Controle de Ventilador de Fonte de PC em Malha Aberta

Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Campus Curitiba
Departamento Acadêmico de Eletrônica
Tecnologia em Mecatrônica Industrial
Sistemas Microprocessados
Controle de Ventilador de Fonte de PC em Malha Aberta
Requisitos do Projeto Final
Profs. Gabriel Kovalhuk e Gilson Yukio Sato
Curitiba
2º Semestre de 2011
Introdução
Esse documento apresenta a proposta de projeto final da disciplina de
Sistemas Microprocessados do Curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial. A
proposta inclui os objetivos do projeto, seus requisitos e a forma com que ele será
avaliado.
O sistema deverá controlar a velocidade de um ventilador 12V de uma fonte
de PC. O sistema deverá possuir LCD e um teclado numérico. O usuário especifica a
velocidade do ventilador por meio do teclado e do LCD. O sistema altera sua saída
de forma que a velocidade do ventilador seja alterada. Para controlar o ventilador, o
sistema deverá gerar um sinal PWM (Pulse Width Modulation). O sistema funcionará
em malha aberta.
O sistema deve ser controlado por um 89S52 cuja interface com o usuário
será implementada por meio de um teclado de membrana e de um LCD.
Objetivo Geral do Projeto
Desenvolver e implementar um sistema que controle o ventilador de uma fonte de
PC em malha aberta.
Idéia Geral
O projeto proposto consiste de um sistema de controle de ventilador de uma
fonte de PC. A idéia é que o usuário entre no sistema com a velocidade desejada
por meio de um LCD e de um teclado. O sistema deverá ajustar o sinal PWM de
forma que o motor passe a funcionar na velocidade solicitada. Não será necessário
utilizar um elo de realimentação para medir a velocidade do ventilador, somente
ajustar o PWM. O sistema deverá permitir que o usuário escolha qualquer
velocidade entre 80% e 40% da velocidade máxima do ventilador.
Cenário de utilização
Ao ser ligado, o sistema é inicializado. Na inicialização, o sistema aumenta
gradativamente a velocidade do ventilador. O ventilador percorre três patamares
antes de atingir 80% da velocidade máxima: 40%, 55%, 70%. Em cada patamar o
sistema opera durante cerca de 5s. Durante o tempo de cada patamar, o sistema
indica a velocidade do ventilador no LCD. Quando o ventilador atinge 80% da
velocidade máxima, o sistema fica esperando que o usuário entre com a velocidade
que ele deseja. Assim que o usuário a insere a velocidade, o sistema altera o sinal
PWM de forma a atingir o valor solicitado. O sistema permanece nessa condição até
o usuário solicitar outro valor de velocidade.
Requisitos
Quanto ao funcionamento
•
O sistema deve controlar a velocidade do motor entre 40% e 80% da
velocidade máxima.
•
A velocidade do ventilador deve ser controlada por um sinal PWM. .
•
A freqüência do sinal PWM deve ser de aproximadamente 25 kHz.
•
O sistema deve realizar uma rotina de inicialização na qual o ventilador
aumenta gradativamente de velocidade.
•
Na rotina de inicialização, a velocidade do ventilador deve percorre três
patamares antes de atingir a velocidade máxima. Esses patamares são: 40%,
55% e 70%. O ventilador deve ficar nesse patamar de velocidade por cerca
de 5s.
•
Na inicialização, o LCD deve indicar a velocidade na qual o ventilador está
operando.
•
O sistema deve permitir que o usuário entre com o valor da velocidade, não
como uma porcentagem do valor máximo.
•
O sistema não deve aceitar valores fora das faixas de operação.
Quanto à operação e teste
•
O sistema deverá ser operado por meio de um LCD e um teclado.
•
A velocidade do ventilador será aferida com um tacômetro.
•
O sistema deverá ser testado na sala de aula.
•
O sistema deve garantir, ainda que de forma mínima, a segurança das
pessoas que vão operá-lo e assistir a sua operação.
•
O sistema não deve causar danos ao ambiente (sala de aula e corredores)
em que opera.
Quanto à implementação
•
O sistema deve utilizar um processador da família 89S52.
•
A linguagem de programação utilizada deverá ser o C.
•
O sistema deve controlar um ventilador de 12V.
•
O sistema deve está montado sobre uma base (madeira ou plástico).
•
A parte eletrônica do sistema deverá ser apresentada dentro de um gabinete.
•
A parte eletrônica do sistema deverá ser apresentada em uma placa padrão.
Validação
No dia da avaliação do sistema deverá ser possível:
•
Realizar a inicialização do sistema.
•
Variar a velocidade do ventilador dentro dos valores especificados.
O Ventilador
A equipe deverá adquirir um ventilador de fonte de PC de 12V. A equipe deverá
realizar um experimento para levantar a curva de resposta do ventilador. Em um dia
determinado, cada equipe deverá trazer seu ventilador. O professor disponibilizará
uma fonte e um tacômetro. Cada equipe deve medir o valor da velocidade do
ventilador para 40%, 55%, 70% e 80% da tensão nominal de alimentação (12V).
Com esses dados a equipe deverá definir a curva do ventilador e a partir dela
calcular o sinal PWM capaz de propiciar a velocidade requerida pelo usuário.
Equipes
As equipes serão formadas por 2 pessoas. Caso um dos membros da equipe
desista, remanejamentos não serão possíveis. Ou seja, caso um dos membros
desista o outro deverá terminar o projeto sozinho.
Os problemas internos das equipes deverão ser preferencialmente resolvidos
dentro da equipe. Caso isso não seja possível, a equipe solicitará a intervenção do
professor responsável pela unidade curricular.
Documentação
O relatório final do projeto deve seguir as normas da UTFPR para redação de
relatórios,
disponível
em
http://www.utfpr.edu.br/documentos/normas_trabalhos_utfpr.pdf.
Do relatório devem constar obrigatoriamente os seguintes itens:
•
Introdução
•
Descrição do funcionamento do sistema
•
Diagrama em blocos
•
Desenvolvimento da parte mecânica
•
Imagem 3D da mecânica
•
Desenvolvimento da parte eletrônica
•
Diagrama esquemático do circuito
•
Desenvolvimento do firmware
•
Descrição do firmware (linguagem natural, fluxograma ou outra
representação)
•
Conclusões, dificuldades
A entrega da documentação é um requisito obrigatório para obtenção da
nota do projeto. Mesmo que o projeto funcione, se a documentação não for entregue
a equipe não obterá nota.
Demonstração
O funcionamento do sistema deverá ser demonstrado ao professor na data
prevista no Plano de Aula. A demonstração deverá incluir a realização das tarefas
indicadas no item “Validação”.
A demonstração é um requisito obrigatório para obtenção da nota do
projeto. Mesmo que o projeto funcione, se a demonstração não for feita a equipe não
obterá nota.
Avaliação
O projeto será avaliado segundo o exposto na tabela abaixo. Vale ressaltar
que para obtenção da nota é imprescindível que o sistema funcione, a
demonstração seja feita e o relatório entregue. Sem essas três condições o projeto
não será aceito. Mesmo que o sistema funcione, se o relatório não for entregue ou a
demo não seja feita, a nota será nula. Se o sistema não funcionar, o relatório terá
nota nula.
Itens
Funcionamento
Demonstração
Critérios
Cumprimento dos requisitos
Acabamento do protótipo
Qualidade da demonstração
Valor
60%
10%
Qualidade técnica
Relatório
Formato UTFPR
Clareza
20%
Figuras, tabelas, esquemáticos etc.
Participação
Participação em sala de aula
Postura junto à equipe
10%