Supervisório Remoto aplicado em Dispositivo Móvel na Plataforma

Supervisório Remoto aplicado em Dispositivo Móvel na Plataforma NI LabVIEW
"Este artigo demonstra os recursos e passos
necessários para implementar um sistema
supervisório de consumo energético e controle de
intensidade e cor na plataforma NI LabVIEW
através da comunicação Bluetooth."
- Marcos C. Cavachini ,
O desafio:
Desenvolver um sistema de gerencia de dados e comandos remotos para automações cuja principal vantagem seja a mobilidade do controle e a
fácil manipulação dos dados.
A solução:
Para exemplificar a aplicação, montou-se um dispositivo micro controlado, com comunicação Bluetooth, capaz de receber comandos do dispositivo
de controle móvel do tipo computador de bolso que contem o aplicativo gerado a partir do LabVIEW, para atuar no controle de cor e intensidade e
um circuito de iluminação e também monitorar o consumo energético do sistema.
Autor(es):
Marcos C. Cavachini Paulo José C. Canavezi Vinícius E. Costa Supervisório Remoto aplicado em Dispositivo Móvel na Plataforma NI LabVIEW
Orientador
Galesandro Henrique Capovilla
Instituição
Centro Universitário Salesiano de São Paulo – UNISAL – Campinas
Resumo
Este artigo demonstrou os recursos e passos necessários para implementar um sistema supervisório de consumo energético e controle de intensidade e
cor na plataforma NI LabVIEW através da comunicação Bluetooth entre um computador de bolso do tipo GPS e um hardware micro controlado com
adaptador Bluetooth/USB.
Produtos utilizados
NI LabVIEW 11.0;
NI Multisim;
PDA Module
Introdução
Com a evolução da microeletrônica, surgem a cada dia, dispositivos com alto desempenho de processamento e recursos ainda maiores de comunicação
e imagem, surgindo a partir disso, novas possibilidades de utilização dos dispositivos com esta tecnologia. Um efeito observado é o crescimento no uso
de dispositivos móveis, os chamados Pocket PCs ou computadores de bolso, que são utilizados basicamente em sistemas comerciais e pessoais. Este
trabalho pretende demonstrar a utilização destes dispositivos móveis e portáteis em aplicações industriais de gerenciamento e supervisão de dados, o
que deve tornar mais fácil o gerenciamento industrial, e como exemplo demonstrar-se-á a utilização do conjunto para controle de intensidade
luminosa, cor e também o consumo energético, através da comunicação Bluetooth, mas ao final pode-se perceber que o sistema aplica-se a qualquer
sistema supervisório industrial.
Ambiente e sistema operacional
O supervisório aqui tratado, foi desenvolvido na plataforma NI LabVIEW para Windows em sua versão 11.0, juntamente com suas ferramentas de
comunicação Bluetooth e outros ToolKits aplicáveis à construção de Vis para supervisão e controle. Devido à utilização do aplicativo diretamente em um
dispositivo de bolso do tipo GPS, de marca Foston, modelo FS470DC, com tela de 4,3”, sensível ao toque, processador ARM11, clock de 468Mhz e
64MB RAM, também utilizou-se o ToolKit PDA Module, capaz de gerar as especificações necessárias para que o aplicativo funcione de forma correta
neste tipo de dispositivo, servindo como um tradutor do programa gerado no LabVIEW para um programa que rode em um processador de 32bits do tipo
RISC.
Outro ambiente também utilizado foi o NI Multisim, no qual foram desenvolvidos os esquemáticos eletrônicos do circuito micro controlado de atuação do
sistema de iluminação.
O Hardware
Juntamente com o GPS, para exemplo desta aplicação montou-se em protoboard um circuito com o micro controlador PIC18F4550 do fabricante
Microchip, que troca informações com o GPS por meio de um adaptador Bluetooth/USB. Este micro controlador programado na linguagem C, atua por
meio de 3 circuitos do tipo PWM com controles individuais de corrente na intensidade de cada cor em um único LED do tipo RGB de alta intensidade,
alterando assim a composição e a intensidade da cor. As cores são obtidas de acordo com a tabela 1.
Tabela 1 - Cores RGB
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Para monitoramento do consumo real de energia do LED, utilizou-se 3 entradas analógicas do micro controlador que recebem os valores de corrente
elétrica que circulam pelos respectivos LEDs, enviando assim ao supervisório instalado no dispositivo móvel os valores individuais e instantâneos,
podendo por exemplo o operador estipular limites de consumo ou alarmes e falhas.
O diagrama eletrônico pode ser visto na figura 1 e a montagem eletrônica na figura 2.
O Funcionamento
Todo dispositivo de supervisão e controle, baseia-se na troca de informações sobre as variáveis a serem verificadas ou controladas, para tal controle,
utilizou-se dois comandos do tipo Dial com valores de 0 a 100 para ajuste da intensidade e valores de 0 a 255 para a cor e também uma tecla do tipo
booleana para ligar ou desligar o sistema. Para supervisionar o consumo energético, optou-se pela forma gráfica, plotando o valor instantâneo de energia
por tempo, consumida em cada segmento de cor do LED RGB. Estes controles podem ser vistos na figura 3.
Para comunicações entre dispositivos com endereços fixos, e a fim de simplificar e melhorar a taxa de transmissão da comunicação sem fio realizou-se a
configuração Bluetooth no modo Porta Serial Virtual Bluetooth, o que emulou uma comunicação serial do tipo RS232, sendo este agora baseado em
RFCOMM, ou seja, o dispositivo Bluetooth do computador de bolso (GPS) cria um link serial sem fio com o circuito micro controlado. O diagrama de
blocos desta aplicação pode ser vista na figura 4.
Para garantir o sincronismo entre o envio e recebimento das variáveis, formatou-se uma fila com as informações de endereço e canal utilizado, além dos
comandos de envio e recepção por pacotes, estes de acordo com a seguinte seqüência:
Start> