ISEP- DEE EEC - LABSI

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1 REGULAMENTO DOS PROJECTOS 1- Funcionamento da Disciplina a) Os Projectos devem ser desenvolvidos em grupos de 2 Alunos. b) Excepcional e justificadamente, podem ser aceites projectos individuais. c) O grupo deve certificar-se da disponibilidade do material necessário ao projecto. d) O grupo deve manter actualizado, em cada aula, o registo do trabalho (ver AVE). Mais do que os sucessos, importa registar as dificuldades encontradas, ultrapassadas ou não. e) As folhas de registo, analisadas pelo Docente no final de cada mês pelo menos, devem servir de base à elaboração do relatório final e ser anexas a este. f) Relatório deve seguir o guião disponível no AVE. Começar pelo Cap-2, terminar no C Prazos a) Até 4ª aula 5%: entrega do Cronograma, disponível no Ave, identificando o Grupo, o Projecto e CPU escolhidos, e Objectivos a atingir. b) Até 3ª semana - 10%: apresentar sistema mínimo com LED a piscar, T=1s e DC=50%, e 4 programas: assembly e C, temporização sem e com Interrupções ambos. c) Até 5ª semana - 10%: apresentar programa assembly para ler dados de um sensor via A/D e controlar um actuador por PWM. a. Sensor - potenciómetro, LDR ou outro. b. Actuador: osciloscópio, LED variável, Motor, outros d) A partir daqui há liberdade técnica, sem restrições de linguagem na programação. e) Até 9ª semana 10%: Verificar estado do projecto. Enviar Cap-2 preliminar do relatório. f) 14ª semana - 15%: avaliação do estado do projecto versus Cronograma. Enviar Cap Avaliação final na data de exame ou recurso, inclui: a) PCB 5%: desenhar em Eagle ou alternativas, até 10*8 cm 2. É opção implementar fisicamente esta placa. b) Relatório e respectiva defesa - 15%: enviar para revisão até 8 dias antes da apresentação. Este prazo pode ser antecipado pelos docentes. c) Projecto - 20%: apresentação e defesa das soluções implementadas. d) EIAA - 10%: Componente da avaliação individual pelo docente, reflectindo o Empenho, Iniciativa, Autonomia e Assiduidade, medida pelo nº de presenças. g) A nota final será validada só após devolução do material requisitado. JVS /5 LABSI-3ºA

2 Regras de Projecto Deve notar-se que, numa perspectiva empresarial, utilizar um componente que excede as necessidades implica custos desnecessários, ou consumos inúteis no caso de frequências excessivas. O Grupo deverá justificar, no C3 do RLT, que não era possível utilizar um uc inferior, dentro dos disponíveis no ISEP. 1. Os Alunos devem começar por utilizar os uc básicos: AVR AT-88 e PIC- 16F677, excepto se, comprovadamente, não permitir funcionalidades previstas inicialmente. a. AVR-324 ou PIC requerem autorização do Docente. b. Estas restrições não se aplicam a componentes dos Alunos 2. Obrigatório inserir díodo, 1N4148, na entrada da tensão de alimentação para o uc. Protege contra-polarização e funde a 100mA. 3. Para utilizar a fonte de 5V directamente, inserir uma R 2,2~4,7Ohm em série com D-1N4002 contra-polarizado. 4. Xtal externo: não permitido até à 5ª semana. a. Não deve ser utilizado, excepto se justificado pelo Docente. b. A frequência deve ser ajustada às necessidades. 5. Realização de PCB: só depois de validado e autorizada pelo Docente. a. O PCB deve, idealmente, ter as dimensões de um cartão de crédito. b. Acima de 80 cm2 (10x8 ou equivalente), necessário autorização do Docente. c. O PCB deve, sempre que possível, ser de face simples. d. Maximizar o plano de massa, mesmo em face simples. 6. Deve ser prestada atenção aos limites de corrente nos pinos dos integrados, bem como tensões exteriores que os possam danificar. JVS /5 LABSI-3ºA

