ELABORAÇÃO DO PROJETO DE COMUNICAÇÃO VIA TRANSCEPTORES WIRELESS

ELABORAÇÃO DO PROJETO DE COMUNICAÇÃO VIA TRANSCEPTORES WIRELESS

Gabriel M. Torrecilha Cardoso ([e-mail])

Mauro Conti Pereira ([e-mail])

Resumo: Este artigo teve como objetivo elaborar um projeto de um módulo wireless, para monitoramento remoto e analise dos subsistemas de um carro de competição da UCDB, tais como medição de óleo, velocidade, distância, temperatura aceleração ou qualquer outro parâmetro que possa influenciar no desempenho do veículo. Com esse sistema, será possível destacar o Baja JAVALIS UCDB para maior viabilidade de controle, precisão e segurança do veículo, e dos seus ocupantes. Basicamente se trata de um módulo wireless instalado no veículo, que envia a outro módulo no box da equipe, passando todas as informações do hardware e software do computador de bordo para o computador da equipe.

Palavras chaves: ZigBee, Modulo wireless, BAJA, telemetria.

1. Introdução

        É muito comum vermos hoje em dia, em competições automobilísticas em geral, cada vez mais o uso de tecnologias e dispositivos de telemetria, para melhor controle, desempenho, e monitoramento dos veículos.

A SAE, Sociedade dos Engenheiros da Mobilidade (antiga Society of Automobile Engineers) promove diversas competições entre universidades do mundo, para projetos de aeromodelos (AERODESIGN) e veículos como karts (BAJA) e carros de corrida (Formula SAE). Na UCDB existe a equipe BAJA JAVALIS, que desenvolve o projeto e implementa um carro rústico (off-road) estilo gaiola, e para otimizar o projeto este trabalho envolve o desenvolvimento de comunicação entre o veículo e o box da equipe.

A tecnologia escolhida é um transmissor wireless, coletando dados obtidos pelos sensores e processados pelo software do computador de bordo, enviando-os remotamente para a equipe no box. Essa ferramenta permite que não só o piloto veja as informações dos subsistemas, como também todo o resto da equipe, facilitando a comunicação e permitindo assim prevenir problemas. Isso possibilita uma facilidade na manutenção geral e ajuste de desempenho, e uma segurança melhor para o piloto.

Está sendo desenvolvido um projeto de comunicação wireless do baja, utilizando os regulamentos do Baja SAE Internacional, competição entre universidades patrocinada pela SAE (estudo do hardware e software, e instalação do módulo, no veículo Baja e no boxe da equipe JAVALIS UDCB.

1. Desenvolvimento e resultado

2.1 Desenvolvimento da parte elétrica.

O projeto do veículo Baja JAVALIS UCDB, está na sua fase inicial e possuiu o projeto de telemetria em andamento, portanto não foi concluído o desenvolvimento do software e hardware da telemetria. Por esse motivo, no desenvolvimento deste artigo não foi possível entrar em detalhes nas especificações do projeto wireless, visto que este depende de uma implementação das leituras dos subsistemas pela telemetria, para que se possa desenvolver o módulo do transmissor. O artigo irá mostrar possíveis recursos, soluções, e tecnologias já usadas em veículos, e exemplos de transmissor wireless que funciona bem para módulos que estão constantemente se movendo (como veículos). A figura a seguir mostrará o esboço e a simulação do projeto elétrico já desenvolvido para o veículo.

[pic 1]

Figura 1 – projeto elaborado no Proteus do sistema elétrico.

        2.2 Transdutores usados no projeto

No projeto foi escolhido transdutores no lugar de sensores para se ter uma facilidade de obter um sinal já tratado, além de diminuir a possibilidade de contaminação por ruídos, já que os transdutores utilizados, são, por maioria, ativos, ou seja, há amplificação do sinal junto ao elemento do sensor. O primeiro transdutor escolhido, foi o de velocidade e rotação, um transdutor indutivo, diâmetro de 8mm, metálico com rosca, 3 fios, tensão de alimentação de 10 a 30 V CC, [12]. A escolha de um transdutor indutivo vem pelo fato dele apenas ser ativado por materiais metálicos, portanto água, lama e poeira não ocasionam leitura incorreta. A figura 2 mostra a fotografia deste transdutor.

                         [pic 2]

Figura 2 – Transdutor indutivo escolhido

O segundo transdutor escolhido é o medidor de nível de combustível. Seria um transdutor de pressão diferencial, piezoresistivo, tensão de alimentação de 5V cc, ideais para microcontroladores que possuem canais ADC e sensibilidade de 1 V/kPa. A figura 3 mostra o desenho do transdutor e o gráfico de saída de tensão pela variação da pressão diferencial. [13]

[pic 3]

Figura 3 - Transdutor de pressão e a curva de tensão de saída pela variação da pressão diferencial [13].

Por último, temos o transdutor de temperatura, sendo utilizado o modelo LM 35, com tensão de alimentação de 5V cc, 3 fios, sensibilidade de 10mV/C linear e encapsulamento padrão TO-92 Uma imagem desse transdutor é mostrado na figura 4. [14] O sinal de saída deste transdutor é de fácil conversão para a temperatura em escala Celsius. Um dos canais ADC do microcontrolador recebe esse sinal para ser processado.

         [pic 4]

Figura 4 – Transdutor de temperatura LM35[14]

2.3.1 Redes Wireless

A rede wireless se baseia no estabelecimento da comunicação por rádio frequência. Como meio de transmissão, redes sem fio utilizam tais tecnologias: ondas eletromagnéticas, entre elas micro-ondas e infravermelho. Sabemos que na telecomunicação, usa-se padronizações industriais de sinal e frequência, seguindo as normas internacionais, porem as redes locais sem fio (WLANs) normalmente operam em faixas espectrais não licenciadas, portanto não são obrigadas a seguir um padrão especifico. Por conta disso foram gerados componentes especializados para muitos sistemas, incluídos no padrão IEEE 802.11. [5]

        O Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (Institute of Electrical and Eletronics Engineers -IEEE) é uma organização que além de organizar conferencias e publicar periódicos especializados, o IEEE é o responsável pela padronização da engenharia elétrica, eletrônica e informática. Coube a IEEE à elaboração da família de especificações do padrão 802.11 garantindo a conectividade entre os equipamentos de rede sem fio. [5]

        Existem vários tipos de redes locais sem fio, e vários padrões para desenvolvimento de uma rede local. Dentre as recomendações da série IEEE 802.11, estão os exemplos mais conhecidos para padrões de rede sem fio que nos permitem considerar a existência de quatro grandes grupos.