ALERTA DE ACIONAMENTO DO PEDAL DE EMBREAGEM EM …repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/13982/1/CT_CESEB_IV... · apresentada ao Curso de Especialização em Sistemas Embarcados

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DIRETORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETRÔNICA

CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM SISTEMAS EMBARCADOS PARA INDÚSTRIA AUTOMOTIVA

FELIPE LI

ALERTA DE ACIONAMENTO DO PEDAL DE EMBREAGEM EM MOMENTO INDEVIDO

MONOGRAFIA DE ESPECIALIZAÇÃO

CURITIBA 2018

FELIPE LI


Monografia de Especialização, apresentada ao Curso de Especialização em Sistemas Embarcados para Indústria Automotiva, do Departamento Acadêmico de Eletrônica – DAELN, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, como requisito parcial para obtenção do título de Especialista.

Orientador: Prof. Dr. Kleber Kendy Horikawa Nabas

CURITIBA 2018

TERMO DE APROVAÇÃO


por

FELIPE LI

Esta monografia foi apresentada em 07 de Dezembro de 2018 como requisito parcial para a obtenção do título de Especialista em Sistemas Embarcados para Indústria Automotiva. O candidato foi arguido pela Banca Examinadora composta pelos professores abaixo assinados. Após deliberação, a Banca Examinadora considerou o trabalho aprovado.

__________________________________ Prof. Dr. Kleber Kendy Horikawa Nabas

Orientador

___________________________________ Prof. Dr. Edenilson José da Silva

Membro titular

___________________________________ Prof. M. Sc. Omero Francisco Bertol

Membro titular

- O Termo de Aprovação assinado encontra-se na Coordenação do Curso -

Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Câmpus Curitiba

Diretoria de Pesquisa e Pós-Graduação Departamento Acadêmico de Eletrônica

Curso de Especialização em Sistemas Embarcados para Indústria Automotiva

Dedico este trabalho a minha família, mas em especial a minha noiva por me

apoiar e a me incentivar em todos os momentos da minha vida além deste trabalho.

AGRADECIMENTOS

Acredito que não conseguirei mencionar todas as pessoas que de alguma forma participaram e influenciaram a minha vida para que eu pudesse estar aqui desenvolvendo um possível projeto de melhoria e prevenção no setor escolhido. Peço sinceramente desculpas as mesmas desde já, e gostaria que soubessem que terão minha eterna gratidão por tornar meus desejos possíveis.

Agradeço ao meu orientador Prof. Dr. Kleber Kendy Horikawa Nabas, pela

sabedoria com que me guiou nesta trajetória.

Aos meus colegas de sala que fizeram parte deste trajeto.

A Secretaria do Curso, pela cooperação.

Gostaria de deixar registrado principalmente, toda a gratidão que tenho pela minha família por terem me proporcionado toda a estrutura para eu ter chego aqui, mais ainda a minha noiva por todo amor que tem por mim, na qual torna-se meu maior combustível para seguir em frente e enfrentar o que for para alcançar meus sonhos juntamente com ela ao meu lado eternamente.

Enfim, a todos os que por algum motivo contribuíram para a realização desta

pesquisa.

RESUMO

LI, Felipe. Alerta de acionamento do pedal de embreagem em momento indevido. 2018. 33 p. Monografia de Especialização em Sistemas Embarcados para Indústria Automotiva, Departamento Acadêmico de Eletrônica, Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Curitiba, 2018.

Venho por meio de este trabalho apresentar um possível sistema para evitar um problema comum que ocorre na maioria das vezes durante a direção de um veículo automotor que possui cambio manual independente da categoria e quantidade de eixos, o desgaste involuntário do sistema de embreagem. Na maioria das vezes a ação ocorre sem a percepção do autor, devido a algum “vicio” adquirido durante o seu aprendizado ou mesmo por falta de atenção. Para isto utilizarei de informações coletadas do veículo através da conexão OBD II do mesmo, a etapa mencionada será feita em um automóvel particular como base para inicio de teste de viabilidade, será utilizado também um dispositivo programável, para recepção e tratamento unintentional wear of the clutch system.destas informações, conhecido como Arduino. Uma pesquisa de opinião quanto ao tipo de abordagem que o usuário prefere receber será feita e utilizada para tal estudo.

Palavras-chave: Embreagem. Cambio manual: vicio. OBD II. Arduino.

ABSTRACT

LI, Felipe. Warning of clutch pedal actuation at undue moment. 2018. 33 p. Monografia de Especialização em Sistemas Embarcados para Indústria Automotiva, Departamento Acadêmico de Eletrônica, Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Curitiba, 2018.