3 LISTA DE PROJECTOS 1. PROJECTO PROPOSTO PELO GRUPO a ser validado pelo docente da disciplina. 2. Pesquisar nos endereços: kits, exemplos exemplos USB to IBM-PC communications using PIC16F876: PROJECTOS COM FPGA 3. Projecto de um controlador de semáforo em FPGA. 4. Controlo de AGV com FPGA (sensores: infravermelhos, Sonar, Câmara vídeo). 5. Controlo de um painel solar em FPGA (material externo: LDR, NTC, conversor A/D, L298, motores). PROJECTOS COM C 6. VEÍCULO AUTÓNOMO (AGV) utilizando uma das bases existentes em laboratório ou uma base construída pelo aluno, pretende-se implementar o controlo de um veículo autónomo. O controlo poderá ser por fita no chão, navegação por obstáculos, bússola, detecção de campo magnético gerado por fio no chão ou, ainda, GPS. 7. SISTEMA DE AQUISIÇÃO DE DADOS pretende-se implementar um sistema baseado em ucontrolador, que permita adquirir sinais analógicos de baixa frequência e o envio para PC das respectivas amostras. Poderão existir ainda canais de entrada/saída de dados digitais, com ou sem isolamento galvânico. A comunicação com o PC pode ser feita através de uma rede ponto a ponto (RS232) ou através de uma rede multiponto (RS485). Como evolução, poderá ser implementado um controlo digital de uma fonte de calor, utilizando um algoritmo do tipo proporcional. 8. RS232 para Cartão USB ou SD - Muitos sistemas de controlo ainda em funcionamento na indústria, baseiam-se em computadores que têm como única forma de acesso a disquete e as portas paralelo ou RS232. Desenvolver uma unidade, baseada em uc, que interligue às portas referidas e escreva numa chave USB. Eventualmente, em cartões SD. Como alternativa, utilizar o cabo do barramento de disquete, mapeando como unidade B. Poderá ainda pensarse em usar o barramento IDE, mapeando a unidade como disco Slave. 9. INJECÇÃO DE ENERGIA NA REDE Os sistemas electrónicos utilizam sistematicamente rectificação na entrada, desgastando o pico da arcada sinusoidal. Embora possam ser utilizadas formas de correcção do factor de potência passivas ou activas, uma alternativa actual interessante é corrigi-lo injectando no picos a energia de fontes limpas. Desenvolver um sistema baseado em uc, capaz de injectar até 100W na rede. Utilizar uma fonte de 12-15V DC para efectuar injecção com atraso fixo ou por detecção de derivada na arcada. Uma evolução seria aproveitar uma UPS para tentar injectar energia na rede. 10. SENSOR DE RATO ÓPTICO Os sensores de rato óptico são normalmente CCD com matriz de 20x20 pontos. A comunicação é frequentemente RS232. Implementar um sistema com uc que permita detectar presenças numa sala, ou outras funcionalidades compatíveis. 3/5 LABSI-3ºA

4 11. SCANNER - Construir um scanner monocromático, eventualmente aproveitando uma impressora e um sensor de rato óptico, podendo a imagem obtida ser: a) Apresentada num osciloscópio. b) Apresentada num televisor. c) Transferida para computador. 12. CONTROLO DE LUMINOSIDADE DE UMA SALA o sistema deve determinar as condições de luminosidade do interior (eventualmente do exterior) de uma sala e, a partir desses dados, manter dentro da sala um nível de luminosidade constante quer actuando sobre estores eléctricos quer sobre o sistema de iluminação interior. Será de prever comunicação com um PC onde, além de serem definidos os níveis de iluminação pretendidos, será feita a monitorização do sistema. Simular numa caixa, recorrendo a LED ou pequenas lâmpadas. Como opção, controlar iluminação em 220V AC. 13. SISTEMA DE VIGILÂNCIA uma câmara, accionado por motor, será orientada de forma automática, com a utilização de um ou mais sensores de presença, de uma forma manual através de um PC, com um joystick virtual ou real. Prever ainda um varrimento automático, rígido ou aleatório, do campo de visão. 14. CENTRAL DE ALARME o projecto visa definir e implementar uma central de alarme que permita a detectar situações anómalas, através da análise do estado de diferentes tipos de sensores. 15. PROGRAMADOR SEMANAL o sistema a desenvolver permitirá ligar e desligar aparelhagem eléctrica de acordo com um programa estabelecido pelo utilizador. Como evolução prever acesso e programação por telefone ou Internet. Considerar ucontroladores com porta de rede incorporada 16. SISTEMA DE CONTROLO DE ACESSOS - O sistema deve permitir gerir o controlo e monitorização de acessos a espaços determinados, em conformidade com especificações a acordar. 17. MAPEAMENTO COM SONAR utilizar um sonar montado numa torre giratória, com deslocamento angular de 360 graus, para visualizar num PC o mapa da área envolvente do sistema. Para cada ponto do deslocamento da torre será determinada a distância ao sonar de eventuais obstáculos. 18. CONTROLO DE PSEUDO-HELICÓPTERO Utilizando um pequeno motor DC com ventoinha, montado num braço oscilante, construir um sistema de controlo que faça o braço mover-se verticalmente, comandado por um potenciómetro ou entrada numérica, estabilizando na posição escolhida. Este trabalho requer conhecimentos de Teoria dos Sistemas (PID). 19. SISTEMA DE POSICIONAMENTO DE PAINEL SOLAR pretende-se maximizar o rendimento uma célula fotovoltaica, posicionar motores com passo-a-passo, segundo 1 ou 2 graus de liberdade. A orientação dependerá da medida de tensão na célula, tendo em vista optimizar a potência. 20. CONTROLO DE POTÊNCIA com Infra-Vermelhos (IV) Implementar um sistema de controlo de potência (p. ex. para uma lâmpada) utilizando uma comunicação por IV. O sistema deve 4/5 LABSI-3ºA

