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3                                                        SUMÁRIO1.     INTRODUÇÃO ...........................................
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73. NÃO ESTÁ INCLUSO NO ESCOPO DESTE PROJETO      O projeto tem uma ampla diversidade de tecnologias que poderiam ser feit...
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118. CONCLUSÃO      Com a finalização deste projeto, que durou cerca de cinco meses, podemosdizer com convicção que conseg...
12no início, não é uma tarefa trivial, percebeu-se isso, quando ao cotarmos um sensorde etiquetas da marca BANNER, verific...
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16Já que capacitores têm ESRs tão baixos, eles têm a capacidade de entregarcorrentes enormes em circuitos curtos, o que po...
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18       Diodo semicondutor é um dispositivo ou componente eletrônico composto decristal semicondutor de silício ou germân...
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21Um resistor ideal é um componente com uma resistência elétrica que permanececonstante independentemente da tensão ou cor...
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23mais à direita demonstra uma tolerância de 10%, uma faixa dourada significa 5% detolerância, uma faixa vermelha marca 2%...
24é um resistor variável com dois terminais, sendo um fixo e o outro deslizante.Geralmente são utilizados com altas corren...
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30       }        if(cont==1){             total=(vetor[0]*(10*1)+vetor[1]*(1));              lcd.setCursor(12,0);        ...
31                    lcd.setCursor(0,1);//cxl                    lcd.print("");                    digitalWrite(alarme,LO...
329.3 ANEXOS III - CRONOGRAMA
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Projeto BECI

  1. 1. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO(Bobinadora de Etiquetas e Contadora para a Indústria) CURITIBA 2010.
  2. 2. ERYCK VAZ MARIANNA FREITAS WASHINGTON LUIZ PERONI PROJETO BECI(Bobinadora de Etiquetas e Contadora para a Indústria) Documentação apresentada ao curso de Engenharia de Computação (Turma U – Noturno) do Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia da Pontifícia Universidade Católica do Paraná, como critério de avaliação do Projeto Integrado I. Professores Orientadores: Prof. Afonso Ferreira Miguel, Prof. Gil Marcos Jess. CURITIBA 2010.
  3. 3. 3 SUMÁRIO1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 4 1.1 JUSTIFICATIVAS .............................................................................................. 4 1.2 METODOLOGIA............................................................................................. 5 1.3 AS RESPONSABILIDADES ........................................................................... 62. OS OBJETIVOS ................................................................................................... 63. NÃO ESTÁ INCLUSO NO ESCOPO DESTE PROJETO ..................................... 74. O PROJETO ......................................................................................................... 75. OS RESULTADOS ............................................................................................... 86. A EQUIPE DE DESENVOLVIMENTO .................................................................. 87. FOTOS ............................................................................................................... 108. CONCLUSÃO ..................................................................................................... 119. ANEXOS ............................................................................................................. 13 9.1 ANEXOS I – DICIONÁRIO DE TERMOS TÉCNICOS ................................. 13 9.2 ANEXOS II – CÓDIGO FONTE DO SOFTWARE ....................................... 25 9.3 ANEXOS III – CRONOGRAMA .................................................................... 32
  4. 4. 41. INTRODUÇÃO Projeto Integrado do curso de Engenharia de Computação tem como intuitoiniciar o desenvolvimento de projetos, desde a documentação completa,organogramas, cronogramas, apresentações e a conclusão do projeto nas maiscorretas formas, além do trabalho em grupo. Capacitando o aluno a gerenciar umprojeto para quando entrar no mercado de trabalho não ter tantas dificuldades emrealizar qualquer tipo do mesmo. O grupo formado para o desenvolvimento do Projeto Integrado do terceiroperíodo do curso de Engenharia de Computação é formado pelos seguintesintegrantes: Eryck Vaz, Marianna Freitas e Washington Peroni. A idéia do projeto surgiu depois de uma conversa com um engenheiromecânico, no qual nos deu a idéia de fazer um projeto ligado na área de celulose,dando com um exemplo um bobinadora de papel. A princípio, pensamos em fazeruma bobinadora que fizesse a contagem métrica do papel que é enrolado em umcilindro para a venda. A princípio iríamos desenvolver uma máquina voltada para indústria pesadade celulose e papel, foi refinada a ideia e já pesquisando o estado da arte, queWashington Peroni, encontrou uma máquina, mais simples, assim surgiu o projetoBECI Bobinador de Etiquetas e Contador para a Indústria, que nada mais é que umamáquina que conta etiquetas e rótulos e separa em bobinas.1.1 JUSTIFICATIVAS Já existe no mercado uma máquina que foi a base para o Projeto BECI, que éexatamente uma bobinadora de rótulos, da marca TECNIBRA. Esta possui umsistema fotoelétrico para identificar os rótulos. Embora pareça um projeto simples,suas vantagens vêm à tona quando há uma demanda muito grande por etiquetas eou rótulos, pois, para uma pessoa domesticamente separar uma dezena deetiquetas, parece tarefa trivial, mas uma indústria que necessita separar milhares
  5. 5. 5delas diariamente, de modo ordenado e rápido, esta trivialidade da lugar a umproblema, que sabemos que o projeto BECI pode sanar. Segue abaixo na figura 1 a máquina que já existe no mercado, que o projetoBECI está baseado. Mais informações sobre ela podem ser acessadas emwww.tecnibra.com.br na aba PROJETOS ESPECIAIS – BOBINADORA DERÓTULOS Figura 01 – Bobinadora de Rótulos da Tecnibra1.2 METODOLOGIA O projeto é um sistema embarcado, ou seja, micro-controlado sem que haja anecessidade de um computador. Usamos um gravador de microcontroladoresArduino baseado no Atmega328 e que possui um software padrão em linguagem Cpara desenvolvimento open-source, que barateou o custo final do projeto BECI, alémmotores de passo e solenóides para os testes, tela de LCD 16x02, sensores Ldr, Ir,Led e também aparelhos de instrumentação básica como: multi-teste, osciloscópios,gerador de funções, protoboard, estação de solda, fluxo e estanho e componenteseletrônicos como: resistores, capacitores, indutores, transistores, placas de fenoliteentre outros.
