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____________________________________________________________________________________ Fatec Garça CURSO TECNOLOGIA EM MECATRÔNICA INDUSTRIAL LAÍS STOCCO BANDINI MARCELO ANTONIO MINORELLO SENSOR IDENTIFICADOR DE CORES GARÇA 2014

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____________________________________________________________________________________

Fatec Garça

CURSO TECNOLOGIA EM MECATRÔNICA INDUSTRIAL

LAÍS STOCCO BANDINI

MARCELO ANTONIO MINORELLO

SENSOR IDENTIFICADOR DE CORES

GARÇA 2014

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GARÇA

2014 ___________________________________________________________________________________

Fatec Garça

CURSO TECNOLOGIA EM MECATRÔNICA INDUSTRIAL

LAÍS STOCCO BANDINI

MARCELO ANTONIO MINORELLO

SENSOR IDENTIFICADOR DE CORES

Artigo Científico apresentado à Faculdade de Tecnologia de Garça – FATEC, como requisito para a conclusão do Curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial, examinado pela seguinte comissão de professores:

Data da Aprovação: ____/____/____

_________________________________. Prof. Edson Mancuzo

FATEC Garça

_________________________________

Prof. FATEC Garça

_________________________________

Prof. FATEC Garça

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SENSOR IDENTIFICADOR DE CORES

Laís Stocco Bandini1 [email protected]

Marcelo Antonio Minorello

[email protected]

Prof. Grad. Edson Mancuzo2 [email protected]

Resumo- A automação industrial é uma poderosa ferramenta no auxílio da

produção, contudo o custo de alguns equipamentos torna proibitiva sua utilização

pelo micro empresário. O objetivo deste trabalho é desenvolver um protótipo de um

equipamento sensor capaz de diferenciar objetos com base em suas cores

(inicialmente azul, verde ou vermelho), com baixo custo. Os objetos serão contados

e separados pela cor que os mesmos apresentarem. Em seu funcionamento, o

sensor emitirá as cores em questão por meio de um led RGB que incidirá sobre a

peça; a luz uma vez refletida terá sua intensidade medida por um sensor capaz de

converter a intensidade de luz em tensão. Um microcontrolador fará a leitura da

tensão gerada pelo sensor, e seu software determinará a cor da peça que está

sendo lida pelo sensor. Este trabalho é relevante uma vez que diminui os custos

relativos à automação, propiciando o acesso a tecnologia aos pequenos e micro

empresários, com a geração de novos postos de trabalho.

Palavras-chave: Automação. Cor. Custo. RGB. Sensor.

Abstract- The industrial automation is a powerful auxiliary tool in the production,

however the cust of some equipment’s makes their use prohibitive to the micro

businessman. The purpose of this work is to develop a equipment sensor prototype

able to distinguish objects based on their colors (initially blue, green or red), with low

cost. The objects will be counted and separated by the color that they present. In

operation, the sensor will send the colors through an RGB LED that will focus on the

piece; the light, once reflected the intensity will be measured by a sensor able to

convert light intensity into voltage. A microcontroller will read the voltage generated

by the sensor, and its software will determine the color of the piece being read by the

sensor. This work is important since it reduces costs of automation, providing to

micro and small entrepreneurs access to technology, generating new jobs.

Keywords: Automation. Color. Cost. RGB. Sensor. 1 INTRODUÇÃO

1 Alunos curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial - FATEC Garça. 2 Docente da Faculdade de Tecnologia de Garça – FATEC.

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O artigo “Sensor Identificador de Cores” é o desenvolvimento de um trabalho

de conclusão de curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial.

Trata-se de uma pesquisa para a elaboração de um dispositivo para uso geral

capaz de identificar ou diferenciar as cores verde, vermelho e azul, elaborado a

partir de componentes discretos, de fácil aquisição no mercado de componentes

eletrônicos, alternativo aos sensores industriais e comerciais, porém, mais simples,

com custos menores, com eficiência e eficácia. O projeto visa à elaboração de um

sensor com um custo final relativamente baixo.

A motivação para o desenvolvimento consiste no custo elevado dos sensores

destinados à aplicação industrial com a função de identificar ou diferenciar cores em

um processo de fabricação automatizado, presente apenas em grandes sistemas de

automação industrial. Devido ao custo elevado, seu uso fica limitado ou mesmo

inviável às empresas de médio e pequeno porte.

A automação em seu conceito filosófico é muito antigo, remonta à época de

3500 e 3200 a.C.. O objetivo era sempre o de simplificar o trabalho do homem, de

forma a substituir o esforço braçal por outros meios e mecanismos, liberando o

tempo disponível para outros afazeres, valorizando o tempo útil para outras

atividades. (SILVEIRA e SANTOS, 1998).

