Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO Etec JORGE STREET Projeto de TRABALHO DE CONCLUSÃO DO CURSO TÉCNICO EM Automação industrial Catraca Automática Bruno Alves Gabriel Marcante Giovanne Garcia Professor Orientador: Salomão
São Caetano do Sul / SP 2013 Avaliação: Nome e Assinatura do(s) professor(es) responsável(is):
RESUMO O projeto resume-se em uma catraca automática cuja a função é substituir o cobrador, afim de eliminar possibilidades de erros, como por exemplo, o troco emitido. Outros problemas solucionados foram : a circulação de notas falsas, pelo fato do noteiro reconhecer as cédulas inseridas e evitar acidentes relacionados ao acumulo de tarefas como nos microônibus na qual o motorista realiza dupla função (motorista/cobrador). Palavras-chave: Catraca Noteiro Moedeiro
LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Croqui: Catraca Automatizada... 9 Figura 2 - Noteiro... 10 Figura 3 - Moedeiro... 10 Figura 5 - LED... 10 Figura 6 - Buzzer... 11 Figura 7 - LCD... 11 Figura 8 - Teclado... 11 Figura 9 - Catraca... 11 Figura 10 - Micro controlador... 12 Figura 10 - Previsão de Custo... 13
Sumário INTRODUÇÃO... 7 1.1 Croqui... 9 1.2 Componentes... 10 1.3 Diagrama em Blocos... 12 1.4 Fluxograma... 12 1.5 CUSTOS DO PROJETO... 13 2.1 Circuito Elétrico... 13 2.2 Software do projeto... 14 CAPÍTULO 3 RESULTADOS OBTIDOS... 14 3.1 Dificuldades encontradas e soluções adotadas... 14 3.2 Operação... 14 3.3 Projeto Final... 15 CONCLUSÃO... 15 APÊNDICE A - FLUXOGRAMA... 16 APÊNDICE B SOFTWARE DO PROJETO... 18
7 Introdução O desenvolvimento deste projeto tem como objetivo utilizar uma catraca automática nos meios de transportes públicos. A catraca realiza a função do cobrador, que recebe o dinheiro da viagem e autoriza a passagem do usuário. Isso ocorreria através de leitores de cédulas, moedas e leitor de cartão que através de um sistema logico analisaria o valor pago e liberaria a catraca. Esse projeto foi escolhido pelo grupo através de três ideias iniciais que eram: Bicicleta Sustentável, Segurança Veicular e a Catraca Automática. Escolhemos a catraca por se encaixar mais ao principio do curso que é a automatização de um processo. A implantação do nosso projeto trará a oportunidade das empresas de transporte terem lucro com o uso do equipamento, pois irão economizar com os gastos contratuais dos funcionários. Esse lucro poderá ser investido em novas linhas de ônibus e na melhoria nos quesitos de transporte o que beneficiara diretamente a população, em que grande parte utiliza esse meio de locomoção. Tema e delimitação Automatização de um processo se baseia em substituir a mão de obra operaria, por maquinas automatizadas que realizam o mesmo processo, com mais eficácia, gerando uma maior produção, com menor tempo. Por ser uma maquina, não será necessário à empresa ter gastos com salários e benefícios trabalhistas, o que gera maior lucro para a mesma, levando em consideração o preço do equipamento, da manutenção e do consumo em comparação com o salário dos trabalhadores. A automatização traz benefícios, pois uma maquina pode realizar o trabalho de vários operários, o equipamento dura por vários anos, o dinheiro gasto com o concerto do aparelho poderia ser gastos com questões trabalhista dos funcionários, como auxilio doença.
