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Padrão de desenvolvimento para
prototipagem rápida em projetos de
sistemas de controle utilizando a
plataforma de prototipagem eletrônica
Arduino.
Eng°Hamilton Sena
II SATEC
2ª Semana de
Atualização Técnica
CASCAVEL-PR
Jun. 10-14, 2013
Hamilton Sena Acadêmica
- Técnico em processamento de dados
- Engenheiro de Controle e Automação
 Profissional
- Técnico em informática
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- Desenvolvedor e analista de sistemas
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- Professor do Senai
Prototipagem rápida
 Prototipação é uma abordagem baseada
numa visão evolutiva do desenvolvimento.
 Com intuito de avaliar algumas de suas
características antes que o sistema venha
realmente a ser construído, de forma
definitiva.
REPRAP - http://reprap.org
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Mas era só para
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Padrão de desenvolvimento
Padrão de desenvolvimento
 São soluções para problemas normalmente encontrados em
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FSM – Controle de processos
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Arduino
 Em 2005, um professor italiano, Mossimo Banzi,
decidiu que queria um simples controlador lógico
acessível aos seus alunos de forma a desenvolverem
os seus próprios projetos técnicos.
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 E/S digital e analógica, além de uma interface USB,
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21
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Não contem certificações de segurança, tanto
software, quanto hardware. Por ser uma
plataforma de desenvolvimento.
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1°
• Mapeamento das entradas e saídas do processo
2°
• Montagem da maquina de estados
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4°
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ENTRADAS SAÍDAS
NOME TIPO NOME TIPO
TEMP_1 Temporizador LAMPR1 Digital
TEMP_2
Temporizador
LAMPY1 Digital
TEMP_3
Temporizador
LAMPG1 Digital
TEMP_4
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2° Montagem da maquina de estados
• LAMPR1 = 1
• LAMPY1 = 0
• LAMPG1 = 0
• LAMPR2 = 0
• LAMPY2 = 0
• LAMPG2 = 1
ESTADO 0
• LAMPR1 = 1
• LAMPY1 = 0
• LAMPG1 = 0
• LAMPR2 = 0
• LAMPY2 = 1
• LAMPG2 = 0
ESTADO 1 • LAMPR1 = 1
• LAMPY1 = 0
• LAMPG1 = 0
• LAMPR2 = 1
• LAMPY2 = 0
• LAMPG2 = 0
ESTADO 2
• LAMPR1 = 0
• LAMPY1 = 0
• LAMPG1 = 1
• LAMPR2 = 1
• LAMPY2 = 0
• LAMPG2 = 0
ESTADO 3 • LAMPR1 = 0
• LAMPY1 = 1
• LAMPG1 = 0
• LAMPR2 = 1
• LAMPY2 = 0
• LAMPG2 = 0
ESTADO 4
• LAMPR1 = 1
• LAMPY1 = 0
• LAMPG1 = 0
• LAMPR2 = 1
• LAMPY2 = 0
• LAMPG2 = 0
ESTADO 5
TEMP_6 = 2s
TEMP_1 = 8s
TEMP_2 = 4s
TEMP_3 = 2s
TEMP_4 = 8s
TEMP_5 = 8s
AVENIDAA
RUAB
3° Tabela de transições
LAMPR1 LAMPY1 LAMPG1 LAMPR2 LAMPY2 LAMPG2
ESTADO 0 1 0 0 0 0 1
ESTADO 1 1 0 0 0 1 0
ESTADO 2 1 0 0 1 0 0
ESTADO 3 0 0 1 1 0 0
ESTADO 4 0 1 0 1 0 0
ESTADO 5 1 0 0 1 0 0
ESTADO 0
• LAMPR1 = 1
• LAMPY1 = 0
• LAMPG1 = 0
• LAMPR2 = 0
• LAMPY2 = 0
• LAMPG2 = 1
ESTADO 1
• LAMPR1 = 1
• LAMPY1 = 0
• LAMPG1 = 0
• LAMPR2 = 0
• LAMPY2 = 1
• LAMPG2 = 0
ESTADO 2
• LAMPR1 = 1
• LAMPY1 = 0
• LAMPG1 = 0
• LAMPR2 = 1
• LAMPY2 = 0
• LAMPG2 = 0
ESTADO 3
• LAMPR1 = 0
• LAMPY1 = 0
• LAMPG1 = 1
• LAMPR2 = 1
• LAMPY2 = 0
• LAMPG2 = 0
ESTADO 4
• LAMPR1 = 0
• LAMPY1 = 1
• LAMPG1 = 0
• LAMPR2 = 1
• LAMPY2 = 0
• LAMPG2 = 0
ESTADO 5
• LAMPR1 = 1
• LAMPY1 = 0
• LAMPG1 = 0
• LAMPR2 = 1
• LAMPY2 = 0
• LAMPG2 = 0
4. Conversão para a linguagem de interesse
• 1º Inicialização do Estado 0
• 2º Executa o processo de transição
• 3º Execução das ações
4.1 Conversão para a linguagem Ladder
1º Inicialização do Estado 0
4.1 Conversão para a linguagem Ladder
2º Executa o processo de transição
EXECUTA O ESTADO ATUAL
HABILITA O PROXIMO ESTADO E
DESABILITA O ESTADO ANTERIOR
LAMPR1 LAMPY1 LAMPG1 LAMPR2 LAMPY2 LAMPG2
ESTADO 0 1 0 0 0 0 1
ESTADO 1 1 0 0 0 1 0
ESTADO 2 1 0 0 1 0 0
ESTADO 3 0 0 1 1 0 0
ESTADO 4 0 1 0 1 0 0
ESTADO 5 1 0 0 1 0 0
4.1 Conversão para a linguagem Ladder
3º Execução das ações
Testando...
4.2 Conversão para a linguagem C
1º Inicialização do Estado 0
4.2 Conversão para a linguagem C
2º Executa o processo de transição
EXECUTA O ESTADO ATUAL
HABILITA O PROXIMO ESTADO E
DESABILITA O ESTADO ANTERIOR
LAMPR1 LAMPY1 LAMPG1 LAMPR2 LAMPY2 LAMPG2
ESTADO 0 1 0 0 0 0 1
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ESTADO 4 0 1 0 1 0 0
ESTADO 5 1 0 0 1 0 0
4.2 Conversão para a linguagem C
3º Execução das ações
Testando...
Conclusão
Conhecimento
Ferramenta
Agilidade
Oportunidade
Bons
Negócios
hjssena@gmail.com
hamilton.sena
http://hamiltonsena.net

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2ª SATEC - SENAI - Arduino + CLP + Maquina de estados

  • 1. Padrão de desenvolvimento para prototipagem rápida em projetos de sistemas de controle utilizando a plataforma de prototipagem eletrônica Arduino. Eng°Hamilton Sena II SATEC 2ª Semana de Atualização Técnica CASCAVEL-PR Jun. 10-14, 2013
  • 2. Hamilton Sena Acadêmica - Técnico em processamento de dados - Engenheiro de Controle e Automação  Profissional - Técnico em informática - Técnico de reparo de equipamentos eletrônicos - Desenvolvedor e analista de sistemas - Desenvolvedor de sistemas embarcados - Sócio-proprietário da empresa Mobhis Automação Urbana Ltda. - Professor do Senai
  • 3. Prototipagem rápida  Prototipação é uma abordagem baseada numa visão evolutiva do desenvolvimento.  Com intuito de avaliar algumas de suas características antes que o sistema venha realmente a ser construído, de forma definitiva. REPRAP - http://reprap.org
  • 4. Prototipagem rápida - Vantagens Time-to-market Quem chega primeiro ganha o mercado Ajuda a controlar o risco É muito mais seguro decidir diante de um protótipo Rápido e barato Método mais rápido e barato de resolver problemas.