Compreende-se automação, qualquer sistema apoiado em um sistema

microprocessado que substitua, em partes, o trabalho humano.

São muitos os benefícios da automação nas linhas de produção, tais como:

aumento da produtividade, redução de custos, melhoria da qualidade, segurança,

vantagem competitiva, precisão e monitoramento remoto. Os benefícios da

automação industrial tornaram-se notórios, o que a torna uma opção cada vez mais

procurada e empregada.

Conforme pesquisas, a maior barreira para que as pequenas empresas

implementem a automatização em sua linha de produção ainda é o custo, o que as

levam a pensar que isso só é possível em grandes empresas, como afirma Dória e

(2003 apud LIMAS e SCANDELARI 2006, p. 06).

A grande maioria das empresas (56%) consideram o investimento muito alto como maior impeditivo para automatizar e em segundo lugar (29%) que a automação é coisa de empresa maior, confirmando assim o que afirma

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Dória (2003) que, as causas da resistência dos pequenos e microempresários para automatizar seu negocio são a falta de recursos e a perda de tempo na automação.

Portanto, é de extrema importância novas pesquisas e desenvolvimento de

soluções viáveis e baratas para que possam ser utilizadas nas micro e pequenas

empresas, obtendo uma mudança de conceitos da ligação entre automação x

grandes empresas.

Segundo Sebrae (2012) em parceria com o Dieese, entre 2000 e 2011,

mostra que 51% das micro e pequenas empresas estão na região Sudeste e quase

24% estão na região Sul.

Como se pode perceber, com o aumento do número de pequenas e micro

empresas, torna- se necessário o desenvolvimento de novas tecnologias com custos

reduzidos para que justamente esse setor, que só tende a crescer, tenha acesso a

essas novas tecnologias.

Em um processo de automação é muito comum a utilização de sensores.

Entre eles existem os sensores óticos utilizados para detectar a presença de peças

ou até a identificação de sua cor. Os sensores possuem vital importância para o

desenvolvimento de um projeto de automação porém, seu uso se torna limitado no

controle de pequenos processos uma vez que tais sensores possuem custos

elevados, girando em torno de 600 reais o mais simples e podem chegar a mais de

1500 reais os mais complexos.

O objetivo geral do projeto é criar um sensor capaz de identificar cores, no

padrão de cores RGB, a partir de componentes discretos, para uma possível

substituição aos sensores com aplicação em automação industrial já existente no

mercado, porém a custos menores para o acesso das micro e pequenas empresas.

Como objetivo especifico a pesquisa é desenvolver um protótipo de um dos

processos de uma linha de produção, que identifique e separe peças de acordo com

as suas cores para verificar a eficácia, eficiência e a viabilidade do projeto.

Consequentemente, é de essencial importância o desenvolvimento e

barateamento dos custos dos componentes empregados nas linhas de automação,

como o sensor de cor proposto nesse projeto, visando uma alternativa a alguns

sensores industriais utilizados na identificação de cores, nas linhas de produção,

sem perder a eficácia.

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Este trabalho é relevante porque permitirá que as pequenas e micro

empresas tenham ao seu alcance, um sensor de cor com custo relativamente baixo

para ser utilizado em um processo de automação.

A metodologia utilizada para a realização do projeto é a pesquisa

experimental, pois a informação reunida a partir de experimentos é relativamente

“pura”, o método é ótimo para a comparação de pequenos efeitos que não podem

ser detectados através de outros métodos de avaliação, além do mais esse método

é eficaz para averiguação de alternativas específicas para o projeto, através de

comparações diretas. (BRANDÃO, 2012)

No capitulo dois (02), será apresentado a revisão da bibliografia acerca do

tema, já no capitulo três (03), expõem os matérias e os métodos que foram

aplicados, as considerações finais se dão no quarto capitulo (04) onde será

demonstrado os resultados sobre a pesquisa realizada e por fim as referencias

bibliográficas (05), fontes que foram consultadas para a realização do trabalho.

2 REVISÃO BIBLIOGRAFICA

Entender as questões pertinentes à mecatrônica se faz imprescindível para

lidar com os elementos que a envolve no contexto da pesquisa e das tecnologias,

para a construção do conhecimento inerente a mesma.

A tecnologia mecatrônica trata-se de uma integração coordenada e

simultânea entre a engenharia mecânica, a eletrônica e o controle computacional

inteligente, no projeto e fabricação de produtos e processos de automação industrial.

