Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Curitiba Departamento Acadêmico de Eletrônica Tecnologia em Mecatrônica Industrial Sistemas Microprocessados Sistema de Medição de Distância Requisitos do Projeto Final Profs. Gabriel Kovalhuk e Gilson Yukio Sato Curitiba 1º Semestre de 2010
Introdução Esse documento apresenta a proposta de projeto final da disciplina de Sistemas Microprocessados do Curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial. A proposta inclui os objetivos do projeto, seus requisitos e a forma com que ele será avaliado. O projeto proposto trata de um sistema para medir distâncias que utiliza uma roda comum para realizar essa medição. Além disso, o sistema deverá calcular áreas retangulares a partir da medição de duas dimensões dessas áreas. O sistema deverá contar com um sistema microcontrolado para contar os giros da roda, calcular a distância e calcular a área. Além disso, o sistema deverá armazenar as medições e permitir que o usuário as acesse posteriormente. Objetivo Geral do Projeto Desenvolver e implementar um medidor de distância microcontrolado capaz de calcular áreas retangulares. Idéia Geral O sistema deverá ser usado para medir distâncias variando de dezenas de centímetros a centenas de metros. Ele deverá usar uma roda acoplada a um cabo de forma que o usuário possa caminhar encostando a roda no chão. O número de rotações da roda deve ser medido por sensores a ela acoplados. Tal dado deverá ser lido pelo microcontrolador que, a partir dele, deverá calcular a distância e armazená-la. O sistema deve ser operado por meio de um push-button, um teclado numérico e um LCD. Além disso, o sistema deverá calcular a área de um retângulo a partir de duas dimensões medidas. Nesse caso, o usuário medirá o comprimento e a largura do retângulo cuja área deve ser calculada e com base nesses dados o sistema deverá calcular a área.
Cabo Microcontrolador + LCD + teclado Roda Sensor Cenário de utilização Usando o teclado e o LCD, o usuário coloca o sistema em modo de medição. O usuário mantendo apertado o push-button, apoia a roda do sistema no chão e começa a andar. A roda gira e o sistema microprocessado conta os giros e vai apresentando a distância que está sendo percorrida no LCD. Se desejar, o usuário pode parar a medição soltando o push-buttom. Caso deseje continuar a medição, o usuário tornar a apertar o push-button e a caminhar. O sistema deverá continuar a medir e apresentar o valor medido no LCD, somando a distância que está sendo percorrida àquela que havia sido medida antes da parada. Ao finalizar a medição o usuário deve apertar uma tecla (de 1 a 5) do teclado para escolher a posição de memória onde a medição será armazenada ou cancelar a medição. Para consultar as medições já realizadas, o usuário coloca o sistema em modo de consulta e aperta uma tecla (de 0 a 5) para verificar o valor medido no LCD. Colocando o sistema em modo de calculo de área, por meio do teclado e do LCD, o usuário pode obter a área de um retângulo a partir da medição de seus lados. Ao escolher esse modo, o usuário mede os lados do retângulo da mesma forma que ele mede uma distância. De posse dessas distâncias, o sistema deve calcular a área e apresenta-la no LCD. Finalizado o calculo, o usuário deve apertar um tecla (de 1 a 5) do teclado para escolher a posição de memória onde o resultado será armazenado ou descartar o resultado.