  • 6. O mercado não espera! Outubro/2010 Interesse Novembro/2010 1ªapresentação Março/2011 Lançamento do Edital Julho/2011 Instalação 1ª Estação
  • 7. Padrão de desenvolvimento Mão na massa Ansioso Não incomode Estou fazendo programa!!! Depois de 2000 linhas ... ... começa a testar O código nem compila Caos total!
  • 8. Padrão de desenvolvimento Mas era só para piscar o led !!! Tudo porque ele não tinha um plano.
  • 10. Padrão de desenvolvimento  São soluções para problemas normalmente encontrados em projetos de software.  São independentes de linguagem.  E oferecem uma descrição ou modelo de como resolver deter- minado problema.
  • 11. Maquina de estados São estruturas lógicas compostas por um conjunto de estados e um conjunto de regras de transição entre os estados.
  • 12. FSM – Controle de processos
  • 15. Arduino  Em 2005, um professor italiano, Mossimo Banzi, decidiu que queria um simples controlador lógico acessível aos seus alunos de forma a desenvolverem os seus próprios projetos técnicos.  Consiste num microcontrolador Atmel AVR de 8 bits, com componentes complementares para facilitar a programação e incorporação para outros circuitos.  E/S digital e analógica, além de uma interface USB, para interagir com computador, e programação.
  • 18. Universo Arduino O Hardware O ambiente de programação Os Shields A comunidade
  • 21. Controlador Lógico Programável 21 São microcomputadores de propósito específico, dedicado para o controle de processos e equipamentos.
  • 22. Diferença entre Arduino e CLP ARDUINO CLP Equipamento de proposito geral Equipamento de proposito especifico Não contem certificações de segurança, tanto software, quanto hardware. Por ser uma plataforma de desenvolvimento. Vem com certificações industriais e tem muitas características de segurança. Faça você mesmo Varias empresas desenvolvedoras R$ 60,00 ~ R$ 100,00 A partir de R$300,00
  • 24. Linguagem de programação – Estruturada “C”
  • 25. Processo de desenvolvimento - Firmware 1° • Mapeamento das entradas e saídas do processo 2° • Montagem da maquina de estados 3° • Tabela de transições 4° • Conversão para linguagem de interesse (C ou Ladder)
  • 26. Processo – Sistema Semaforico
  • 27. 1° Mapeamento das entradas e saídas do processo ENTRADAS SAÍDAS NOME TIPO NOME TIPO TEMP_1 Temporizador LAMPR1 Digital TEMP_2 Temporizador LAMPY1 Digital TEMP_3 Temporizador LAMPG1 Digital TEMP_4 Temporizador LAMPR2 Digital TEMP_5 Temporizador LAMPY2 Digital TEMP_6 Temporizador LAMPG2 Digital
