TESTADOR DE MÓDULO CONTROLADOR OPERADOR DE … · antes fornecidas manualmente, evitando assim falha humana no decorrer do teste do ... ThyssenKrupp Elevadores, gerando assim, economia,

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL

FACULDADE DE ENGENHARIA

TESTADOR DE MÓDULO CONTROLADOR OPERADOR DE

PORTA DE ELEVADOR

Porto Alegre, 06 de dezembro de 2017.

Autor: Anderson Lindermann Ribeiro

Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul

Curso de Engenharia Elétrica ou Engenharia de Controle e Automação

Av. Ipiranga 6681, - Prédio 30 - CEP: 90619-900 - Porto Alegre - RS - Brasil

Email: [email protected]

Orientador: Prof. Júlio César Marques de Lima

Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul

Av. Ipiranga 6681, - Prédio 30 - Bloco F - Sala 216 - CEP: 90619-900 - Porto Alegre -

RS- Brasil

Email: [email protected]

RESUMO

O presente trabalho de conclusão de curso tem como objetivo a elaboração de uma

giga de teste para o módulo controlador e operador de porta de elevador da empresa

ThyssenKrupp Elevadores. Atualmente este teste é realizado manualmente e a ideia é

automatizar todo o processo. O trabalho será desenvolvido utilizando um

microcontrolador Cortex M0. Serão substituídas as entradas dos sinais realizadas de

forma manual pelo sistema automático, empregando o microcontrolador.

O microcontrolador lê o sinal de saída do módulo testado para cada combinação de

valores das entradas simuladas, e com base nessas respostas poderá determinar se houve

alguma inconformidade ou não. Não havendo inconformidade, serão simulados os pulsos

originalmente produzidos pela rotação do motor, para cada combinação de saída do

módulo testado. Esses pulsos serão lidos pelo módulo originando uma sequência de

2

caracteres no display do módulo, que é a interface que o módulo dispõe com o usuário.

Essa sequência de caracteres será lida por um sensor criado com a utilização de um

outro display LED Light Emmiter Diode de 7 segmentos, de mesmas dimensões, usado

agora como fotodiodos cuja disposição está relacionada com o display do módulo. Este

sensor enviará o estado do display para o microcontrolador validar o resultado do teste.

Assim o teste é automatizado utilizando um microcontrolador para simular as entradas

antes fornecidas manualmente, evitando assim falha humana no decorrer do teste do

módulo controlador de porta. Os resultados serão apresentados ao final do trabalho

seguidos de uma breve conclusão.

Palavras-interruptor: Giga de testes; automação de testes; módulo controlador operador

de porta; microcontrolador.

ABSTRACT

The present work of conclusion of course has as objective the elaboration of a

giga of test for the controller module and operator of elevator door of the company

ThyssenKrupp Elevadores. Currently this test is done manually and the idea is to

automate the whole process. The work will be developed using a Cortex M0

microcontroller. The inputs of the signals performed manually by the automatic

system, using the microcontroller, will be replaced. The microcontroller reads the

output signal of the module tested for each combination of simulated input values, and

based on these responses can determine if there was any nonconformity or not. If there

is no nonconformity, the pulses originally produced by the motor rotation will be

simulated for each combination of output of the tested module. These pulses will be

read by the module giving a sequence of characters in the display of the module, which

is the interface that the module has with the user. This sequence of characters will be

read by a sensor created using another 7-segment LED Light Emmiter Diode of the

same size, now used as photodiodes whose arrangement is related to the display of the

module. This sensor will send the status of the display to the microcontroller to validate

the test result. Thus the test is automated using a microcontroller to simulate the inputs

previously provided manually, thereby avoiding human failure during the course of the

gate controller module test. The results will be presented at the end of the work

followed by a brief conclusion.

3

Key-words: Giga Testing; Automation Testing; Door Operator Controller Module;

Microcontroller;

1 INTRODUÇÃO

Em todo e qualquer tipo de atividade executada por seres humanos, há sempre a

possibilidade de erros em sua realização. O ser humano está sujeito a diversas situações

durante o decorrer do dia e consequentemente durante a jornada de trabalho, seja cansaço,

desgaste emocional, estresse, e até mesmo distração. Esses fatores podem influenciar no

desempenho de suas atividades, podendo gerar erros na execução de tarefas,

principalmente aquelas que se tornam enfadonhas e repetitivas. A automatização de uma

determinada atividade quando bem elaborada, permite eliminar a falha humana no

processo de execução. Visando esse resultado, o presente trabalho propõe uma

automatização destinada ao teste do módulo operador de porta de elevador. No decorrer

deste artigo serão apresentadas a metodologia utilizada para realizar tal automatização,

os processos realizados, os modos de execução, os resultados obtidos, além da conclusão

e do referencial bibliográfico utilizado.

1.1 Tema de Pesquisa

O módulo controlador operador de porta de elevador mencionado neste artigo é

responsável por controlar o acionamento, a posição e a velocidade de deslocamento das

portas dos elevadores.

O controle de acionamento das portas é realizado através de comandos externos.

Durante o deslocamento do elevador, o módulo controlador operador de porta deve fazer

com que as portas permaneçam fechadas. As portas dos elevadores possuem dispositivos

de seguraça que realizam a leitura de barreiras intermediarias. Quando um módulo

controlador operador de porta aciona o fechamento das portas, este monitora os sinais

lidos pelos dispositivos de segurança. Se esses dispositivos indicarem a existencia de

algum obstáculo entre as mesmas, o módulo controlador operador de porta inverte a

rotação do motor, fazendo com que as portas voltem a se abrir até que esses obstáculos

não sejam mais identificadas, evitando assim acidentes.

Durante o deslocamento das portas, a rotação do motor envia pulsos a serem lidos

pelo módulo controlador operador de porta. Com base nesses pulsos o módulo pode

identificar a posição das portas e controlar a velocidade de deslocamento. Quando o

deslocamento das portas é ativado, a velocidade tende a ser mais elevada, diminuindo a

4

uma determinada distância do ponto final do deslocamento (fechamento total ou abertura

total).

1.2 Justificativa do Tema

A realização dos testes dos módulos operadores de porta é de suma importancia,

visto que o seu mal funcionamento pode gerar graves acidentes, como por exemplo o

esmagamento pela movimentação incorreta das portas, deslocamento do elevador com

portas abertas ou trancamento das mesmas.

O desenvolvimento da giga de testes para esse módulo, garantira a qualidade e o

bom funcionamennto dos módulos vindos de diferentes fornecedores, pois com a giga

desenvolvida serão testados os módulos evitando que sejam instalados com algum defeito

vindo de fábrica. Além da qualidade e do bom funcionamento dos módulos testados, a

giga de teste tornará possivel a realização do teste em diferentes locais, pois por ser

compacta e leve, torna possivel o seu deslocamento, deixando de ser necessário o

deslocamento do módulo para o laboratório de testes da ThyssenKrupp Elevadores,

gerando assim, economia, pois diminuirá o gasto com o transporte dos mesmos.

