projeto semaforo

7/31/2019 Projeto semaforo

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

FACULDADE DE ENGENHARIA MECNICA

COORDENAO DE GRADUAO EM

ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAO

Projeto de Controlador Inteligente paraSemforo

Autor: Helio Saburo YukiOrientador: Luiz Otvio Saraiva Ferreira

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

FACULDADE DE ENGENHARIA MECNICA

COORDENAO DE GRADUAO EMENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAO

Projeto de Controlador Inteligente para

Semforo

Autor: Helio Saburo Yuki

Orientador: Luiz Otvio Saraiva Ferreira

Curso: Engenharia de Controle e Automao

rea de Concentrao: Engenharia de Trfego

Trabalho Final de Graduao apresentada comisso de Graduao do curso deEngenharia de Controle e Automao da Faculdade de Engenharia Mecnica, comorequisito para a obteno do Diploma de Graduao em Engenharia de Controle eAutomao.

Campinas, 2008

S.P . Brasil

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ndice

Lista de figuras 4

Lista de tabelas 5

1 Introduo 6

2 Reviso bibliogrfica 72.1 Evoluo da tecnologia semafrica e uso da atuao no Brasil 92.2 Lgica da atuao tradicional102.3 Recursos da atuao nos controladores nacionais 132.4 Critrios usuais para uso de semforos atuados pelo trfego 13

3 Especificaes do projeto 15

3.1 Especificao do hardware 153.2 Especificao do software 173.2.1 Texto descritivo do problema 17

4 Desenvolvimento do projeto 194.1 Desenvolvimento do circuito 19

5 Resultados e concluses 25

Referncias bibliogrficas 26

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Lista de figuras

Figura 2.1 O primeiro semforo 8Figura 2.2 Atuao tradicional de um semforo inteligente 11Figura 3.1 Semforo tradicional 14

Figura 3.2 Laos detectores no asfalto 14Figura 3.3 Semforos a serem controlados no projeto 15Figura 3.4 Diagrama de estados 17Figura 4.1 Circuito de um semforo inteligente 24

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Lista de tabelas

Tabela 4.1 Tabela de Estados 19Tabela 4.2 Tabela de Atribuio de Estados 20Tabela 4.3 Determinao de Y3 20

Tabela 4.4 Determinao de Y3 20Tabela 4.5 Determinao de Y2 21Tabela 4.6 Determinao de Y2 21Tabela 4.7 Determinao de Y1 21Tabela 4.8 Determinao de Y1 22Tabela 4.9 Determinao de Sp1 22Tabela 4.10 Determinao de Sp2 22Tabela 4.11 Determinao de Sp3 23Tabela 4.12 Determinao de Ss1 23Tabela 4.13 Determinao de Ss2 23Tabela 4.14 Determinao de Ss3 24

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CAPTULO 1

INTRODUO

Hoje existem semforos novos, faixas exclusivas para nibus, fechamento deretornos, mudanas nos sentidos das vias. Mas nada mais parece dar resultado no trnsitode grandes metrpoles. Os gargalos se multiplicam e alcanam todas as regies. Omotivo mais simples visvel nas ruas. Em So Paulo, por exemplo, a frota de veculosdobrou desde dezembro de 2000, ou seja, em menos de oito anos, e vai atingir 600 milunidades nos prximos dias. A capital sofre com os efeitos diretos dessa multiplicao. Emtodos os cantos da cidade os engarrafamentos se tornaram companheiros dirios dosmotoristas.

Esse trabalho foi elaborado pensando exatamente nesse trnsito catico de grandes

cidades, que causam um prejuzo enorme populao, seja pela queima desnecessria decombustvel enquanto o veculo est parado no trnsito, seja pela quantidade de horas que omotorista perde imobilizado, tempo este que poderia ser utilizado para seu desenvolvimentoprofissional.

