curso tecnologia em mecatrÔnica industrial caio...
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Faculdade de Tecnologia de Garça “Deputado Júlio Julinho Marcondes de
Moura”
CURSO TECNOLOGIA EM MECATRÔNICA INDUSTRIAL
CAIO AUGUSTO DE OLIVEIRA GOLIM
LEONARDO DE ALMEIDA GUIMARÃES
DESLIGAMENTO AUTOMÁTICO DE INDICADOR DE DIREÇÃO PARA
MOTOCICLETAS
Garça – SP 2018
__________________________________________________________________________________
Faculdade de Tecnologia de Garça “Deputado Júlio Julinho Marcondes de
Moura”
CURSO TECNOLOGIA EM MECATRÔNICA INDUSTRIAL
CAIO AUGUSTO DE OLIVEIRA GOLIM
LEONARDO DE ALMEIDA GUIMARÃES
DESLIGAMENTO AUTOMÁTICO DE INDICADOR DE DIREÇÃO PARA
MOTOCICLETAS
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado àFaculdade de Tecnologia “Dep. Julio Julinho Marcondes de Moura” – FATEC Garça, como requisito para conclusão do curso deTecnologiaem Mecatrônica Industrial, examinado pela seguinte comissão de professores: Data de aprovação: / / ___________________________________ Prof. Dr. Ulysses de Barros Fernades. FATEC Garça ___________________________________ Prof. Me. Gustavo Adolfo Mesquita Serva Coraini FATEC Garça
____________________________________
Prof. Espec. Pedro Augusto da Cunha
FATEC Garça
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DESLIGAMENTO AUTOMÁTICO DE INDICADOR DE DIREÇÃO PARA
MOTOCICLETAS
Caio Augusto de Oliveira Golim¹1
Leonardo de Almeida Guimaraes
Prof. Dr Ulysses de Barros Fernades²2
Resumo - O trabalho de pesquisatem por objetivo apresentar uma ferramenta de atuação, que desabilite de maneira autônoma os indicadores de direção de uma motocicleta.Osistema conta com a interação entre a mecânica e a eletrônica para o correto funcionamento do conjunto, visando a melhoria do circuito já existente no veículo. Tal estrutura tem o propósito de oferecer maior segurança, não só ao condutor da motocicleta, como também aos demais envolvidos no trânsito. O trabalho está fundamentado teoricamente na revisão bibliográfica, por meio de leituras pertinentes ao tema, e como metodologia o desenvolvimento de um protótipo, o qual demonstrará na prática a teoria utilizada. As questões pontuadas refletem a relevância social do tema, por se preocupar com a segurança dos condutores e acadêmica por agregar conhecimento a outras pesquisas.
Palavras-chave: Microcontrolador. Indicador de Direção. Segurança. Sensor.
Veículos.
Abstract - This task have as the objective, presenting a tool of actuation that disable
autonomously the indicatorlights of direction from a motorcycle. The system has an
interacting between mechanics and electronics to the correct working from all the set,
looking for the improvement of an existing set in the vehicle. This such structure have
as the purpose offering more security, not only for the motorcycle driver, but also for
all those others involved in the transit.
Keywords: microcontroller, indicator lights of direction, security, sensor, vehicles.
1 Alunos do Curso de Tecnologia Mecatrônica Industrial FATEC Garça
2 Docente da FATEC Garça
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1. INTRODUÇÃO
Atualmente, o trânsito de veículos é bastante problemático e desorganizado
nos centros urbanos. Esse fato se deve ao crescimento desordenado da frota e das
cidades, as quais abrigam tamanha quantidade de tráfego.
Nesse contexto, encontram-se as motocicletas, que representam uma parcela
considerável desses veículos, e devido as dificuldades da mobilidade urbana, dentre
outros fatores, o número de motos cresce em ritmo ainda maior, e em conjunto com
a instabilidade do deslocamento nas cidades, a quantidade de acidentes cresce de
maneira considerável.
Contando como agravante da situação, a vulnerabilidade das motos em
relação aos demais meios de transporte do país é maior. As motos se deslocam
entre os carros de maneira perigosa, o que representa em certos casos risco de
morte.