1.3 Objetivo do Trabalho

Esse trabalho tem como objetivo a elaboração de uma giga de testes automatica,

mais moderna e compacta do que a existente no laboratório de testes da ThyssenKrupp,

visando uma melhor qualidade nos testes realzados e economia, pois como citado no item

1.2, , por ser uma giga de testes compacta e leve, torna possivel o seu deslocamento,

deixando de ser necessário o deslocamento do módulo para o laboratório de testes da

ThyssenKrupp Elevadores, gerando assim, economia, pois diminuirá o gasto com o

transporte dos mesmos.

.

1.4 Delimitações do Trabalho

O presente trabalho se limita à automatização do teste elétrico do módulo

controlador operador de porta, cabendo ao técnico responsavel pelos testes a

responsabilidade da inspeção visual e rastreabilidade do módulo através de seu código de

barras.

5

2 REFERENCIAL TEÓRICO

Neste tópico serão apresentados os conhecimentos teóricos necessários para o

desenvolvimento desde trabalho. Alguns conhecimentos são adquiridos através de

pesquisas em livros, sites da internet ou de materiais fornecidos pelos professores no

decorrer do curso.

2.1 Dispositivos de segurança mais utilizados em portas de elevadores

Todos os dias, o tempo todo, as portas dos elevadores abrem e fecham permitindo

o acesso dos usuários ao seu destino. As portas dos elevadores são elementos essenciais

na funcionalidade e segurança do equipamento, sendo responsáveis em boa parte pela

experiência dos passageiros. Portanto, é imprescindível que as portas estejam em perfeito

estado e funcionamento.

Sendo um sistema complexo, as portas dos elevadores contêm diversos dispositivos

e componentes que asseguram a integridade física dos passageiros e a praticidade no uso

do transporte vertical que são:

a) Barreira Eletrônica: Trata-se de um sistema eletrônico que emite feixes de luz

infravermelha (portanto, invisíveis aos olhos), que impede o fechamento da porta quando

pessoas ou objetos passam ao entrar ou sair da cabina;

Para o caso do módulo controlador operador de porta esse é o sensor monitorado

para detectar qualquer obstrução nas portas.

b) Barreira Mecânica: Presente em elevadores mais antigos, também age interrompendo

o fechamento da porta durante a entrada ou saída de pessoas, porém, diferentemente da

barreira eletrônica, a porta precisa esbarrar no obstáculo para reverter o movimento da

porta;

c) Fechador e Trinco: O fechador é o componente responsável por fazer com que o

fechamento da porta aconteça de forma suave, sem gerar atritos nem ruídos. O trinco, por

sua vez, é o dispositivo que garante que a porta de pavimento permaneça devidamente

trancada durante o funcionamento do elevador;

6

d) Protetor de ilhós: Evita que a porta do equipamento seja aberta por uma pessoa não

autorizada quando a cabina não estiver no andar [1].

2.2 Giga de testes

A giga de testes elaborada nesse trabalho é um testador desenvolvido para

executar manutenções em bancada ou campo de módulos eletrônicos com a finalidade de

facilitar detecção de algum problema no equipamento testado.

2.3 Automação de teste

A palavra automação está diretamente ligada ao controle automático, ou seja, ações

que não dependem da intervenção humana. Este conceito é discutível pois a “mão do

homem” sempre será necessária, pois na sua ausência não seria possível a construção e

implementação dos processos automáticos. Historicamente, o surgimento da automação

está ligado com a mecanização, sendo muito antigo, remontando da época de 3500 e 3200

a.C., com a utilização da roda. O objetivo era sempre o mesmo, o de simplificar o trabalho

do homem, de forma a substituir o esforço braçal por outros meios e mecanismos,

liberando o tempo disponível para outros afazeres, valorizando o tempo útil para as

atividades do intelecto, das artes, lazer ou simplesmente entretenimento (Silveira &

Santos, 1998). Enfim, nos tempos modernos, entende-se por automação qualquer sistema

apoiado em microprocessadores que substitua o trabalho humano [2].

Para a automação do teste do módulo controlador operador de porta serão

necessárias as simulações das entradas antes feitas manualmente, e a leitura das saídas

para cada entrada gerada. Após a geração de pulsos para simulação de deslocamento e

leitura do display de interface com usuário. Estes passos serão explicados mais

detalhadamente no tópico referente a metodologia.

2.4 Diodo Emissor de Luz (LED)

Um LED é um diodo especial capaz de emitir luz. Quando um LED se encontra

diretamente polarizado, os elétrons livres pertencentes ao semicondutor do tipo N

atravessam a junção, eliminando as lacunas existentes no semicondutor do tipo P. Ao

eliminarem as lacunas, descem da banda de condução para a banda de valência liberando

energia. Num diodo convencional, a liberação de energia é manifestada sob a forma de

calor, no caso dos LED, manifesta-se essencialmente pela emissão de luz.

7

O diodo emissor de luz não é composto por silício como o diodo retificador, pois o

silício é opaco. Em vez de silício, utilizam-se outros materiais semicondutores, como

fosforeto de Gálio (GaP), cujo número de fótons de luz emitidos é suficiente para emitir

luz de forma eficiente. O diodo emissor de luz emite luz apenas quando diretamente

polarizado. A cor da luz emitida depende do semicondutor utilizado, assim como dos

materiais dopantes.

Um foto diodo é um diodo sensível a luz, que é utilizado para converter sinais

luminosos em sinais elétricos. O seu princípio de funcionamento baseia-se no fato de a

corrente de saturação variar de forma quase linear com a intensidade luminosa, quando o

diodo se encontra inversamente polarizado [3].

Para a criação do sensor do display LED de 7 segmentos, foi aplicada a propriedade

do fotodiodo sobre um segundo display LED de 7 segmentos e medida as variações de

tensão ocorridas em seus pinos. Com esse teste foi possível verificar que quando

colocados dois displays de frente um ao outro, a incidência de luz emitida pelo primeiro,

é capaz de gerar sinais elétricos no segundo display, possibilitando o seu uso como um

sensor que lê display LED de 7 segmentos.

2.5 Placa STM32 Núcleo-64

A placa STM32 Núcleo-64 fornece uma maneira acessível e flexível para que os

usuários possam experimentar novos conceitos e construir protótipos com os

microcontroladores STM32 no pacote LQFP64, escolhendo a partir das várias

combinações de desempenho, o consumo de energia e a disponibilidade de recursos. O

Arduino ™ suporte de conectividade Uno V3 e cabeçalhos do ST morfo permitem

expandir facilmente a funcionalidade da plataforma de desenvolvimento aberta Núcleo

com uma ampla escolha de shields especializados. A placa STM32 Núcleo não requer

qualquer gravador separado, uma vez que integra o debbugger ST-LINK / V2-1 e

programador. A placa STM32 Núcleo vem com o abrangente software biblioteca HAL

STM32 juntamente com vários exemplos de pacotes de software, bem como acesso direto

à ARM ® mbed ™ [4].

2.6 STM32CubeMX

O STM32CubeMX faz parte da iniciativa original STMicroelectronics STMCube

™ para facilitar a vida dos desenvolvedores, reduzindo o esforço de desenvolvimento,

tempo e custo. STM32Cube cobre todo o portfólio STM32.

8

O STM32CubeMX é uma ferramenta gráfica que permite uma configuração muito

fácil de microcontroladores STM32 e a geração do código C de inicialização

correspondente através de um processo passo a passo.