Boa parte do tempo que os veculos ficam parados no trnsito se deve a semforosmal regulados, que obrigam o motorista a aguardar a abertura do sinal enquanto a viatransversal apresenta pouco ou nenhum fluxo de veculos. Muitos motoristas s conseguematravessar o sinal depois que este abre trs ou at mais vezes numa via de grandemovimento.

A proposta ento desenvolver um semforo que atue de acordo com as condiesde trfego no cruzamento, analisando, atravs de sensores, se numa das vias existe altademanda de veculos querendo passar e na outra a demanda pouca, permitindo ento ummaior tempo de sinal aberto na via de alta demanda, reduzindo assim o tempo de espera.

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CAPTULO 2

REVISO BIBLIOGRFICA

O uso do controle semafrico atuado pelo trfego no disseminado no Brasil talcomo o em pases como os Estados Unidos e Austrlia. As vantagens e desvantagens dautilizao dos semforos atuados pelo trfego so pouco estudadas no Brasil, o que podeser citado como causa e/ou conseqncia de seu pequeno uso.

Os semforos modernos foram desenvolvidos a partir de equipamentos manuais deoperao de trfego utilizados em Londres no ano de 1868, conforme a figura abaixo. Essesemforo possua dois braos que, quando estendidos horizontalmente significavam Paree quando inclinados a 45 graus significavam Siga com cuidado. noite, uma lmpada degs verde e uma vermelha reforavam as indicaes dos braos. Entretanto, o equipamentoexplodiu 23 dias depois de entrar em operao, matando o policial que o estava operando edesincentivando novas invenes nesta rea por um bom tempo. Em 1913, James Hoge

inventou o primeiro semforo eltrico como hoje conhecido, porm com apenas os sinaisverde e vermelho . Esta inveno aparece como sendo a origem do semforo a trs cores, oqual se propagou nos Estados Unidos no comeo da dcada de 20. Semforos interligadoscomearam a ser utilizados na cidade de Salt Lake City em 1917. Um sistema progressivofoi proposto em 1922. Os primeiros semforos atuados foram instalados em New Haven,East Norwalk e Baltimore em 1928.

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Figura 2.1 O primeiro semforo

O controle atuado pelo trfego veicular aquele no qual o tempo de verde de umaaproximao influenciado pela deteco imediata de veculos, onde cada aproximaoest sujeita aos tempos mnimo e mximo de verde e alguns estgios podem ser ignorados,se no houver demanda em seu detector. A atuao pode ser total (em todas as correntes detrfego) ou parcial (como na semi-atuao, em que apenas as correntes secundrias soatuadas).

A importncia do estudo dos semforos atuados reside principalmente em:

- ritmo de mudanas das condies de trfego observado no Brasil;

- existncia de ncleos urbanos afastados, que favorecem seu uso.

No entanto, a prtica efetivamente observada pode ser resumida em:

- sua pouca utilizao no Brasil;

- os controladores semafricos no Brasil so pouco desenvolvidos;

- descrdito deste tipo de controle entre os tcnicos brasileiros.

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2.1) EVOLUO DA TECNOLOGIA SEMAFRICA E USO DA ATUAO NOBRASIL

Como viso preliminar, pode-se identificar duas linhas diferentes de evoluo nainformatizao ou automao do controle semafrico. Por um lado, pode-se destacar a

concepo e implantao de sistemas de controle computadorizado centralizados (que podeser relacionada com a tradio inglesa, em particular), que so aqueles nos quais ocomputador comanda diretamente a programao dos semforos, informando a cadainstante qual a situao luminosa que deve acontecer . De outro, pode-se destacar tambm asofisticao das ferramentas de automao dos semforos com base em informaoimediata e local, que corresponde ao controle atuado pelo trfego (que pode ser relacionadacom a tradio norte-americana), em que se medindo o fluxo atravs de detectores, possvel melhorar o desempenho e manter a programao tima, acompanhando a flutuaoaleatria e microscpica do trfego, ciclo a ciclo.

