Verificar se no pino DOUT do CI MAX7219 aparece em binário às informações referentes à linha e coluna para cada caractere com uma defasagem de 16 ciclos de clock para o DIN. Valores de Entrada: Texto do TextBox do Módulo Interface. Passos: 1. O usuário bastará entrar com a mensagem no Módulo Interface, e aguardar que esta informação apareça em binário no visor do osciloscópio, que deverá esta conectado no pino LOAD do CI MAX7219, e o mesmo acionar os LEDS correspondentes na matriz de LED. Observações: Resultados Esperados: Acionamento correto dos LEDS na matriz e visualização dos bits correspondente a cada caractere no visor do osciloscópio. Necessidades de Ambiente: Osciloscópio Tabela 16 - Teste nº11 Tipo/Nome: Hardware/ Teste de gravação no processador do Número: 11 arduino. Funcionalidade: Assegurar que o código foi gravado no Módulo Processamento. Dependências: Módulo Processamento. Objetivos: Verificar se o código foi gravado corretamente no arduino. Valores de Entrada: Código do Projeto Passos: 1. Na interface do compilador do próprio arduino, bastará o programador acionar o botão upload e aguardar a mensagem de Done Uploading na interface do compilador, 2. Observar os LEDS TX e RX da placa do arduino piscarem simultaneamente. Observações: 31

33 Resultados Esperados: Código do projeto gravado no processador do arduino. Necessidades de Ambiente: Compilador do arduino instalado no computador, cabo USB e o kit de desenvolvimento do arduino ATMEGA Tabela 17 - Teste nº12 Número: 12 Tipo/Nome: Hardware Teste de expansão de área visível. Funcionalidade: Expansão de área visível. Dependências: Módulo Interface, Módulo Processamento, Módulo Tratamento, Módulo LED Drive e Módulo Display. Objetivos: Ampliar a área de exibição da mensagem automaticamente. Valores de Entrada: Passos: 1. Desligar o painel (8x8) da fonte de alimentação. 2. Conectar a saída do painel na entrada de outro painel idêntico. 3. Religar a fonte de alimentação do painel. Observações: Resultados Esperados: Ampliação automaticamente da área visível do painel eletrônico, Ex.: de (8x8) para (8x16). Necessidades de Ambiente: 6. Riscos Os riscos potenciais serão mostrados na Tabela 18, junto o seu impacto, que será classificado em baixo, médio e alto, e a probabilidade que terá uma escala de 1 a 5 de 32

34 ocorrer, podendo gerar atrasos ou a não conclusão do projeto, assim como será apresentado a ação de prevenção e contingência para que o projeto seja desenvolvido e entregue no prazo. Tabela 18 - Análise de Riscos Nº Descrição do Risco Probabilidade Impacto Ação de Prevenção Pesquisar por alternativas de 1 Alteração do escopo 1 Alto desenvolver o projeto Iniciar o Atraso no 2 2 Alto desenvolvimento desenvolvimento antecipado Definir prazos 3 Cronograma inviável 1 Médio maiores para o projeto Iniciar o estudo 4 Dificuldade com a antecipado de 4 Alto eletrônica aplicada técnicas de eletrônica Dificuldade nas Iniciar um estudo 5 linguagens de 2 Médio antecipado sobre programação as linguagens Iniciar a busca Falha na aquisição de antecipada para a 6 componentes 2 Médio aquisição dos específicos componentes Iniciar o estudo O não entendimento durante o período 7 da tecnologia 2 Médio de elaboração do utilizada projeto lógico Ação de Contingência Buscar alternativas de desenvolver o projeto Alterar linguagem de programação Aumentar a carga horária de trabalho Buscar auxílio com o orientador do projeto Buscar auxílio com um desenvolvedor especializado Adquirir componentes equivalentes Buscar auxílio com o orientador do projeto 33

35 Reorganizar a Alterar 8 Sobrecarga dos recursos 4 Médio agenda dos recursos prioridade das atividades dos envolvidos recursos Falha no desenvolvimento do 9 módulo Tratamento (Circuito e código responsável pela identificação automática de novos 4 Alto Iniciar o estudo antecipado de técnicas de programação e de eletrônica Buscar auxílio com o orientador do projeto Displays de LED na horizontal) Falha no desenvolvimento do 10 módulo Tratamento (Circuito e código responsável pela identificação automática de novos 4 Alto Iniciar o estudo antecipado de técnicas de programação e de eletrônica Buscar auxílio com o orientador do projeto Displays de LED na vertical) Falha na Iniciar um estudo Alterar a programação C/C++ antecipado sobre linguagem de 11 que realizará a comunicação entre a 3 Médio as linguagens C/C++ para a comunicação para Plataforma interface e o realização da Processing Arduino. comunicação (Arduino) Durante a execução do projeto e os novos estudos realizados, verificou-se que os riscos de nº 3, 4, 5 e 7 tiveram suas probabilidades de ocorrer reduzidas, visto que os responsáveis adquiriram conhecimento na área específica. Contudo, o risco nº 8, referente aos recursos (membros do projeto), teve um aumento de um indo de 3 para 4 em probabilidade. 34

