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Projeto "e-Library": Sistema Eletrônico Stand-Alone com saída Serial para Registro de Eventos

Guilherme Wenzel - [email protected] Lothario Alberto Klaumann - [email protected]

Michel Tomson Kalil Sphair - [email protected] Samuel Santos Teixeira - [email protected]

Wellington Correa Bianchini - [email protected]

Site do Projeto na Internet: http://www.engcomp.jbrasil.com

Professores Orientadores:

Profº Gil Marcos Jess - Física - [email protected] Profº Afonso Ferreira Miguel - Sistemas Digitais - [email protected]

Profº Edson Pacheco - Técnicas Avançadas de Programação - [email protected] Profª Viviana Zurro - Circuitos Elétricos I - [email protected]

1. Abstract

The e-Library is a project made involving Physics III, Digital Systems I, Eletric Circuits I and Advanced Programming Techniques subjects from the third period in Computer Engineering. The system consists in an access control to the library closets, and using the student card of PUC-PR university you can get a free one. The user pass the student card in an bar code reader, and throw choice buttons, built with a lcd, decides the type of closet that he will need ( that can be small or large ) in according to the availability, and the choice way is sequential. If the user need, during his permanence in the library, take something out of the closet, the system is able to make the control throw the same buttons, with the Definitive Exit or Temporary Closet Opening, after a new student card pass in the card reader.

2. Resumo

No sistema, usa-se um controle de acesso aos armários da Biblioteca, com a carteirinha de identificação do aluno da PUC. O usuário passa sua carteirinha em um leitor de código de barras, e via botões de escolha, acoplados a um display de visualização, decide o tipo de armário que vai precisar (Grande ou Pequeno) de acordo com a disponibilidade naquele momento, sendo a utilização dos mesmos, de forma seqüencial. E caso o usuário precise, durante sua permanência na biblioteca, retirar algo do armário, o sistema possibilita esse controle através dos mesmos botões, com as opções de Saída Definitiva ou Abertura Temporária do Armário, após a nova passagem da carteirinha de identificação no leitor.

of 13Projeto Integrado - Sistema Stand-Alone: e-Library

7/7/2009http://legacy.afonsomiguel.com/Graduacao/ProjetosIntegrados/2004-2/SD1/prje-Library/ind...

3. Objetivos

O projeto tem como objetivo, a oportunidade de aplicarmos na prática os conceitos adquiridos nos Programas de Aprendizagem, tais como: Circuitos Elétricos, relacionando a aplicação direta da eletrodinâmica, na construção de circuitos eletrônicos, capazes de viabilizar as soluções, as quais precisaríamos; Eletrodinâmica, tendo o estudo aprofundado da corrente elétrica, tensão, resistores, capacitores; Componentes Digitais, relacionando lógica, circuitos lógicos e dispositivos de lógica programável – microcontrolador; Programação, relacionando linguagem de programação C e C++, utilizada no microcontrolador e também no software de registro dos acessos.

4. Descrição do projeto

O sistema, quando ligado, encontra-se em estado de espera, até que seja o leitor de código de barras detecte alguma

passagem de uma carteirinha de identificação. O padrão das barras foi avaliado e constatou-se como sendo uma variação do

padrão EAN13, o qual foi decodificado e implementada a sua interpretação pelo microcontrolador do sistema eletrônico.

Quando esse processo ocorre, o leitor de código de barras converte as “barras”, com seus respectivos tamanhos, em um código

binário.

No microcontrolador, a memória programável possui um código que controla todo o sistema, através das informações

registradas através dos meios de entrada, no caso o leitor de código de barras, que passa o número de identificação. Com esse

comando, é exibido no display, qual tamanho de armário que o usuário deseja: “Grande” ou “Pequeno”. Após a escolha através

dos botões, é verificado se existe disponibilidade das características do armário escolhido para aquele usuário, de acordo com

as utilizações já existentes. Se possuir algum armário, o sistema avisa qual deles será liberado. Caso contrário, avisa que não

existem mais armários com aquelas características, devendo o usuário optar por um outro. Dando continuidade, o

microcontrolador após ter feito a escolha do armário, e de acordo com a disponibilidade, envia um comando para o sistema de

solenóide da fechadura correspondente, para que seja aberta a porta. A partir de então, basta que o usuário coloque seus

pertences dentro do armário, e simplesmente feche a porta, sem necessidade de chaves ou algo assim.

Implantamos uma opção, para os casos em que o usuário tenha esquecido algo dentro do armário, ou queira guardar

algo. Após a passagem da carteirinha de identificação, no leitor de código de barras, o usuário poderá escolher entre “Saída

Definitiva” ou “Abertura Temporária do Armário”. Optando então por abertura temporária, o sistema apenas registra o evento,

sem que o armário correspondente seja liberado para outra pessoa, como é no caso de “Saída Definitiva”, e é aberto para que

ele possa retirar ou guardar o que deseja. Caso o usuário desejar pela “Saída Definitiva”, basta que escolha esta opção, que o

armário é aberto, e seu registro para aquele armário é liberado.