A evoluo do controle semafrico no Brasil desenvolveu-se na dcada de 70 porlinhas definidas pelas experincias de outros pases e foi liderada pelas iniciativas tomadaspela CET/SP - Companhia de Engenharia de Trfego do Municpio de So Paulo.

No primeiro passo, quando aqui ainda imperavam os equipamentoseletromecnicos, ocorreu a introduo de controladores multiplanos, de tempo fixo. Osegundo passo incluiu a implantao da centralizao de equipamentos com programaesa tempos fixos, utilizando controladores eletrnicos importados. A iniciativa dedesenvolver e testar um controlador atuado nacional (realizado em conjunto pela CET/SP eo Instituto de Pesquisas Tecnolgicas - IPT) foi um esforo paralelo que teve uma

significao menor.

Dessa poca aos dias de hoje, o controle semafrico em modo atuado no tem sidoutilizado em larga escala no Brasil, exceto para estgios especficos de travessia depedestres acionados por botoeira, talvez pela ausncia de recursos mais avanados nosequipamentos nacionais.

A forma usual de atuao utiliza os controladores com anis duais, que usamatuao em duas seqncias alternativas paralelas. Outra forma de controle atuado comumnos Estados Unidos chamado de controle Volume-Densidade. Neste tipo de atuao, algica baseada na contagem do nmero de chegadas durante o perodo de vermelho paradeterminar o verde inicial varivel e na reduo progressiva no Intervalo de Corte durante otempo de verde estendido.

Na Austrlia, antes da evoluo representada pelos sistemas centralizados em temporeal, desenvolveram-se os controladores semafricos para o controle atuado, relacionadoscom a busca de parametrizaes para melhor atender as variaes dos fluxos de trfego. Ocontrole do tipo americano Volume-Densidade tambm utilizado e ainda h uma terceira

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tcnica de atuao, a chamada de Mudana por Desperdcio (waste change). Neste tipo decontrole, a lgica de interrupo de verde considera o acmulo do excesso dos intervalosentre os veculos em relao ao valor bsico de saturao, ou seja, ao intervalo mdio nomovimento normal da fila.

Os controladores nacionais apresentam recursos de operao de planos a temposfixos no modo isolado e coordenado e atuao no modo isolado, porm apenas com a lgicatradicional e com poucos parmetros operacionais. O modo atuado coordenado,normalmente oferecido, ainda no foi suficientemente testado para ter-se uma avaliao dosresultados. Por sua vez, em geral os controladores nacionais dispem do recurso decentralizao em superviso e operao, distinguindo-se entre si pela caracterstica deinterfaces mais ou menos amigveis para tanto.

As iniciativas em So Paulo seguiram, portanto, a tradio inglesa. Esta linha deevoluo contrasta com a observada nos EUA, onde os sistemas centralizados evoluram de

forma pouco significativa e o uso de controladores atuados com ajustes de tempos e seleode estgios, combinada com a coordenao off-line, foi o caminho predominante.

No Brasil, aparentemente, a pequena evoluo da atuao nos controladoreseletrnicos nacionais pode ser citada como causa e conseqncia desse processo. Adificuldade de implantar sistemas centralizados tambm limita o desenvolvimento datecnologia no setor.

2.2) LGICA DA ATUAO TRADICIONAL

As variaes da demanda em uma aproximao so significativas e apresentam umcarter aleatrio. O semforo a tempos fixos no apresenta caractersticas para atender essavariao aleatria. O que norteia o semforo atuado pelo trfego primordialmente esseatendimento. Na atuao total, o conceito que embasa a operao aquele em que asdemandas que competem em uma interseo so igualmente importantes, e que no hnenhum padro de chegada estruturado em qualquer uma das aproximaes orientando apriorizao de um movimento. A semi-atuao, por sua vez, norteia-se no conceito deinterromper o menos possvel uma via principal, dependendo da demanda na via secundriaou de pedestres, gerando melhores condies operacionais na via de maior fluxo,principalmente em relao ao atraso. Em relao ausncia de controle semafrico, o fluxoveicular na via secundria, ou na travessia de pedestres, ganha maior segurana, pois notem que se sujeitar, na entrada ou travessia, existncia de brecha na via principal.