O termo mecatrônica, foi criado em 1969, como uma combinação meca, de

mecanismos, e trônica, de eletrônica. (BOLTON, 2010).

Ainda de acordo com o autor, um sistema mecatrônico não se resume apenas

um casamento de sistemas elétricos e mecânicos, e sim, uma integração completa

de todos estes sistemas na qual há uma abordagem integrada e interdisciplinar

sendo cada vez mais adotadas no projeto de engenharia de veículos, robôs,

ferramentas mecânicas, máquinas de lavar, câmeras e diversas outras máquinas.

Essa integração que vai além dos limites tradicionais das engenharias mecânica,

elétrica, eletrônica e de controle tem ocorrido em fases mais iniciais de projetos

quando é necessário desenvolver sistemas mais baratos, confiáveis e flexíveis.

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Nos Sistemas Mecatrônicos, portanto, o uso de sensores é algo

imprescindível, pois os mesmos são fundamentais para o controle dos processos.

Cetinkunt (2008, p. 2) afirma “todos os sistemas mecatrônicos possuem

alguns sensores para medir o estado das variáveis de processo. Os sensores são os

‘olhos’ de um sistema controlado por computador.”.

O sensor, parte fundamental deste projeto, opera através da medição da

refração da luz sobre o objeto. O sensor emitirá as cores verde, vermelho e azul

através de um led RGB que incidirá sobre a peça, esta luz refletida terá sua

intensidade medida através de um sensor capaz de converter intensidade de luz em

tensão. Sabe-se que um objeto é capaz de refletir apenas a sua cor e absorver as

demais. Isso determina a cor com que se vê o objeto.

Reflexão da luz é um fenômeno óptico. Quando a luz incide em uma área de

separação entre dois meios diferentes, parte da energia da radiação pode retornar e

se propagar no mesmo meio em que estava. Como exemplo pode citar a luz da

lanterna que incidida numa certa superfície, a mesma reenvia a luz.

A porção de energia refletida, quando comparada à energia incidente,

depende de uma série de fatores, como a natureza da superfície e a orientação da

incidência, por exemplo. Uma superfície hipotética ideal, que não necessariamente

pode ser encontrada na natureza, e que refletiria toda a energia incidente será

chamada de espelho ideal. Na prática, um espelho é uma superfície com alto grau

de refletividade. (SANTOS)

Como se pode inferir, o processo de reflexão da luz é vital para que

possamos ver os objetos, uma vez que visualizamos apenas a luz refletida das

coisas, tal teoria é comprovada uma vez que não se pode ver no escuro devido à

inexistência de fonte de luz para que a mesma seja refletida pelos objetos.

A luz que incide nos objetos pode ser classificada como monocromática e

policromática de acordo com a cor da luz. A luz monocromática é composta apenas

por uma cor, como exemplo, a luz amarela emitida pelas lâmpadas de sódio. Já a

luz policromática é formada por uma união de duas ou mais cores monocromáticas,

como exemplo, a composição das cores monocromáticas que formam a luz branca é

o disco de Newton, que é uma experiência composta de um disco com as sete cores

do espectro visível, que ao girar em alta velocidade, "recompõe" as cores

monocromáticas, formando a cor policromática branca. (SÓ FISÍCA)

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Ainda de acordo com o autor, ao nosso redor é possível distinguir várias

cores. Esse fenômeno acontece, pois quando a luz branca é incidida sobre um corpo

de cor azul, por exemplo, este absorve todas as outras cores do espectro visível,

refletido de forma difusa apenas o azul, o que torna possível distinguir sua cor. Por

isso, um corpo de cor branca é aquele que reflete todas as cores, sem absorver

nenhuma, enquanto um corpo de cor preta absorve todas as cores sobre ele

incididas, sem refletir nenhuma, o que causa aquecimento.

No espaço do espectro eletromagnético que corresponde à luz visível, cada

frequência equivale à sensação de uma cor, conforme mostra o quadro 1 abaixo.

Quando recebemos raios de luz de diferentes frequências podemos perceber cores

diferentes destas, como combinações. A luz branca que percebemos vinda do Sol,

por exemplo, é a combinação de todas as sete cores do espectro visível. (SÓ

FISÍCA)

Quadro1- Relação cor, comprimento de onda e frequência.