8 Objetivos A catraca tem como objetivo automatizar o processo realizado pelos cobradores de ônibus, que envolve a liberação ou não da catraca, o recebimento do pagamento da passagem e a emissão de troco. Com a catraca pretendemos facilitar o processo, cortar os custos pendentes a cada funcionário e possivelmente se implantado nas empresas de transportes possibilita-las a capacidade de investir o lucro gerado pelo equipamento (devido à economia de gastos com os funcionários) em novos ônibus e melhorias nas áreas de transporte público. Justificativa Todos nós sabemos a dificuldade encontrada no transporte público, com isso criamos a Catraca Automática para eliminar a possibilidade de erro cometida pelo cobrador, evitar a circulação de notas falsas, acabar com a dupla função do motorista (Micro-ônibus) e com o lucro melhorar o sistema de transporte público. Metodologia Utilizaremos o método de engenharia na metodologia do projeto, as pesquisas serão feitas na internet e em livros, buscando um meio acessível, que atenda os nossos objetivos, para a realização do trabalho. O projeto será realizado na ETEC Jorge Street, nas aulas disponíveis para o trabalho, antes ou após o horário de aula e se necessário nos finais de semana. Método de Engenharia Reconhecer necessidades O uso do projeto possibilitaria a melhoria ao acesso dos passageiros, economia nos custos da empresa, investimento em melhorias no transporte público devido à economia gerada pelo corte de gastos com os funcionários. Reconhecer problemas A qualidade de alguns funcionários em relação ao trabalho exercido, e possíveis problemas gerados por questões burocráticas e sociais. Alguns funcionários não mantem a devida postura e qualidade de trabalho em relação ao serviço prestado, demorando em realizar sua função, demonstrando desinteresse e causando intrigas em seu meio de trabalho.
9 Alternativas de solução A solução para o problema acima citado seria a implantação da Catraca Automática no ambiente de transporte público, substituindo o funcionário. O equipamento é composto por sensores de cédulas e moedas, leitor de cartões, catraca, micro controlador, meios de sinalização (LED e buzzer). A Catraca funciona por meio de uma logica programada e realizada através de micro controlador. Avaliar soluções A implantação do projeto poderia causar transtornos em relação aos cobradores que seriam substituídos pelas catracas. Isso poderia causar alguma ação contra o uso do equipamento, realizada pelos funcionários e talvez por parte da população, o que levaria a ser pensado o uso do projeto.. Solução Isso poderia ser resolvido investindo na formação dos cobradores para exercerem outra função como técnico em manutenção desses equipamentos, ou como motoristas de novas linhas de ônibus, o que torna viável o uso do projeto. Capítulo 1 Planejamento do Projeto. 1.1 Croqui LED Verde Representa Catraca Liberada LCD CROQUI LED Vermelho Representa Catraca Travada Noteiro Moedeiro Teclado Buzzer Catraca Figura 1 - Croqui: Catraca Automatizada
10 1.2 Componentes Noteiro: O noteiro e um sistema capaz de reconhecer cédulas e emitir sinal, de acordo com as programações. Figura 2 - Noteiro Moedeiro: Similar ao noteiro o moedeiro é um dispositivo onde é possivel fazer o reconhecimento de moedas e emitir um sinal cujo a destinação e feita atravez de uma logico pré determinada. Figura 3 - Moedeiro LED s: OS LED s são acessórios para uma melhor visualização e entendimento da condição em que a catraca se encontra em determinado momento, ou seja, quando um LED acende com uma determinada cor indica a liberação ou não da catraca. Figura 4 - LED