A figura abaixo ilustra o funcionamento de um estgio atuado sob a lgica deoperao da atuao tradicional.

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Figura 2.2 Atuao tradicional de um semforo inteligente

O perodo de verde de uma aproximao tem variao entre os valores mnimo emximo. O primeiro perodo de verde aquele denominado de verde inicial, e vemdimensionado por critrios de segurana e/ou fluidez do trfego. Aps o perodo de verdeinicial, o verde estendido de uma unidade de extenso (UE). A cada perodo de tempopredeterminado pelo tipo de equipamento (normalmente igual ao passo de programao daunidade de extenso) checada a existncia de demanda. No instante em que um veculofor detectado, o verde novamente estendido de uma unidade de extenso e a verificao

de demanda recomea a partir daquele instante. Esse procedimento repete-se at que ointervalo entre os veculos seja maior que o intervalo de corte, ou o perodo de verde atinjao valor parametrizado como verde mximo.

Normalmente fala-se em intervalo de corte, mas programa-se nos controladoresbrechas de corte, ou seja, intervalos que so medidos aps o final da deteco e que,portanto, no contm o tempo que o veculo atua o detector (que no caso de um detector depresena a ocupao do detector, e no caso do detector de passagem o pulso dedeteco).

interessante ressaltar que aps a ausncia de deteco que acarreta a interrupodo perodo de verde sem que se atinja o verde mximo, sempre ser completada umaunidade extenso (acrescida ao perodo de verde decorrido at o momento da ltimadeteco).

Nos controladores nacionais, e mesmo no exterior, normalmente os valores daUnidade de Extenso e o do Intervalo de Corte so os mesmos. Entretanto,conceitualmente, essas variveis so distintas. Unidade de Extenso cabe permitir que o

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ltimo veculo detectado possa passar pela interseo com segurana e isso dependefundamentalmente da posio do detector em relao linha de reteno e das dimensesda interseo. O intervalo de corte deve indicar o trmino da dissipao da fila comescoamento com fluxo de saturao, tendo relao com a extenso do detector no caso decontroladores que medem brecha (gap) ao invs de intervalos de corte. Muitas vezes,

alguns controladores, indicam a diferena de unidade de extenso e intervalo de corte emum parmetro chamado de retardo de verde, ou seja, um perodo de verde adicionalacrescentado ao intervalo de corte, no caso de se encerrar o perodo de verde para garantir asegurana do ltimo veculo detectado.

No controle semi-atuado, o verde da via principal varia a partir de um VerdeMnimo calculado tal qual o dimensionamento a tempos fixos. Na via secundria aparametrizao feita seguindo os critrios da atuao, ou seja, verde entre inicial emximo. Dessa forma, a atuao ocorre somente na via secundria. O direito de passagempermanece via principal at que haja demanda na via secundria. Quando h demanda na

via secundria, depois da via principal receber o direito de passagem durante o perodo deverde mnimo, o direito de passagem passa via secundria (iniciando o processo descritopara uma aproximao atuada). Quando no h demanda na via secundria, o verde da viaprincipal estendido indefinidamente, no caso de uma interseo isolada.

A semi-atuao pode ser usada quando a interseo faz parte de um sistemacoordenado. Neste caso, o tempo de ciclo conhecido (fixo) e, portanto, os arranjos detempo dependem desse ciclo. Os processos de parametrizao dos tempos de verde so osmesmos para a primeira utilizao, mas existem recursos para assegurar as defasagens nacoordenao da via principal, podendo no ocorrer o verde na secundria se isso for

necessrio (isto , se no couber o verde mnimo da secundria) ou ento ocorrer o trminoantecipado do verde da secundria (mesmo com atuao e antes do seu verde mximo) paragarantir o incio de um novo tempo de ciclo.