I hereby present a possible system to avoid a common problem that occurs most often during the direction of an automotive vehicle that has manual gearbox independent of the category and number of axles, unintentional wear of the clutch system. Most of the time the action occurs without the perception of the author due to some "addiction" acquired during his learning or even for lack of attention. For this I will use information collected from the vehicle through the OBD II connection, the mentioned step will be done in a private car as a basis for feasibility test start, will also be used a programmable device, for receiving and handling this information, known as Arduino. An opinion poll on the type of approach the user prefers to receive will be made and used for such study.

Keywords: Clutch. Manual gearbox: addiction. OBD II. Arduino.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Funcionamento do sistema de embreagem .............................................. 14

Figura 2 - Arduino UNO ............................................................................................. 17

Figura 3 - Especificação técnica do Arduino UNO .................................................... 18

Figura 4 - Sensor indutivo LJ12A34-Z/BX ................................................................ 19

LISTA DE QUADROS

Quadro 1 - Principais variáveis do programa ............................................................ 21

Quadro 2 - Função para definir a rotação do motor .................................................. 22

Quadro 3 - Função para definir a velocidade do motor ............................................. 22

Quadro 4 - Script dos sensores ................................................................................. 23

Quadro 5 - Criação da variável para acionar o buzzer .............................................. 24

Quadro 6 - Código para acionamento do buzzer ....................................................... 25

LISTA DE SIGLAS

LED Light Emitting Diode

OBD II On-Board Diagnostic II

PWM Pulse Width Modulation

USB Universal Serial Bus

LISTA DE ABREVIATURAS

mm milímetros

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 11 1.1 PROBLEMA ........................................................................................................ 11 1.2 OBJETIVOS ........................................................................................................ 12 1.2.1 Objetivo Geral .................................................................................................. 12 1.2.2 Objetivos Específicos ....................................................................................... 12

1.3 JUSTIFICATIVA .................................................................................................. 13 1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO ............................................................................ 13

2 EMBREAGEM ........................................................................................................ 14

2.1 PRINCIPAIS CAUSAS DE MAU FUNCIONAMENTO ......................................... 15 2.1.1 POSSÍVEL SOLUÇÃO ..................................................................................... 16 2.1.2 OBD II ............................................................................................................... 16 2.1.3 ARDUINO ......................................................................................................... 16

3 DESENVOLVIMENTO ........................................................................................... 17 3.1 PROJETO ........................................................................................................... 20

4 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS ........................................... 26

5 CITAÇÕES ............................................................................................................. 27

6 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 28

REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 29

APÊNDICE A: PESQUISA DE ABORDAGEM ......................................................... 30

APÊNDICE B: PROGRAMA PARA AVALIAÇÃO DA SITUAÇÃO PARA ALERTA .................................................................................................................................. 31

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1 INTRODUÇÃO

Este trabalho de conclusão de curso tem como objetivo apresentar um estudo

de viabilidade para implementação de um dispositivo na qual possui a função de

alertar o condutor sobre o acionamento do pedal de embreagem em momento

indevido somente em veículos que possuem caixa de cambio manual.

Um cronograma foi criado pra atingir o objetivo, pois assim o resultado final

terá um embasamento mais encorpado. Sendo elas, iniciada na melhor

compreensão do funcionamento da embreagem e seu sistema, pois é dela que o

estudo de viabilidade tende a conservar. O entendimento da forma que as

informações a serem utilizadas do sistema veicular devem ser extraídas, em seguida

inseridas em um dispositivo, este por sua vez irá conter um programa para análise e

processamento dos dados inseridos na qual dependendo do resultado deve

apresentar uma resposta.

1.1 PROBLEMA

Assim como no Brasil, os países de terceiro mundo em sua maioria possuem

em sua frota nacional, veículos automotores com caixa de cambio manual, diferente

dos países de primeiro e alguns do segundo mundo onde esta configuração

encontra-se com opcional durante a compra.

Como o sistema responsável pelo deslocamento do veículo depende de

vários subsistemas, sendo composto principalmente pela caixa de cambio, pedal de

embreagem e pedal do acelerador, a quebra de uma delas, torna o conjunto

obsoleto para uso, fazendo com que o veículo seja totalmente dependente dos

mesmos. Dentre os três subsistemas apresentado, o que possui maior relevância é

a embreagem, pois para a utilização da caixa de cambio há a necessidade de

acionamento da mesma, e para acionar o pedal do acelerador com intuito de

deslocar o veículo, é preciso passar pela etapa mencionada anteriormente.