O primeiro passo consiste em selecionar o microcontrolador STMicroelectronics

STM32, que corresponde ao conjunto de periféricos necessário.

O usuário deve então configurar cada software embutido requerido, graças a um

solucionador de conflito de pinout, um auxiliar de configuração de clock, uma calculadora

de consumo de energia e um utilitário que executa a configuração periférica de MCU

(GPIO, USART, ...) e pilhas de middleware (USB , TCP / IP, ...).

Após a configuração, o usuário lança a geração do código C de inicialização com

base na configuração selecionada e este código estará pronto para ser usado em vários

ambientes de desenvolvimento [5].

3 METODOLOGIA

Neste item serão descritas as etapas necessárias para a execução do trabalho,

utilizando um diagrama em blocos, visto na figura 1. O diagrama indica a ordem a ser

executada e a denomimação de cada uma dessas etapas. A execução de cada etapa é

descrita a partir do item 4, entitulado aplicação da metodologia proposta.

Figura 1 - Diagrama em blocos descrevendo as etapas empregadas na metodologia.

Fonte: Autoria própria

9

3.1 Estudo da placa a ser testada

Para a elaboração de um testador, inicialmente é necessário ter conhecimento do

funcionamento do que será testado, neste caso o módulo controlador operador de porta

do elevador.

3.2 Medições dos pinos de entradas e saídas

Com as localizações dos pinos de entradas e saidas através do esquema elétrico do

módulo a ser testado, é possivel analisar o comportamento de cada pino da placa através

do uso de um osciloscópio e de um multimetro. Essa etapa é essencial para que possam

ser simuladas todas as funções do módulo a ser testado.

3.3 Criação de periféricos e sensores

Como a tensão de alimentação e dos sinais de entrada e saída do módulo controlador

operador de porta são maiores que as suportadas pela placa Núcleo 64, onde está

localizado o microcontrolador responsável pelo teste, torna-se necessária a utilização de

circuitos e sensores que possam realizar a interação entre a placa e o software de teste e

o módulo testado.

3.4 Programação do microcontrolador

Para que possam ser simuladas todas as sequências de entradas do módulo a ser

testado, e lido suas saídas ou dados dos sensores, faz-se necessária a programação do

microcontrolador, contendo nesse programa um código capaz de gerar e ler todas as

sequências e resultados obtidos para cada entrada/saída.

3.5 Teste e análise dos resultados

Como foi citado anteriormente, para que o código de teste seja considerado

eficiente, deve ser capaz de interagir com o hardware testado, de forma a simular

todas as possíveis entradas de sinais do hardware, e interpretar seus sinais de saída,

verificando se o mesmo apresenta as saídas apropriadas para cada entrada

simulada.

Sendo capaz de realizar esse processo, com base nas interpretações dos sinais

lidos, o software deve validar o teste considerando os resultados obtidos, sendo que

esses resultados podem variar entre módulo aprovado ou módulo reprovado.

10

4 APLICAÇÃO DA METODOLOGIA PROPOSTA

Neste item será descrito como foram realizadas todas as etapas necessárias para

a realização do trabalho, seguindo a ordem de execução apresentada no diagrama de

blocos da figura 1 e os resultados obtidos em cada uma dessas etapas.

4.1 Estudo da placa a ser testada

Com a utilização do esquema elétrico do módulo a ser testado, e analisando o seu

funcionamento durante os processos de teste em bancada com o testador já existente, foi

possível entender o seu funcionamento e localizar os pontos de alimentação, entradas e

saídas dos módulos, itens cruciais para o desenvolvimento do testador proposto nesse

trabalho.

O teste de bancada é realizado usando o testador já existente, ilustrado na figura 2,

a seguir, seguindo a seguinte rotina:

1. Ligar o disjuntor. Se os conectores estiverem ligados corretamente, o motor gira no

sentido anti-horário e no módulo MCOP aparece J (piscando).

2. Ligar o interruptor RAP. Neste momento o Motor deve girar no sentido horário e o

módulo MCOP deve permanecer apresentando a letra J (piscando).

3. Desligar RAP. O motor deve voltar a girar no sentido inicial (anti-horário) e continuar

apresentando a letra J piscando.

4. Ligar P24 até que o módulo MCOP apresente a letra A constantemente ligada. Este

passo deve acionar o freio do motor.

5. Desligar P24. O motor deverá permanecer parado e o módulo MCOP continuará

apresentando a letra A constantemente ligada.

6. Ligar a interruptor RAP novamente. Neste passo o motor dará um pulso rápido e depois

reduzirá sua velocidade. No módulo MCOP deverá apresentar o número 7 constante.

7. Desligar RAP. O motor deverá girar no sentido inverso e parar. O módulo MCOP

apresentará a letra A constante.

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8. Ligar RAP. Mais uma vez o motor dará um pulso rápido e depois ficará lento. No

módulo MCOP aparecerá 7 constante.

9. Ligar P27. Neste passo o motor deve parar e o módulo MCOP apresentará a letra F

constantemente ligada.

10. Desligar RAP e P27 juntos. MCOP voltará a apresentar A constantemente ligado e o

motor permanecerá parado.

Observação: Quando realizar o passo 4 e não aparecer a letra “A” constante.

Reiniciar o processo cuidando para antes de acionar o passo 4, ligar o P27. Desligar o P27

e depois continuar o passo 4. Neste instante aparecerá a letra “A”.

Figura 2 – Testador e módulo controlador operador de porta de elevador

a) Testador de bancada b) Módulo testado


Com base na rotina de teste descrita, e visualizando o comportamento do módulo

durante cada etapa, foi constatado que os botões RAP e P27, correspondem às entradas

manuais realizadas no teste de bancada e que o botão P24 do testador atua diretamente no

freio do motor. Além disso foi possível também observar as variações do display LED 7

segmentos para cada etapa do teste.

O módulo monitora a velocidade e o deslocamento das portas através dos pulsos do

encoder fixado no eixo do motor, lidos pelos pinos do conector CN2 do módulo

controlador operador de porta.

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4.2 Medições dos pinos de entradas e saídas

O módulo controlador operador de porta possui 6 conectores totalizando 23 pinos

ao todo, sendo especificados a seguir por meio de quadros ou textos descritivos:

Conector CN 1: Usado para programação do módulo controlador operador de porta,

não utilizado durante os testes ou atuação em campo.

Conector CN 2: Corresponde aos dados gerados pelo encoder. Nos pinos desse

conector são lidos os pulsos que indicam o deslocamento das portas. Esse conector possui

4 vias, por onde entram os sinais gerados pelo encoder. Esses sinais foram medidos

atraves do osciloscópio Keysight Infitiivision dso-x-2024a e são apresentados a seguir nas

figuras 3, 4 e 5.

Figura 3: Sinal AD (superior) e sinal AD negado (inferior)

Fonte: Autoria própia

Os sinais AD e AD negado são lidos através dos pinos 1 e 2 do conector CN2.

13

Figura 4: Sinal BD (superior) e sinal BD negado (inferior)


Os sinais BD e BD negado são lidos através dos pinos 3 e 4 do conector CN2.

Para que esses sinais pudessem ser simulados foi necessário saber sua amplitude e

as diferenças dos periodos dos mesmos para deixar a simulação o mais realista possivel.