De acordo com as questões colocadas, torna-se de extrema importância a
sinalização, como também a mudança direção, redução ou parada de deslocamento,
luzes intermitentes, iluminação do trajeto, bem como outros sistemas de segurança
como freios e Equipamentos de Proteção Individual(EPI) como capacete, jaqueta e
luvas, tendo como destaque a sinalização.
O tema proposto para construção da Pesquisa foi motivado pela quantidade
de motocicletas trafegando pelas cidades e o número crescente de acidentes
(conforme dados disponíveis no site do Detran), destacando as pessoas que usam
motocicletas como meio de transporte ou como ferramenta de trabalho, visando à
segurança e à direção defensiva.
É um tema atual, pois está diretamente ligado ao crescimento da frota de
motocicletas em relação aos demais veículos, está relacionado ao curso de
Tecnologia em Mecatrônica Industrial, visto que, utiliza elementos da área, como
Eletrônica Embarcada, Automação, Programação e Sistemas Mecânicos, o que vai
contribuir para minimizar os acidentes e trazer qualidade de vida às pessoas que
utilizam este veículo.
Segundo dados do Denatran (2017), estimativa do número de veículos por
categoria, de acordo com o gráfico 1.
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Gráfico 1 – Veículos registrados (em milhões).
Fonte: Denatran (2017)
Os dados apresentados no gráfico e nos mapas revelam a situação que se
encontra a frota brasileira de veículos. Segundo Débora Brito – Repórter da Agência
Brasil “O número de motocicletas é maior que o de carros em 45% das cidades,
segundo levantamento divulgado pela Confederação Nacional dos Municípios (CNM)
sobre a frota de veículos no Brasil. De acordo com a pesquisa, havia em abril deste
ano mais motos do que carros circulando em 2.487 do total de 5.568 municípios
brasileiros. Em todo o país, foram contabilizadas 26,4 milhões de motos, a
proporção é de uma moto para 7,86 habitantes".
No Brasil, os acidentes de trânsito com motos, ocupam o segundo lugar em
causas de mortes por fatores externos, sendo cerca de 50% jovens, na faixa etária
entre 15 a 34 anos (ANDRADE; MELLO, 2000; JOMAR et al., 2011; PEDEN;
MCGEE; SHARMA, 2002; RIBEIRO et al., 2011).
Fatos que revelam o quanto a situação é preocupante, com perdas materiais
e vidas, que além de comprometer a qualidade e eficiência dos transportes,
compromete também a saúde pública.
Relevância social por destacar pessoas O sistema a ser desenvolvido,
consiste em desligar as setas indicadoras de direção de forma automática.
“Automático significa ter um mecanismo de atuação própria, que faça uma
ação requerida em tempo determinado ou em resposta a certas condições”.
(RIBEIRO, 2003, p.01). Este acionamento automático é algo que não existe em
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veículos de duas rodas. Entretanto, como destacado acima, é imprescindível o uso
de sinalização, e devido o circuito eletro/eletrônico já existente nas motos não se
desligar automaticamente, necessita-se a desativação manual, sendo comum o
descuido de usuários em esquecer acionado o sistema das setas, o que pode
causar uma má interpretação dos outros condutores em relação a direção que
seguirá o motociclista, propiciando perigo a todos em geral. O projeto, para seu
funcionamento, contará com o uso de um microcontrolador da família PIC, que
receberá uma programação prévia e executará decisões baseadas em um código
fonte, realizando a leitura de sensores, especificamente no projeto, serão utilizados
um ou mais sensores eletrônicos.
Segundo Rosário (2005, p. 20) “Quando se trata de sensores eletrônicos, a
grandeza física em questão é convertida em sinal elétrico, o qual pode ser
conduzido a locais até mesmo distantes daquele onde se deu a medição”. Aonde o
sinal proveniente do sensor chega até o controlador e é analisado e conforme
resultados, desaciona os piscas da moto, ou após certo tempo ligado, tempo este
pré-determinado via programação, não havendo nenhuma manobra do veículo, o
microcontrolador desacionará as setas, resetando o sistema e aguardando novo
pulso de inicialização.