  6. 6. 61.3 AS RESPONSABILIDADES Para que o projeto obtivesse tamanho sucesso em seu desenvolvimento foinecessária a participação ativa de todos os participantes do grupo e também dosprofessores, é necessário muita responsabilidade, seriedade e muita força devontade em todos os eixos do grupo para que o projeto fosse bem desenvolvido.Cada integrante teve a sua responsabilidade e cumpriu com o máximo decomprometimento para com ele. Os professores estavam aptos a responder todasnossas dúvidas em relação ao projeto, e nos ajudar, dar novas idéias e apoio. Etambém dependemos das estruturas da PUC, que se tornou a principalresponsabilidade, pois são nos laboratórios que conseguimos montar projeto e testá-lo, levando o projeto adiante.2. OS OBJETIVOS O projeto “BECI” tem como objetivos, “ensinar” o grupo a fazer pesquisas,documentações, cronogramas, apresentações, ou seja, tudo que envolve um bomgerenciamento de projetos, requisitos desse Projeto Integrado, assim como utilizarteorias usadas em sala de aula já em aplicações mais próximas da engenhariapropriamente dita, como a utilização da disciplina de Resoluções de Problemas emEngenharia I, mecânica em geral, circuitos elétricos e sistemas digitais para umacompreensão melhor da eletrônica analógica e digital e das tecnologias que serãoutilizadas.
  7. 7. 73. NÃO ESTÁ INCLUSO NO ESCOPO DESTE PROJETO O projeto tem uma ampla diversidade de tecnologias que poderiam ser feitas,mas que não serão implementadas nessa versão, mas talvez nos próximo semestreno “BECI II”. O projeto BECI não contemplará as seguintes funcionalidades. Cortar etiquetas. Operar em modo reverso, ou seja, em ambos os sentidos. Contar mais que um tipo de rótulo ou etiqueta. Retirada do rolo de etiquetas automaticamente. Contar precisamente as etiquetas.4. O PROJETO O Projeto BECI consiste em um equipamento simples, uma unidade de ondeas etiquetas são fixadas, após corretamente colocadas entre o rotor, deve seinformar no painel de LCD a quantidade desejada pelo teclado numérico. Depois deconfirmado, o motor é acionado e a contagem se inicia através da variação de luzrefletida no rotor, um sensor capta esta variação e informa ao módulo processadorque fica comparando com a quantidade inicialmente informada, quando aquantidade é atingida, há um som de aviso assim como uma informação no LCD e aoperação está concluída e pode ser repetida. Vale ressaltar que o projeto é todoembarcado, apenas sendo necessário um ponto de tensão de 127 V, para que eleassim que ligado já esteja pronto para uso.
  8. 8. 85. OS RESULTADOS Como resultados deste projeto, serão apresentados ao professor os seguintesitens / funcionalidades: 1. Protótipo funcionando dos Módulos; - Placa circuito impresso; - Alimentação; - Motor; - Processador; - Sensor; - Painel; 2. Software do Microcontrolador Arduino; 3. CD com arquivos, fotos, desenhos, códigos-fonte, esquemáticos, diagramas e modelos dos módulos implementados; 4. Vídeo do funcionamento; 5. Documentação do projeto dos itens acima. 6. Mostra do funcionamento aos professores e colegas.6. A EQUIPE DE DESENVOLVIMENTO A equipe de desenvolvimento contou com Eryck Vaz, Marianna Freitas eWashington Peroni que foram responsáveis por realizar determinadas tarefasespecíficas. As tarefas foram distribuídas da seguinte maneira:  Teste com Módulo de Alimentação Aquisição Componentes................................... Marianna Freitas Pesquisa e desenvolvimento............................ Washington Luiz Peroni Teste Módulo Finalizado................................... Eryck Vaz Alves  Teste com Módulo Motor Aquisição Componentes................................... Marianna Freitas Pesquisa e desenvolvimento............................ Washington Luiz Peroni Teste Módulo Finalizado................................... Eryck Vaz Alves  Teste com Módulo Sensor Aquisição Componentes................................... Marianna Freitas
  9. 9. 9 Pesquisa e desenvolvimento............................ Washington Luiz Peroni Teste Módulo Finalizado................................... Eryck Vaz Alves  Teste com Módulo Processador Aquisição Componentes................................... Marianna Freitas Pesquisa e desenvolvimento............................ Washington Luiz Peroni Teste Módulo Finalizado................................... Eryck Vaz Alves  Teste com Módulo Painel Aquisição Componentes................................... Marianna Freitas Pesquisa e desenvolvimento............................ Washington Luiz Peroni Teste Módulo Finalizado................................... Eryck Vaz Alves  Teste maquete Aquisição Componentes...................................... Marianna Freitas Pesquisa e desenvolvimento............................... Washington Luiz Peroni Teste Maquete Finalizada................................... Eryck Vaz Alves Implementação.................................................... Washington Luiz Peroni Homologação....................................................... Marianna Freitas Documentação..................................................... Washington Luiz Peroni Apresentação....................................................... Marianna Freitas Ajustes finais........................................................ Washington Luiz Peroni Acompanhamento................................................ Eryck Vaz Alves Conclusão do projeto........................................... Washington Luiz PeroniVale ressaltar que embora as atividades estejam separadas individualmente,todos estarão envolvidos para o cumprimento destas, a separação apenasindica o gerente da atividade.