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2.3) RECURSOS DA ATUAO NOS CONTROLADORES NACIONAIS

Quanto atuao, as caractersticas comuns a todos os controladores nacionais so:

- os parmetros de programao so independentes para cada plano de trfego

- para cada estgio define-se o Verde Inicial (VDini ), o Verde Mximo (VDmax ) e oIntervalo de Corte (IC)

- associa-se cada seo de deteco a um determinado detector, podendo haver mais de uma

deteco associada ao mesmo detector

- uma vez iniciado o estgio o VDini obrigatoriamente cumprido

- o verde ser prolongado adicionando-se UE a partir dos respectivos instantes de deteco

- aps o VDini fixo haver no mnimo uma UE obrigatria.- o tempo de verde ser prolongado at o VDmax , onde interrompido,independentementeda presena ou no de deteces adicionais.

- as deteces no atendidas no so lembradas para o ciclo seguinte.

- o VDmax computado a partir do incio do VD

- os estgios podem ser obrigatrios e no obrigatrios

- os detectores podem ser prioritrios ou no prioritrios

Pode-se notar que os esquemas de atuao mais sofisticados no esto disponveisnos controladores nacionais, mas os recursos bsicos de atuao sim.

2.4) CRITRIOS USUAIS PARA USO DE SEMFOROS ATUADOS PELOTRFEGO

As vantagens e desvantagens da utilizao de semforos de tempos atuados emrelao aos de tempos fixos podem ser resumidas em:

- vantagens:

a) normalmente reduz o atraso (se com parmetros ajustados);

b) adapta-se s flutuaes do fluxo de trfego;

c) normalmente aumenta a capacidade (pelo contnuo acrscimo de verde);

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d) pode continuar operando em condies de baixos fluxos, enquanto o semforo a tempos

fixos deve operar em amarelo intermitente;

e) especialmente efetivo em intersees de mltiplos estgios;

-desvantagens:

a) o custo de instalao maior que o semforo a tempos fixos;

b) os detectores tm um custo de instalao significativo e requerem manutenoespecfica.

Como se pode observar, as desvantagens que o semforo atuado apresenta, de umaforma geral, so de ordem financeira e de manuteno, e no dizem respeito a sua eficciaem relao ao controle de trfego em si. Admite-se, no entanto, que seu uso sempremelhora o desempenho operacional. As vantagens e desvantagens apresentadas no levamem considerao o tipo de equipamento existente, o que no Brasil fator relevante, umavez que os controladores de trfego brasileiros ainda no apresentam recursos de atuaotais como aqueles disposio nos controladores em outros pases. A semi-atuao tradicionalmente utilizada em duas circunstncias. A primeira aquela em que se devecontrolar uma interseo de via principal com fluxo significativo (tipo vias arteriais oucoletoras) e via secundria de baixo fluxo (via local) ou travessia de pedestres. A segunda,no usual no Brasil, quando a interseo em controle atuado faz parte de um sistemacoordenado.

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CAPTULO 3

ESPECIFICAES DO PROJETO

3.1) ESPECIFICAO DO HARDWARE

A implementao do projeto ser feita com um semforo de trs fases, de acordocom a figura abaixo:

Figura 3.1 Semforo tradicional

O sinal vermelho indica que a passagem est proibida, ao contrrio do verde, quepermite o prosseguimento do deslocamento. A mudana do verde para o vermelho d-seatravs do sinal amarelo, que alerta o motorista sobre o fechamento do sinal.

Para detectar a presena de veculos querendo passagem no cruzamento,utilizaremos sensores de presena do tipo indutivos, atravs de laos detectores, conformeespecifica a figura 3.2.

Os veculos so identificados por laos detectores, que nada mais so do quefios de cobre enrolados em fendas feitas no asfalto, na forma de retngulos. A passagem dacorrente eltrica nesses fios cria um campo eletromagntico, que serve para reconhecer apassagem metlica dos veculos.