1.1 JUSTIFICATIVA
Acidentes relacionados à má interpretação das setas que podem ser evitados
por meio de um sistema gerenciador nas motos, paralelamente a confiabilidade no
sistema gera benefícios a todos do tráfego urbano. O cenário se agrava dia após
dia, e novos acidentes seriam evitados com este recurso. O sistema atua evitando o
inconveniente de esquecer as setas ligadas, causados pela falta de atenção dos
motociclistas, propondo uma solução para o caso.
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1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Objetivo Geral
A pesquisa objetiva o aperfeiçoamento do sistema de segurança das
motocicletas, pois o número de acidentes com vítimas fatais envolvendo estes
veículos é significativo, já que a falha no sistema de sinalização contribui para o
aumento, como também a ausência de sinalizadores de alerta na maior parte das
motos agrava a situação.
1.2.2 Objetivo Específico
Desenvolver um sistema de controle e gerenciamento das setas da
motocicleta utilizando um microcontrolador e um sensor giroscópiopor meio de um
protótipo que torne a pilotagem de motos mais segura, mais prática e dinâmica.
Além de agregar novos estudos a área da automação, eletrônica embarcada,
sistemas de sinalização, segurança, desenvolvimento acadêmico e pessoal.
2 REFERENCIAL TEÓRICO
Para o protótipo, contaremos com o uso de um microcontrolador, sensor
acelerômetro, e outras tecnologias. Trazendo à tona o objetivo também de aliar a
mecatrônica ao mundo cotidiano.
O protótipo será desenvolvido para colocar à prova os resultados esperados e
conferir sua visibilidade e usabilidade. O projeto em questão será desenvolvido
visando facilitar a vida do motociclista e diminuir o número de acidentes envolvendo
motocicletas devido sinalização errônea, contando com um sistema eletrônico que
gerenciará as setas da motocicleta e as desligará quando o motociclista fizer uma
curva para o lado indicado pela seta, após um tempo, para caso o condutor esqueça
as setas ligadas ou a qualquer momento que desejar desligá-las.
Para o desenvolvimento deste protótipo foi feito aprofundamento em alguns
temas contidos na mecatrônica, os mais importantes são microcontroladores,
sensores, programação em C e semi-condutores.
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MICROCONTROLADORES
Microcontrolador é um pequeno computador com a função de ser utilizado em
eletrônica embarcada e é dotado de processador, memória e periféricos que podem
ser definidos como entradas ou saídas. Em geral, eles são usados para controlar
circuitos e, por isso, são comumente encontrados dentro de outros dispositivos
(BRAGA, Newton C. Acesso em 27 nov 2018).
O Microcontrolador escolhido para este projeto é o ESP12 NODE MCU, uma
placa que apresenta os seguintes itens principais que serão utilizados neste projeto:
microcontrolador, gravador (para o microcontrolador), periféricos de entrada e saída,
interface USB e comunicação I2C, há também mais funções como módulo WiFi,
conversor analógico-digital, comunicação SPI, LED embarcado, dentre outras
funções.
Este microcontrolador exige uma alimentação 3.3V que é obtida através de
um regulador interno presente na placa NODE MCU e são possíveis 2 modos de
alimentação: via USB ou 5V externo. Há também 13 GPIOs (General Purpose Input
Output) que podem ser definidas como entradas ou saídas digitais e também portas
de comunicação, além de saídas de alimentação 3.3V e GND (Fernando K
Tecnologia. 04 maio 2018),
SENSOR ACELERÔMETRO
A aceleração é uma grandeza física que acusa quão rapidamente a
velocidade de um corpo varia ao longo do tempo.
O acelerômetro é um sensor eletrônico que visa medir esta grandeza. Os
dispositivos atuais têm dimensão e massa reduzidas, facilitando o acoplamento em
corpos sujeitos a variações da aceleração nas mais diferentes práticas, por exemplo
em celulares para a orientação da tela (PRADA, Rodrigo. 26 ago 2009).