  10. 10. 107. FOTOSFigura 02 – Módulo de Alimentação do Motor e do Arduino.Figura 03 – EsquemáticoFigura 04 – Teste ProtótipoFigura 16 –Maquete Final
  11. 11. 118. CONCLUSÃO Com a finalização deste projeto, que durou cerca de cinco meses, podemosdizer com convicção que conseguimos atender todas as metas levantadas no iníciodo mesmo. O Projeto Integrado tendo como objetivo principal a integração das diversasdisciplinas do curso, relacionando assim teoria com prática. Pode-se dizer que oobjetivo do mesmo foi alcançado com êxito no projeto.Apesar dos problemas que tivemos no início do projeto em decidir que tipo deprojeto faríamos, no final acabou dando certo e optamos por igual em fazer algo quejá possui aplicação prática em um mercado consolidado. Alguns acontecimentos devem ser ressaltados, estes que fizeram muitadiferença na execução e conclusão do projeto. Primeiramente como era de se esperar, foram enfrentadas várias dificuldades,sendo algumas na parte mecânica do projeto, tais como, regulagens dos rolamentosque foi necessário à utilização de um varão de trava para solucionar, haste rotoraque sustenta a bobina no motor, pelo material não ser aderente à solda, tentou-se,fixá-lo de várias maneiras e com vários materiais, o mais satisfatório foi resinaaraldite, porém, ainda não ficando como o esperado. Quanto à parte eletrônica, as dificuldades foram desde o início extremas pelobaixo nível de conhecimento, os processos de projeto e confecção das placas forammuitos das vezes artesanais, mas desde o princípio como se pode constatar emnossos circuitos, se prezou por segurança, utilizando matérias de qualidade eindicativos, sobretudo naqueles onde teríamos a passagem de tensão, (fio pretopara terra e vermelho para Vcc) assim como acomodação de todas as placas emcaixas que se adequavam à necessidade, agregando ao projeto um aspecto maisprofissional. Por fim as maiores dificuldades foram o funcionamento do teclado e dacontagem em si. O teclado devido a ser material salvado, não possuía datasheet,assim o processo foi árduo, pois demandou muito tempo através de tentativa e erro,com auxílio do Software, mas nesse item alcançou-se o resultado desejado. Quantoà contagem, esta como finalidade maior, e embora como ingenuamente se pensasse
  12. 12. 12no início, não é uma tarefa trivial, percebeu-se isso, quando ao cotarmos um sensorde etiquetas da marca BANNER, verificou-se seu alto valor agregado, que podechegar a mais de R$1000,00 apenas uma unidade, o que mostra que contaretiquetas demanda um conhecimento superior que possuímos hoje. Assim este itemfoi o único que não obtivemos um êxito total. Mas temos a consciência que estesucesso parcial servirá de lição para os próximos projetos. O Projeto Beci se destaca por ser um projeto acadêmico que é inspirado nossistemas de contagem existentes, porém com a tecnologia que vai crescendo e comas mudanças nos padrões atuais, esse mesmo projeto acadêmico pode ter váriasmelhorias e competir de igual a igual com sistemas de alto nível, pois a idéiabasicamente é a mesma, tem-se um Arduino que controla todas as funcionalidadesdo sistema, o que barateia e facilita o desenvolvimento do hardware e software. Durante todo o projeto contamos com a ajuda direta dos Professores GilMarcos Jess e Afonso Ferreira Miguel, que nos apoiaram, nos ajudaram e sempreestiveram dispostos a tirar nossas dúvidas, sejam elas até em momentosimportunos. Os dois Professores sempre tiveram a parte do todos os acontecimentosdurante o projeto, tenham sido eles bons ou ruins, sempre nos orientando a qualcaminho deveria ser tomado para obter êxito em tal quesito. Contamos também com o apoio de outros Professores, amigos, familiares efuncionários da PUCPR que sempre nos deram um apoio e incentivo para continuarsempre disposto a atingir os nossos objetivos. O trabalho em grupo foi se suma importância, pois para avançarmos em umaetapa, fazia-se necessário a conclusão de outra etapa, que muitas vezes eramdesempenhadas por somente um membro do grupo, gerando assim um senso deresponsabilidade e comprometimento maior para com o assunto que estavatratando. O projeto serviu para vermos os vários conceitos passados em sala de aulana prática, pois o conceito passa apenas uma noção básica sobre o assunto, já naprática é outra coisa, deve-se tomar cuidado com isso e aquilo, tem que pensar nainterferência que um pode ocasionar no outro, entre outras situações mais quedevem sempre ser levadas em conta, onde que muitas vezes nem pensávamos que
  13. 13. 13era assim. Ficamos imensamente felizes em termos feito esse trabalho e esperamospelo próximo que ainda estão por vir.9. ANEXOS9.1 ANEXOS I – DICIONÁRIO DE TERMOS TÉCNICOS Para facilitar a leitura para quem possa a vir a fazer a leitura do mesmo, foifeito este pequeno dicionário básico contendo alguns termos usados neste projeto.Este dicionário serve apenas para dar uma noção básica sobre do que se trata cadapalavra em específico.CAPACITORUm capacitor ou condensador é um componente que armazena energia num campoelétrico, acumulando um desequilíbrio interno de carga elétrica.Os formatos típicos consistem em dois eletrodos ou placas que armazenam cargasopostas. Estas duas placas são condutoras e são separadas por um isolante ou porum dielétrico. A carga é armazenada na superfície das placas, no limite com odielétrico. Devido ao fato de cada placa armazenar cargas iguais, porém opostas, acarga total no dispositivo é sempre zero.CAPACITÂNCIAA propriedade que estes dispositivos têm de armazenar energia elétrica sob a formade um campo eletrostático é chamada de capacitância ou capacidade (C) e émedida pelo quociente da quantidade de carga (Q) armazenada pela diferença depotencial ou tensão (V) que existe entre as placas:Pelo Sistema Internacional de Unidades (SI), um capacitor tem a capacitância de umFarad (F) quando um Coulomb de carga causa uma diferença de potencial de umvolt (V) entre as placas. O farad é uma unidade de medida considerada muito grande