Cor

Comprimento de onda

( = )

Frequência

( )

Violeta 3900 – 4500 7,69 – 6,65

Anil 4500 – 4550 5,65 – 6,59

Azul 4550 – 4920 6,59 – 6,10

Verde 4920 – 5770 6,10 – 5,20

Amarelo 5770 – 5970 5,20 – 5,03

Alaranjado 5970 – 5220 5,03 – 4,82

Vermelho 6220 – 7800 4,82 – 3,84

Fonte- Só física.com

Conforme a frequência aumenta, diminui o comprimento de onda, assim como

mostra o quadro1, e o trecho do espectro eletromagnético na figura 1.

Figura1- Espectro eletromagnético.

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Fonte- Só física.com

Podemos notar que o espectro eletromagnético é muito amplo sendo ocupado

apenas por uma pequena parte pelo espectro visível.

Existem diversas teorias sobre a visão das cores, a teoria mais aceita

preconiza que o olho humano possui células nervosas especializadas em enxergar

cores, chamadas cones. Existem três tipos de cones (receptores): os sensíveis à luz

vermelha, baixa frequência os quais dois terços conseguem enxerga-la, os sensíveis

à luz verde, um terço a faixa média de frequência, e os sensíveis à luz azul, apenas

2% conseguem enxergar a alta frequência. Por essa razão, e por termos uma

distribuição de dois extremos, vermelho e azul, e uma faixa média, verde, é que foi

criado o padrão RGB. (JUNIOR, 2012)

Como, basicamente enxergamos no padrão RGB, este foi o sistema de

formação de cores escolhido em nosso projeto.

A luz branca ao incidir sobre a retina do olho humano estimularia igualmente

todos os receptores. A luz vermelha ao incidir sobre a retina apenas estimularia os

receptores sensíveis àquela radiação provocando a percepção visual da cor

vermelha. Quando a cor amarela é vista, a sensação resulta do fato de que tanto os

receptores sensíveis ao verde quanto ao vermelho estão sendo estimulados com a

mesma intensidade (SÓ FÍSICA).

O padrão de formação de cores RGB, é formado pelas cores RED, GREEN &

BLUE (VERMELHO, VERDE & AZUL). É utilizado em aparelhos eletrônicos que

emitem as cores através de equipamentos elétricos, como os televisores, monitores,

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ipods, celulares etc. No RGB se você retirar as cores obtém o preto e, ao adicionar

todas as cores, obtém o branco. Veja a figura 3.

Figura 3- Padrão de cores RGB

Fonte- PAES, Fernando (2010)

O sistema CMYK, é formado pelas cores CYAN, MAGENTA, YELLOW &

BLACK (AZUL CALCINHA, ALGO QUASE ROSA, AMARELO & PRETO). Este

formato de cor é utilizada para impressões em gráficas rápidas, gráficas com

fotolitos e outros tipos de impressões. Ao adicionar as cores elas irão somar e a

adição de todas as cores terá o preto (SIGNIFICADOS). Veja a figura 4.

Figura 4- Padrão de cores CMYK

Fonte- PAES, Fernando (2010)

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3 METODOLOGIA DO PROTÓTIPO

A metodologia escolhida para a realização da pesquisa foi à construção de

um protótipo. Protótipo é uma palavra derivada do grego, (Protós), significa primeiro

e (Typos), tipo; mas uma tradução mais correta, seria: primeiro modelo, que está em

fase de testes, estudo, ou planejamento (SOUZA, 2012).

O protótipo consta de um sensor se luz trabalhando em conjunto com uma

fonte de luz RGB, um microcontrolador que fará todo o processamento e o controle

dos servo motores além do mostrador de LCD.

O servo motor alimentador, disponibiliza uma peça na frente do sensor, o led

RGB é ligado ao mesmo tempo que o sensor faz a leitura do nível de luz. O

microcontrolador processa a informação e identificando a cor, aciona o servo de

posicionamento direcionando a peça ao seu respectivo depósito de armazenagem e

atualiza a informação no visor LCD. O servo alimentador libera uma segunda peça e

assim o processo se repete até que o deposito alimentador de peça esteja vazio.

Veja a figura 5

Figura 5- Protótipo

Fonte- Acervo dos autores (2014)

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3.1 Sensor de Luz

O mais comum deles é o Light Dependent Resistor (LDR) que é um

dispositivo eletrônico que tem a resistência elétrica interna alterada pela incidência

da luz, porém, os teste preliminares mostraram que este sensor não atende a

necessidade do projeto devido ser muito lento e sofrer muita interferência da

iluminação ambiente. Decidiu-se por utilizar o sensor TSL250 da Texas Instruments,

um fotodiodo amplificado sensível a luz visível que tem a sua tensão de saída

diretamente proporcional á intensidade da luz irradiada sobre o mesmo.