11 Buzzer: O buzzer foi inserido no projeto para um melhor atendimento aos deficientes visuais. Funcionando da seguinte forma, quando a catraca for liberada o buzzer e acionado emitindo um som que avisa a liberação da catraca. Figura 5 - Buzzer LCD: O LCD é uma ferramenta necessária para que os usuários do projeto saibam o quanto de dinheiro foi inserido e quantas passagens foram compradas, ou qual o restante de credito no cartão. Figura 6 - LCD Teclado: É um componente de grande importância, pois através dele se estabelece a senha, estabelece o valor e escolhe o número de passagens, é o maior responsável pela interação Homem-Máquina. Figura 8 - Teclado Catraca: A catraca é um dos itens mais importantes e emblemáticos do projeto e também é o produto final do restante do projeto, em suma a catraca só funciona a partir das etapas anteriores, sendo então o destino final de toda a logica, que permite ou não a passagem do usuário. Micro controlador: O micro controlador e a parte interna do projeto, onde e armazenada e executada a parte logica de tudo o que envolve o projeto. Figura 9 - Catraca
12 Figura 10 - Micro controlador 1.3 Diagrama em Blocos DIAGRAMA EM BLOCOS Teclado LCD Interface LEDS Noteiro Interface Microcontrolador Interface Buzzer Moedeiro Interface Interface Catraca 1.4 Fluxograma O fluxograma foi uma ferramenta muito utilizada, pois através dele conseguimos elaborar o Software do projeto. Disponível no Apêndice A
13 1.5 Custos do projeto Componente Figura 11 - Previsão de Custo Preço Teclado R$ 25,00 Micro controlador R$ 15,00 LCD R$ 25,00 Catraca - Buzzer R$ 02,50 LED (2) R$ 01,00 Noteiro R$ 200,00 Moedeiro R$ 150,00 Total: R$ 419,50 Capítulo 2 Desenvolvimento do Projeto 2.1 Circuito Elétrico CIRCUITO ELÉTRICO
14 2.2 Software do projeto O programa foi elaborado no Pinnacle 52 e utiliza uma linguagem de programação Assembly. Programa disponível no Apêndice B Capítulo 3 Resultados obtidos 3.1 Dificuldades encontradas e soluções adotadas Uma das dificuldades encontradas foi a o sistema de troco onde não conseguimos fazer com que a maquina dispensasse o troco, pra solucionar este problema resolvemos então que a maquina não faria a operação de devolução do troco. Outra dificuldade encontrada foi a alimentação de alguns componentes, como, o noteiro que necessita de uma corrente elevada, por isso se fez necessário a implantação de uma fonte de 12 v(volt) com uma corrente de 5A(ampere). 3.2 Operação O projeto funciona da seguinte forma: Logo ao ligar o sistema e realizado uma etapa de programação que poderá ser concluída por um funcionário na qual, o funcionário em questão digita uma senha pré-estabelecida e estabelece um valor para as passagens, que recebe o nome de valor unitário (vu). Após este processo inicia-se então o ciclo continuo que será realizado pelos usuários. Ao se aproximar do equipamento logo se identifica uma mensagem no LCD, digite o numero de passagens, ao ler esta mensagem o usuário então escolhe o numero desejado através de um teclado, em seguida o micro realiza a conta e escreve no LCD o valor a pagar e o quanto já foi pago, a cada moeda ou nota inserida o valor decresce de acordo com o valor inserido, quando o valor for suficiente para o pagamento, a catraca e liberada um led verde se acende e um buzzer toca, indicando que a passagem foi liberada, isso acontece a cada passagem. Já quando o total não bate com o valor no caso de faltar dinheiro para o pagamento um led vermelho se acende e a catraca permanece travada. Com tudo caso o usuário desista da operação pode cancelar apertando a tecla #.
15 3.3 Projeto Final Conclusão Com a realização do projeto, tivemos a oportunidade de colocar em prática estudos realizados em aula como exemplo, as atividades com o micro controlador, programações e afins. Através de pesquisas realizadas conseguimos ter maior entendimento sobre noteiro, moedeiro, motor de passo e outros componentes já vistos em curso que vimos mais a fundo de acordo com a necessidade do projeto. Percebemos também outros fatores que interferem efetivamente quando queremos realizar um projeto no que diz respeito a interação Homem-Máquina, como, o projeto tem que ter uma linguagem visual e lógica de fácil entendimento tanto para operadores como para simples usuários, na qual os usuários devem ter um fácil entendimento de todas as etapas a serem concluídas.