O sensor utilizado é o MPU 6050 que é um multi-sensor com capacidade de
mensurar Aceleração e Giroscópio nos eixos X, Y e Z além de ter conseguir medir
temperatura, há também portas de comunicação I2C que será utilizada para enviar
seus dados ao ESP12 e portas XDA e XCL que podem ser utilizadas para montar
uma rede, o pino AD0 desconectado define que o endereço I2C do sensor como
0x68,conectando o pino AD0 em 3.3V alteramos o endereço do sensor para 0x69,
porém para este protótipo será utilizado apenas o sensor acelerômetro e o eixo X
(THOMSEN, Adilson.30 set 2014).
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LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO EM C
Um programa de computador é um conjunto instruções que representam um
algoritmo para a resolução de um problema.
Estas instruções são escritas através de um conjunto de códigos contendo
símbolos e palavras. Este conjunto de códigos possui regras de estruturação lógica
e sintática própria de cada linguagem de programação.
O C é uma linguagem de alto nível (voltadas para o ser humano. Em geral
utilizam sintaxe estruturada tornando seu código mais legível) com uma sintaxe
bastante estruturada e flexível tornando sua programação bastante simplificada.
O C é uma linguagem estruturalmente simples e de grande portabilidade. O
compilador C gera códigos mais enxutos e velozes do que muitas outras linguagens.
Embora estruturalmente simples (poucas funções intrínsecas) o C não perde
funcionalidade pois permite a inclusão de uma farta quantidade de rotinas do
usuário. Os fabricantes de compiladores fornecem uma ampla variedade de rotinas
pré-compiladas em bibliotecas (Equipe Brasil Escola. Acessado em 27/11/2018).
PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO I2C
Um protocolo de comunicação é um conjunto de especificações que os
computadores e dispositivos utilizam.
Tecnicamente, é um conjunto de regras que caracterizam o formato,
sincronização, sequência e detecção de erros e falhas na transformação de pacotes,
isto é, na transmissão de informação entre computadores (SUYAMA, Maria. 2 MAIO
2006).
O modo de funcionamento do protocolo I2C é parecido com a comunicação
mestre/escravo, ou seja, pelo menos um dos dispositivos na rede deve atuar como
mestre e os demais como escravos. A função do mestre é coordenar a
comunicação, já ele tem a capacidade de enviar e requisitar informações aos
escravos na estrutura de comunicação, que, por sua vez, devem responder às
requisições citadas.
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A vantagem da utilização deste tipo de estrutura se dá principalmente quando
observamos o número de pinos utilizados pelos elementos, sendo somente 2, SDA
(Dados) e SCL (Clock), e por consequência, a quantidade de cabos, promovendo
uma organização maior do conjunto quando temos muitos dispositivos interagindo
entre si. Uma característica interessante deste tipo de comunicação é a
possibilidade de utilizar em um mesmo sistema componentes de tecnologias
diferentes sem que haja incompatibilidade e nem conflitos na comunicação
(HENRIQUE, Thiago. 05 dez 2012).
TRANSISTORES
O Transistor é um componente semicondutor utilizado como amplificador ou
interruptor de sinais ou corrente elétrica, sendo muitas vezes utilizado como “chave”
eletrônica ou amplificador para circuitos como por exemplo em módulos de som.
Ele é composto de materiais semicondutores e tem três pinos. Os tipos de
transistores mais conhecidos e utilizados são os PNP, NPN e MOSFET. A letra
grega β (beta) é usada para designar o ganho de corrente de um transistor, sendo
nada mais que a relação entre a corrente de coletor e a corrente de base, a fórmula
para cálculo de ganho do transistor é a seguinte: β = Ic/Ib, onde β é o ganho e é
encontrado no datasheet do transistor, Ic é a corrente de coletor, é a corrente que se
deseja circular pelo circuito, e Ib é a corrente de base, é a corrente que será
aplicada na base para disparar o transistor e faze-lo entrar em saturação (MATIAS,
José Vagos Carreira. 24 abril 2013).