  14. 14. 14para circuitos práticos, por isso, são utilizados valores de capacitâncias expressosem microFarads (μF), nanoFarads (nF) ou picoFarads (pF).A equação acima é exata somente para valores de Q muito maiores que a carga doelétron (e = 1,602 × 10-19 C). Por exemplo, se uma capacitância de 1 pF fossecarregada a uma tensão de 1 µV, a equação perderia uma carga Q = 10-19 C, masisto seria impossível já que seria menor do que a carga em um único elétron.Entretanto, as experiências e as teorias recentes sugerem a existência de cargasfracionárias.A capacitância de uma capacitor de placas paralelas constituído de dois eletrodosplanos idênticos de área A separados à distância constante d é aproximadamenteigual a:ondeC é a capacitância em Faradsε0 é a permissividade eletrostática do vácuo ou espaço livreENERGIAA energia (no SI, medida em Joules) armazenada em um capacitor é igual aotrabalho feito para carregá-lo. Considere um capacitor com capacitância C, com umacarga +q em uma placa e -q na outra. Movendo um pequeno elemento de carga dqde uma placa para a outra contra a diferença de potencial V = q/C necessita de umtrabalho dW:Nós podemos descobrir a energia armazenada em um capacitor integrando essaequação. Começando com um capacitor descarregado (q=0) e movendo carga deuma placa para a outra até que as placas tenham carga +Q e -Q, necessita de umtrabalho W:
  15. 15. 15Capacitores ComunsApresenta-se com tolerâncias de 5 % ou 10 %.Capacitores são freqüentemente classificados de acordo com o material usadoscomo dielétrico. Os seguintes tipos de dielétricos são usados:cerâmica (valores baixos até cerca de 1 μF)C0G or NP0 - tipicamente de 4,7 pF a 0,047 uF, 5 %. Alta tolerância e performancede temperatura. Maiores e mais carosX7R - tipicamente de 3300 pF a 0,33 uF, 10 %. Bom para acoplamento não-crítico,aplicações com timer.Z5U - tipicamente de 0,01 uF a 2,2 uF, 20 %. Bom para aplicações em bypass ouacoplamentos. Baixo preço e tamanho pequeno.poliestireno (geralmente na escala de picofarads).poliéster (de aproximadamente 1 nF até 1000000 μF).polipropileno (baixa perda. alta tensão, resistente a avarias).tântalo (compacto, dispositivo de baixa tensão, de até 100 μF aproximadamente).eletrolítico (de alta potência, compacto mas com muita perda, na escala de 1 μF a1000 μF)Propriedades importantes dos capacitores, além de sua capacitância, são a máximatensão de trabalho e a quantidade de energia perdida no dielétrico. Para capacitoresde alta potência a corrente máxima e a Resistência em Série Equivalente (ESR) sãoconsiderações posteriores. Um ESR típico para a maioria dos capacitores está entre0,0001 ohm e 0,01 ohm, valores baixos preferidos para aplicações de correntesaltas.
  16. 16. 16Já que capacitores têm ESRs tão baixos, eles têm a capacidade de entregarcorrentes enormes em circuitos curtos, o que pode ser perigoso. Por segurança,todos os capacitores grandes deveriam ser descarregados antes do manuseio. Issoé feito colocando-se um resistor pequeno de 1 ohm a 10 ohm nos terminais, isso é,criando um circuito entre os terminais, passando pelo resistor.Capacitores também podem ser fabricados em aparelhos de circuitos integrados desemicondutores, usando linhas metálicas e isolantes num substrato. Tais capacitoressão usados para armazenar sinais analógicos em filtros chaveados por capacitores,e para armazenar dados digitais em memória dinâmica de acesso aleatória (DRAM).Diferentemente de capacitores discretos, porém, na maior parte do processo defabricação, tolerâncias precisas não são possíveis (15 % a 20 % é consideradobom).CORRENTE ELÉTRICA Na Física, corrente elétrica é o fluxo ordenado de partículas portadoras decarga elétrica. Sabe-se que, microscopicamente, as cargas livres estão emmovimento aleatório devido a agitação térmica. Apesar desse movimentodesordenado, ao estabelecermos um campo elétrico na região das cargas, verifica-se um movimento ordenado que se apresenta superposto ao primeiro. Essemovimento recebe o nome de movimento de deriva das cargas livres. Raios são exemplos de corrente elétrica, bem como o vento solar, porém amais conhecida, provavelmente, é a do fluxo de elétrons através de um condutorelétrico, geralmente metálico. O símbolo convencional para representar a intensidade de corrente elétrica(ou seja, a quantidade de carga Q que flui por unidade de tempo t) é o I, original doalemão Intensität, que significa intensidade. A unidade padrão no SI para medida de intensidade de corrente é o ampère.A corrente elétrica é também chamada informalmente de amperagem. Embora sejaum termo válido, alguns engenheiros repudiam o seu uso.