Para isso foram medidos os sinais AD e BD, não se fazendo necessária a leitura dos

demais, visto que são os mesmos porém negados.

Figura 5: Sinal AD (suprior) e sinal BD (verde)


14

Com base na interpretação da figura 5 foi visto que os sinais AD e BD tratam-se

dos mesmos sinais porém lidos em pinos diferentes, portanto os sinais AD e AD negado,

BD e BD negado podem ser simulados com apenas dois sinais, que são os mesmos

defasados em 180°.

Conector CN 3: Corresponde a alimentação do encoder responsavel por gerar os

pulsos lidos pelo módulo para leitura do movimento das portas. Seus pinos são

apresentados no quadro 1 a seguir.

Quadro 1: Dados dos pinos do conector CN3


Como pode ser visto no quadro 1, os pinos 1 e 2 do conector CN3 não corresponde

a nenhuma entrada ou saida, já os pinos 3 e 4 são referentes a alimentação do encoder.

Essa alimentação é gerada pela próprrio módulo controlador operador de porta.

Conector CN4: O conector CN4 possui 4 vias, nele são lidos os comandos de

entrada no módulo controlador operador de porta, como pode ser visto a seguir no quadro

2.



Os valores P27 e RAP corresponde as entradas que antes seriam feitas manuais

durante o periodo de teste, ou através de sensores em campo. Para simula-las é necessaria

uma tensão de 24V. As entradas trabalham como entradas digitais, onde 24V corresponde

ao nivel lógico 1(alto) e 0V ao nivel lógico 0 (baixo).

Na útima linha do quadro é possivel ver a máxima corrente medida em cada pino

durante o teste de bancada realizado com a ultilização do multimetro Fluke 289.

Conector CN5: Esse conector é o responsável pelo acionamento do motor de

deslocamento da porta, pois através dele, é modificado os valores lidos pelo inversor de

frequência responsável pelo comportamento do motor CA – Corrente Alternada, utilizado

para movimentar as portas. Nele também é ativado o comando de freio do motor.

A seguir no quadro 3 são apresentados os pinos do conector CN5.

1 2 3 4

- - GND 5V

Pinos do conector CN3

Pino 15 16 17 18

Correspone a: - P27 - RAP

Corrente I(A) 0 0,598mA 0 0,599mA


15



Os pinos de 9 a 12 são ligados diretamentes ao inversor de frequência, sendo de 9

a 11 alimentados com 15Vcc e o pino 12 o GND do inversor. O Pino 13 é a alimentação

do freio, ele é alimentado com 24Vcc da fonte que alimenta o módulo controlador

operador de porta, e o pino 14 é a saída para o freio do motor, quando ativo libera os 24V

do pino 13 para o motor, fazendo com que o mesmo pare de girar.

Na última linha do quadro 3 são apresentadas as correntes máximas medidas nos

pinos com o multimetro.

Conector CN6: Este conector possui 4 vias e é o responsável pela alimentação geral

do modulo controlador operador de porta. A identificação dos pinos e as correntes

máximas consumidas podem ser visto a seguir no quadro 4.



4.3 Criação de periféricos e sensores

Conforme citado no item 3.3 deste trabalho, a tensão de alimentação e dos sinais de

entrada e saída do módulo controlador operador de porta são maiores que as suportadas

pela placa Núcleo 64, onde está localizado o microcontrolador responsável pelo teste,

tornando-se necessário a utilização de circuitos e sensores que possam realizar a interação

entre a placa e o software de teste e o módulo testado. Portanto, foram projetados 3

circuitos periféricos para efetuar uma adequação destas tensões, sendo eles a fonte de

alimentação da placa Núcleo-64, o circuito de controle das entradas e o circuito para

leitura das saídas do módulo testado.

Pino 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Corresponde a: - - - INV INV INV INV GND INV 24V Freio

Corrente I(A) 0 0 0 9,87mA 10,41mA 9,87mA 9,87mA 0 556mA 72mA


Pino 1 2 3 4

Corresponde a: GND 24V - -

Corrente I(A) 0 101,21mA 0 0


16

4.3.1 Criação da placa fonte

Os pinos 2 e 13 do módulo controlador operador de porta são alimentados

diretamente a fonte de alimentação 24Vcc.

Para tornar o testador portátil, sem depender da conexão Núcleo-64/computador

para alimentar o processador, foi projetado um circuito com a finalidade de alimentar o

mesmo. O Núcleo-64 ligado a uma fonte externa precisa de uma alimentação de 5Vcc a

12Vcc. Para atender a essa necessidade, levando em consideração as informações

presentes no datasheet do componente [6] foi utilizando o regulador de tensão LM7812,

como pode ser visto no esquema elétrico a seguir:

Figura 6: Fonte de alimentação para o Núcleo - 64


No circuito apresentado acima, os GND’s do circuito estão todos interligados no

pino 1 do conector J1, onde é ligado o GND da fonte de alimentação 24Vcc. No pino 2

do conector J1 é ligado os 24Vcc da fonte, alimentando o LM7812, que regula a tensão

em sua saída Vo (pino 2 do conector J2) em 12Vcc. Assim no conector J2 do circuito da

figura 6, tem-se a tensão de 12Vcc necessária para alimentar o Núcleo-64.

Para garantir que o módulo operador de porta não seja alimentado antes de iniciar

o teste, foi projetado o circuito apresentado na figura 7, que consiste de um driver de

elevação do sinal com isolação óptica.

1

2

J1

CONN-SIL2

1

2

J2

CONN-SIL2

VI1

VO3

GN

D2

U17812

17

Figura 7: Circuito para alimentação 24Vcc dos módulos a serem testados


O funcionamento desse circuito ocorre da seguinte forma: No pino 1 do conector

J3, é lida a tensão de 3,3Vcc oriunda do Núcleo-64 e o pino 1 do conector J4 é conectado

a tensão de 24Vcc da fonte de tensão. Quando o optoacoplador 4N25 recebe a alimentação

de 3,3Vcc faz com que haja condução do coletor para o emissor do seu transistor, fazendo

com que a tensão nos pinos 2, 3 e 4 em J4 seja 0Vcc, e quando recebe 0Vcc, faz com que

a tensão nesses pinos seja de aproximadamente 24Vcc.

Para que esse circuito tenha um bom funcionamento, foi levado em consideração

os dados do datasheet do optoacoplador 4N25 [7].

O cálculo para dimensionamento dos resistores do circuito acima levou em

consideração para o cálculo de R1 que o LED do 4N25 trabalha com uma corrente

máxima de 10mA e uma tensão de 2Vcc e considerou uma corrente coletor-emissor

também de 10mA. Sendo assim tem-se que:

𝑅1 = 𝑉𝑖𝑛 − 𝑉𝐿𝐸𝐷

𝐼𝐿𝐸𝐷 (𝑒𝑞. 1)

Onde R1 = Resistor de entrada do 4N25, Vin = 3,3Vcc oriunda do Núcleo-64,

VLED= 2Vcc (tensão de trabalho do LED) e ILED=10mA, corrente do LED. Logo:

𝑅1 = 3,3𝑉𝑐𝑐 − 2𝑉𝑐𝑐

10𝑚𝐴= 130Ω

Como não existe esse valor comercial de resistor, foi utilizado o resistor de 150Ω,

que modificou a corrente no ILED para 8,66mA.

