apresentação interfaces

7/22/2019 Apresentao Interfaces

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Universidade Federal de So Carlos - UFSCarCentro de Cincias Exatas e Tecnolgicas - CCET

Departamento de Engenharia Mecnica - DEMec

Autores:Guilherme Oliveira Miguel 415057Gustavo Teruo Bernardino Tamanaka 414956Igor de Mello 415006Rafaela Trevisan Silva 415294

Vittor Benine Ferreira 415332Welton Douglas Nazario Pipi 415197

Interfaces Eletromecnicas

Uso de Atuadores Eltricos no Auxliode Deficientes VisuaisProf. Leonardo Marquez Pedro


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A viso a principal estimulo para entender o

mundo;

314 milhes de pessoas com deficincia visual;

Instrumento mais difundido e simples:bengalas brancas


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Duas categorias de dispositivos:

RTA (Robotic Travel Aids);

ETA (Electrical Travel Aids).


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ETA (Electrical Travel Aids):

Cameras;

RFID (Radio frequency identification);

GPS;

Sonares.


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Sensores ultrassonicos LV-MaxSonar-EZ3TM:

Leves;

Pequenos;

Requerem pouca energia;

Detectam otima faixa de angulaes.


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Atuador Arduino LilyPad Vibe Board:

Motores vibrantes pequenos;

Requer pouca energia;

Lavveis;

Facilmente implementado no sistema.


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Projeto da roupa:

Funo do circuito: transformar sinais analgicos emdiferentes nveis de sinais vibratrios;

Quatros sensores ultrassnicos (sonares);

Oito motores de vibrao (atuadores);

Um microcontrolador;

Duas baterias.


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Posicionamento dos sensores:

Lugares com pouca movimentao;

Ombros ou abaixo do peitoral?

Influencia do tamanho dos objetos.


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Posicionamento dos atuadores:

Partes mais sensveis a vibrao:

- osso do quadril (um atuador em cada lado)

- pulso (trs atuadores em cada pulso)


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Posicionamento do microcontrolador e baterias:

Microcontrolador:- Regio sem nenhuma interferncia acima

do peito.

Baterias:- Mais perto possvel do controlador linha

vertical central da roupa.


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Prottipo:


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Programao


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Performance:

Desenvolvimento avaliado em 4 categorias:

Capacidade de deteco e robustez

Consumo de energia Dissipao de calor Performance aps lavagem


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Deteco e Robustez Hipteses: objetos devem ter largura maior que

30cm e altura maior que 90cm

Verificou-se que objetos localizados em pontos deextrema direita ou esquerda foram detectadosapenas por sensores localizados nos lados

correspondentes


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Primeiras 2h - alcance do sensor foi de 2,5m Aps mais 2h - alcance caiu para 2,2m Aps mais 2h (6h no total) - alcance caiu para

1,8m Resultado atribudo queda de carga da

bateria


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Manequim em movimento a 0,6m/s

Se o objeto estava a direita do manequim, o motor

vibratrio da esquerda entrava em ao alertandoque devia ser feito um desvio para sua direo Se estava a esquerda, o motor da direita realizava a

mesma operao com o mesmo propsito

Se o objeto estava em regio frontal, ambos osmotores vibravam indicando que qualquer desviopodia ser feito


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Experimento de percepo do sensor


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Consumo de energia

Sistema capaz de aguentar 8h de operao semnenhuma bateria adicional


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Dissipao de calor

Analise trmica constatou uma temperatura de

trabalho mdia de 22C

A temperatura mdia de conforto de 21,1C


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Lavagem

O prottipo apresentou as mesmas caractersticas

aps cada lavagem, aps 10 lavagens realizadas nohouve percepo de mudana de operao


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Composio do cinto:

1 e 2 so motores de vibrao; 3 e 4 so sensores infravermelho; 5 o sensor ultrassnico; 6 o microcontrolador;


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Funes dos sensores:

Sensores infravermelhos: interceptar obstculos a frentedos ps do usurio.

Sensor ultrassnico:

cobrem a parte da curva que osinfravermelhos no cobrem.


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Componentes:

Quatro motores de vibrao que alertam o usurio e ummicrocontrolador que gerencia os sinais de entrada e sada etoma as decises.

Esses componentes geram rudos, assim usa-se filtros passa-baixa para diminuir esses rudos.


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Motor de vibrao:

Tipo VPM2 -produzido pela Solarboticespecificamentepara esse tipo de aplicao.