  17. 17. 17CIRCUITO INTEGRADO Um circuito integrado, também conhecido por chip, é um dispositivomicroeletrônico que consiste de muitos transistores e outros componentesinterligados capazes de desempenhar muitas funções. Suas dimensões sãoextremamente reduzidas, os componentes são formados em pastilhas de materialsemicondutor. A importância da integração está no baixo custo e alto desempenho, além dotamanho reduzido dos circuitos aliado à alta confiabilidade e estabilidade defuncionamento. Uma vez que os componentes são formados ao invés de montados,a resistência mecânica destes permitiu montagens cada vez mais robustas achoques e impactos mecânicos, permitindo a concepção de portabilidade dosdispositivos eletrônicos. No circuito integrado completo ficam presentes os transistores, condutores deinterligação, componentes de polarização, e as camadas e regiões isolantes oucondutoras obedecendo ao seu projeto de arquitetura. No processo de formação do chip, é fundamental que todos os componentessejam implantados nas regiões apropriadas da pastilha. É necessário que a isolaçãoseja perfeita, quando for o caso. Isto é obtido por um processo chamado difusão,que se dá entre os componentes formados e as camadas com o material dopadocom fósforo, e separadas por um material dopado com boro, e assim por diante. Após sucessivas interconexões, por boro e fósforo, os componentes formadosainda são interconectados externamente por uma camada extremamente fina dealumínio, depositada sobre a superfície e isolada por uma camada de dióxido desilício.DIODO
  18. 18. 18 Diodo semicondutor é um dispositivo ou componente eletrônico composto decristal semicondutor de silício ou germânio numa película cristalina cujas facesopostas são dopadas por diferentes gases durante sua formação. É o tipo mais simples de componente eletrônico semicondutor, usado comoretificador de corrente elétrica. A dopagem no diodo é feita pela introdução de elementos dentro de cristaistetravalentes, normalmente feitos de silício e germânio. Dopando esses cristais comelementos trivalentes, obterá átomos com sete elétrons na camada de valência, quenecessitam de mais um elétron para a neutralização (cristal P). Para a formação docristal P, utiliza-se principalmente o elemento Indio. Dopando os cristaistetravalentes com elementos pentavalentes, obter-se-á átomos neutralizados(comoito elétrons na camada de valência) e um elétron excedente (cristal N). Para a formação do cristal N, utiliza-se principalmente o elemento Fósforo.Quanto maior a intensidade da dopagem, maior será a condutibilidade dos cristais,pois suas estruturas apresentarão um número maior de portadores livres (lacunas eelétrons livres) e poucas impurezas que impedem a condução da corrente elétrica.Outro fator que influencia na condução desses materiais é a temperatura. Quantomaior for sua temperatura, maior será a condutibilidade pelo fato de que a energiatérmica ter a capacidade de quebrar algumas ligações covalentes da estrutura,acarretando no aparecimento de mais portadores livres para a condução de correnteelétrica. Após dopadas, cada face dos dois tipos de cristais (P e N)terá umadeterminada característica diferente da oposta, gerando regiões de condução docristal, uma com excesso de elétrons, outra com falta destes (lacunas), e entreambas, haverá uma região de equilíbrio por recombinação de cargas positivas enegativas, chamada de região de depleção (à qual possui uma barreira depotencial).MICROCONTROLADORUm microcontrolador (também denominado MCU ou µC) é um computador numchip, contendo um processador, memória e funções de entrada/saída. É ummicroprocessador que enfatiza a alta integração, em contraste com os
  19. 19. 19microprocessadores de uso geral (do tipo usado em computadores pessoais). Alémdos componentes lógicos e aritméticos usuais dum microprocessador de uso geral, omicrocontrolador integra elementos adicionais tais como memória RAM, EEPROMou Memória flash para armazenamento de dados ou programas, dispositivosperiféricos e interfaces de E/S que podem ir de um simples pino digital docomponente a uma interface USB ou Ethernet nos mais avançados (como o ARMLPC2368).Com freqüências de clock de poucos MHz ou ainda mais baixas microcontroladoressão considerados lentos se comparados aos microprocessadores modernos, masisso é perfeitamente adequado para aplicações típicas. Eles consomemrelativamente pouca energia (miliwatts), e geralmente possuem a capacidade de"hibernar" enquanto aguardam que aconteça algum evento interessante provocadopor um periférico, tal como o pressionar dum botão, que os colocam novamente ematividade. O consumo de energia enquanto estão "hibernando" pode ser denanowatts, tornando-os ideais para aplicações de baixa energia e que economizembateria.De forma oposta aos microprocessadores, onde se super dimensiona ao máximotendo como limite o preço que o usuário deseja investir, a escolha domicrocontrolador é feita pelo projetista do equipamento. É erro de projeto superdimensionar. Cada