Para o cálculo de R2, foi utilizada a equação 2 a seguir:

1

2

J3

CONN-SIL2

A

K

C

E

B

1

2 4

5

6

U3

4N25

R1

150

R227k

1 2 3 4

J4CONN-SIL4

18

𝑅2 =𝑉𝑖𝑛 − 𝑉𝐶𝐸(𝑠𝑎𝑡)

𝐼𝐶𝐸 (𝑒𝑞. 2)

Onde R2 é o resistor do coletor do 4N25, Vin = 24Vcc, VCE(sat) = 0,1 Vcc e ICE

= 1mA, logo:

𝑅2 = 24𝑉𝑐𝑐 − 0,1𝑉𝑐𝑐

1𝑚𝐴= 23900Ω

O resistor comercial mais próximo desse valor, e que não excede a corrente de 1mA

é o resistor de 27kΩ, que limita a corrente em 0,885mA.

Após o dimensionamento do circuito fonte, foram realizados os testes com

protoboard e elaborada uma placa de circuito impresso apresentada no item 4, intitulado

testes e análise dos resultados. A seguir pode ser visto na figura 8, a simulação de como

deve ficar a placa fonte projetada:

Figura 8: Layout da placa fonte simulada

a) Layout das trilhas b) Localização dos componentes


4.3.2 Criação da placa de controle das entradas

Como citado no item 3.3 da metodologia, o microcontrolador e o módulo a ser

testado trabalham com tensões diferentes. Para poder realizar o acoplamento entre eles,

foi necessária a criação de um circuito periférico (placa de controle). Este circuito é

composto por 5 optoacopladores, que quando recebem sinal vindo dos pinos dos

processadores, atuam nas entradas do módulo a ser testado. A seguir, na figura 9, pode-

19

se ver os circuitos projetados para acionar as entradas de 24Vcc e 15Vcc do módulo

controlador de porta de elevador.

Figura 9: Circuito de acionamento das entradas 24Vcc


Nos pinos 2, 3 e 4 do conector J1, são lidas as tensões de 3,3Vcc oriunda do Núcleo-

64 e nos pinos 2, 3 e 4 do conector J4 é conectado a tensão de 24Vcc da placa projetada

como fonte de tensão. O optoacoplador 4N25 quando recebe a alimentação de 3,3Vcc faz

com que haja condução do coletor para o emissor do seu transistor, fazendo que a tensão

nos pinos J3, J8 e J9 seja aproximadamente 0Vcc, e quando recebe 0Vcc, faz com que a

tensão nesses pinos seja de aproximadamente 24Vcc.

Para que esse circuito funcione adequadamente, foi levado em consideração os

dados do datasheet do optoacoplador 4N25 [7].

Os cálculos para dimensionamento dos resistores do circuito da figura 9, foram

realizados da mesma forma que no circuito da placa fonte. Para os resistores R1, R3 e R5

foram utilizados a mesma equação e dados utilizados para calcular o R1 da fonte (eq.1).

Da mesma forma, para o dimensionamento dos resistores R2, R4 e R6 foram utilizadas a

mesma equação e dados utilizados para calcular o valor de R2 da fonte (eq.2).

A

K

C

E

B

1

2 4

5

6

U1

4N25

R1

130

R227k

A

K

C

E

B

1

2 4

5

6

U2

4N25

R3

150

R427k

A

K

C

E

B

1

2 4

5

6

U3

4N25

R5

150

R627k

1

2

3

4

J1

SIL-100-04

1 2 3 4

J2CONN-SIL4

1

J3

CONN-SIL1

1

J8

CONN-SIL1

1

J9

CONN-SIL1

20

Para gerar as tensões de 15Vcc que alimentam os pinos 8, 9 10 e 11 do conector

CN5 do módulo testado, são utilizados 4 reguladores de tensão 7815, que atuam

recebendo a tensão de 24Vcc da fonte, e liberando para os pinos 3, 4, 5 e 6 do conector

J4 as tensões de 15Vcc. No pino 1 do mesmo conector é a entrada dos 24Vcc da fonte

que alimenta os reguladores e no pino 2 o GND, como pode ser visto a seguir na figura

10.

Figura 10: Ligação dos reguladores de tensão 7815 na placa de controle


Para geração dos pulsos simulados para o conector CN2 do módulo controlador

operador de porta de elevador, foi projetado o circuito da figura 11, onde é utilizada como

tensão de alimentação a própria tensão de 5Vcc gerada pelo módulo a ser testado. Assim

durante essa etapa do teste já poderá ser medido e analisado o valor de tensão gerado

nesse conector e ser visto se está dentro da conformidade. Os pulsos serão gerados através

dos acionamentos dos pinos de entrada e saída do microcontrolador e apresenta o mesmo

comportamento do circuito da figura 10, tendo como diferença os valores de Vin que deve

VI1

VO3

GND

2U47815

1 2 3 4 5 6

J4ARDUINO-SIL6

VI1

VO3

GND

2

U57815

VI1

VO3

GND

2

U67815

VI1

VO3

GND

2

U77815

21

ser utilizado para o dimensionamento dos resistores R8 e R10 (cálculo apresentado no

decorrer do item).

Figura 11: Circuito simulador de pulsos


O circuito da figura 11 apresenta o seguinte funcionamento: Nos pinos 1 e 4 do

conector J5, é ligada a alimentação 5Vcc geradas pelo módulo testado. No pino 1 são

ligados os resistores R8 e R10, utilizados para limitar a corrente no transistor do

optoacoplador. Essa tensão será transformada em pulsos conforme o acionamento das

entradas dos pinos 1 dos optoacopladores U8 e U9. Essas entradas são acionadas através

do microcontrolador que gera os pulsos nos conectores J6 e J7. Os pulsos gerados pelo

microcontrolador são de 3,3Vcc e apresentam defasagem de 180°, assim são simulados

os pulsos AD, BD, AD negado e BD negado. Ainda no pino 4 do conector J6, pode ser

medida a tensão de 5Vcc gerada pelo módulo testado. Os pinos 1 e 3, 2 e 4 do conector

J7, são as saídas dos pulsos simulados para o teste do módulo controlador operador de

porta de elevador.

O cálculo para dimensionamento dos resistores do circuito levou em consideração

para o cálculo de R7 e R9 que o LED do 4N25 trabalha com uma corrente máxima de

10mA e uma tensão de 2Vcc e considerou uma corrente coletor-emissor de 10mA. Sendo

assim temos que:

1234

J5SIL-100-04

A

K

C

E

B

1

2 4

5

6

U8

4N25

R7

150

R85.6k

A

K

C

E

B

1

2 4

5

6

U9

4N25

R9

150

R105.6k

1 2 3 4

J7SIL-100-04

1

J6

CONN-SIL1

1

J10

CONN-SIL1

22

𝑅7 𝑒 𝑅9 = 𝑉𝑖𝑛 − 𝑉𝐿𝐸𝐷

𝐼𝐿𝐸𝐷= (𝑒𝑞. 3)

Onde R1 = Resistor de entrada do 4N25, Vin = 3,3Vcc oriunda do Núcleo-64,

VLED= 2Vcc (tensão de trabalho do LED) e ILED=10mA, corrente do LED. Logo:

𝑅7 𝑒 𝑅9 = 3,3𝑉𝑐𝑐 − 2𝑉𝑐𝑐

10𝑚𝐴= 130Ω

Como não existe esse valor comercial de resistor, foi utilizado o resistor de 150Ω,

que modificou a corrente no ILED para 8,66mA.