Muitos condutores atualmente possuem alguns “vícios“ negativos adquiridos

durante sua vida em relação ao sistema de embreagem. Na qual acabam por

desgastá-la, podendo desencadear uma série de problemas em sistemas

dependentes.

12

1.2 OBJETIVOS

Apresentar um possível dispositivo capaz de auxiliar o condutor a evitar o

máximo possível o desgaste do sistema de embreagem, chegando o máximo

possível da vida útil do mesmo em condições de uso ideais.

1.2.1 Objetivo Geral

Desenvolver um dispositivo que receberá informações e dados do veículo,

processá-los, analisá-los, utilizar as informações mais relevantes para o projeto e por

fim apresentar uma resposta ao condutor.

Realizar testes para verificar a eficácia na utilização da mesma.

1.2.2 Objetivos Específicos

Etapas a serem realizadas para atingir-se o Objetivo Geral, são elas:

Realizar estudo do funcionamento do sistema de embreagem;

Identificar os erros mais comuns capazes de danificar o sistema estudado;

Descobrir como é realizada a aquisição de dados e informações de um

veículo;

Realizar a aquisição de dados e informações do veículo;

Analisar os dados e informações do veículo;

Verificar quais dados e informações são mais relevantes para o projeto.

Realizar o estudo de um dispositivo capaz de receber dados e informações e

processá-las, programável conforme a necessidade para apresentação de

uma resposta conforme condições;

Programar o dispositivo com as condições para atender o objetivo;

Realizar uma pesquisa quanto à forma de abordagem que o usuário prefere

sofrer;

Testar o dispositivo finalizado;

Apresentar os resultados.

13

1.3 JUSTIFICATIVA

Visto que o sistema de embreagem possui um grau de importância muito

grande no funcionamento de deslocamento do veículo, gostaria de desenvolver e

apresentar algo que possa de alguma forma auxiliar os condutores e diminuírem a

pratica involuntária que acaba por desgastar ou danificar tal sistema, prevenindo

assim sistemas dependentes do mesmo.

1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO

Esta monografia de especialização esta dividida em 6 (seis) seções:

Na primeira seção: “Introdução”, foi apresentada os o objetivo desta

monografia, problematização, justificativa e uma possível solução.

Já na segunda seção: “Embreagem”, irá apresentar o funcionamento

superficial do sistema de embreagem.

Na terceira seção: “Desenvolvimento”, mostrará a maturação da ideia,

analisando a necessidade de criação e estudo, viabilidade do mesmo,

importância do sistema, informações e dados necessários para

desenvolvimento do projeto.

Enquanto que na quarta seção: “Apresentação e Análise dos Resultados”, a

apresentação de uma solução para o caso.

Na quinta seção: “Citações”, o desenvolvimento do projeto.

Por fim, na sexta seção: “Conslusão”, apresentará os resultados obtidos.

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2 EMBREAGEM

Conforme visto em alguns sites e blogs dedicados a explicar o funcionamento

superficial ou aprofundados de veículos automotores como os blogs: Fras-le1, e

Chiptronic2; os sites: “Doutor Multas”3 e “Canal da Peça”4, viu-se que o sistema de

embreagem, apresentado na Figura 1, tem total importância e esta diretamente

relacionada ao funcionamento de deslocamento do veículo. Sua função é permitir o

atrito necessário para transmitir a rotação do motor para a transmissão,

consequentemente fazendo com que as rodas acopladas ao sistema de transmissão

comecem a girar, filtrando também as possíveis vibrações torcionais geradas pelo

motor, criando assim uma estabilidade para o sistema geral.

Figura 1 - Funcionamento do sistema de embreagem

Fonte: CanaldaPeça (2018a).

O sistema de embreagem funciona da seguinte forma: Ao acionar o pedal da

embreagem, podendo ela ser um sistema mecânico na qual é acoplada por um cabo

de aço ao garfo de embreagem ou um sistema hidráulico que possui fluido de

1 Fras-le. Disponível em: <https://fras-le.com/>. Acesso em: 10 nov. 2018. 2 Chiptronic. Disponível em: <https://chiptronic.com.br/blog/>. Acesso em: 10 nov. 2018. 3 Doutor Multas. Disponível em: <https://doutormultas.com.br/>. Acesso em: 10 nov. 2018. 4 Canal da Peça. Disponível em: <https://www.canaldapeca.com.br/>. Acesso em: 10 nov. 2018.