Segundo o manual do fabricante, esse sensor consegue alterar a sua saída

em 360 microssegundos possibilitando efetuar varias leituras precisas em um curto

período de tempo, tornando o sistema mais rápido.

Nos testes com o mesmo, utilizando uma carga de 10KΩ em sua saída, como

mostrado na figura 6, obtivemos os valores mostrados na tabela 2.

Figura 6- Circuito de teste

Fonte- Acervo dos autores (2014)

Tabela 2- Valores de entrada

LED\PEÇA BCO VM AZ VD

VM 3,8V 3,8V 2,3V 2,4V

AZ 3,8V 1,4V 3,8V 2,2V

VD 3,8V 1,4V 2,6V 3,8V

Fonte- Acervo dos autores (2014)

Podemos concluir que as peças de cores iguais ao led aceso, nos dá uma

maior tensão de saída no sensor, dessa forma, basta identificar o maior valor e

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associar ao led aceso que temos, diretamente, a cor da peça. No projeto serão

consideradas apenas as cores primarias do padrão RGB.

O importante é que mesmo com interferência da luz ambiente, sempre temos

o maior valor para as cores coincidente de led e peça, eliminando um dos problemas

apresentado pelo LDR.

3.2 Led RGB

Os LEDs ou Diodos Emissores de Luz são fontes importantes de luz para os

circuitos eletrônicos. Suas características semelhantes às de um diodo semicondutor

possibilitam a aplicação desses componentes em funções diversas. Atualmente o

projetista pode contar com uma infinidade de tipos de diodos emissores de luz para

seus projetos (BRAGA, 2009).

Os primeiros diodos emissores de luz criados foram então de um material

denominado Arseneto de Gálio e Arseneto de Gálio com Índio (FgaAs e GaAsI)

emitindo radiação principalmente na faixa dos infravermelhos. O passo seguinte foi a

criação de materiais capazes de emitir radiação com comprimentos de onda cada

vez menores até cair na parte do espectro visível. Surgiram então os primeiros LEDs

capazes de emitir luz no espectro visível, na região do vermelho. À primeira vista,

leds RGB (Red, Green, Blue) são parecidos com LEDs regulares, no entanto, dentro

do LED, na verdade existem três LEDs, um vermelho, um verde e um azul.

Ao controlar o brilho de cada um dos LEDs individualmente é possível

mesclar suas cores. Essa mistura de cores se dá como uma mistura de tintas, e é

possível ajustando o brilho de cada um dos três LEDs.

3.2 Servos Motores

Segundo (HINKE, RODRIGUES, SENE, 2011) os servos motores são

componentes de malha fechada, ou seja: recebem um sinal de controle, verificam a

posição atual e atuam no sistema indo para a posição desejada.

Ainda de acordo com o autor principal diferença do servo motor em relação a

outros dispositivos de motores existentes é o fato de ele se movimentar apenas com

180º, porém a precisão de posicionamento é muito maior em relação aos seus

semelhantes.

Foi escolhido o Servo motor para o fim de montagem do protótipo por

apresentar uma resposta rápida de posicionamento e um controle mais simples uma

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vez que se utiliza de um único pino do microcontrolador. Sua principal função no

projeto é a alimentação das peças para o reconhecimento de sua cor e o

direcionamento da peça ao recipiente de sua cor. Optamos pelo micro servo SG90

da Tower Pro, como mostra a figura 7 abaixo.

Figura 7- Servo Motor

Fonte- Acervo dos autores (2014)

Os testes feitos com base no circuito da figura 8, podemos determinar seu

posicionamento em função da largura do pulso alto sendo de 500µs para -90°,

1500µs para a posição 0 e 2400µs para a posição +90°, todos com um ciclo de

20ms.

Figura 8- Testes do motor

Fonte- Acervo dos autores (2014)

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3.3 Microcontrolador

Os microcontroladores são dispositivos que possuem microprocessadores

que podem ser programados para funções específicas. Em geral, eles são usados

para controlar circuitos e, por isso, são comumente encontrados dentro de outros

dispositivos, sendo conhecidos como "controladores embutidos". A estrutura interna

de um microcontrolador apresenta um processador, bem como circuitos de memória

e periféricos de entrada e saída.

Em nosso projeto, utilizamos o PIC 16F873A, da Microchip. Trata-se de um

dispositivo com processador de 8 bits, 192 bytes de RAM, 128 bytes de EEPROM,

vários periféricos como UART, I2C, módulo CCP entre outros.

O mesmo foi escolhido visto que tem um grande recurso de hardware e

software em um encapsulamento de apenas 28 pinos.