Figura 3.2 Laos detectores no asfalto

Os veculos so identificados por laos detectores, que nada mais so do que fios decobre enrolados em fendas feitas no asfalto, na forma de retngulos. A passagem da

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corrente eltrica nesses fios cria um campo eletromagntico, que serve para reconhecer apassagem metlica dos veculos.

As informaes coletadas pelos detectores so enviadas para o controlador, que oequipamento que fica na prpria rua e que responsvel pelo controle direto do semforo.

A figura abaixo esquematiza o exemplo que seguiremos neste projeto, onde os laosdetectores emitiro sinais digitais para o micro-controlador e este emitir sinais analgicosaos semforos. Devemos ento utilizar um micro-controlador que tenha com entradas 2sinais digitais e 6 sadas analgicas, em paralelo, para controlar as fases dos semforos.

Figura 3.3 Semforos a serem controlados no projeto

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3.2) ESPECIFICAO DO SOFTWARE

3.2.1) Texto descritivo do problema

O semforo inteligente funcionar de acordo com as seguintes caractersticas:

a) o detector TP (trfego na via principal) um sinal que indica que um carro foi detectadocomo desejando passagem no ltimo perodo de clock, assim como TS (trfego na viasecundria);

b) se no houver trfego na via secundria, Vd (verde na via principal) estar ativo;

c) se no ltimo perodo de clock for detectado trfego apenas na via contrria que estverde, o sinal mudar no prximo clock;

d) se houver trfego nas duas vias, mantm ou fora a mudana para o verde na via

principal, mas o Vd poder permanecer at um mximo de 4 clocks consecutivos apsdeteco de trfego TS na via secundria. A via secundria poder ficar com o sinal verdepor um perodo mximo de 2 clocks se TP (trfego na via principal) estiver ativa.

Para facilitar o entendimento do comportamento desejado, um diagrama de estados mostrado abaixo:

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Figura 3.4 Diagrama de estados

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CAPTULO 4

DESENVOLVIMENTO DO PROJETO

4.1) DESENVOLVIMENTO DO CIRCUITO

Nesse passo vamos desenvolver o circuito responsvel pelo funcionamento dosemforo inteligente.

O ponto de partida o diagrama de estados da figura 3.4. Faz-se uma anlise doestado atual em que se encontra o semforo e verificar os estados subseqentes atravs dasentradas, que so os sensores que detectam a presena de veculo nos cruzamentos.

Com isso, chega-se tabelas abaixo, onde atribui-se valores aos estados conformetabela 4.2.

ESTADOATUAL PROXIMO ESTADO SAIDA

w1w2 (w1=TP e w2=TS) Sp Ss

00 01 10 11

A A E A B Vd Vm

B d E d C Vd Vm

C d E d D Vd Vm

D d d d E Vd Vm

E d d F F Am Vm

F d F H G Vm Vd

G d d d H Vm Vd

H d d A B Vm AmTabela 4.1 Tabela de Estados

Verificamos pela tabela acima que existem 8 estados possveis, e com isso,necessitaremos de 3 bits para definir cada um dos estados. J para definir os valores dosbits da sada, devemos primeiro notar que cada uma das sub-sadas dever ser composta portrs entradas, que so as entradas para o sinal vermelho, amarelo e verde, tanto do semforoda via principal (Sp) como da via secundria (Ss). Logo, teremos trs bits para definir estesvalores, Sp1, Sp2 e Sp3, alm dos sinais da via secundria, Ss1, Ss2 e Ss3.

Para isso, vamos atribuir a Vd o valor 001; Am, 010 e Vm, 100.