O Circuito Eletrônico envia de tempos em tempos, via comunicação serial para o software, o qual é fica executando em

segundo plano no micro-computador, os dados coletados, em formato binário. O software, após tratar e converter os dados

para formato de caractere, exibe na tela: o código de identificação capturado da carteirinha; a data; e o horário de entrada e

de saída, durante a utilização do armário. Ainda há uma opção de gravação desses dados em arquivo de log, para consulta

posterior, e também um arquivo de ajuda para eventuais dúvidas com o software.

5. Lista de materiais

Para o protótipo do armário:

· Chapas de compensados de madeira “MDF”;

· Chapa de Acrílico;

· “Puxadores” para as portas;

· Pregos e parafusos;

· Abrasivo – Lixa, para acabamento das partes;

· Dobradiças.



Para o circuito elétrico:

· Uma placa de fenolite;

· 5 Capacitores de 1.0 mF;

· 1 Capacitor de 470 mF;

· 2 Capacitores de 100 nF;

· 1 Capacitor de 100 mF;

· 1 Capacitor de 10 nF;

· 1 Conector para cabo serial modelo DSUB9M;

· 1 HDR1X14;

· 2 HDR1X3;

· 5 HDR1X2;

· 1 Retificador de tensão 1N4002GP;

· 4 Transistores IRF540N;

· 1 10K_LIN;

· 5 Resistores de 10 kW;

· 2 Resistores de 680 W;

· 6 Resistores de 4.7 kW;

· 1 Microcontrolador Motorola MC68HC908KX8;

· 1 Circuito Integrado Regulador De Tensão LM7805CT;

· 1 ST6C595;

· 1 Circuito Integrado MAX232;

· Solenóides, para a fechadura no armário;

· 1 Fonte de Alimentação de 10 - 15V;

· Fios de cobre;

· 1 cabo de comunicação Serial RS 232.

6. Diagramas elétricos



Digrama Elétrico do Circuito

7. Diagrama da placa de circuito impresso



Diagrama Elétrico da placa de Circuito Impresso I



Diagrama Elétrico da placa de Circuito Impresso II

8. Software desenvolvido



Software "e-Library" com funcionalidade de exportar os logs registrados

9. Conclusão

O Projeto Integrado visa a integração dos conhecimentos e aprendizados adquiridos nos Programas de Aprendizagem, que fazem parte desta iniciativa. Para tal, acreditamos ter atingido nossos objetivos iniciais, que eram desenvolver um dispositivo que de certa forma, automatizasse algum processo no dia-a-dia das pessoas.

Algumas dificuldades foram enfrentadas durante o desenvolvimento do projeto. Dentre elas destacamos as mais importantes: sobre como iríamos implementar a fechadura, e um sistema de controle, já que não existe semelhante no mercado; a forma como seria a lógica do armário, nas questões de entrada e saída do usuário, caso ele necessitasse abrir o armário sem liberá-lo. Não conseguimos integrar ao software, o arquivo de ajuda .hlp que foi criado, assim como a implementação de importação de logs, somente exportação, como é feita. Outra dificuldade enfrentada, que causou atraso na finalização do sistema eletrônico, foi que tínhamos um microcontrolador de 2 kilobytes de memória, porém o código a ser gravado no mesmo ultrapassava esse valor. Foi necessária a aquisição de outro microcontrolador, com 8 kilobytes de memória. E ao solicitarmos ao fabricante, enviou-nos em forma de SMD, porém esse não seria o padrão utilizado no projeto, sendo necessária uma adaptação a qual tomou um certo tempo.

10. Referências

DALLAS Semiconductor [on-line] Disponível na Internet via WWW. URL: http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/MAX220-MAX249.pdf.

MIGUEL, Afonso F. Datasheets e Sistemas Digitais I [on-line] Disponível na Internet via WWW. URL: http://www.icet.pucpr.br/afonso.

11. Galeria de fotos



Desenho com as dimensões de nosso armário

Desenho da fechadura

Transporte das Chapas de Madeira para a residência do Michel



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Marcando as dimensões, e cortando as partes da fechadura, placa de acrílico

Montando o protótipo do armário



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Montagem finalizada

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Aquisição do leitor de código de barras

Montagem do sistema no armário

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Os integrantes na hora da finalização do projeto



Dia 29/11/2004: Apresentação do Projeto e-Library na Puc/PR

Na apresentação, alguns testes...

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A fechadura implementada



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Circuito eletrônico que controla todo o sistema



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