16 Apêndice A - Fluxograma Inicio Carrega SP Apaga LEDS Desliga Buzzer Zera VU Inicializa LCD 2 Acende LED Vd. Catraca Travada Digite a Senha Digita a Senha Não Senha Correta? Senha Incorreta Teclado Travado Sim Estabeleça Valor Digita o Valor Manda o valor para a memória VU 2 7 8 Nº de Passagens Digita o número de passagens Manda o número de passagens para a memoria NP 3
3 17 Multiplica o número de passagens pelo preço da passagem e manda o resultado para a memória VT Insira o Valor # Ativado? Sim 8 Não Não Não VU < = 0 Não Noteiro Ativado? Sim Sim Moedeiro Ativado? Sim Subtrai VU pelo valor indicado no Noteiro ou Moedeiro 6 Libera Catraca Acende o LED Verde Toca o Buzzer Passagem Liberada Subtrai 1 de NP 5 Libera Catraca Acende o LED Verde Toca o Buzzer Passagem Liberada 6 Subtrai Valor indicado no Noteiro ou Moedeiro de VT Zera NP Não VT < = 0 7 Sim NP = 0 Sim 7 Não 6
18 Apêndice B Software do projeto INI: MOV A,#80H; POSICIONA NO INICIO DA 1 LINHA MOV DPTR,#TAB ; ESCREVE MSG NO LCD LCALL EMSG MOV A,#0C5H ; POSICIONA NO INICIO DA 2 LINHA VOLTA: LCALL VETEC ; AGUARDA TECLA ******************* CJNE A,#0FH,ESC LJMP VOLTA ESC: MOV NUM1,A ; SE <> 0AH, VER OUTRA TECLA ADD A,#30H ; SE = 0AH, COLOCA * NO LCD VOLTA1: LCALL VETEC ; AGUARDA TECLA ******************* CJNE A,#0FH,ESC1 LJMP VOLTA1 ESC1: MOV NUM2,A ; SE <> 0AH, VER OUTRA TECLA ADD A,#30H ; SE = 0AH, COLOCA * NO LCD VOLTA2: LCALL VETEC ; AGUARDA TECLA ******************* CJNE A,#0FH,ESC2 LJMP VOLTA2 ESC2: MOV NUM3,A ; SE <> 0AH, VER OUTRA TECLA ADD A,#30H ; SE = 0AH, COLOCA * NO LCD VOLTA3: LCALL VETEC ; AGUARDA TECLA ******************* CJNE A,#0FH,ESC3 LJMP VOLTA3 ESC3: MOV NUM4,A; SE <> 0AH, VER OUTRA TECLA ADD A,#30H ; SE = 0AH, COLOCA * NO LCD VOLTA4: LCALL VETEC ; AGUARDA TECLA ******************* CJNE A,#0FH,ESC4 LJMP VOLTA4 ESC4: MOV NUM5,A; SE <> 0AH, VER OUTRA TECLA ADD A,#30H ; SE = 0AH, COLOCA * NO LCD VOLTA5: LCALL VETEC ; AGUARDA TECLA ******************* CJNE A,#0FH,ESC5 LJMP VOLTA5 ESC5: MOV NUM6,A; SE <> 0AH, VER OUTRA TECLA ADD A,#30H ; SE = 0AH, COLOCA * NO LCD MOV A,NUM1 CJNE A,#01H,ERRO MOV A,NUM2 CJNE A,#02H,ERRO MOV A,NUM3 CJNE A,#03H,ERRO