Em outras palavras, aplicando uma corrente X na base, temos uma corrente Y
circulando entre coletor e emissor, isso significa que o Beta de um transistor nos
informa quantas vezes ele pode ampliar a corrente que seja forçada a circular pela
sua base na configuração indicada.
O transistor escolhido para este projeto é o designado TIP 31, devido sua boa
capacidade de condução de corrente, segundo informe seu datasheet (MOSPEC
Semicondutor, p.1 e 2) é de 3A de uso contínuo e 5A de uso pulsante, além de suas
características de ser resistente a aplicações até 40V, levando em consideração que
nos circuitos de toda motocicleta temos uma tensão de 12V e a soma de corrente
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consumida pelas lâmpadas dos piscas não ultrapassam 3A, foi concluído que este
seria o transistor com melhor custoXbenefício a ser utilizado.
REGULADOR DE TENSÃO
Reguladores de Tensão são componentes muito úteis em circuitos que
precisamos garantir uma tensão especifica em um ponto do circuito.
Reguladores de tensão da família 78 podem fornecer tensões de saída de 5 a
24 volts, a partir de uma tensão de entrada de até 35 volts e até 1A de saída.
Reguladores de tensão tem basicamente três terminais: entrada de
alimentação, saída de tensão e GND (terra). Sua função basicamente consiste em
diminuir o valor de entrada de tensão para uma tensão especifica na saída seguindo
sua especificação e construção (Athos Electronics, acessado em 27/11/2018).
O regulador escolhido para o protótipo é o LM7805, que nos entrega uma
tensão de saída de 5V a partir da tensão de entrada (segundo seu datasheet,
páginas 1 e 2) proveniente do circuito elétrico da motocicleta que é de 12V e
consegue trabalhar com folga, logo que está longe de seu limite superior de atuação,
logo que os componentes principais do circuito de controle que são o ESP12 e o
sensor MPU 6050 utilizam uma tensão de trabalho de 3.3V, porém possuem
reguladores internos que possibilitam que os mesmos sejam alimentados com 5V e
eles próprios conseguem regular esta tensão de entrada para a tensão de trabalho.
GERENCIAMENTO ATUAL DO SISTEMA
O circuito de sinalização básico presente em todas as motos é constituído
pelos sinalizadores de direção, chave de seta, relé de setas, oscilador, bateria e
condutores. O sistema é acionado e desacionado de forma manual, quando o
condutor deseja indicar a mudança de faixas, direciona a chave de seta para o lado
desejado, fazendo o funcionamento intermitente do par de sinalizadores do lado
escolhido.
Ao girar a chave para a posição ligado, mesmo que não for dada partida no
veículo, o circuito oscilador das setas é acionado, porém, as luzes não são
acionadas caso o interruptor se encontre em posição de repouso, ou seja, desligado.
Ao ser feita a comutação para um dos dois lados, quando se deseja ligar as setas, o
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contato do botão é retido por uma trava, mesmo que a chave volte ao ponto inicial,
que se encontra no meio do curso do interruptor, esta trava mantém o contato
atracado, fazendo com que seja direcionada uma corrente elétricas ao par de luzes
do lado desejado de forma intermitente vindo do circuito oscilador, fazendo com que
as setas "pisquem". Para se fazer o desacionamento, este também é manual, que
consiste em o condutor pressionar o botão do interruptor de setas quando este se
encontrar no meio, o que faz com que a trava que mantém o contato dos lados
esquerdo ou direito seja solta, fazendo assim com que as setas para aquele lado
sejam desligadas.
1.3 METODOLOGIA DO PROJETO
Após pesquisas para definir os melhores componentes e estudos a fundo
sobre os mesmos, foi iniciada a construção física e lógica do projeto, levando em
consideração que um dos meios de desligar os indicadores de direção, e o mais
importante, que é após o motociclista efetuar uma curva, foram utilizados os dados
obtidos através de pesquisas sobre os sensores acelerômetros e, especificamente, o
MPU 6050, e através de informação obtida de seu datasheet, necessitamos de
colocar uma fórmula em sua programação para que fosse possível converter os
valores “crus” obtidos pelo sensor em um valor real que pudesse ser mais facilmente
entendido pelo programa e que tivesse menor variação, logo que a condição para
que o modo de desligamento através de curva é que o motociclista faça uma curva
e, após voltar ao ponto “zero” que as setas desliguem, então seria necessária essa
condição de menor variação de dados.