desperdício será multiplicado pelo numero de equipamentosfabricados (às vezes milhões). Por isso existem duas linhas de pesquisa paralelas,mas opostas uma criando microcontroladores mais capazes, para atender produtosde mais tecnologia como os novos celulares ou receptores de TV digital e outra paracriar microcontroladores mais simples e baratos, para aplicações elementares (comoum chaveiro que emite sons).De forma diferente da programação para microprocessadores, que em geral contamcom um sistema operacional e um BIOS, o programador ou projetista quedesenvolve sistemas com microcontroladores tem que lidar com uma gama muitogrande de desafios, fazendo muitas vezes todo o processo construtivo do aparelho:BIOS, firmware e circuitos.MICROPROCESSADOR
  20. 20. 20 Todos os computadores pessoais e um número crescente de equipamentoseletrônicos baseiam-se num tipo especial de circuito eletrônico chamado demicroprocessador. O microprocessador moderno é um circuito integrado formado por umacamada chamada de mesa epitaxial de silício, trabalhada de modo a formar umcristal de extrema pureza, laminada até uma espessura mínima com grandeprecisão, depois cuidadosamente mascarada por um processo fotográfico e dopadapela exposição a altas temperaturas em fornos que contêm misturas gasosas deimpurezas. Este processo é repetido tantas vezes quanto necessário à formação damicro arquitetura do componente. Responsável pela execução das instruções num sistema, o microprocessador,escolhido entre os disponíveis no mercado, determina, em certa medida acapacidade de processamento do computador e também o conjunto primário deinstruções que ele compreende. O sistema operativo é construído sobre esteconjunto. O próprio microprocessador subdivide-se em várias unidades, trabalhando emaltas freqüências. A ALU(Aritmetic and Logical Unit), unidade responsável peloscálculos aritméticos e lógicos e os registradores são parte integrante domicroprocessador na família x86, por exemplo. Embora seja a essência do computador, o microprocessador diferente domicrocontrolador, está longe de ser um computador completo. Para que possainteragir com o utilizador precisa de: Memória, E/S Entradas/Saídas, um clock,controladores e conversores de sinais entre outros. Cada um desses circuitos deapoio interage de modo peculiar com os programas e, dessa forma, ajuda a moldar ofuncionamento do computador.RESISTORUm resistor (chamado de resistência em alguns casos) é um dispositivo elétricomuito utilizado em eletrônica, com a finalidade de transformar energia elétrica emenergia térmica (efeito joule), a partir do material empregado, que pode ser porexemplo carbono.
  21. 21. 21Um resistor ideal é um componente com uma resistência elétrica que permanececonstante independentemente da tensão ou corrente elétrica que circular pelodispositivo.Os resistores podem ser fixos ou variáveis. Neste caso são chamados depotenciômetros ou reostatos. O valor nominal é alterado ao girar um eixo ou deslizaruma alavanca.O valor de um resistor de carbono pode ser facilmente determinado de acordo comas cores que apresenta na cápsula que envolve o material resistivo, ou entãousando um ohmímetro.Alguns resistores são longos e finos, com o material resistivo colocado ao centro, eum terminal de metal ligada em cada extremidade. Este tipo de encapsulamento échamado de encapsulamento axial. A fotografia a direita mostra os resistores emuma tira geralmente usados para a pré formatação dos terminais. Resistores usadosem computadores e outros dispositivos são tipicamente muito menores,freqüentemente são utilizadas tecnologia de montagem superficial (Surface-mounttechnology), ou SMT, esse tipo de resistor não tem perna de metal. Resistores depotência maior são feitos mais robustos para dissipar calor de maneira maiseficiente, mas eles seguem basicamente a mesma estrutura.Os resistores são sim como parte de um circuito elétrico e incorporados dentro dedispositivos microeletrônicos ou semicondutores. A medição crítica de um resistor éa resistência, que serve como relação de voltagem para corrente é medida emohms, uma unidade SI. Um componente tem uma resistência de 1 ohm se umavoltagem de 1 volt no componente fazer com que percorra, pelo mesmo, umacorrente de 1 Ampère, o que é equivalente à circulação de 1 Coulomb de cargaelétrica, aproximadamente 6.241506 x 1018 elétrons por segundo.Qualquer objeto físico, de qualquer material é um tipo de resistor. A maioria dosmetais são materiais condutores, e opõe baixa resistência ao fluxo de correnteelétrica. O corpo humano, um pedaço de plástico, ou mesmo o vácuo têm umaresistência que pode ser mensurada. Materiais que possuem resistência muito altasão chamados isolantes ou isoladoresA relação entre tensão, corrente e resistência, através de um objeto é dada por umasimples equação, Lei de Ohm:
  22. 22. 22Onde V é a voltagem em volts, I é a corrente que circula através de um objeto emAmpères, e R é a resistência em ohms. Se V e I tiverem uma relação linear -- isto é,R é constante -- ao longo de uma gama de valores, o material do objeto é chamadode ôhmico. Um resistor ideal tem uma resistência fixa ao longo de todas asfreqüências e amplitudes de tensão e corrente.Materiais supercondutores em temperaturas muito baixas têm resistência zero.Isolantes (tais como ar, diamante, ou outros materiais não-condutores) podem terresistência extremamente alta (mas não infinita), mas falham e admitem que ocorraum grande fluxo de corrente sob voltagens suficientemente altas.A resistência de um componente pode ser calculada pelas suas característicasfísicas. A resistência é proporcional ao comprimento do resistor e à resistividade domaterial (uma propriedade do material), e inversamente proporcional à área dasecção transversal. A equação para determinar a resistência de uma seção domaterial é:Onde é a resistividade do material, é o comprimento, e é a área da secçãotransversal. Isso pode ser estendido a uma integral para áreas mais complexas, masessa fórmula simples é aplicável a fios cilíndricos e à maioria dos condutorescomuns. Esse valor está sujeito a mudanças em altas freqüências devido ao efeitoskin, que diminui a superfície disponível da área.Resistores padrões são vendidos com capacidades variando desde uns poucosmiliôhms até cerca de um gigaôhms; apenas uma série limitada de valores,chamados valores preferenciais, estão disponíveis. Na prática, o componentediscreto vendido como "resistor" não é um resistor perfeito como definido acima.Resistores são freqüentemente marcados com sua tolerância (a variação máximaesperada da resistência marcada). Em resistores codificados com cores, uma faixa
  23. 23. 23mais à direita demonstra uma tolerância de 10%, uma faixa dourada significa 5% detolerância, uma faixa vermelha marca 2% e uma faixa marrom significa 1% detolerância. Resistores com tolerância menores, também chamados de resistores deprecisão, também estão disponíveis.Um resistor tem uma voltagem e corrente máximas de trabalho, acima das quais aresistência pode mudar (drasticamente, em alguns casos) ou o resistor pode sedanificar fisicamente (queimar, por exemplo). Embora alguns resistores tenham astaxas de voltagem e corrente especificadas, a maioria deles são taxadas em funçãode sua potência máxima, que é determinada pelo tamanho físico. As taxas maiscomuns para resistores de composição de carbono e filme de metal são 1/8 watt, 1/4watt e 1/2 watt. Resistores de filme de metal são mais estáveis que os de carbonoquanto a mudanças de temperatura e a idade. Resistores maiores são capazes dedissipar mais calor por causa de sua área de superfície maior. Resistores dos tiposwire-wound e sand-filled são usados quando se necessita de taxas grandes depotência, como 20 Watts.Além disso, todos os resistores reais também introduzem alguma indutância ecapacitância, que mudam o comportamento dinâmico do resistor da equação ideal.Resistor variávelO resistor variável é um resistor cujos valores podem ser ajustados por ummovimento mecânico, por exemplo, rodando manualmente.Os resistores variáveis podem ser dos baratos, de volta simples, ou de múltiplasvoltas com um elemento helicoidal. Alguns têm um display mecânico para contar asvoltas.Tradicionalmente, resistores variáveis são não-confiáveis, porque o fio ou o metalpodem se corroer ou se desgastar. Alguns resistores variáveis modernos usammateriais plásticos que não corroem.Outro método de controle, que não é exatamente um resistor, mas se comportacomo um, envolve um sistema sensor fotoelétrico que mede a densidade ótica deum pedaço de filme. Desde que o sensor não toque o filme, é impossível haverdesgaste.Reostato
  24. 24. 24é um resistor variável com dois terminais, sendo um fixo e o outro deslizante.Geralmente são utilizados com altas correntes.PotenciômetroÉ um tipo de resistor variável comum, sendo comumente utilizado para controlar ovolume em amplificadores de áudio.Metal Óxido Varistor ou M.O.V. / VaristoresÉ um tipo especial de resistor que tem dois valores de resistência muito diferentes,um valor muito alto em baixas voltagens (abaixo de uma voltagem específica), eoutro valor baixo de resistência se submetido a altas voltagens (acima da voltagemespecífica do varistor). Ele é usado geralmente para proteção contra curtos-circuitosem extensões ou pára-raios usados nos postes de ruas, ou como "trava" emcircuitos eletromotores.TermistoresSão resistências que variam o seu valor de acordo com a temperatura a que estãosubmetidas. A relação geralmente é direta, porque os metais usados têm umacoeficiente de temperatura positivo, ou seja se a temperatura sobe, a resistênciatambém sobe. Os metais mais usado são a platina, daí as designação Pt100 ePt1000(100 porque à temperatura 20ºC, têm uma resistência de 100ohm, 1000porque à temperatura 20ºC, têm uma resistência de 1000ohm) e o Níquel (Ni100)os termistores PTC e NTC, são um caso particular, visto que em vez de metais usamsemicondutores. Alguns autores não consideram resistências pelo fato de usaremsemicondutores.