Para o cálculo de R8 e R10, foi utilizada a equação a seguir:

𝑅8 𝑒 𝑅10 =𝑉𝑖𝑛 − 𝑉𝐶𝐸(𝑠𝑎𝑡)

𝐼𝐶𝐸= (𝑒𝑞. 4)

Onde R2 = Resistor do coletor do 4N25, Vin = 24Vcc, VCE(sat) = 0,1 Vcc e ICE

= 1mA, logo:

𝑅8 𝑒 𝑅10 = 5𝑉𝑐𝑐 − 0,1𝑉𝑐𝑐

1𝑚𝐴= 4900Ω

O resistor comercial mais próximo desse valor, e que não excede a corrente de 1mA

é o resistor de 5,6kΩ, que limita a corrente em 0,87mA.

A seguir pode ser visto na figura 12, a simulação de como deve ficar a placa de

controle projetada:

Figura 12: Layout da placa de controle das entradas simulada


Assim como a placa fonte, a placa de controle também será apresentada no item 4,

intitulado testes e análise dos resultados.

23

4.3.3 Criação da placa de leitura das saídas do módulo testado

Para finalizar os circuitos periféricos, foi projetada uma placa para auxiliar nas

medições das saídas dos módulos testados. Essa placa tem por objetivo rebaixar as tensões

de 24Vcc, 15Vcc e 5Vcc do módulo testado para 3,3Vcc para serem lidas pelo

microcontrolador. Nela também estão presentes os valores gerados pelo sensor de display

projetado para este trabalho.

Para a leitura das tensões 15Vcc foram projetados os circuitos da figura 13, como

pode ser visto a seguir:

Figura 13: Divisores de tensões para leitura dos 15Vcc


O pino 1 do conector J1 deste circuito corresponde ao GND, e os pinos de 2 a 5 do

mesmo conector são as entradas de 15Vcc para leitura. Essa tensão é rebaixada para

aproximadamente 3,3Vcc com a utilização da série resistor + diodo zener, utilizado para

garantir que essa tensão não ultrapasse os 3,3Vcc e consequentemente queime o pino de

entrada/leitura do microcontrolador. Além disso, para cada saída do módulo testado, é

utilizado um LED para demonstração de seu estado.

A seguir é apresentado o cálculo para dimensionamento dos circuitos para rebaixar

as tensões de saída de 15Vcc para 3,3Vcc.

𝑅1 = 𝑉𝑜 − 𝑉𝑑𝑧

𝑖 (𝑒𝑞. 5)

R1680

R3150

D2LED

D11N4728A

R4680

R6150

D3LED

D41N4728A

R7680

R9150

D5LED

D61N4728A

R10680

R12150

D7LED

D81N4728A

1 2 3 4 5

J1CONN-SIL5

1

J2

CONN-SIL1

1

J3

CONN-SIL1

1

J4

CONN-SIL1

1

J5

CONN-SIL1

24

Onde R1 é o resistor de entrada, utilizado para limitar a corrente e não permitir que

Vo chegue diretamente ao diodo zener, Vo = tensão de saída do módulo testado, Vdz =

tensão do diodo zener e i a máxima corrente do circuito. Logo:

𝑅1 = 15𝑉𝑐𝑐 − 3,3𝑉𝑐𝑐

96𝑚𝐴= 121,87Ω

R2 = 121,87Ω, valor comercial utilizado 120Ω.

Como são 4 leituras de 15Vcc que devem ser lidas, foram projetados 4 circuitos

idênticos ao dimensionado anteriormente, logo R1 = R4 = R7 = R10 = 120 Ω.

Para a leitura das tensões de 24Vcc e 5Vcc dos módulos testados foram utilizados

os circuitos apresentados na figura 14.

Figura 14: Divisores de tensão para as leituras de 24Vcc e 5Vcc.


Para o dimensionamento dos resistores de entrada destes circuitos foi utilizada a

equação 6 apresentada anteriormente, obtendo-se os valores apresentados no quadro 5

para cada tensão de entrada.

Quadro 5: Valores de tensões medidas


R13220

R15150

D9LED

R1618

R18150

D11LED

D121N4728A

1

J6CONN-SIL1

1

J7CONN-SIL1

1

J8

CONN-SIL1

1

J9

CONN-SIL1

D101N4728A

Vin= 24Vcc Vin= 5Vcc

R13= 220Ω R16= 18Ω

Vo= 3,3Vcc Vo= 3,3Vcc

25

Como todos os LED’s desse circuito estão em paralelo com os diodos Zeners de

3,3Vcc, o dimensionamento deles ocorreu igualmente aos dos LEDs dos optoacopladores,

obtendo-se assim os mesmos valores de resistores e correntes.

Nessa placa, além dos circuitos de leitura das saídas dos módulos testados, temos

também a leitura do sensor de display, projetado da seguinte forma:

Inicialmente foi testado um display 7 segmentos para verificar se todos os seus

segmentos estavam ok. A seguir na figura 15, pode ser visto o esquema elétrico do circuito

montado para teste.

Figura 15: Circuito montado para teste do display 7 segmentos


Pelo fato de o display escolhido para teste ser do tipo anodo comum, é preciso que

para que seus segmentos acendam, a tensão no pino comum seja maior que nos pinos de

saídas dos segmentos, portanto a parte positiva da fonte foi ligada ao pino comum do

display.

Como os segmentos dos displays são construídos com LED’s é necessário tomar

cuidado com a corrente para que os mesmos não queimem. A corrente necessária para

acender um LED comum é de aproximadamente 10mA. Para limitar essa corrente foram

necessários a utilização dos resistores nos segmentos dos displays, sendo esses,

calculados utilizando a Lei de Ohm demonstrada abaixo.

𝑉 = 𝑅𝑥𝐼 (𝑒𝑞. 8)

Onde:

V: Tensão [V];

R= Resistencia [Ω];

I= Corrente [A]

26

𝑅 =𝑉

𝐼=

5𝑉

10𝑚𝐴= 500Ω

O resistor comercial com o valor mais próximo ao valor calculado utilizado para

realizar o teste foi de 470Ω, limitando a corrente em cada segmento em 10,63 mA.

Para acionamento de cada segmento de forma individual foi utilizada uma chave

dip switch, que quando acionada fecha o circuito e liga o segmento desejado. Com esse

teste foi possível constatar que todos os segmentos do display estavam funcionando.

Como o objetivo do teste é observar o comportamento de um display quando

emitida uma luz sobre os seus segmentos, foi posicionado em cima do display

anteriormente testado um segundo display (display 2), para que nele pudesse ser realizado

os testes.

Utilizando um multímetro digital, ajustado para medir tensão continua, foram

medidas as tensões em todos os seguimentos do display 2 antes que nele fosse emitida a

luminosidade originada do display 1, e foi constatado que sobre eles não havia tensão, ou

seja V= 0Vcc, como pode ser visto no quadro 6.

Quadro 6: Tensão em cada segmento do display 2 quando ausência de iluminação


Após essa medição, foi acionado segmento por segmento do display 1 e medidas

as tensões originadas em cada segmento do display 2 como pode ser visto a seguir no

quadro 7.

Quadro 7: Tensão em cada segmento do display 2 para cada segmento do display 1

ligado

Segmento A B C D E F G Ponto

Tensão (Vcc) 0 0 0 0 0 0 0 0

Tensão em cada segmento do display 2 quando ausencia de iluminação

A B C D E F G Pontos

A 0,47 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,03 0,0001 0,0001

B 0,009 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,1524 0,008 0,0001

C 0,0001 0,0001 0,0003 0,0377 0,1657 0,0001 0,0024 0,0003

D 0,0001 0,0006 0,0006 0,0431 0,3354 0,001 0,0001 0,0789

E 0,0001 0,0001 0,1741 0,0011 0,0002 0,0001 0,0006 0,0488

F 0,054 0,1573 0,0003 0,0001 0,0001 0,0002 0,0008 0,0001

G 0,0001 0,0008 0,0015 0,0001 0,0008 0,0007 0,6979 0,0001

Ponto 0,0001 0,0001 0,0001 0,0638 0,0497 0,0001 0,0001 0,0001

Tensão em cada segmento do display 2 para cada segmento do display 1 ligado

Tensão nos segmentos do display 2 (Vcc)

Segmento do

display 1

ligado

27


Como pode ser visto, quando emitida uma luminosidade sobre algum segmento

do display 2, o mesmo foi capaz de gerar tensão em seus terminais. Sendo essa tensão de

aproximadamente 500mVcc no segmento diretamente iluminado e de 30mVcc nos

iluminados de forma indireta.

Para a leitura dos valores gerados pelo sensor foi montado na placa de leitura das

saídas do módulo testado o circuito apresentado na figura 16.

Figura 16: Circuito para medição dos valores do sensor


Seu funcionamento ocorre da seguinte forma: No conector J10 são ligados os pinos

do sensor, e no conector J11 são ligadas as entradas AD do microprocessador para ler os

valores gerados pelo sensor.

A seguir na figura 17, são apresentadas as fotos da placa simulada, sendo a placa

montada apresentada no item 4, intitulado testes e análise dos resultados.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

J10CONN-SIL10

R19470

R20470

R21470

R22470

R23470

R24470

R27470

R28470

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

J11

CONN-SIL10

28

Figura 17: Layout da placa de leitura das saídas simulada



4.4 Programação do microcontrolador

Para realizar a programação do microcontrolador de forma precisa, foi necessário

antes verificar o comportamento das entradas e saídas do módulo testado, durante cada

etapa da rotina de teste especificada no item 4.1 estudo da placa a ser testada.

Levando em consideração, que as únicas entradas realizadas manualmente no teste

são as denominadas P27 e RAP, localizadas nos pinos 16 e 18 do conector CN.4

respectivamente, foi montado o quadro 7 a seguir, onde é apresentado o estado de cada

pino de entrada e saída do módulo testado, para cada etapa do teste realizada.

Quadro 7: Estado dos pinos de entrada e saída do módulo testados para cada etapa

da rotina de teste.


Onde, 1 = nível lógico alto, 0 = nível lógico baixo e P = existência de pulsos durante

a execução da etapa de teste.

RAP P27 P24 8 9 10 11 12 13 14 16 18 1 2 3 4 3 4

1 0 0 0 1 0 0 1 GND 24V 0 0 0 P P GND 5V P P J PISCANDO



4 0 0 1 1 0 1 1 GND 24V 1 0 0 0 0 GND 5V 0 0 A

5 0 0 0 1 0 1 1 GND 24V 1 0 0 0 0 GND 5V 0 0 A

6 1 0 0 0 1 1 0 GND 24V 0 0 1 P P GND 5V P P 7

7 0 0 0 1 1 1 1 GND 24V 1 0 0 P P GND 5V P P A

8 1 0 0 0 1 1 0 GND 24V 0 0 1 P P GND 5V P P 7

9 1 1 0 1 1 1 1 GND 24V 1 1 1 0 0 GND 5V 0 0 F

10 0 0 0 1 1 1 1 GND 24V 1 0 0 0 0 GND 5V 0 0 A

ETAPA

DO TESTE Display

Estado dos pinos de entrada e saída do módulo testados para cada etapa da rotina de teste

ESTADO DA ENTRADA CN5 CN4 CN3

29

Como os conectores CN.1 e CN.6 são respectivamente os conectores de

programação e alimentação do módulo, e não são alterados durante o teste, não aparecem

no quadro anterior. Assim como os pinos de 4 a 7 do conector CN.5, 15 e 17 de CN.4, e

1 e 2 de CN.2 que não influenciam no teste pois não são ligados a nada.

Para realizar as simulações de entradas do módulo a ser testado, foi necessária a

configuração das portas utilizadas para atuarem como saídas digitais.

Para realizar as leituras das saídas do módulo a ser testado, foi necessária a

configuração das portas utilizadas para atuarem como entradas digitais.

As leituras dos caracteres do display do módulo testado são realizadas através das

portas AC do processador, que com base na leitura do valor de tensão lido, comparando

com um valor configurado durante a programação, identifica quais segmentos do display

estão ligados e quais estão desligados.

O código do programa criado para o teste atua conforme o fluxograma a seguir:

Figura 18: Fluxograma do código de teste


Após a execução do programa de teste, o módulo deverá ser retirado do testador

pelo técnico executor do teste, e identificado como aprovado ou reprovado de acordo com

o resultado apresentado pelo programa.

O resultado do teste é apresentado pelo programa através de um display LCD 16x2

adicionado ao testador projetado para servir de interface com o usuário.

Para a criação do software de teste foi utilizado o programa STM32CubeMX

mencionado no referencial teórico.

30

4.5 Teste e análise dos resultados

Para cada execusão dos processos anterioires foram realzados testes e análizados

os resultados para verificação da funcionalidade do projeto. Sendo eles explicados por

tópicos a seguir.

4.5.1 Resultados medidos para a placa fonte

A placa fonte foi construída com a finalidade de alimentar o Núcleo-64 e através

de um comando do mesmo, permitir que o módulo a ser testado seja energizado.

A seguir na figura 19 pode ser visto a placa fonte montada.

Figura 19: Placa fonte montada



Os testes da mesma foram realizados com o auxilio de uma fonte de tensão CC, e

multimetro. Os resultados obtidos podem ser vistos a seguir no quadro 8.

Quadro 8: Valores de tensões medidos na placa fonte


Para a medição da tensão no conector J4 da placa fonte, foi simulado o

comportamento do mesmo mediante a uma tensão de entrada de 3,3Vcc no conector J3,

simulando assim o acionamento através do microcontrolador, onde, quando no conector

J3 a tensão era 0Vcc, no J4 era 23,89Vcc, e quando no conector J3 a tensão era 3,3Vcc,

ConectorTensão desejada

(Vcc)

Tensão Medida

(Vcc)J2 12 11,46

J4 24 23,89

Tensões medidas na placa fonte

31

no J4 era 0,2 Vcc. O que caracterizou o bom funcionamento deste circuito, visto que

obteve o resultado para o qual foi projetado.

