Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO Etec JORGE STREET TRABALHO DE CONCLUSÃO DO CURSO TÉCNICO EM MECATRÔNICA CRV (Controle Remoto Veicular) Alexandre Augusto Milani Reis Carlos da Silva Carvalho Neto Gabriel Cabo Winter Gustavo Martins de Souza Professor Orientador: Eduardo Cesar Alves Cruz São Caetano do Sul / SP 2013
CRV ( Controle Remoto Veicular) Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como pré-requisito para obtenção do Diploma de Técnico em Mecatrônica. São Caetano do Sul / SP 2013
AGRADECIMENTOS Ao longo de todo o processo de produção do projeto, a partir do PTCC até o final do TCC, o grupo recebeu a orientação e o apoio de muitas pessoas. Agradecemos: A todos os professores, que apesar de qualquer ocasião que surgiu ao longo do curso, pela atenção e pelos ensinamentos que nos passaram no decorrer nos quatro semestres do curso. Aos companheiros de sala pela boa convivência, pela amizade, comportamento e respeito durante o curso. O grupo agradece também ao professor Eduardo, por sempre estar presente nos orientando e nos guiando, desde a escolha do projeto até sua finalização.
RESUMO O projeto tem como principal objetivo ativar ou desativar qualquer função elétrica de um carro ou moto como faróis, portas e motor, tudo à distância, remotamente por um controle que utiliza rádio frequência. Uma chave eletrônica substituindo o papel da chave convencional. Palavras-chave: Controle, Distância, Veiculo.
LISTA DE FIGURAS Figura 1 Moto Honda CG 150 Titan... Erro! Indicador não definido. Figura 2 Relê 5v...11 Figura 3 Circuito Elétrico (Tx)...12 Figura 4 Circuito Eletrônico (Rx)...13
Sumário Introdução... 8 1 Fundamentação Teórica... 10 1.1 Radiofrequência... Erro! Indicador não definido. 1.1.1 Tx/Rx... 10 1.2 Moto...10 1.3 Relê 5v...10 2 Planejamento do Projeto... 11 3 Desenvolvimento do Projeto... 17 4 Resultados Obtidos... 18 Conclusão... 19 Referências... 20 Apêndice A... Erro! Indicador não definido.
8 Introdução O grupo é composto por quatro integrantes, constituído por quatro estudantes do ensino médio. A princípio tínhamos em mente quatro projetos: O primeiro projeto tratava-se de um varal automatizado, que consistia em um varal comum com sensores de umidade, portanto, quando chovesse ele se recolheria automaticamente. Não foi utilizada essa ideia pois é um clichê, além de ser simples. O segundo projeto tratava-se de um embaralhador de cartas automático, onde era selecionado o tipo de jogo a ser jogado (envolvendo um baralho convencional), o número de jogadores e de acordo com isso ele embaralhava a distribuía as cartas da maneira selecionada previamente. Desistimos de realizar este projeto, pois era muito complexo para ser realizado em um curto espaço de tempo e também por falta de experiência dos integrantes do grupo. O terceiro projeto tratava-se de um aprimoramento de um jogo já existente no mercado, chamado genius (é um jogo da memoria envolvendo quatro cores e sequencias), criado pela Fábrica de brinquedos Estrela do Brasil. O aprimoramento consistia em recriar o jogo, com dois modos possíveis, um jogador (single player), e dois jogadores (multiplayer).o modo para um jogador era como o genius padrão. O modo para dois jogadores consistia em dois controles, sendo um uma central com um arduino (microcontrolador), transmissor e receptor de dados e um outro controle com apenas transmissor e receptor de dados. No decorrer do desenvolvimento do projeto ocorreu um problema, que praticamente não teria solução, ou se tivesse solução seria com um valor muito elevado, não compensaria. Esse problema é uma interferência que ocorria quando era ativado os dois controles, por conta dos transmissores funcionarem na mesma frequência.
9 Tema e delimitação. Nosso projeto trata-se de um controle onde é utilizado radiofrequência para o acionamento de qualquer parte elétrica de um veiculo automotor, visando maior conforto para o motorista. Objetivos geral e específico(s) O objetivo geral é demonstrar os conhecimentos adquiridos no curso de Mecatrônica na aplicação eno desenvolvimento do que nos foi ensinado durante os quatro semestres. Também está sendo desenvolvido com o objetivo de facilitar a vida das pessoas que utilizam veículos. Objetivo específico é eliminar a chave convencional tornando mais prático e tecnológico o acionamento do veículo. Justificativa Com todo o problema ocorrido com o projeto anterior nos restou apenas 10 dias para realizar um novo projeto, como já tínhamos um controle e um receptor, só nos restava alguma coisa para controlar. Com a orientação do professor Nubas, escolhemos controlar as funções elétricas de um automóvel, porém era complicado demais, pois não possuímos conhecimento sobre automobilística geral. Com a orientação do professor Milton (automobilística) decidimos controlar as funções elétricas de uma motocicleta, pois seu esquema elétrico é muito mais simples e manuseável. Metodologia O projeto foi desenvolvido através de pesquisas de campo realizadas na região de São Caetano do Sul, através de relatos de pessoas que trabalham usando motocicletas para se locomover. Nessa pesquisa foi possível perceber que os motoristas preferiam descartar o uso da chave convencional, pois através de um controle remoto, seria possível ligar o som do carro, abaixar ou levantar o vidro elétrico e acionar ou não a trava elétrica.
10 1 Fundamentação Teórica 1.1 Radiofrequência Radiofrequência (RF) é a faixa de frequência que abrange aproximadamente de 3 khz a 300 GHz e que corresponde a frequência das ondas de rádio. Radiofrequência geralmente se refere a oscilações eletromagnéticas ao invés de mecânicas nessa faixa de freqüência, embora exista sistemas mecânicos em RF 1.1.1 Tx/Rx O funcionamento Tx/Rx é simples. Se uma tensão de 5v for aplicada ao pino Din, o pino 2 do receptor, que é a saída digital Dout apresenta também uma tensão de 5v. Se for aplicado 0v no transmissor, o pino de saída do receptor também apresenta 0v. (Ver Datasheets) Ou seja, com apenas um pushbutton daria apenas para controlar um dispositivo. 1.2 Moto Modelo: Honda CG 150 Titan Cilindrada: 149,2 cc Sistema de partida: Elétrico Fig. 1 Moto Honda CG 150 Titan
11 1.3 Relê 5v Bobina: 5VDC 75 ma Carga nominal do relê: 12A 124 VAC, 7A 250VAC Fig. 2 Relê 5v
12 2 Planejamento do Projeto Parte elétrica / eletrônica Fig. 3 Circuito Elétrico (Tx) O funcionamento Tx/Rx é simples. Se uma tensão de 5v for aplicada ao pino "Din", o pino 2 do receptor, que é a saída digital "Dout" apresenta também uma tensão de 5v. Se for aplicado zero volt no transmissor, o pino de saída do receptor também apresenta zero volt. Ou seja, com apenas um "pushbutton" daria apenas para controlar um dispositivo. O receptor RF está ligado a um CI que é um codificador. Esse CI é o HT12E. O HT12E é um codificador (Encoder) de 12 bits. As pinagens de A0 até A7 são utilizadas para o endereço. O pino 9 é o Gnd e o 18 utiliza-se para conectar o Vcc. Os pinos 15 e 16 deve-se obrigatoriamente ser ligados por uma resistência para completar um circuito RC que dará o clock tanto pra saída dos dados quanto pra velocidade de codificação. Internamente, o CI HT12E ja possui um capacitor, necessitando apenas de uma
13 resistência externa para gerar a frequência. A relação entre Frequência/Resistência pode ser encontrada no Datasheet. O pino 17 é utilizado para saída do sinal "serial" e deve ser ligado ao pino 2 do transmissor RF.O pino 14 é uma espécie de On/Off de transmissão. Para transmitir o sinal "serial" esse pino deverá estar conectado ao Gnd.Os pinos D0 a D3 são utilizados para entrada de dados e é ativo em baixo. Para cada pino pode-se utilizar um botão. De forma análoga ao transmissor, o recepitor RF está conectado a um decodificador. É o CI HT12D. As pinagens são: Fig. 4 Circuito Eletrônico (Rx) De A0 a A7 é utilizado para endereçamento. O mesmo endereço configurado no HT12E deve ser o mesmo no HT12D. Exemplo: Se apenas os pinos A0, A3 e A6 do codificador estiverem conectados ao terra, os pinos A0, A3 e A6 do decodificador também deverão estar conectados ao terra. Este endereçamento protege o circuito de ser controlado por outros dispositivos RF. O pino 14 é por onde o sinal "serial" coletado pelo receptor chega e é codificado pelo Ht12D. Portanto, deve-se conectar esse pino ao pino de saída digital do receptor (Pino 2).