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Atuador utilizado

um motor com escovas de circuito impresso, tambmconhecido como motor panqueca ou moeda, devido a sua

construo. Podem ser relativamente pequenos, leves e planos, por isso

cabem em locais pequenos. Como rotor possui baixa inrcia, eles aceleram e desaceleram

rapidamente . So eficientes, pois no apresentam histerese nem perdas no

ferro, possuem inrcia rotacional muito baixa.


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Funcionamento dos motores

Constitudos de uma placa PCB (Printed Circuit Board) nos quaiso circuito de comutao de trs polos colocado em torno de um

eixo interno no centro O rotor consiste de duas bobinas mveis e uma pequena massa

excntrica, integrados em um disco plstico fino com umrolamento no meio, montado no eixo.

A massa excntrica gera o movimento de desbalano comoresultado da fora centrpeta


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Funcionamento dos motores Duas na parte inferior do disco fazem contato com os

comutadores da placa PCB, esse contato permite a passagem decorrente, que energiza as bobinas, gerando campos magnticos.

Estes campos interagem com o fluxo gerado por um discomagntico de neodmio presente no estator. O circuito comutado altera a direo do campo das bobinas ,

interagindo com os polos N-S do im permanente de neodmioe fazendo o rotor girar.

A massa excntrica faz o motor vibrar.


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Comutador

Formado por seis segmentos ligados a duas bobinas.

Bobinas podem ser magnetizadas em seis maneiras. diferentes,tornando-a uma mquina de 6 polos. Particularidade desta comutao : Resistncia das escovas no

constante.


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Objetivos do projeto: Simples Baixo custo

leve


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Componentes principais:

Atuador Microcontrolador

Sensor

Bateria


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Atuador: Motor de Vibrao

Tipo moeda

Mesmo de celulares Longa vida Boa resposta ao controle Motor DC pequeno

Placa de circuito impressa (com escovas) Rotor com massa excntrica


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Atuador: Servomotor

Tipo micro;

Atuador com motor, sensor e circuito; Trabalha em malha fechada; Rigoroso controle de posio; Amplitude de giro: 180;

Leves e baratos.
http://grathio.com/wp-content/uploads/2011/08/grathio/hapltic_glove_pressure_detail.jpg


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Microcontrolador: PIC

alta capacidade de processamento;

baixa tenso para operao; Pode trabalhar com PWM.

Arduino

Plataforma de prototipagem hardware; Bom tempo de resposta e baixo custo; Pode trabalhar com PWM.


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Sensor: Ultrasnico

No sofrem interferncia do ambiente com infrared; Mais baratos que Lasers; Bom alcance de medio.

Maiores e mais pesados.

Bateria: Alimentao


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Principio de funcionamento: Emite onda; Reflete no objeto/anteparo;

Capta onda.

Calcula distncia; Envia sinal ao atuador.

Recebe sinal eltrico; Gera sinal fsico.


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Principais: Senem, K.; Bahadira, B.; Vladan, K.; Fatma, K. Wearable obstacle

detection system fully integrated to textile structures for visuallyimpaired people. Sensors and Actuators A: Physical, Roubaix,v 179, n297-311, 2012

Flavio, P.; Carmelo, C., Filippo P. A new hybrid infrared-ultrasonicelectronic travel aids forblind people. Sensors and Actuators A:Physical, LAquila, v.201; p363-370, 2013

SANKAR, K; ABARNA, J; LAVANYA, G; NITHYA, L. Embeddedglove to aid the visually impaired International Journal of Electrical,

Electronics and Data Communication, ISSN,Tamil Nadu, v. 1, n.1,2013


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Auxiliares:

PRECISION MICRODRIVES, Coin Vibrating Motors :: Design Considerations.Disponvel em. Acesso em: 18/12/2013.

Motores de Circuito Impresso: Como Funcionam os Motores Reais. Disponvel em:

.Acesso em: 18/12/2013 SPARKFUN, LilyPad Vibe Board. Disponvel em:

.Acesso em: 18/12/2013 WIKIPDIA, Servomotor. Disponvel em: . Acesso

em: 18/12/2013

WIKIPDIA, Arduino. Disponvel em: . Acesso em:18/12/2013

WIKIPDIA, Microcontrolador PIC. Disponvel em: . Acesso em: 18/12/2013

GRATHIO LABS,MeetThe Tacit Project. Its Sonar For The Blind. Disponvel em:http://grathio.com/2011/08/meet-the-tacit-project-its-sonar-for-the-blind/>. Acesso em:18/12/2013

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