19 JMP2: COM: VAL: VAL1: MOV A,NUM4 CJNE A,#04H,ERRO MOV A,NUM5 CJNE A,#05H,ERRO MOV A,NUM6 CJNE A,#06H,ERRO MOV A,#01H ; CLEAR DISPLAY MOV A,#80H ; POSICIONA NO INICIO DA 1 LINHA MOV DPTR,#TAB1 ; ESCREVE MSG NO LCD LCALL EMSG SETB LED6 LCALL AT2S CLR LED5 LJMP COM ERRO:MOV A,#01H MOV A,#80H ; POSICIONA NO INICIO DA 1 LINHA MOV DPTR,#TAB2 ; ESCREVE MSG NO LCD LCALL EMSG LCALL AT2S INC 24H MOV A,24H CJNE A,#03H,JMP2 MOV A,#01H MOV A,#80H MOV DPTR,#TAB3 LCALL EMSG LCALL AT05S MOV 24H,#00H LJMP INI LJMP INI MOV A,#80H ; POSICIONA NO INICIO DA 1 LINHA MOV DPTR,#TAB4 ; ESCREVE MSG NO LCD LCALL EMSG MOV A,#0C8H ; POSICIONA NO INICIO DA 2 LINHA LCALL VETEC CJNE A,#0FH,VAL1 LJMP VAL MOV PRE1,A ADD A,#30H MOV A,#','
20 VALC: VAL2: COMEC: EPAS: PASS: VOTK: LCALL VETEC CJNE A,#0FH,VAL2 LJMP VALC MOV PRE2,A ADD A,#30H MOV A,#'0' LCALL AT05S MOV A,PRE1 SWAP A ADD A,PRE2 MOV VU,A MOV A,#01H ; POSICIONA NO INICIO DA 1 LINHA MOV A,#80H ; ENVIA MENSAGEM MOV DPTR,#TAB6 ; POSICIONA NO INICIO DA 2 LINHA LCALL EMSG MOV A,#0C7H LCALL VETEC CJNE A,#0FH,PASS LJMP EPAS MOV PAS,A ADD A,#30H LCALL AT05S MOV R0,PAS MOV VT,#00H MOV A,VT ADD A,VU DA A MOV VT,A DJNZ R0,VOTK MOV A,#01H MOV A,#80H MOV DPTR,#TAB7 LCALL EMSG MOV A,#8AH MOV A,VT SWAP A ANL A,#0FH ADD A,#30H MOV A,#','
21 VOTP0: VOTP: XXXX: VOTP2: VOLP: VOLP2: MOV A,VT ANL A,#0FH ADD A,#30H MOV A,#'0' LCALL AT05S MOV A,#0C0H MOV DPTR,#TAB8 ; ESCREVE MSG NO LCD > FAÇA O PAGAMENTO LCALL EMSG CLR LED6 SETB LED5 LCALL AT2S MOV A,#0C0H ; POSICIONA NO INICIO DA 2 LINHA MOV DPTR,#TAB9 LCALL EMSG MOV A,#0CAH MOV A,VT SWAP A ANL A,#0FH ADD A,#30H MOV A,#',' MOV A,VT ANL A,#0FH ADD A,#30H MOV A,#'0' MOV CONTP,#00H MOV R0,#50 LCALL VETEC CJNE A,#0BH,XXXX LJMP COMEC JB MN,VOTP LCALL AT10MS JNB MN,VOLP LCALL AT10MS INC CONTP JNB MN,VOTP2 LCALL AT10MS DJNZ R0,VOLP2 MOV B,#10H MOV A,CONTP MUL AB MOV CONTP,A
22 FIM: VX0: VX1: RODA: CONT1: MOV A,VT SUBB A,CONTP MOV VT,A JZ FIM JC FIM MOV A,#0CAH MOV A,VT SWAP A ANL A,#0FH ADD A,#30H MOV A,#',' MOV A,VT ANL A,#0FH ADD A,#30H MOV A,#'0' LCALL AT05S LJMP VOTP0 MOV A,#01H MOV A,#80H MOV DPTR,#TAB5 LCALL EMSG CLR LED5 SETB LED6 MOV R4,PAS SETB BZ LCALL AT2S CLR BZ MOV R3,#12 LCALL RODA DJNZ R3,VX1 LCALL AT2S DJNZ R4,VX0 CLR LED6 LJMP COMEC MOV A,SM CJNE A,#01H,CONT2 MOV SM,#08H MOV A,MOTOR ANL A,#0F0H ORL A,SM MOV MOTOR,A LCALL AT100MS RET
23 CONT2: RR A MOV SM,A LJMP CONT1