14 Os pinos 15 e 16 é ligado através do resistor. O valor da resistência entre o codificador e o decodificador é diferente. (Ver relação Frequência/Resistência no Datasheet).O pino 9 é o Gnd e o 18 utiliza-se para conectar o Vcc.O pino 17 (VT) é a verificação de transmissão. Sua saída fica em 5v a cada decodificação feita. Podese conectar esse pino a uma interrupção do PIC por exemplo pra informar que um valor foi recebido. Os pinos A0 ~ A3 é a saída digital. Ou seja, ou é zero, ou é 5v. Funcionamento: Após montar corretamente os circuitos acima, basta conectar um botão dos pinos D0 ~D3 do transmissor ao Gnd para obter uma saída de zero volt aos pinos A0 ~A3 correspondente do receptor. Ou seja, se o Pino "D0" do transmissor for conectado ao Gnd, o Pino "A0" do receptor cai pra zero volt. Se for o "D2", o "A2" cai para zero e assim de modo respectivo. Quando o estado dos pinos D0 ~ D3 está em baixo, o estado dos pinos A0 ~ A3 também estará em baixo. Caso contrário, se os pinos de entrada não estiverem conectados ao Gnd, os pinos de saída do decodificador apresenta uma tensão de 5v. Porém, com baixa potência. Um LED fica com um fraco brilho quando alimentado com o 5v de uma das saídas.
15 Tabela de custos Placa Padrão 2 unidades R$ 10,00 Isolante Termocontractil 1 unidade R$ 0,20 Push Botton 3 unidades R$ 2,40 Soquete Torneado 2 unidades R$ 3,40 Circuito Integrado HT12D 1 unidade R$ 2,00 Circuito Integrado HT12E 1 unidade R$ 2,00 Transmissor (Tx) 1 unidade R$ 10,00 Receptor (Rx) 1 unidade R$ 10,00 Diodo Retificador (1N4004) 4 unidade R$ 0,40 Relé 5v 4 unidades R$ 12,00 Resistores 20 unidades R$ 2,00 TOTAL R$ 54,40
16 Cronograma Cronograma Geral (divisão tempo/tarefa e identificação do autor da tarefa)
17 3 Desenvolvimento do Projeto O projeto teve inicio com o Dual Genius onde a primeira tarefa seria a montagem do modo um jogador, onde só usaria o arduino com botões e leds, esta etapa tivemos sucesso absoluto, sem qualquer problema. Nossa segunda meta era montar um controle a distancia, criando a placa transmissora e receptora, nesta etapa tivemos um pouco de dificuldade para a comunicação das placas, mas com a ajuda de nosso professor, tivemos sucesso. Uma terceira etapa era fundamental ao projeto, a criação da segunda placa, onde seria possível o modo multiplayer, porem esta não tivemos sucesso, por conta do uso de um transmissor e receptor igual, onde ocorria uma interferência, não conseguiríamos resolver, sem a substituição de um transmissor, o que causaria mais custo ao nosso projeto. Após esta decisão, trocamos de projeto, onde teríamos um controle para qualquer coisa, então decidimos criar um controle veicular. Com a decisão de um novo projeto, tivemos que reconstruir a placa receptora, adicionando reles para o funcionamento da parte elétrica do automóvel sem qualquer problema, e com a placa transmissora, tivemos que reduzir o tamanho por estética. Com isso chegamos em nossa ultima etapa, a montagem no automóvel, utilizamos uma moto por ser mais pratica e funcional, a montagem foi fácil e sem qualquer problema, fizemos 4 testes antes da apresentação final, todos com sucesso.
18 4 Resultados Obtidos O produto obtido ao final do projeto, foi um controle remoto, que substitui a chave convencional de um veiculo (automóvel ou motocicleta). Dessa maneira o motorista vai ter muito mais conforto, a perda da chave fica muito mais difícil, pois um controle não se perde facilmente, e em caso de roubo, não vai ter chave nenhuma na moto, o controle pode estar guardado junto com o motorista, assim não será possível o roubo ou furto do veiculo.
19 Conclusão Durante o desenvolvimento do projeto, apareceram várias dificuldades, por exemplo, a comunicação entre o receptor (Rx) e o transmissor (Tx), depois de horas fazendo testes os problemas foram solucionados. Para todos os integrantes foi obtido um aprendizado de trabalho em grupo, sempre um ajudando o outro, todos pelo grupo, o que hoje em dia é fundamental nas empresas, saber trabalhar em grupo. Nosso objetivo foi alcançado, conseguimos substituir a chave convencional de um veiculo por um controle, e em trabalhos futuros poderia haver a troca do transmissor e receptor, por trocas de dados através de bluetooth.
20 Referências Relativa www.relativa.com.br Educatrônica www.educatronica.com.br Nerds Robotica - www.nerdsrobotica.blogspot.com.br