15

embreagem, a alavanca é acionada com o auxilio do garfo de embreagem, fazendo

com que o rolamento de apoio seja empurrado contra a mola membrana. Esta por

sua vez acaba afastando o disco de embreagem do volante do motor,

desacoplando-os. Com o afastamento do disco, o mesmo para de girar, deixando o

sistema da caixa de cambio livre para a troca da marcha, por fim, após a troca o

pedal de embreagem pode ser retornado para o ponto inicial, fazendo com que o

disco retorne também ao seu ponto inicial de acoplamento ao volante do motor,

fazendo com que o disco volte a girar e transmita a rotação para o sistema de

transmissão. Por fim fazendo com que o veículo inicie ou mantenha o seu

deslocamento com o auxilio do pedal do acelerador. Para este projeto não será

necessário o aprofundamento no conhecimento dos sistemas derivados do sistema

de embreagem, pois o projeto proposto depende somente deste setor do carro.

2.1 PRINCIPAIS CAUSAS DE MAU FUNCIONAMENTO

Muitos recém-condutores acabam por adquirir um “vicio” durante o

aprendizado de como conduzir um veículo automotor ou por observar algum familiar

na direção, digo isto por experiência própria, porem não são todos. Refiro-me ao

“vicio” do motorista realizar a meia embreagem, na qual consiste em o condutor

encontrar o ponto exato onde o pedal da embreagem e o pedal do acelerador

acionados simultaneamente mantem o veículo parado sem o uso do pedal de freio

independente do local onde se encontra, na maioria das vezes isto é feito em um

aclive, porem este não é o único caso onde ocorre a queima de embreagem. Um

caso totalmente comum desta pratica é o possível descanso do pé utilizado para

acionamento do pedal durante o percurso sem a necessidade de troca de marcha,

simplesmente pelo fato de ter o costume ou pela falta de atenção por parte do

motorista.

A queima de embreagem pode desencadear uma série de problemas futuros

e em sistemas dependentes. Sendo uma delas o travamento da mesma, isto

dificultaria e muito a ação de dirigir o carro, pois para a realização do engate da

marcha há a necessidade de acionar a embreagem antes. Há também a

possibilidade de patinação da mesma, que consiste em aceleração por parte do

condutor, porém sem a resposta normal do veículo, ou seja, o motorista acelera,

mas o veículo possui dificuldades de deslocamento.

16

2.1.1 POSSÍVEL SOLUÇÃO

Proponho o desenvolvimento de um dispositivo capaz de alertar o condutor

referente a pratica desnecessária de acionamento do pedal de embreagem.

Visto os possíveis problemas, na qual dependendo da gravidade, será

necessária a troca do sistema de embreagem e como a maioria das praticas para o

desgaste da mesma seja comum, acredito que seria uma proposta interessante para

evita-las, podendo assim reeducar motoristas para estes tipos de situações.

Para isto após algumas análises do que seria necessário para a criação do

dispositivo, chegou-se nas seguintes conclusões:

Conector OBD II para aquisição de dados;

Dados a serem considerados: posição do pedal de embreagem, valor da

velocidade do veículo, valor da rotação do motor, valor da marcha engatada e

posição do pedal do acelerador;

Arduino para recepção dos dados, tratamento e processamento;

Dispositivo para alerta do condutor.

2.1.2 OBD II

OBD é a sigla para a expressão em inglês On Board Diagnostics, que em

português significa “diagnostico de bordo”. Trata-se de um sistema que permite a

leitura e transmissão de diversos dados do veículo retirados da central eletrônica do

veículo. O sistema OBD II foi adotado no Brasil a partir do ano de 2010, para

verificar a diminuição de emissão de poluentes (CANALDAPEÇA, 2018b).

2.1.3 ARDUINO

Arduino é uma plataforma de prototipagem eletrônica, que possui um

hardware livre em uma placa única. Possui um microcontrolador para

processamento de dados, a placa possui entradas e saídas embutido e utiliza-se

uma linguagem de programação padrão de origem Wiring, mas essencialmente

linguagem C ou C++ (ARDUINO, 2018b).

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3 DESENVOLVIMENTO

Inicialmente optei por utilizar um OBD II com conexão bluethooth, porem o

dispositivo programável escolhido não comportava este tipo de conexão, portanto

para este experimento foi decidido a utilização de um dispositivo OBD II com

conexão USB.

Já o dispositivo programável foi escolhido o Arduino UNO, apresentado na

Figura 2, na qual possui um microcontrolador ATmega328P, 14 pinos digitais nas

quais 6 delas fornecem saída PWM, memória flash de 32KB. A configuração

apresentada será o suficiente para a realização do projeto.