Será utilizado como interface de programação, ou tecnicamente conhecida
como compilador, a IDE Arduino para fazer a programação do ESP12, logo que é
mais amigável e devido a presença de bibliotecas de dispositivos e condições, torna
a programação mais fácil, rápida e entendível.
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IDE Arduino, Imagem do autor
Dentro do programa haverá a inicialização, leitura do sensor e exibição dos
dados apresentados através de um monitor serial disponibilizado pela IDE Arduino
que será utilizada, em primeiro momento, para ser feita leitura dos dados
apresentados pelo sensor em diferentes posições para que possa ser definido um
“ponto zero” e os ângulos mínimos para que o programa reconheça tal inclinação
como “curva” e entre na lógica principal, ou seja, a partir de um ponto X é
reconhecido que o motociclista está fazendo uma curva, e, ao inclinar novamente a
motocicleta sentido para a posição vertical, ao ultrapassar um ponto Y de inclinação,
sendo ele menor que o ponto X, e também próximo ao estado vertical real,
entenderá que o motociclista já efetuou a conversão e as setas podem ser
desligadas.
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Monitoramento, Imagem do autor
Com a obtenção dos valores do sensor, o próximo passo é realizar uma lógica
de pisca eletrônico da motocicleta, ou seja, como com o novo sistema fará toda a
gestão dos piscas da motocicleta, não serão mais utilizados os componentes
originais que tem ligação com as setas da moto, será tudo centralizado na placa de
controle. Será feito uma lógica de pisca, que, ao acionar algum botão indicador de
direção (direita ou esquerda), o programa entrará em uma condição que faz com que
uma de suas saídas correspondentes àquele botão indicador de direção faça o
transistor, também referente àquele lado, comece a “piscar”, fazendo com que o
mesmo sature e entre em corte, provocando o efeito de a seta da moto “piscar”.
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Imagem do autor
Como o objetivo do protótipo e deixar o novo sistema o mais parecido
possível com o original, será implantado também um botão de “reset”, este que, ao
ser acionado, independente do estado do controlador ou condição que o mesmo
esteja seguindo durante o piscar das setas, fará com que suas saídas voltem a zero,
ou seja, quando pressionado, as setas irão parar de piscar, o tempo de 15 segundos
que estava sendo contado para desligas as setas caso o motociclista as esquecesse
ligadas, será interrompido e voltará a zero, e caso o motociclista esteja em uma
curva, as setas também serão desligadas e os dados apresentados pelo sensor já
não interferirão mais no desligamento das setas, pois serão desligadas.
Entretanto, mesmo que o sistema que será implantado na motocicleta será
totalmente eletrônico e, dentre os demais objetivos do projeto, um deles é ter uma
longa vida útil e ser eficiente, energeticamente e eletronicamente abordando, será
retirado o relé de seta da motocicleta e em seu lugar atuará dois transistores TIP31,
um para cada lado das setas, este fato se dá devido aos transistores não terem
partes móveis, aumentando significativamente sua vida útil quando comparados aos
relés, não somente isso mais também o fato de o circuito oscilador das motocicletas
utilizarem da resistência elétrica oferecida pelo filamento das lâmpadas, fato este
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que, quando as lâmpadas da motocicleta são substituídas por lâmpadas de potência
diferente das originais ou substituídas por piscas de LED, o efeito de piscar torna-se
mais rápido ou mais lento devido ao circuito original reconhecer uma alteração, mas
não saber como lidar com a tal, já com um sistema que faz o efeito de pisca
eletronicamente e sua “chave” de acionamento ser um transistor, não há mais essa
implicação direta dos indicadores luminosos das setas, ou seja, com este sistema,
tanto faz os piscas serem de lâmpadas de 10W, 15W, 20W ou de LED, o tempo de
pisca é sempre o mesmo, o que mudará é a corrente exigida do circuito elétrico da
moto.