3.4 Módulo LCD (16x4)

Os módulos LCD são interfaces de saída muito útil em sistemas

microprocessados. Estes módulos podem ser gráficos e a caracter.

Os LCD mais comuns são os de caracter que são especificados em número

de linhas por colunas e são encontrados em várias configurações, sendo que

utilizaremos o de 16x4, sendo formado por dezesseis colunas e quatro linhas.

Estes módulos utilizam um controlador próprio, permitindo sua interligação

direta com a placa principal através de seus pinos. O mostrador LCD indicará a

ausência de peças e a sua contagem ao passar pelo sensor de acordo com sua cor.

No protótipo foi utilizado o módulo LCD ITM-2004 mostrado na figura 9.

Figura 9- Módulo LCD

Fonte- Acervo dos autores (2014)

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3.5 Circuito Elétrico

AB

CD

AB

CD

1 2 3 4

1 2 3 4

Tit

le

Siz

e

A4

Nu

mb

er

Rev

Da

teD

raw

n b

y

Fil

en

am

eS

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D714

D613

D512

D411

D310

D29

D18

D07

E6

RW5

RS4

VSS1

VDD2

VEE3

LC

D1

LM

016L

VD

D

RA

0/A

N0

2

RA

1/A

N1

3

RA

2/A

N2

/VR

EF

-/C

VR

EF

4

RA

4/T

0C

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1O

UT

6

RA

5/A

N4

/SS

/C2O

UT

7

OS

C1

/CLK

IN9

OS

C2

/CLK

OU

T10

RC

1/T

1O

SI/C

CP

212

RC

2/C

CP

113

RC

3/S

CK

/SC

L14

RB

7/P

GD

28

RB

6/P

GC

27

RB

526

RB

425

RB

3/P

GM

24

RB

223

RB

122

RB

0/IN

T21

RC

7/R

X/D

T18

RC

6/T

X/C

K17

RC

5/S

DO

16

RC

4/S

DI/S

DA

15

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3/A

N3

/VR

EF+

5

RC

0/T

1O

SO

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CK

I11

MC

LR

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1

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16F

873A

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OG

RA

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33

pF

C2

33

pF

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D

S1

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D2

LED-BLUE

D3

LED-RED

D4

LED-GREEN

R4

180R

R5

390R

R6

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VM

VD

VD

D

AZ

VM

VD

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R7

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R2

8k2R

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AD

SE

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OR

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VDD2

U2

TS

L250

123

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NN

-SIL

3P

OS

ICIO

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PE

CA

+88.8

123

J3 CO

NN

-SIL

3LIB

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EC

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1 2

J4 CO

NN

-SIL

2L

ED

BR

AN

CO

D5

LED-BRANCO

R8

330R

VD

D

1 2 3 4 5 6

J1 CO

NN

-SIL

6S

EN

SO

R C

OR

1 2 3 4 5 6 7 8 910 11 12

13

14

15

16

J6 6622

6-0

16

R9

180R

1 2 3 4 5

J7

CO

NN

-SIL

5F

ON

TE

VI

1V

O3

GND2

U3

7805

C4

10

0uF

C5

100nF

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4 CONSIDERAÇÕES FINAIS

A elaboração e montagem do protótipo permitiu a realização de testes para

comprovar a sua viabilidade técnica. Foram utilizadas várias peças de cores

diferentes para verificar o grau de confiabilidade de detecção das diferentes cores,

sendo que as peças, após a identificação são separadas e contadas por cores afins.

Foram realizadas várias amostragens e na totalidade dos casos o sensor detectou

com êxito as diferentes cores, sem nenhum caso de não conformidade com o

resultado, o que comprova plenamente a sua eficácia técnica.

Em relação à viabilidade econômica o avanço do projeto é inegável, tivemos

um custo de protótipo de R$100,00 aproximadamente, comparado aos sensores

tradicionais encontrados no mercado que tem seu preço de R$250,00 a R$800,00

Este trabalho tem sua relevância permitindo que as pequenas e micro

empresas tenham ao seu alcance, um sensor de cor com custo relativamente baixo

para ser utilizado em um processo de automação permitindo uma abrangência na

inclusão social das mesmas.

É importante colocar que este projeto é só um início de pesquisa servindo de

base para um futuro aperfeiçoamento a fim de um reconhecimento de cores

compostas além do vermelho, verde e azul.