  25. 25. 259.2 ANEXOS II – CÓDIGO FONTE DO SOFTWARE FINAL BECI#include <Keypad.h>#include <LiquidCrystal.h>LiquidCrystal lcd( 5, 4, 3, 2,1,0);int vetor[4]={0,0,0,0} ; //vetor totalint total=0;int cont=-1;int vcc=15;int gnd=14;int lbl=0;int alarme=16;int aux=5;int val;const byte ROWS = 4; //four rowsconst byte COLS = 4; //four columns//define the cymbols on the buttons of the keypadschar hexaKeys[ROWS][COLS] = { {1,4,7,}, {2,5,8,0}, {3,6,9,}, {D,C}};byte rowPins[ROWS] = {6,8,10,12}; //connect to the row pinouts of the keypadbyte colPins[COLS] = {7,9,11,13}; //connect to the column pinouts of the keypad//initialize an instance of class NewKeypadKeypad cusomKeypad = Keypad( makeKeymap(hexaKeys), rowPins, colPins, ROWS, COLS);void setup(){ lcd.begin(16, 2); // Print a message to the LCD. lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("QUANT->"); pinMode(vcc,OUTPUT); pinMode(gnd,OUTPUT); pinMode(alarme,OUTPUT); digitalWrite(gnd,LOW); digitalWrite(vcc,HIGH); digitalWrite(alarme,LOW);}
  26. 26. 26void loop(){ volta:while(cont!=3){ char customKey = cusomKeypad.getKey(); if (customKey != NO_KEY){ if(customKey==C){ lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("QUANT->"); cont=-1; goto volta; } if(customKey==D&&cont==-1){ lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("QUANT->"); cont=-1; goto volta; } if(customKey ==0 && cont==-1){ lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("!Digite > QUE 0!"); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print(""); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("!Digite > QUE 0!"); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print(""); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("!Digite > QUE 0!"); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print(""); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("!Digite > QUE 0!");
  27. 27. 27 delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print(""); delay(400); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("QUANT->"); cont=-1; goto volta; }cont++; if(customKey == 1){ vetor[cont]=1; }if(customKey == 2){ vetor[cont]=2;}if(customKey == 3){ vetor[cont]=3;}if(customKey == 4){ vetor[cont]=4;}if(customKey == 5){ vetor[cont]=5;}if(customKey == 6){ vetor[cont]=6;}if(customKey == 7){ vetor[cont]=7;}if(customKey == 8){ vetor[cont]=8;}if(customKey == 9){ vetor[cont]=9;}if(customKey == 0){ vetor[cont]=0;}lcd.print(vetor[cont]); if(customKey == D){ lcd.clear(); lcd.print("BECI TOTAL="); if(cont==0){ total=(vetor[0]*1); lcd.setCursor(12,0); lcd.print(total/1); } if(cont==1){ total=(vetor[0]*(10*1)+vetor[1]*(1)); lcd.setCursor(12,0);
  28. 28. 28 lcd.print(total/10); } if(cont==2){ total=(vetor[0]*(10*10)+vetor[1]*(10*1)+(vetor[2]*(1))); lcd.setCursor(12,0); lcd.print(total/10); } if(cont>=3){total=(vetor[0]*(10*10*10)+vetor[1]*(10*10)+(vetor[2]*(10*1)+(vetor[3]*(1)))); lcd.setCursor(12,0); lcd.print(total/10); } if(customKey == D){ digitalWrite(vcc,LOW); while(lbl != (total/10)){ val=analogRead(aux);//Leitura do Sensor if(val<970){//Identificação do branco no rotor lbl++; delay(65); { lcd.setCursor(0,1); lcd.print("ETIQUETAS->"); lcd.setCursor(12,1); lcd.print(lbl); } if(lbl==(total/10)){ digitalWrite(vcc,HIGH); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("CONTAGEM OK"); lcd.setCursor(12,1);//cxl lcd.print(lbl); digitalWrite(alarme,HIGH); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print(""); digitalWrite(alarme,LOW); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("CONTAGEM OK"); lcd.setCursor(12,1);//cxl lcd.print(lbl); digitalWrite(alarme,HIGH); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("");
  29. 29. 29 digitalWrite(alarme,LOW); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("CONTAGEM OK"); lcd.setCursor(12,1);//cxl lcd.print(lbl); digitalWrite(alarme,HIGH); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print(""); digitalWrite(alarme,LOW); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("CONTAGEM OK"); lcd.setCursor(12,1);//cxl lcd.print(lbl); digitalWrite(alarme,HIGH); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print(""); digitalWrite(alarme,LOW); delay(400); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("QUANT->"); cont=-1; lbl=0; goto volta; } } }// end if gera total }//end if teclado}//end while char customKey = cusomKeypad.getKey(); if(customKey==C){ lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("QUANT->"); cont=-1; goto volta; } if(customKey == D){ lcd.clear(); lcd.print("BECI TOTAL="); if(cont==0){ total=(vetor[0]*1); lcd.setCursor(12,0); lcd.print(total/10);
  30. 30. 30 } if(cont==1){ total=(vetor[0]*(10*1)+vetor[1]*(1)); lcd.setCursor(12,0); lcd.print(total/10); } if(cont==2){ total=((vetor[0]*(10*10)) + ( vetor[1]*(10*1))+((vetor[2]*(1)))); lcd.setCursor(12,0); lcd.print(total/10); } if(cont>=3){total=(vetor[0]*(10*10*10)+vetor[1]*(10*10)+(vetor[2]*(10*1)+(vetor[3]*(1)))); lcd.setCursor(12,0); lcd.print(total); } if(customKey == D){ digitalWrite(vcc,LOW); while(lbl != (total/10)){ val=analogRead(aux);//Leitura do Sensor if(val<970){//Identificação do branco no rotor lbl++; delay(65); { lcd.setCursor(0,1); lcd.print("ETIQUETAS->"); lcd.setCursor(12,1); lcd.print(lbl); } if(lbl==(total/10)){ digitalWrite(vcc,HIGH); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("CONTAGEM OK"); lcd.setCursor(12,1);//cxl lcd.print(lbl); digitalWrite(alarme,HIGH); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print(""); digitalWrite(alarme,LOW); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("CONTAGEM OK"); lcd.setCursor(12,1);//cxl lcd.print(lbl); digitalWrite(alarme,HIGH); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0");
  31. 31. 31 lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print(""); digitalWrite(alarme,LOW); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("CONTAGEM OK"); lcd.setCursor(12,1);//cxl lcd.print(lbl); digitalWrite(alarme,HIGH); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print(""); digitalWrite(alarme,LOW); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("CONTAGEM OK"); lcd.setCursor(12,1);//cxl lcd.print(lbl); digitalWrite(alarme,HIGH); delay(400); lcd.clear(); lcd.print("BECI VER. 1.0"); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print(""); digitalWrite(alarme,LOW); delay(400); lcd.setCursor(0,1);//cxl lcd.print("QUANT->"); cont=-1; lbl=0; goto volta; } }}// end if gera total}//end void loop
  32. 32. 329.3 ANEXOS III - CRONOGRAMA

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