Figura 2 - Arduino UNO

Fonte: Arduino (2018a).

As principais especificações técnicas da placa Arduino UNO (SOUZA, 2013),

estão apresentadas na Figura 2.

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Figura 3 - Especificação técnica do Arduino UNO

Fonte: Autoria própria.

Antes de iniciar a parte de desenvolvimento, realizei uma pesquisa com

motoristas a respeito de qual forma cada um gostaria de ser abordado durante sua

direção caso estivesse fazendo algo de errado através de um simples formulário

apresentado no “Apêndice A”. A maioria das pessoas que participarem da pesquisa

informaram que o ideal seria a abordagem sonora, pois como há a necessidade de

atenção durante a direção, qualquer distração visual iria atrapalha-los, outro ponto

positivo para este tipo de abordagem é a informação receptiva ser mais imediata,

não tendo a necessidade do condutor ficar verificando a todo momento se esta ou

não praticando algo de errado.

Após a pesquisa inicie o projeto conectando o dispositivo OBD II ao meu

computador para a retirada de dados do carro, o carro utilizado foi um Ford Fiesta

2008, porem não obtive sucesso, a principio achei que fosse o dispositivo, porem

após utilizar um outro, verifiquei que o problema estava na minha porta de conexão

OBD, na qual havia uma proteção de protocolo onde não tive acesso para liberação

do mesmo e por fim realizar a aquisição de dados. Como este era o único veículo

que possuo para realizar os testes, infelizmente não pude realizar esta etapa. Mas

19

como trata-se de um estudo de viabilidade, decidi por continuar o processo

realizando as outras etapas como preparação quando for possível ter os dados

necessários do carro colocar o projeto em pratica para assim poder auxiliar os

condutores adeptos desta pratica ruim que pode danificar o sistema de embreagem.

Há a possibilidade de solicitar a aquisição de dados de outros carros, porem como

possuo o receio de danificar o veículo do próximo, decidi por tentar atravessar a

barreira encontrada no veículo que possuo, justamente por ser o maior prejudicado

caso haja danificação.

No segundo passo, após algumas pesquisas, viu-se que o pedal de

embreagem e o pedal do acelerador não possuem informativo de acionamento no

barramento CAN, dificultando o conhecimento de suas posições. Pensando nisso a

principio foi cogitada a utilização de um potenciômetro, porem o mesmo transmite

muitas informações e como a necessidade é de somente saber se o pedal esta ou

não acionado, inclui dois sensores indutivos ao projeto, um para o pedal da

embreagem e outro para o pedal do acelerador. O sensor indutivo escolhido para o

caso foi o LJ12A34-Z/BX na qual a distância necessária para acionamento é de

2mm.

Figura 4 - Sensor indutivo LJ12A34-Z/BX

Especificações: - Modelo: LJ12A3-4-Z/BX - Tensão de operação: 6 - 36VDC - Corrente de saída: 300mA - Conexão: 3 fios - Polaridade: NPN - Distância de detecção: 4mm / 2mm para alumínio - Estado da saída: NA (normalmente aberto) - Comprimento do cabo: 110cm - Comprimento do sensor: 65mm - Diâmetro: 10mm - Peso: 40g

Fonte: MasterWalker (2018).

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3.1 PROJETO

Primeiramente após aquisição dos dados, será necessário a análise dos

mesmos para conhecimento de quais os dados referentes aos que serão utilizados,

é necessária a identificação dos valores referente à velocidade do veículo e da

rotação do motor. Como têm-se o problema de aquisição dos dados, o projeto terá

início a partir de um pré-programa apresentado no “Apêndice B” para conversão dos

dados para avaliar a situação. O programa irá funcionar da seguinte forma, após o

processo de aquisição e identificação dos dados, como os valores de entrada no

Arduino serão em hexadecimal, foi feita a conversão dos dados de hexadecimal para

decimais para facilitar as comparações para cada situação.

Tomo como base que o dispositivo emitira um sinal sonoro apenas se o pedal

da embreagem estiver acionado, porem não é este o intuito do projeto, visto que o

condutor pode estar realizando uma simples troca de marcha, e com isto não há a

necessidade de informá-lo, já que não esta realizando nenhuma ação errada.

