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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

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by

Paulo Anderson

on 7 December 2013

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Transcript of UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

PROJETO DE UM VELOCÍMETRO DIGITAL PARA O BAJA
FORTALEZA
2013

PAULO ANDERSON MARINHO
- Velocímetro:
HISTÓRIA DO VELOCÍMETRO
JUSTIFICATIVA
- LIMITAÇÕES FINANCEIRAS;
- VIABILIZAR ESTUDOS SOBRE A DINÂMICA DO BAJA;
- EQUIPAMENTO FÁCIL DE REPARAR;
OBJETIVOS
- FÁCIL REPARO;
- PROJETAR UM VELOCÍMETRO COM CUSTO REDUZIDO:
- COMPONENTES FÁCEIS DE ENCONTRAR.
- VIABILIZAR ESTUDOS SOBRE A DINÂNICA DO VEÍCULO;
- "AGREGAR VALOR" AO BAJA;
INTRODUÇÃO
MATERIAIS E MÉTODOS
RESULTADOS E DISCUSSÃO
CONCLUSÃO
REFERÊNCIAS
HISTÓRIA DO VELOCÍMETRO
Financeiro;
reed switch
Microcontrolador PIC®
Display de 7 segmentos
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
VELOCIDADE
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
REED SWITCH
INSTRUMENTÇÃO
SENSOR
CONVERSOR
MOSTRADOR
PIC 16F628A
DISPLAY 7 SEGMENTOS
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
DIÂMETRO DO PNEU
D = dx0,0254 + 2xLxhx0,001
D – Diâmetro total da roda (m);
d – Diâmetro do aro (in);
L – Largura da seção transversal do pneu (mm);
h – Relação altura/largura da seção transversal (%).

L
L*h
d
D
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
MICROCONTROLADOR PIC
"[...] Um computador é composto basicamente por um microprocessador, memória e periféricos. Um microcontrolador (MCU) é um componente que possui microprocessador, memória e periféricos no mesmo encapsulamento. É comum ouvir técnicos dizerem que um microcontrolador é um computador em um único chip."
(ZANCO, 2007, p. 33)
DEFINIÇÃO
TIMER
PIC 16F628A
20 MHz;
16 pinos I/O;
3 Módulos TIMER;
Tamanho reduzido;
Alimentação de 5V;
Corrente de 25mA por pino.
CARACTERÍSITCAS
Contador de tempo
Fest – Frequência em que se deseja que ocorra o estouro do TIMER, em Hz;
Fosc – Frequência de oscilação à qual o PIC está submetido, em Hz;
PRE – prescale (fator multiplicador do tempo), adimensional;
n – Quantidade de bits inerente à capacidade do TIMER (TIMER0 contém 8 bits
e o TIMER1 contém 16 bits).
TIMER0
TIMER1
8 bits
prescale: 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256
16 bits
prescale: 1, 2, 4, 8
CÁLCULO DA FREQUÊNCIA DO TIMER
v = 2πR/T [m/s]
v = πD/T [m/s]
v = 3,6πD/T [km/h]
v = 3,6πDf [km/h]
R - raio
D - diâmetro
v - velocidade linear
d
L
h
D = 14*0,0254 + 2*185*(65/100)*0,001
D = 0,5916 m
D = 0,6 m
EXEMPLO:
D = dx0,0254 + 2xLxhx0,001
185/65 R 14
Fest = (Fosc/4)*(1/PRE)*[1/(2^n – x)]
EXEMPLO:
x = 2^n – [ Fosc / (4*PRE*Fest) ]
Dados:
TIMER0 (n=8)
Fosc = 20 MHz
PRE = 4
Fest = 10 kHz
x = 2^8 – [ Fosc / (4*PRE*Fest) ]
x = 2^8 – [ 20000000/(4*4*10000) ]
x = 131

EXEMPLO:
x = 2^n – [ Fosc / (4*PRE*Fest) ]
Dados:
TIMER1 (n=16)
Fosc = 20 MHz
PRE = 8
Fest = 200 Hz
x = 2^16 – [ Fosc / (4*PRE*Fest) ]
x = 2^16 – [ 20000000/(4*8*200) ]
x = 62411

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
TEMPORIZADOR TIMER0
Cronometra o tempo para uma volta do pneu;
A cada estouro uma variável chamada "cont" sofre um incremento unitário.
f = Fest/cont
v = 3,6πDf [km/h]
T = cont/Fest
ou
v = 3,6πD*Fest/cont [km/h]
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
TEMPORIZADOR TIMER1
SENSOR REED SWITCH
"A retenção magnética, que é a propriedade do material permanecer magnetizado mesmo depois que o campo externo desapareça, deve ser a mínima possível. Isso é necessário para se obter o desligamento ou rearme rápido do dispositivo quando o campo que o aciona é retirado."
Fácil acesso;
baixo custo;
Fácil manutenção;
(BRAGA, 2013)
MATERIAIS E MÉTODOS
REED SWITCH
Tempo mínimo de chaveamento: 0,6 ms
v = 3,6πD/T [km/h]
Vmax = 3,6*0,5961π/0,0006
Vmax = 867 km/h
DISPLAY DE 7 SEGUIMENTOS
Catodo comum
25 mA
2,6 v
Fácil instalação;
Tamanho adequado;
SISTEMA DE CAPTURA E TRATAMENTO DE SISNAIS
Acessível;
Economicamente viável;
Fácil manutenção;
Fácil instalação;
3 FUNÇÕES
FUNÇÃO PRINCIPAL
TIMER0
TIMER1
Inicia o cronômetro
calcula a velocidade
Finaliza cronometragem
3s após o primeiro sinal:
cont = 0
v = 0
MULTIPLEXAÇÃO
Consiste em enviara para todos os display
o valor escalonado da velocidade
CRONÔMETRAGEM;
CAPTURA DO SINAL;
APRESENTAÇÃO.
Byte é um conjuto de 8 bits
porta do PIC
CENTENAS
ESCALONAMENTO
DEZENAS
UNIDADES
EXEMPLO: v = 50 km/h
"Organizar em grupos, distribuir fatores em subseções."
Segundo o dicionário informal escalornar é:
VETOR NUMEROS
HARDWARE
versão 1
versão 2
HARDWARE
versão 1
versão 2
DIFERENÇAS ENTRE AS VERSÕES
Quantidade de displays
versão 1
versão 2
Multiplexação
versão 1
versão 2
Capacida
VERSÃO 1
VERSÃO 2
Multiplexação com delays
Luminosidade solar
Capacidade máxima
Adição de mais um display
Multiplexação Switch case
Capacidade máxima
Leituras mais rápidas
Boa resposta em situações de frenagem
Pouca sensibilidade (situações de frenagem até parar);
Circuito confiável;
Reed switch
;
BRAGA, Newton C.
Como funciona o Reed switch
(ART373). Disponível em: <http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/2462-art373>. Acesso em: 12 out. 2013.
ZANCO, Wagner da Silva. Microcontroladores PIC 16F628A/648A: uma abordagem prática e objetiva. 2. ed. São Paulo: Érica, 2007. 364 p.
fladfhakfjaldhljk
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