Kategorisierung norwegischer Beispiele

Tal como ilustrado na Figura 11, a sequência do sistema de comando e controlo é iniciada através das instruções transmitidas pelo operador no computador portátil com capacidade de comunicar por Bluetooth, wifi ou por fibra-ótica. Como periférico do computador usou-se um gamepad85_{. Também foi usado como interface um tablet}

ou smartphone.

85 _{Comando de videojogos, para utilização com ambas as mãos, utilizando os dois polegares para acionar}

Após a receção dos dados da unidade de controlo, a eletrónica de comando representada pelo arduino, processa esse mesmos dados digitais, enviando um sinal

PWM (Pulse Width Modulation) para o controlador de potência.

No final desta sequência, na eletrónica de potência, o controlador de potência resultado do sinal PWM recebido, faz os motores iniciarem o movimento no sentido e na potência que o operador inicialmente executou na unidade de controlo.

A eletrónica de comando e a eletrónica de potência foram ambas alimentadas pela bateria.

5.2.1 Unidade de controlo e comunicação

Para o efeito, a interação entre o arduino e a unidade de controlo, o computador portátil, foi realizada através do protocolo padrão de comunicação definido pela IEEE 802.15, que segundo o IEEE Std 802.1586, foi projetado para baixos consumos de energia mas com baixo alcance. Devido aos seus transmissores de baixo custo em cada dispositivo é um protocolo de comunicação sem fios como alternativa a onde é garantida a proximidade entre dispositivos que executam troca de dados.

86 _{Documento que regula, e contem as especificações e requisitos padrão do protocolo de comunicação,}

desig adoàdeà àIEE Standart for Information technology – telecomunications and information Exchange

between systems – local and metropolitan area networks – specific requirements .

As distâncias de operação definem-se em termos médios, dentro das distâncias estipuladas na seguinte tabela:

Classe

Potência MAX.

Alcance

1 100 mW Até 100 m

2 2.5 mW Até 10 m

3 1 mW 1 m

Tabela 14. Distâncias médias de operação do por Bluetooth (SHOEMAKE, 2001)

Para efeitos de teste de todo o sistema de comando do ROV foi utilizado este protocolo de comunicação. O módulo utilizado tem como referência uma potência de transmissão de 2.5 mW inserindo-se deste modo na classe 2.

Para aplicação em definitivo do ROV, e em concordância dos requisitos definidos anteriormente, o módulo Bluetooth ligado ao arduino deve ser substituído por um módulo wifi e testado os alcances do mesmo.

Na memória do arduino foi feito o upload do código do programa conforme apresentado no apêndice D. A comunicação de dados é feita com dois tipos diferentes programação.

5.2.2 Eletrónica de comando de 5V

Segundo Santos (2009), o sinal PWM traduz a capacidade de utilizar modelação de largura de impulso, consequência do processamento de um sinal digital por parte de um microcontrolador. Segundo a dedução da equação realizada nesta referência bibliográfica podemos concluir_{,à ueàaàte s oà diaà} ") é diretamente proporcional aoà dut à i le à D àdoàsi alàPWM. É de esta do sinal PWM se faz variar a tensão numa gama de valores no intervalo de 0 a 5 V. A título de exemplo, recorrendo à figura 12, no primeiro exemplo, o interruptor permaneceu 50% do tempo aberto e 50% fechado. Consequência desta operação, a tensão média sobre a carga, e consequentemente a potência média entregue, é de 50%. Isto é, na realidade estão sendo aplicadas à carga tensões de zero ou cinco volts, mas o efeito equivalente que se observa é o de 2,5

volts. Éà esteàaspetoà ueàaà a iaç oàdoà duty cycle ,àdoàsi alàPWM,àpermite variar os valores de tensão aplicados no motor (MOREIRA, 2014).

O passo seguinte, em paralelo com a programação do código para o arduino, foi efetuar as ligações entre o arduino-Modulo Bluetooth e Arduino-controlador de potência. Em sequência das ligações estabelecidas foi criada a seguinte tabela PINOUT.

POWER GND Controlador de potência

POWER 5V VCC Bluetooth

POWER GND GND Bluetooth

DIGITAL IN/OUTPUT 10 TX Bluetooth

DIGITAL IN/OUTPUT 11 RX Bluetooth

DIGITAL IN/OUTPUT

9 5V - Controlador de

potência

DIGITAL IN/OUTPUT 7 DIR 1

DIGITAL IN/OUTPUT 3 PWM 1

DIGITAL IN/OUTPUT 8 DIR 2

DIGITAL IN/OUTPUT 2 PWM 2

Tabela 15. Tabela PINOUT

Em complemento a esta tabela de ligações do arduino, no apêndice C encontram-se representadas todas as ligações entre elementos do sistema de comando e controlo, bem como o esquema geral.

5.2.3 Eletrónica de controlo de potência

Para compreender melhor o funcionamento de motores de CC (corrente continua) é necessário entender seus princípios. Os motores são normalmente formados por magnetos permanentes, e um rotor que possui vários enrolamentos elétricos. Esses enrolamentos geram um campo magnético que, em conjunto com o campo do criado pelos magnetos, gera um binário no motor (MAIMON, 2004).

Considerando uma máquina DC de excitação independente de fluxo constante podemos verificar que o – fluxo - vai ser constante e é uma constante que vai

contabilizar o número de espiras no motor. Sendo fácil verificar então que o binário eletromagnético vai ser proporcional à corrente , através da constante . à (SANTOS, 2013, p. 13).

Conclui-se que quanto maior a corrente maior será o binário do motor. Variando a tensão nos terminais do motor, varia-se sua velocidade e caso seja necessário mudar a direção do motor, é necessário inverter os terminais do motor ou gerar uma tensão negativa entre seus terminais. Segundo Maimon (2004), para solucionar a esta inversão da polaridade dos terminais surge, a necessidade de recorrer a um driver de corrente que utilize o método de Ponte em H. O método é vantajoso para a elaboração deste projeto, permitindo a utilização com circuitos digitais, onde os sinais de saída dos microcontroladores não suportariam a corrente necessária para acionar um motor. Através deste controlador de potência é possível

fazer a ponte entre a eletrónica de 5V (ardunio) e os motores, alimentados por uma fonte de energia adequada.

A constituição de uma ponte H simples são quatro elementos interruptores, normalmente transístores bipolares ou FET87, posi io adosàfo a doàaàlet aà H ,à o à o motor no centro. Conforme a figura seguinte, ligando o conjunto de elementos interruptores que se encontra na diagonal um do outro, inverte-se o sentido da passagem de corrente, resultando na inversão o sentido da rotação do motor (MOREIRA, 2014).

Em cada um dos elementos interruptores existe um díodo em paralelo com o objetivo de servir de elemento de proteção do circuito para casos de corrente reversa, nos momentos de inversão do sentido da corrente (PATSKO, 2006).