Com base nisto, uma das condições para acionar o sinal sonoro seria, uma

rotação acima da rotação em marcha lenta, sua velocidade diferente de zero, o

acionamento do pedal do acelerador e o pedal da embreagem acionada durante um

tempo superior a 15 segundos, este caso seria para caso o veículo esteja em

movimento, pois esta combinação indica que o condutor provavelmente esta

descansando o pé no pedal da embreagem, pois acredita-se que 15 segundos para

troca de marcha já seria o suficiente. Outra condição seria, rotação do motor acima

da rotação em marcha lenta e o acionamento tanto do pedal da embreagem quanto

do acelerador e o marcador de velocidade em zero, neste caso não há a

necessidade de tempo, porque isto indica que o motorista esta fazendo meia

embreagem para manter o carro parado. Para os dois caso será emitido

imediatamente um sinal sonoro para alertar o condutor da má pratica.

Com base na teoria informada acima, foi criado um programa (Apêndice B)

para implementação da mesma na placa Arduino UNO para assim colocar em

prática o projeto proposto. Para isto, inicialmente foram criadas variáveis específicas,

apresentadas no Quadro 1, para cada um dos dados e sinais necessários para

criação das condições em que se deve alertar o condutor da má ação exercida por

ele. Foi criada duas variáveis “string” para receber os dados retirados do veículo, as

variáveis possuem este formato, pois os valores recebidos serão em hexadecimais.

21

A variável “inrot” receberá os valores referente a rotação do motor a partir da porta

de entrada 2 da placa Arduino utilizada e a variável “invel” será utilizada para os

valores de entrada da porta 4 que indicam a velocidade do carro, ambas são de total

importância para o funcionamento do código programado, por serem dois de quatros

dados de entrada para criação de condições. As outras duas variáveis de total

importância serão de formato inteira, pois serão responsáveis por receber as

informações dos sensores dos pedais de embreagem e acelerador, “sensoremb” e

“sensorvel” respectivamente.

Quadro 1 - Principais variáveis do programa

int rot = 0;

int vel = 0;

int sensoremb = 3;

int sensoraacel = 5;

int estado_sensoremb = 0;

int estado_sensoraacel = 0;

int inrot = 2;

int invel = 4;


Ainda no Quadro 1, a variável “rot” será utilizado para receber o resultado

referente a variação da rotação do motor, ela inicia-se em 0 (zero) para dependendo

dos valores recebidos da rotação do motor ela ira alterar-se para 1 (um), ela irá

permanecer em zero para os valores referentes a rotação em marcha lenta, ou seja,

rotação inicial do carro sem acionamento do acelerador, e para o carro desligado. Já

a variável “vel” assumirá o valor 1 (um) caso a velocidade real do veículo seja

diferente de 0 (zero).

Como os valores retirados para rotação do motor e velocidade estarão no

formato hexadecimal, foi necessário converter os valores para um valor inteiro, para

implementar nas condições de programação através dos códigos apresentados no

Quadro 2 (para rotação) e Quadro 3 (para velocidade).

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Quadro 2 - Função para definir a rotação do motor

rot(inrot) {

usigned int decrot = 0;

int nextrot;

for (int i=0;i<hexString.length();i++){

nextrot = int(hexString.charAt(i));

if(nextrot >=48 && nextrot <=57)

nextrot =map(nextrot,48,5,0,9);





nextrot =constrain(nextInt,0,15);

decrot = (decrot * 16) + nextrot;

}

return decrot;

}


Quadro 3 - Função para definir a velocidade do motor

vel(invel) {

usigned int decvel = 0;

int nextvel;


nextvel = int(hexString.charAt(i));

if(nextvel >=48 && nextvel <=57)

nextvel =map(nextvel,48,5,0,9);





nextvel =constrain(nextInt,0,15);

decvel =( decvel *16)+ nextvel;

}

return decvel;

}


23

Após conversão dos valores para as variáveis mencionadas, foi gerado um

script, apresentado no Quadro 4, para as variáveis referentes ao sensores.

Quadro 4 - Script dos sensores

void setup()

{

pinMode(inputemb, sensoremb);

}

void loop()

{

int leemb = digitalRead(inputemb);

if (leemb == LOW)

{

estado_sensoremb = 0;

}

else

{


}

}

void setup()

{

pinMode(inputvel, sensoravel);

}

void loop()

{

int leacel = digitalRead(inputvel);

if (leacel == LOW)

{

estado_sensoraacel = 0;

}

else

{


}

}


O script, ainda do Quadro 4, funciona da seguinte forma:

primeiramente: foi criada uma variável inteira “leemb” para receber o valor de

entrada digital da entrada “inputemb” na qual o valor é 3 (três), valor este

referente a porta de entrada utilizada da placa;

em seguida: foi criada a condição na qual caso o valor seja igual a LOW do

sensor a variável “estado_sensoremb” permanecerá igual a 0 (zero), caso

contrário, a variável “estado_sensoremb” receberá o valor igual a 1 (um), ou seja,

se o sensor estiver LOW, isso significa que o pedal ainda não foi acionado na

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qual o sensor do pedal de embreagem ainda reconhece que o pedal esta

próximo do sensor.