5 REFERÊNCIAS

BRANDÃO, Eduardo Rangel. Vantagens e desvantagem do experimento. Rio de Janeiro, 2005. Disponível em:<http://pt.slideshare.net/eduardobrandao/eduardo-brandao-tecnicaspesquisavantagensdesvantagensexperimento>. Acesso: 21 ago. 2014. BOLTON, William. Mecatrônica: uma abordagem multidisciplinar. Tradução, José Lucimar Do Nascimento. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2010. CEPSRM. Página dinâmica para Aprendizado do Sensoriamento Remoto. UFRGS – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2006. Disponível em: < http://www.ufrgs.br/engcart/PDASR/formcor.html>. Acesso em: 15 ago. 2014. CETINKUNT, Sabri. Mecatrônica. tradução e revisão técnica, Jorge Luís M. do Amaral e José F. M. do Amaral. Rio de Janeiro: LTC, 2008. JUNIOR, Hildevar M.. A formação das cores – parte 2. 2012. Disponível em: < http://blogdografico.com/2012/04/24/a-formacao-das-cores-parte-2-2/> Acesso em: 15 set. 2014. LIMAS, Cesar Eduardo Abud; SCANDELARI, Luciano. Fator impeditivo da automação das pequenas e microempresas da cidade de Ponta Grossa - PR. Bauru, 2006. Disponível em:< http://www.simpep.feb.unesp.br/anais/anais_13/artigos/354.pdf >. Acesso em: 21 ago. 2014.

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SANTOS, José Carlos Fernandes dos. Espelhos e reflexão da luz. Portal G1 educação. Disponível em: < http://educacao.globo.com/fisica/assunto/ondas-e-luz/espelhos-e-reflexao-da-luz.html>. Acesso em: 01 set. 2014. SEBRAE. 2012. Micro e pequenas empresas são 99% do total no país. Disponível em: < http://g1.globo.com/economia/pme/noticia/2012/02/micro-e-pequenas-empresas-sao-99-do-total-no-pais-mostra-pesquisa.html>. Acesso em: 18 ago. 2014. SIGNIFICADOS, Descubra o que significa, conceitos e definições. Significado de CMYK. Disponível em:< http://www.significados.com.br/cmyk/ >. Acesso em: 15. Set. 2014 SILVEIRA, Paulo R. Da. SANTOS, Winderson E. – Automação e controle discreto - São Paulo: Érica, 1998. SÓ FÍSICA. Luz Mono e Policromática. Disponível em:< http://www.sofisica.com.br/conteudos/Otica/Refracaodaluz/luz_mono_e_policromatica.php >. Acesso em: 08 set. 2014 ____. Cor e Frequência. Disponível em:< http://www.sofisica.com.br/conteudos/Otica/Refracaodaluz/cor_e_frequencia.php/ >. Acesso em: 15 set.2014. SOUZA, Gilmar. O que é um protótipo? 2012. Disponível em: <http://traktanas.com/o-que-um-prototipo/>. Acesso em: 10 out. 2013

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APÊNDICE A

#include <16F873A.h>

#device ADC=10 //QUANTIDADE DE BITS DO CONVERSOR AD

#FUSES NOWDT //No Watch Dog Timer

#FUSES PUT //Power Up Timer

#FUSES NOLVP //No low voltage prgming

#FUSES XT //cristal

#use delay(crystal=4000000)

#use FAST_IO(C)

//###################### DEFINIÇÃO DO LCD ######################

#Byte PortA = 0x05

#Byte PortC = 0x07

#bit P_Cs = PortC.4

#bit P_Cd = PortC.5

#define portLcd PortC

//################### DEFINIÇÃO DE VARIÁVEIS ######################

long int ValorAD, Azul=0, Vermelho=0, Verde=0; //var. para leitura do AD

int i; //variavel para loop do servo

//######################## BIBLIOTECA DO LCD ########################

#include <LCD4Bits.h> //biblioteca do LCD

//#################### ROTINA PARA LER CONV AD #####################

void leituraAD() //lê o canal AD

set_adc_channel(0); //identifica canal AD a ser usado

delay_us(50); //gera atraso

ValorAD = Read_adc(); //lê canal AD

//################# ROTINA PARA TIRAR A PEÇA ##################

void tirapeca() //tira a peca do sensor

for (i=0;i<20;i++)

output_high(pin_B5); //pino B5 em nivel alto

delay_us(1400); //aguarda tempo de 1400 microsegundos

output_low(pin_B5); //pino B5 em nivel baixo

delay_ms(18); //aguarda 19 milesegundos

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delay_ms(1000);

for (i=0;i<20;i++)

output_high(pin_B5); //pino B5 em nivel alto

delay_us(1600); //aguarda tempo de 1600 microsegundos

output_low(pin_B5); //pino B5 em nivel baixo

delay_ms(18); //aguarda 19 milesegundos

//############# ROTINAS PARA POSICIONAR SERVO ##################

void servoMIN() //posiciona servo

for (i=0;i<20;i++)

output_high(pin_B4); //pino B0 em nivel alto

delay_us(1000); //aguarda tempo de 1000 microsegundos

output_low(pin_B4); //pino B0 em nivel baixo

delay_ms(19); //aguarda 19 milesegundos

void servoCENTRO() //posiciona servo

for (i=0;i<20;i++)