  • 28. 1° Mapeamento das entradas e saídas do processo ENTRADAS SAÍDAS NOME TIPO NOME TIPO TEMP_1 Temporizador LAMPR1 Digital TEMP_2 Temporizador LAMPY1 Digital TEMP_3 Temporizador LAMPG1 Digital TEMP_4 Temporizador LAMPR2 Digital TEMP_5 Temporizador LAMPY2 Digital TEMP_6 Temporizador LAMPG2 Digital
  • 29. 2° Montagem da maquina de estados • LAMPR1 = 1 • LAMPY1 = 0 • LAMPG1 = 0 • LAMPR2 = 0 • LAMPY2 = 0 • LAMPG2 = 1 ESTADO 0 • LAMPR1 = 1 • LAMPY1 = 0 • LAMPG1 = 0 • LAMPR2 = 0 • LAMPY2 = 1 • LAMPG2 = 0 ESTADO 1 • LAMPR1 = 1 • LAMPY1 = 0 • LAMPG1 = 0 • LAMPR2 = 1 • LAMPY2 = 0 • LAMPG2 = 0 ESTADO 2 • LAMPR1 = 0 • LAMPY1 = 0 • LAMPG1 = 1 • LAMPR2 = 1 • LAMPY2 = 0 • LAMPG2 = 0 ESTADO 3 • LAMPR1 = 0 • LAMPY1 = 1 • LAMPG1 = 0 • LAMPR2 = 1 • LAMPY2 = 0 • LAMPG2 = 0 ESTADO 4 • LAMPR1 = 1 • LAMPY1 = 0 • LAMPG1 = 0 • LAMPR2 = 1 • LAMPY2 = 0 • LAMPG2 = 0 ESTADO 5 TEMP_6 = 2s TEMP_1 = 8s TEMP_2 = 4s TEMP_3 = 2s TEMP_4 = 8s TEMP_5 = 8s AVENIDAA RUAB
  • 30. 3° Tabela de transições LAMPR1 LAMPY1 LAMPG1 LAMPR2 LAMPY2 LAMPG2 ESTADO 0 1 0 0 0 0 1 ESTADO 1 1 0 0 0 1 0 ESTADO 2 1 0 0 1 0 0 ESTADO 3 0 0 1 1 0 0 ESTADO 4 0 1 0 1 0 0 ESTADO 5 1 0 0 1 0 0 ESTADO 0 • LAMPR1 = 1 • LAMPY1 = 0 • LAMPG1 = 0 • LAMPR2 = 0 • LAMPY2 = 0 • LAMPG2 = 1 ESTADO 1 • LAMPR1 = 1 • LAMPY1 = 0 • LAMPG1 = 0 • LAMPR2 = 0 • LAMPY2 = 1 • LAMPG2 = 0 ESTADO 2 • LAMPR1 = 1 • LAMPY1 = 0 • LAMPG1 = 0 • LAMPR2 = 1 • LAMPY2 = 0 • LAMPG2 = 0 ESTADO 3 • LAMPR1 = 0 • LAMPY1 = 0 • LAMPG1 = 1 • LAMPR2 = 1 • LAMPY2 = 0 • LAMPG2 = 0 ESTADO 4 • LAMPR1 = 0 • LAMPY1 = 1 • LAMPG1 = 0 • LAMPR2 = 1 • LAMPY2 = 0 • LAMPG2 = 0 ESTADO 5 • LAMPR1 = 1 • LAMPY1 = 0 • LAMPG1 = 0 • LAMPR2 = 1 • LAMPY2 = 0 • LAMPG2 = 0
  • 31. 4. Conversão para a linguagem de interesse • 1º Inicialização do Estado 0 • 2º Executa o processo de transição • 3º Execução das ações
  • 32. 4.1 Conversão para a linguagem Ladder 1º Inicialização do Estado 0
  • 33. 4.1 Conversão para a linguagem Ladder 2º Executa o processo de transição EXECUTA O ESTADO ATUAL HABILITA O PROXIMO ESTADO E DESABILITA O ESTADO ANTERIOR
  • 34. LAMPR1 LAMPY1 LAMPG1 LAMPR2 LAMPY2 LAMPG2 ESTADO 0 1 0 0 0 0 1 ESTADO 1 1 0 0 0 1 0 ESTADO 2 1 0 0 1 0 0 ESTADO 3 0 0 1 1 0 0 ESTADO 4 0 1 0 1 0 0 ESTADO 5 1 0 0 1 0 0 4.1 Conversão para a linguagem Ladder 3º Execução das ações
  • 36. 4.2 Conversão para a linguagem C 1º Inicialização do Estado 0
  • 37. 4.2 Conversão para a linguagem C 2º Executa o processo de transição EXECUTA O ESTADO ATUAL HABILITA O PROXIMO ESTADO E DESABILITA O ESTADO ANTERIOR
  • 38. LAMPR1 LAMPY1 LAMPG1 LAMPR2 LAMPY2 LAMPG2 ESTADO 0 1 0 0 0 0 1 ESTADO 1 1 0 0 0 1 0 ESTADO 2 1 0 0 1 0 0 ESTADO 3 0 0 1 1 0 0 ESTADO 4 0 1 0 1 0 0 ESTADO 5 1 0 0 1 0 0 4.2 Conversão para a linguagem C 3º Execução das ações