GERENCIAMENTO AUTOMÁTICO DO SISTEMA
Para que seja feito um controle automático do sistema de indicadores de
direção, serão usados primordialmente um microcontrolador, transistores e sensor.
A trava localizada no interruptor de setas será retirada, para que o controle,
agora passe a ser completamente do circuito eletrônico.
Com a retirada da trava, os contatos agora serão pulsantes, ao ser acionado
as setas para qualquer um dos lados desejados, será enviado um sinal ao
controlador, que fará todo o gerenciamento central do circuito, ao receber o pulso
vindo do punho de setas, o controlador começará a oscilar a saída, fazendo o
transistor disparar e entrar em corte, acontecendo assim o efeito de “pisca” no par
de indicadores do lado escolhido, ao mesmo tempo será ligado um temporizador de
15 segundos e serão analisados os dados do sensor, caso o motociclista efetue uma
conversão, os dados do sensor acusarão e as setas serão desligadas após detectar
o fim da conversão, porém se o condutor não efetuar nenhuma conversão dentro
deste tempo, as setas também serão desligadas, há também a possibilidade de o
condutor desliga-las a qualquer momento pulsando o botão de desliga.
O desligamento pode ser feito através de 3 meios, o primeiro é através do
temporizador de 15 segundos, que ao se esgotar este tempo, desabilitará o
oscilador interno do programa, desligando as setas; o segundo método, é através de
um sensor acelerômetro, que enviará dados ao controlador e ele interpretará quando
o condutor inclinar a motocicleta acima de certo ângulo que caracterize como curva,
ao voltar ao “ponto zero” que será reconhecido como se a motocicleta estivesse em
pé novamente, os indicadores serão desativados; por fim o terceiro modo de desligá-
las, é pressionando a manopla de acionamento das setas em seu ponto de repouso,
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que enviará um sinal para outra entrada do controlador, desabilitando todas as suas
saídas, fazendo com que assetas sejam desligadas e o sistema volte ao estado
inicial.
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RESULTADOS
Após estudos feitos através de datasheets, manuais, videoaulas e instruções
com profissionais da área, foi obtido com sucesso o objetivo buscado com este
protótipo. O custo total ficou em torno de R$170,00.
A placa de desenvolvimento ESP12 NODE MCU em conjunto com o sensor
MPU6050se comportaram de maneira satisfatória durante toda a execução do
projeto.
O protótipo foi montado utilizando uma placa ilhada com 2 transistores BC
548 como drivers para o acionamento dos LEDs que simulam as setas da moto (que
em caso real seriam utilizados transistores TIP31 para acender as lâmpadas da
moto) nas saídas e 3 botões, 1 para acionar as setas do lado direito, 1 para acionar
as setas do lado esquerdo e 1 para desligar, tem como base no funcionamento a
programação em linguagem C programada para a placa ESP12. Dentro dos
parâmetros de programação, para desligar as setas, utilizamos 3 modos.
No primeiro modo, temos um timer de 15 segundos para desligas as setas
caso o sensor não acuse nenhuma inclinação neste período de tempo, que seria o
caso de uma mudança (inclinação) de direção, proveniente de parâmetros do sensor
para reconhecer como “curva” uma mínima inclinação que é utilizada para
mudanças pequenas e rápidas de percurso, e reconhecendo o “ponto zero” uma
pouca variação ao redor de 90º reconhecendo que o veículo voltou ao ponto de
repouso (“em pé”) obtemos êxito no primeiro modo.
No segundo modo, a partir do acionamento através dos botões esquerda ou
direita, o LED indicador de direção entrará em modo de oscilação (piscando) e caso
detecte uma inclinação para o lado escolhido através do botão, quando retornar à
posição zero do sensor, 90º da moto em relação ao solo o LED é desligado,
obtemos êxito no segundo modo.