5 ser composto por um emissor portátil de IV e por um receptor ligado ao controlador de potência. 21. CONTROLO DE POTÊNCIA VIA Rádio Frequência (RF) implementar um controlador de potência utilizando uma ligação bidireccional por RF. Esta ligação deve permitir, a partir de um PC, controlar a potência aplicada a um receptor, com a possibilidade de, em qualquer instante, conhecer o estado do receptor. 22. OSCILOSCÓPIO DIGITAL EM PC Pretende-se desenvolver / reaproveitar uma Placa ISA ou PCI para visualizar no monitor do PC os sinais eléctricos capturados nas entradas da carta. 23. RELÓGIO NO OSCILOSCÓPIO: Implementar um sistema controlado por uc que desenhe um relógio no Osciloscópio, com opção para mostrador Digital/ Analógico. 24. JOGO DE COMPUTADOR - Construir um jogo de computador tipo arcade, ex. Ping-pong, Míssil que destrói asteróides, ou outro usando o osciloscópio para visualização. 25. PLOTTER ORTOGONAL - transformar uma impressora num plotter. Em alternativa, aproveitar um brinquedo em que é possível desenhar com dois botões, aplicando motores passo a passo nestes. 26. PLOTTER NÃO ORTOGONAL - Pretende-se construir um plotter de acordo com o desenho. Como mínimo, o sistema deverá desenhar rectas entre duas coordenadas do plano, indicadas num PC. 27. SISTEMA DE POSICIONAMENTO GLOBAL (GPS) o sistema utiliza uma antena de GPS que disponibiliza, via RS232, um conjunto de informações segundo um protocolo standard. Pretende-se construir uma unidade portátil para ligar a esta antena, de maneira a adquirir os dados referentes a uma determinada rota e permitindo a posterior descarrega para um PC e visualização gráfica. 28. PAINEL LUMINOSO - Painel baseado num bastão com ledes em linha (6, 8, 10) que, quando agitado no ar, permite visualizar uma mensagem. Como valorização, escrever a mensagem correctamente, independentemente do sentido em que seja deslocado. 29. RELÓGIO ANALÓGICO - O relógio é construído com base num motor a girar a velocidade constante, ao veio do qual está associada uma barra de ledes Os ledes devem ser activados de modo que sejam desenhados os ponteiros. 30. BÚSSOLA DIGITAL - Construir uma bússola digital, fazendo a leitura de um sensor apropriado. a) Apresentar em display alfanumérico o desvio em relação ao Norte. b) Quando o operador se deslocar, em modo de aprendizagem, a bússola conta os passos numa dada direcção. Se que o operador alterar a direcção, o número de passos e a direcção até aí são registados e é iniciada nova contagem de passos. c) Em modo regresso, a bússola indica a direcção em que se deve caminhar, alterando a orientação de acordo que o que foi registado, de modo a regressar ao ponto de partida. 31. LEITOR DE CÓDIGO DE BARRAS - Construir um leitor de código de barras em forma de caneta. Considerar aproveitar o sensor de um rato óptico. 5/5 LABSI-3ºA

6 32. AUXILIAR DE ESTACIONAMENTO AUTOMÓVEL - Dispositivo de auxílio ao estacionamento automóvel baseado em detectores de proximidade montados nos para choques. 33. RELÓGIO DE PONTO Construir um relógio portátil, para ser usado pelo guarda de um edifício. Em pontos estratégicos do edifício são fixados transponderes e, cada vez que o guarda passa junto a um transponder, o relógio regista o número do transponder, data e hora. 34. COCKPIT PARA SIMULADOR DE VOO- Os entusiastas do voo simulado preferem a utilização de réplicas reais da instrumentação do cockpit em vez da actuação sobre os correspondentes modelos simulados no monitor do computador. Para isso há já diferentes fabricantes que disponibilizam vários módulos que, interligados com o PC, permitem uma actuação mais real sobre o simulador ( Pretende-se com este projecto a implementação de diferentes módulos, p. ex. comunicações, navegação, piloto automático, interruptores, etc., que serão interligados em rede com um PC, de maneira a que as alterações produzidas nesses módulos sejam transmitidas ao simulador de voo. Da mesma maneira, qualquer alteração produzida no simulador deve também ser transmitida aos módulos. 35. CONTADOR PARA TELEFONE - Construir um circuito que, ligado em paralelo com um telefone analógico, permita: a) Registar os números de telefone das chamadas feitas, a respectiva duração e data. b) Registar os números das chamadas recebidas, duração e data. c) Bloquear determinados números. 6/5 LABSI-3ºA