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ESTADOATUAL PROXIMO ESTADO SAIDA

y3y2y1

w1w2=00

w1w2=01

w1w2=10

w1w2=11 Sp Ss

Y3Y2Y1 Y3Y2Y1 Y3Y2Y1 Y3Y2Y1

A = 000 000 100 000 010 001 100B = 001 d 100 d 010 001 100

C = 010 d 100 d 011 001 100

D = 011 d d d 100 001 100

E = 100 d d 101 101 010 100

F = 101 d 101 111 110 100 001

G = 110 d d d 111 100 001

H = 111 d d 000 001 100 010

Tabela 4.2 Tabela de Atribuio de Estados

Essa tabela pode ser usada diretamente com uma tabela verdade para a sada Sp e Sse as entradas y3 , y2 e y1. Embora as colunas do PROXIMO ESTADO no tenham umaaparncia normal de tabela verdade, devido s colunas que separam cada combinao de w1e w2 , a tabela inclui todas as informaes que definem os estados seguintes em funo dosvalores dos w e y.

Vamos ento decompor a tabela de atribuio de estados para descobrir asexpresses de Y1, Y2, Y3 e z, atravs do Mapa de Karnaugh.

1) Determinao de Y3 (colunas da esquerda):

Y3Y2 , Y1=0

w1w2 00 01 11 1000 0 d d d

01 1 1 d d

11 0 0 1 1

10 0 d d 1

Tabela 4.3 Determinao de Y3

Y3Y2 , Y1=1

w1w2 00 01 11 10

00 d d d d

01 1 d d 111 0 1 0 1

10 d d 0 1


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Fazendo-se o mapa de Karnaugh, obtemos:

Y3 = w1 w2 + y3 y2 + y3 y1 + y3 y2 y1

2)Determinao de Y2 (colunas do meio)

Y3Y2 , Y1=0

w1w2 00 01 11 10

00 0 d d d

01 0 0 0 d

11 1 1 1 0

10 0 d d 0


Y3Y2 , Y1=1w1w2 00 01 11 10

00 d d d d

01 0 d d d

11 1 0 0 1

10 d d 0 1


Fazendo-se o mapa de karnaugh, obtemos:

Y2 = w1 y2 y1 + w1 y2 y1 + w1 w2 y3 y1

3) Determinao de Y1 (colunas da direita)

Y3Y2 , Y1=0

w1w2 00 01 11 10

00 0 d d d

01 0 0 d d

11 0 1 1 1

10 0 d d 1


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Y3Y2 , Y1=1

w1w2 00 01 11 10

00 d d d d

01 0 d d 1

11 0 0 1 0

10 d d 0 1Tabela 4.8 Determinao de Y1


Y1 = y1 ( w2 + y3 + y2 ) + w1 y1

4) Determinao da sada Sp1 , verde do semforo principal (coluna direita de Sp)Y3Y2

Y1 00 01 11 10

0 0 0 0 0

1 1 1 1 1

Tabela 4.9 Determinao de Sp1

Da tabela obtemos a expresso pra Sp1:

Sp1 = y1

5) Determinao da sada Sp2 , amarelo do semforo principal (coluna do meio deSp)

Y3Y2

Y1 00 01 11 10

0 0 1 0 0

1 0 0 0 0


Assim, temos para Sp2:

Sp2 = y3 y2 y1

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6) Determinao da sada Sp3 , vermelho do semforo principal (coluna daesquerda de Sp)

Y3Y2

Y1 00 01 11 10

0 0 0 1 01 0 0 1 1


Logo, Sp3 = y3 y2 + y3 y1

7) Determinao da sada Ss1, verde do semforo secundrio (coluna direita de Ss)

Y3Y2

Y1 00 01 11 10

0 0 0 1 0

1 0 0 0 1

Tabela 4.12 Determinao de Ss1


Ss1 = y3 y2 y1 + y3 y2 y1

8) Determinao da sada Ss2 , amarelo do semforo secundrio (coluna do meio deSs)

Y3Y2

Y1 00 01 11 10

0 0 0 0 0

1 0 0 1 0



Ss2 = y3 y2 y1

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9) Determinao da sada Ss3, vermelho do semforo secundrio (coluna daesquerda de Ss)

Y3Y2

Y1 00 01 11 10

0 1 1 0 11 1 1 0 0



Ss3 = y3 + y2 y1

Com as expresses acima, conseguimos projetar o circuito de um semforo

inteligente.