36 Por fim, o risco nº 11 foi completamente anulado; a fase de testes referentes a esse risco teve início dia 13/09, de acordo com o cronograma, e apresentou resultados satisfatórios em todos os casos, demonstrando que o risco não mais existe. 7. Resultados O projeto em geral foi um case de sucesso. As dificuldades, facilidades e o resultado final estão descritos abaixo Dificuldades A primeira dificuldade encontrada ocorreu após a definição básica dos componentes, na qual a importação dos mesmos se mostrou bastante difícil frente à burocracia. O desenvolvimento de um protótipo que aceitasse e entendesse a inserção de novos módulos apresentou falhas em grande demasia, sendo somente solucionado com a intervenção do orientador. O trabalho de soldagem dos componentes foi repetitivo e cansativo, e em muitas etapas exauriu os membros da equipe, todavia o processo é bastante simples, exigindo apenas trabalho braçal e atenção. Por fim, as dependências do laboratório alocado para o projeto, em vários momentos, apresentou deficiência referente aos instrumentos básicos para desenvolvimento do sistema. 35

37 7.2. Facilidades O trabalho realizado com o arduino agregou um enorme valor ao projeto, tanto pela capacidade de incorporar novos módulos, assim como pela facilidade em desenvolver o software, visto que a linguagem é bastante específica e se encontra bem documentada, além do fato de existir uma forte comunidade disposta a auxiliar. A internet propiciou uma enorme quantidade de exemplos de interação arduinoled, que auxiliou para o desenvolvimento do software próprio, além de bibliotecas prontas Resultados O estudo e desenvolvimento do hardware foram exaustivos para que fosse construído um modelo único para todos os módulos e que não fosse necessário que o usuário apresentasse qualquer forma de conhecimento em eletrônica para utilizar. O software de interface foi construído para que exibisse uma tela limpa e amigável para o usuário, sendo apenas disponibilizadas pequenas alterações de forma que melhore a experiência do cliente com o produto. O levantamento dos riscos envolvendo o projeto se mostrou eficiente no que condiz com o item nº10, o que nos obrigou a ativar o gatilho e a ação de prevenção; visto que a dificuldade não foi sanada, a ação de contingência foi tomada, o que resultou em alteração do escopo para remoção do item. 36

38 8. Conclusão As várias abordagens pesquisadas durante esta nova etapa de coleta de informações trouxeram propostas que permanecem ainda compatíveis com a ideia inicial do projeto, tendo como foco a publicidade para apresentar informações de certo produto ou marca de uma empresa, por meio da comunicação visual de mensagens dinâmicas utilizando tecnologias de LED s. Para o desenvolvimento do Módulo Interface vimos que a ferramenta Microsoft Visual Studio, utilizando a linguagem C# é a mais adequada por ser frequentemente atualizada e de fácil utilização. A escolha do Arduino ATmega1280 como micro processador, juntamente com a linguagem DSL, através de análises mostrou-se satisfatório ao que a ferramenta se propõe a fazer, agregando flexibilidade e poder, enquanto os componentes citados no Módulo LED Drive apresentam controle específico do display. Através da nova análise dos riscos pode se considerar que o risco do projeto ainda permanece como médio, visto que será necessário gastar a maior parte do tempo no desenvolvimento do módulo tratamento, mais especificamente no sistema de reconhecimento automático de novos displays quando conectados tanto na vertical quanto na horizontal. Com o decorrer da elaboração da etapa do projeto físico percebeu-se que o projeto proposto é competitivo comercialmente, visto que os componentes são mais robustos que o necessário para agregar flexibilidade porém o custo ainda permanece abaixo dos propostos por similares no mercado. 37

39 9. Referências Bibliográficas MICROSOFT VISUAL STUDIO. Disponível em: Acesso em 14 de abril de CPROGRAMMING.COM. Disponível em: Acesso em: 14 de abril de ARDUINO MEGA. Disponível em: Acesso em 25 de março de LEDCOM Soluções em LED. Disponível em: Acesso em 15 de abril de FLOYD, Thomas L., Electric Circuit Fundamentals, 2ª ed. Pearson Addison Wesley, Merrill, FLOYD, Thomas L., Electronic Devices 3ª ed. Pearson Addison Wesley, Merrill, SOMMERVILLE, Ian. Engenharia de Software. 6ª ed. São Paulo: Pearson Addison Wesley,

40 Anexo 1 39

41 Anexo 2 40

42 Anexo 3 41