A mesma condição: foi criada para a variável “estado_sensoracel”, porém este

utilizar o valor de entrada da porta 5 da placa na qual recebe sinais do sensor

posicionado no pedal do acelerador.

Após alimentar as variáveis criadas com valores referentes aos dados

necessários para utilização retiradas do veículo e os valores de cada sensor, foram

criadas condições para o real propósito deste projeto.

Primeiramente, foi criada uma varável para acionar o buzzer, como mostra o

Quadro 5, para informar o condutor da ação indevida feito pelo mesmo.

Quadro 5 - Criação da variável para acionar o buzzer

const int buzzer = 10;

void setup() {

pinMode(buzzer,OUTPUT);

}


Em seguida, foram criadas as condições para acionamento do buzzer,

conforme mostra o Quadro 6. As condições foram as seguintes: caso a rotação do

motor estiver diferente do motor estar desligado ou diferente do valor de rotação em

marcha lenta, a velocidade estiver diferente de zero, o pedal da embreagem estiver

acionado e o pedal do acelerador também estiver acionado, o buzzer emitira o som

para alertar o condutor, caso contrário, desta condição o buzzer permanecera em

estado desligado.

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Quadro 6 - Código para acionamento do buzzer

void loop() {

Serial.begin(9600);

if ((inrot !=0) && (invel !=0)) {

if(estado_sensoremb!=0){

if(estado_sensorvel!=0){

tone(buzzer,1500);

delay(500);

}

}

}

else{

noTone(buzzer);

delay(500);

}

Serial.begin(9600);

if ((inrot !=0) && (invel =0)) {



tone(buzzer,1500);

delay(500);

}

}

}

else{

noTone(buzzer);

delay(500);

}

}


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4 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS

Visto que o projeto a principio seria realizado para o veículo Ford Fiesta 2008,

acredito que os dados que seriam retirados do mesmo possuiriam um formato

totalmente diferente dos outros modelos, podendo mesmo ser da mesma fabricante.

Portanto em relação ao funcionamento do dispositivo, seria totalmente funcional

conforme ofertado, porem para cada tipo de veículo teria de ser criado um modelo

para cada um, inviabilizando um produto único e universal. Em questões de custo, o

valor gasto é muito inferior ao que seria gasto para manutenção do veículo, em

relação ao veículo utilizado como base.

Por fim posso dizer que como se trata de um estudo de viabilidade, confirmo

que o dispositivo é viável para utilização e produção.

27

5 CITAÇÕES

Este trabalho de conclusão de curso somente foi realizado com a ajuda de

muitos professores ao longo do curso de pós graduação em sistemas embarcados

pela UTFPR, pois eu não possuía conhecimento suficiente para tal feito. Dentre eles

destaco: a) o coordenador do curso Prof. Dr. Kleber Kendy Horikawa Nabas pela

orientação deste projeto; b) Prof. M. Sc. Rodolfo Henrique Perdomo Freitas5 pela

matéria “Noções de Dinâmica Veicular” que auxiliou na aprendizagem do

funcionamento do sistema de embreagem; c) ao Prof. Dr. Max Mauro Dias Santos6

da matéria “Métodos, Processos e Ferramentas para Desenvolvimento de Software

Automotivo” na qual ensinou quais os passos para aquisição de dados do veículo; e

d) o Prof. Dr. Guilherme Alceu Schneider7 de “Sistemas de Controle” por repassar os

conhecimentos de programação.

5 Currículo Lattes: <http://lattes.cnpq.br/7014505252738050>. Acesso em: 05 nov. 2018. Contato: <[email protected]>. 6 Currículo Lattes: <http://lattes.cnpq.br/6212006974231025>. Acesso em: 05 nov. 2018. Contato: <[email protected]>. 7 Currículo Lattes: <http://lattes.cnpq.br/5770096930481375>. Acesso em: 05 nov. 2018. Contato: <[email protected]>.

28

6 CONCLUSÃO

Após realizar o estudo de viabilidade para um dispositivo de alerta para

acionamento indevido do pedal de embreagem para os condutores, obtive um pouco

mais de conhecimento em relação aos sensores indutivos, muito mais sobre o

dispositivo logico programável Arduino, visto que até então não tive muito contato

com a mesma. Pode-se dizer que o problema não foi resolvido, pois encontrou-se

problemas na aquisição de dados da rede CAN através do dispositivo OBD II, porém

independente do problema tido, acredita-se que o objetivo foi parcialmente

cumprido. O dispositivo pode ser utilizado para tal fim, mas será necessária a

criação de um modelo para cada um dos veículos existente atualmente.