Figura 4.1 Circuito de um semforo inteligente

Neste circuito, necessitamos de duas entradas (w1 e w2) , que so, respectivamente,os sensores das vias principal e secundria. A sada Sp e Ss representa o estado dosemforo principal e secundrio, respectivamente.

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CAPTULO 5

RESULTADOS E CONCLUSES

O circuito da figua 4.1 foi implementado em um software especfico para rodar

circuitos eletrnicos, baixado no site do circuitmaker. Utilizou-se duas chaves quesimulavam os detectores, sendo que a chave 1 ligada representava demanda de veculo navia principal e a 2, na via secundaria. Tambm utilizou-se dois semforos que mostravamas indicaes luminosas de acordo com as entradas.

Aps a simulao do projeto, notou-se que as luzes do semforo correspondiam aosdesejados inicialmente de acordo com as entradas. Porm, com o decorrer do tempo,deveria acontecer a mudana do sinal em alguns casos, fato que no ocorreu. Isso pode tersido conseqncia de uma escolha errada no gerador de sinais ou na freqncia dos sinais.

Como prximo trabalho, poderia ser feito o controle de todos os semforos de umarua ou avenida de forma otimizar no s o fluxo num cruzamento, mas em toda a extensoda avenida.

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REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

www.circuitmaker.com

http://w3.ualg.pt/~mgameiro/Aulas_2006_2007/transportes/Paper_semaforos.pdf

www.ptr.poli.usp.br/lemt/documents/SemafAT07.ppt

www.sinaldetransito.com.br/artigos/uso_e_parametrizacao_de_semaforos_atuados_%20pelo_trafego.pdf

www.sinaldetransito.com.br/curiosidades_foto.php?IDcuriosidade=35&alt=

http://www.branqs.com.br/universidade/aulas_SO/0021_IntroducaoCriacaoDrivers/introducaoCriacaoDeDrivers.pdf

Fundamentals of Digital Logic, Stephen Brown, Zvonko Vranesic, McGraw-Hill

26
http://www.circuitmaker.com/http://w3.ualg.pt/~mgameiro/Aulas_2006_2007/transportes/Paper_semaforos.pdfhttp://www.ptr.poli.usp.br/lemt/documents/SemafAT07.ppthttp://www.sinaldetransito.com.br/artigos/uso_e_parametrizacao_de_semaforos_atuados_%20pelo_trafego.pdfhttp://www.sinaldetransito.com.br/artigos/uso_e_parametrizacao_de_semaforos_atuados_%20pelo_trafego.pdfhttp://www.sinaldetransito.com.br/curiosidades_foto.php?IDcuriosidade=35&althttp://www.branqs.com.br/universidade/aulas_SO/0021_IntroducaoCriacaoDrivers/introducaoCriacaoDeDrivers.pdfhttp://www.branqs.com.br/universidade/aulas_SO/0021_IntroducaoCriacaoDrivers/introducaoCriacaoDeDrivers.pdfhttp://www.circuitmaker.com/http://w3.ualg.pt/~mgameiro/Aulas_2006_2007/transportes/Paper_semaforos.pdfhttp://www.ptr.poli.usp.br/lemt/documents/SemafAT07.ppthttp://www.sinaldetransito.com.br/artigos/uso_e_parametrizacao_de_semaforos_atuados_%20pelo_trafego.pdfhttp://www.sinaldetransito.com.br/artigos/uso_e_parametrizacao_de_semaforos_atuados_%20pelo_trafego.pdfhttp://www.sinaldetransito.com.br/curiosidades_foto.php?IDcuriosidade=35&althttp://www.branqs.com.br/universidade/aulas_SO/0021_IntroducaoCriacaoDrivers/introducaoCriacaoDeDrivers.pdfhttp://www.branqs.com.br/universidade/aulas_SO/0021_IntroducaoCriacaoDrivers/introducaoCriacaoDeDrivers.pdf

projeto semaforo

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