Requisitos Quanto ao funcionamento A resolução do medidor deve ser menor que 10 cm. O sistema deve medir pelo menos 100 m. As medições de distância devem aparecer em metros. O sistema deve armazenar pelo menos as 5 últimas medições de distância ou medição de área. O sistema deve ser portátil. O sistema deve operar em três modos: medição, consulta e calculo de área. Quanto à operação e teste O usuário deverá operar o sistema utilizando um LCD e um teclado. O usuário deve utilizar um push-button para ativar e desativar a medição. O sistema deverá ser testado na sala de aula ou nos corredores do bloco Q. O sistema deve garantir, ainda que de forma mínima, a segurança das pessoas que vão operá-lo e assistir a sua operação; O sistema não deve causar danos ao ambiente (sala de aula e corredores) em que opera; Quanto à implementação O sistema deve utilizar um processador da família 8051. A linguagem de programação utilizada deverá ser o C. O sistema deve utilizar uma roda. A roda deve ser acoplada a um cabo que permita ao usuário de realizar a medição enquanto caminhando. A parte eletrônica do sistema deverá ser apresentado dentro de um gabinete. A parte eletrônica do sistema deverá ser apresentada em uma placa padrão. Na parte mecânica, dar preferência a materiais prontos (e.g. perfis de alumínio, cabos de vassoura, canos de PVC, etc). Validação No dia da avaliação do sistema deverá ser possível:
Realizar cinco medições sendo que uma delas deve ser de pelo menos 100m com resolução menos que 10 cm. A distância a ser medida pode incluir trechos de comprimento e direções diferentes. Realizar o cálculo de pelo menos duas áreas retangulares. Armazenar pelo menos cinco valores, sejam eles distâncias medidas ou áreas calculadas. Realizar a consulta dos 5 últimos valores armazenados. Equipes As equipes serão formadas por 2 pessoas. Caso um dos membros da equipe desista, remanejamentos não serão possíveis. Ou seja, caso um dos membros desista o outro deverá terminar o projeto sozinho. Os problemas internos das equipes deverão ser preferencialmente resolvidos dentro da equipe. Caso isso não seja possível, a equipe solicitará a intervenção do professor responsável pela unidade curricular. Documentação O relatório final do projeto deve seguir as normas da UTFPR para redação de relatórios, disponível em http://www.utfpr.edu.br/documentos/normas_trabalhos_utfpr.pdf. A entrega da documentação é um requisito obrigatório para obtenção da nota do projeto. Mesmo que o projeto funcione, se a documentação não for entregue a equipe não obterá nota. Demonstração O funcionamento do sistema deverá ser demonstrado ao professor na data prevista no Plano de Aula. A demonstração deverá incluir a realização das tarefas indicadas no item Validação. A demonstração é um requisito obrigatório para obtenção da nota do projeto. Mesmo que o projeto funcione, se a demonstração não for feita a equipe não obterá nota.
Avaliação O projeto será avaliado segundo o exposto na tabela abaixo. Vale ressaltar que para obtenção da nota é imprescindível que o sistema funcione, a demonstração seja feita e o relatório entregue. Sem essas três condições o projeto não será aceito. Mesmo que o sistema funcione, se o relatório não for entregue ou a demo não seja feita, a nota será nula. Se o sistema não funcionar, o relatório terá nota nula. Itens Critérios Valor Funcionamento Cumprimento dos requisitos Acabamento do protótipo 60% Cumprimento das metas Demonstração Qualidade da demonstração 10% Relatório Qualidade técnica Formato UTFPR Clareza 20% Figuras, tabelas, esquemáticos etc. Participação Participação em sala de aula Postura junto à equipe 10% Metas O desenvolvimento desse projeto deve ser pautado em uma série de metas. Tais metas servem para balizar o cronograma do projeto. O não cumprimento das metas causará um desconto na nota do projeto. Data Meta 24/05 1- Parte mecânica 07/06 2- Hardware 28/06 3- Entrega do Projeto (mecânica+hw+fw)
Meta 1 Os alunos devem apresentar protótipo funcional da parte mecânica. Não serão aceitos mock-ups. O sensor já deve estar fixado no sistema. Meta 2 Os alunos devem apresentar o HW em placa padrão. Ele deve incluir o sistema microcontrolado, o teclado e o LCD. O funcionamento do sistema deve ser demonstrado. Por exemplo: a informação lida no teclado deve ser apresentada no LCD. Meta 3 Os alunos devem apresentar o sistema funcionando integralmente, conforme os requisitos contidos no presente documento. Uma demonstração deve ser feita, nela os testes de validação serão verificados.