//servo na posição central ou 0°

output_high(pin_B4); //pino B0 em nivel alto

delay_us(1500); //aguarda tempo de 1500 microsegundos

output_low(pin_B4); //pino B0 em nivel baixo

delay_ms(18); //aguarda 19 milesegundos

void servoMAX() //posiciona servo

for (i=0;i<20;i++)

//servo na posição MAXIMA ou +90°

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output_high(pin_B4); //pino B0 em nivel alto

delay_us(2000); //aguarda tempo de 2400 microsegundos

output_low(pin_B4); //pino B0 em nivel baixo

delay_ms(18); //aguarda 19 milesegundos

//##################### PROGRAMA PRINCIPAL ######################

void main()

setup_adc_ports (AN0); // entrada do conversor AD

setup_adc (ADC_CLOCK_DIV_8) ; // clock do conversor AD

Set_tris_C(0x00); // seta toda porta C como saída

_resetLcd();

_IniciaLcd();

_ComandoLcd(0x80); //posiciona cursor na primeira linha e coluna

Printf(_escreveLcd,"IDENTIF DE CORES"); //mensagem da cor

servoCENTRO(); //posiciona servo no centro

for (i=0;i<20;i++)

//servo na posição -90°

output_high(pin_B5); //pino B5 em nivel alto

delay_us(1600); //aguarda tempo de 1600 microsegundos

output_low(pin_B5); //pino B5 em nivel baixo

delay_ms(18); //aguarda 19 milesegundos

while(true)

leituraAD(); //leitura do conversor

if (ValorAD < 700) //se tiver peça

//### LEITURA COR COM LED AZUL ###

output_high(pin_B0); //acende LED AZUL

delay_ms(200); //atraso

leituraAD(); //leitura do azul

Azul = ValorAD; //memoriza cor azul

output_low(pin_B0); //apaga LED AZUL

//### LEITURA COR COM LED VERMELHO ###

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output_high(pin_B1); //acende LED VERMELHO

delay_ms(200); //atraso

leituraAD(); //leitura do vermelho

Vermelho = ValorAD; //memoriza cor vermelha

output_low(pin_B1); //apaga LED VERMELHO

//### LEITURA COR COM LED VERDE ###

output_high(pin_B2); //acende LED VERDE

delay_ms(200); //atraso

leituraAD(); //leitura do verde

Verde = ValorAD; //memoriza cor verde

output_low(pin_B2); //apaga LED VERDE

//################## ACHAR O VALOR MAIOR ##################

if (Verde > Azul)

if (Verde > Vermelho)

servoMIN();

_ComandoLcd(0xC0); //posiciona cursor

Printf(_escreveLcd," "); //limpa linha

_ComandoLcd(0xC2); //posiciona cursor

Printf(_escreveLcd,"PECA VERDE"); //mensagem da cor

tirapeca();

else

servoCENTRO();

_ComandoLcd(0xC0); //posiciona cursor

Printf(_escreveLcd," "); //limpa linha

_ComandoLcd(0xC2); //posiciona cursor

Printf(_escreveLcd,"PECA VERMELHA"); //mensagem da cor

tirapeca();

else

if (Azul > Vermelho)

servoMAX();

_ComandoLcd(0xC0); //posiciona cursor

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Printf(_escreveLcd," "); //limpa linha

_ComandoLcd(0xC2); //posiciona cursor

Printf(_escreveLcd,"PECA AZUL"); //mensagem da cor

tirapeca();

else

servoCENTRO();

_ComandoLcd(0xC0); //posiciona cursor

Printf(_escreveLcd," "); //limpa linha

_ComandoLcd(0xC2); //posiciona cursor

Printf(_escreveLcd,"PECA VERMELHA"); //mensagem da cor

tirapeca();

else

_ComandoLcd(0xC0); //posiciona cursor

Printf(_escreveLcd," "); //limpa linha

_ComandoLcd(0xC4); //posiciona cursor

Printf(_escreveLcd,"SEM PECA"); //mensagem sem peça

delay_ms(100);