29

REFERÊNCIAS

Arduino. Arduino: página oficial. Copyrigh© 2018a Arduino. Disponível em: <https://store.arduino.cc/usa/>. Acesso em: 20 nov. 2018.

Arduino. What is Arduino? Copyright© 2018b Arduino. Disponível em: <https://store.arduino.cc/usa/>. Acesso em: 20 nov. 2018.

CANALDAPEÇA. Disco de embreagem. Copyright© 2018a Canal da Peça S.A. Disponível em: <https://www.canaldapeca.com.br/guia-do-consumidor/disco-de-embreagem>. Acesso em: 22 nov. 2018.

CANALDAPEÇA. Tudo o que você precisa saber sobre OBD-II. Copyright© 2018b Canal da Peça S.A. Disponível em: <https://www.canaldapeca.com.br/blog/o-que-e-obd-ii/>. Acesso em: 24 nov. 2018.

MASTERWALKER. Sensor indutivo NPN de proximidade - LJ12A3-4-Z/BX ideal para projetos de CNC e de robótica utilizando Arduino e outros microcontroladores. Copyright© 2018 Masterwalker Shop. Disponível em: <https://www.masterwalkershop.com.br/sensor-indutivo-npn-de-proximidade-lj12a3-4-zbx>. Acesso em: 10 nov. 2018.

SOUZA, Fábio. Arduino UNO. Copyright© Embarcados, post publicado em: 29 nov. 2013. Disponível em: <https://www.embarcados.com.br/arduino-uno/>. Acesso em: 15 nov. 2018.

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APÊNDICE A: PESQUISA DE ABORDAGEM

1- Identificação Pessoal:

Nome: ___________________________________________________________

Nacionalidade: _____________________________________________________

Sexo: ____________________________________________________________

Idade: ____________________________________________________________

Na seguinte situação em que você esta dirigindo, porem esta fazendo algo de errado, mas sem a sua percepção, como você gostaria de ser abordado para sua correção caso haja um dispositivo próprio para isto:

( ) Abordagem visual ( através de um LED) ;

( ) Abordagem sonora ( através de um buzzer );

31

APÊNDICE B: PROGRAMA PARA AVALIAÇÃO DA SITUAÇÃO PARA ALERTA

int rot = 0;

int vel = 0;

int sensoremb = 3;

int sensoraacel = 5;

int estado_sensoremb = 0;

int estado_sensoraacel = 0;

string inrot = 2;

string invel = 4;

rot(inrot){

usigned int decrot = 0;

int nextrot;


nextrot = int(hexString.charAt(i));



if(nextrot >=65 && nextrot <=70) nextrot =map(nextrot,65,70,10,15);



nextrot =constrain(nextInt,0,15);

decrot =( decrot *16)+ nextrot;

}

return decrot;

}

vel(invel){

usigned int decvel = 0;

int nextvel;


nextvel = int(hexString.charAt(i));



if(nextvel >=65 && nextvel <=70) nextvel =map(nextvel,65,70,10,15);



nextvel =constrain(nextInt,0,15);

decvel =( decvel *16)+ nextvel;

}

return decvel;

}

void setup()

{

pinMode(inputemb, sensoremb);

}

32

void loop()

{

int leemb = digitalRead(inputemb);

if (leemb == LOW)

{


}

else

{


}

}

void setup()

{

pinMode(inputvel, sensoravel);

}

void loop()

{

int leacel = digitalRead(inputvel);

if (leacel == LOW)

{


}

else

{


}

}

const int buzzer = 10;

void setup() {

pinMode(buzzer,OUTPUT);

}

33

void loop() {

Serial.begin(9600);

if ((inrot !=0) && (invel !=0)) {



tone(buzzer,1500);

delay(500);

}

}

}

else{

noTone(buzzer);

delay(500);

}

Serial.begin(9600);

if ((inrot !=0) && (invel =0)) {



tone(buzzer,1500);

delay(500);

}

}

}

else{

noTone(buzzer);

delay(500);

}

}

Documents

ALERTA DE ACIONAMENTO DO PEDAL DE EMBREAGEM EM …repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/13982/1/CT_CESEB_IV... · apresentada ao Curso de Especialização em Sistemas Embarcados