No terceiro e último modo, a partir do acionamento dos comandos de
esquerda ou direita, o LED indicador de direção entrará em modo de oscilação
(piscando) e caso o condutor queira desativar a seta de modo manual, poderá
pressionar o botão desliga a qualquer instante, e ocorrerá o reset das setas, assim
como acontece no sistema original do próprio veículo, obtemos êxito no terceiro
modo.
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Imagem do autor
Devido ao tamanho reduzido de todos os componentes utilizados na
montagem do protótipo, foi obtido um tamanho final satisfatório do conjunto, quando
se pensa em substituir o sistema de padrão atual existente nas motocicletas por este
totalmente eletrônico, uma vez que retirados o relé de seta e o circuito oscilador,
este sistema já encapsulado apresentou praticamente as mesmas dimensões do
conjunto original, não sendo então de muita dificuldade a instalação.
Por ser um sistema dotado de microcontrolador, é possível que outras
funções sejam implantadas ou aperfeiçoadas, como mudar o tempo que se deseja
que as setas sejam desacionadas caso o sistema entenda que o piloto as esqueceu
ligadas, ajuste de valores referência para que o sensor entenda que a motocicleta foi
inclinada, implantação de funções complementares como por exemplo pisca alerta
(que não existe em motos de baixa cilindrada), dentre várias outras aplicações.
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CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este trabalho teve por finalidade abordar um tema que é de relevância e
interesse para condutores de motocicletas, com objetivo de dar auxílio a uma
questão que envolve comodidade, tecnologia e segurança, além de estar vinculado
as normas de trânsito, que é o uso dos indicadores de direção.
O primeiro passo foi identificar com bases em estudos a real necessidade e
interesse do público alvo, em seguida, o estudo do circuito original já existente na
grande parte das motos, definindo também as dimensões físicas do circuito e
alocação do circuito a ser desenvolvido.
Tendo como base os estudos iniciais, foi definido escolha dos componentes a
serem utilizados com dados obtidos em datasheets e consultas técnicas,
posteriormente a cotação de prazos e valores.
Em uma próxima etapa, realizamos os primeiros testes dos componentes
isoladamente, com o intuito de comprovar os estudos anteriores e garantir o bom
funcionamento do conjunto.
Posteriormente, realizamos os primeiros testes em conjunto dos componentes
em protoboard, dando início ao programa em linguagem C que gera instruções
aplaca de desenvolvimento, contudo, tivemos dificuldades em relação à
programação, entretanto com o auxílio de professores e testes de funcionamento,
obtivemos sucesso do conjunto em geral.
Através dos estudos e do protótipo finalizado, chegamos ao resultado
almejado no começo, trazendo a tecnologia embarcada a um veículo do qual em
relação aos carros, a inovação presente é inferior, com relação ao desempenho
comprovamos a eficiência do conjunto.
Apesar das dificuldades apresentadas, mais do que isso a aceitação do
público alvo, porém o trabalho não se encerra por completo, pois com modificações
futuras e aprimoramento serão sempre bem aceitos.
Em relação a trabalhos posteriores este trabalho fornece algumas
possibilidades de extensões como, um pisca alerta para motos que não o possuem,
utilizando o mesmo protótipo, apenas modificando o programa que gera instruções a
placa, com algumas alterações de hardware e reaproveitando alguns componentes
como o controlador por exemplo, desde um marcador de combustível para motos
que também não possuem, até mesmo um mini computador de bordo para motos de
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baixa cilindrada, agregando informações úteis pertinentes ao funcionamento de todo
veículo, além de outras funções como relógio, calendário, dentre outros.
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REFERÊNCIAS
Athos Electronics. Regulador de Tensão: Circuitos e Aplicações. Disponível
em: <https://athoselectronics.com/regulador-de-tensao/> Acessado em
27/11/2018
Baú da Eletrônica. Disponível em:
<http://www.baudaeletronica.com.br/componentes-eletronicos/transistor>
Acessado em 27/11/2018
BRAGA, Newton C.O básico sobre os Microcontroladores – parte 1 (MIC139).
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