4.5.2 Resultados medidos para a placa de controle das entradas

Para realizar os testes da placa de controle das entradas, também foi necessária a

simulação do acionamento dos pinos 2, 3 e 4 do conector J1, e dos conectores J6 e J10

través do comando gerado pelo microcontrolador, apresentando o mesmo comportamento

do conector J4 da placa fonte. Ou seja, quando os conectores de entrada recebem uma

tensão de 0Vcc, é esperado o nível lógico alto na saída dos circuitos projetados, e quando

os conectores de entrada recebem uma tensão de 3,3Vcc, a saída deve apresentar nível

lógico baixo.

Para a medição do conector J4 dessa placa, foi necessário apenas alimentar o pino

1 do mesmo com 24Vcc e ligar o pino 2 ao GND da fonte de tensão continua.

As tensões medidas para essa placa pode ser visto a seguir no quadro 9:

Quadro 9: Valores de tensões medidas na placa de controle das entradas


Onde os conectores J3, J8 e J9 são utilizados para simular as entradas 24Vcc do

módulo a ser testado, sendo os pinos J4.3 á J4.6 utilizados para simular os 15Vcc antes

gerados pelo inversor de frequência, e o conector J7 utilizado para gerar os pulsos que

atuarão substituindo o motor utilizado no testador já existente.


(Vcc)

Tensão Medida

(Vcc)J3 24 23,82

J4.3 15 14,85

J4.4 15 14,93

J4.5 15 14,96

J4.6 15 14,86

J7.1 5 4,9

J7.2 5 4,87

J7.3 5 4,9

J7.4 5 4,87

J8 24 23,84

J9 24 23,91

Tensões medidas na de controle das

entradas

32

Os resultados do quadro anterior validaram a placa para ser utilizada como circuito

periférico, pois comprovou que a mesma estava funcionando de acordo com o esperado

quando projetada.

A seguir na figura 20 pode ser visto a placa controle das entradas construída

Figura 20: Placa de controle das entradas montada



4.5.3 Resultados medidos para a placa de leitura das saídas do módulo testado

Para as medições das tensões na placa de leitura das saídas dos módulos a serem

testados, foi necessário o uso de uma fonte de tensão CC regulável, onde foram ajustadas

as tensões de 15Vcc, 24Vcc e 5Vcc.

Essas tensões foram ligadas aos conectores J1, J6 e J7, e medidas nos pinos de

saída J2, J3, J4, J5, J8 e J9, sendo que nesses pinos, a tensão esperada é de

aproximadamente 3,3Vcc para que possam ser usadas nas entradas do microcontrolador.

A seguir no quadro 10, são apresentadas as tensões medidas.

Quadro 10: Tensões medidas na placa de leitura das saídas do módulo testado.



(Vcc)

Tensão Medida

(Vcc)J2 3,3 3,3

J3 3,3 3,3

J4 3,3 3,3

J5 3,3 3,3

J8 3,3 3,3

J9 3,3 3,3

Tensões medidas na placa de leitura das

saídas do módulo testado

33

Assim como nas demais placas, os resultados do quadro anterior validaram a placa

para ser utilizada como circuito periférico, pois comprovou que a mesma estava

funcionando de acordo com o esperado quando projetada.

A seguir na figura 21, são apresentadas as fotos da placa montada.

Figura 21: Placa de leitura das saídas montada


Fonte: Autoria própria Fonte: Autoria própria

Após as medições e testes com as placas que atuam como circuitos periféricos, as

mesmas foram ligadas ao Núcleo-64 e realizados testes com o módulo operador de porta

de elevador para validar seu funcionamento.

Para isso foram utilizados 10 (dez) módulos para serem testados e foi constatado que

todos os testes efetuados apresentaram resultados idênticos para cada módulo testado no

testador de bancada utilizado atualmente.

A seguir é apresentado o protótipo montado com a placa a ser testada.

Figura 22: Testador finalizado


34

5 CONCLUSÃO

O desenvolvimento deste trabalho de conclusão possibilitou a elaboração de um

testador capaz de realizar o teste de módulos controladores de porta de elevador da

ThyssenKruppp Elevadores, tendo como resultado um protótipo que atende as

especificações necessárias para analisar e validar os resultados dos módulos testados.

Utilizando conhecimentos interdisciplinares adquiridos no decorrer do curso,

foram interpretados o funcionamento e os sinais do módulo a ser testado, realizado a

programação de um microcontrolador para automatização do teste e criado circuitos

periféricos para realizar a interação entre microcontrolador e módulo testado.

O objetivo desse trabalho foi alcançado de forma satisfatória, pois com ele foi

possível a automatização do teste do módulo operador de porta de elevador, diminuindo

a possibilidade de falhas humanas nesse processo, garantindo assim uma melhor

qualidade no teste destes módulos. Além disso a giga de teste projetada, se tornou uma

versão mais moderna e compacta do que o testador utilizado atualmente, possibilitando

que a mesma seja deslocada para diversos locais, podendo assim gerar impactos

econômicos, deixando de gastar com o deslocamento dos módulos para o laboratório de

testes, pois com a mesma, os testes podem ser realizados direto em campo, garantindo

assim que apenas os módulos que apresentarem defeito sejam substituídos.

35

6 REFERÊNCIAS

[1] Consiste Elevadores. Disponível em:

<http://www.consisteelevadores.com.br/2012/04/conheca-os-componentes-de-

seguranca-presentes-nas-portas-dos-elevadores/> Acesso em 13.set.2017.

[2] Campus Virtual. Disponível em:

<http://campusvirtual.edu.uy/archivos/mecanica-

general/CURSO%20BINACIONAL%20URUGUAY-

BRASIL%202011/PLC/Apostila%20de%20Automacao%20Industrial.pdf> Acesso em:

13.set.2017

[3] Análise de circuitos e dispositivos eletrônicos

AMARAL, Acácio Manuel Raposo; Análise de circuitos e dispositivos eletrônicos.

Ed.Publindustria, Edioes Técnicas, Lda, 2013. 275 p.

[4] Núcleo 64

<http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/user_manual/98/2e/fa/4b/

e0/82/43/b7/DM00105823.pdf/files/DM00105823.pdf/jcr:content/translations/en.DM00

105823.pdf> Acesso em 17.out.2017

[5] STMCube MX

<https://translate.google.com.br/translate?hl=pt-

BR&sl=en&u=http://www.st.com/en/development-

tools/stm32cubemx.html&prev=search> Acesso em 17.out.2017

[6] Datasheet do regulador de tensão 7812

<http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/85508/ETC/LM7812.html> Acesso

em 23.out.2017

[7] Datasheet do optoacoplador 4n25

<http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/30830/TOSHIBA/4N25.html> Acesso

em 25.out.2017

http://www.consisteelevadores.com.br/2012/04/conheca-os-componentes-de-seguranca-presentes-nas-portas-dos-elevadores/

http://www.consisteelevadores.com.br/2012/04/conheca-os-componentes-de-seguranca-presentes-nas-portas-dos-elevadores/

http://campusvirtual.edu.uy/archivos/mecanica-general/CURSO%20BINACIONAL%20URUGUAY-BRASIL%202011/PLC/Apostila%20de%20Automacao%20Industrial.pdf



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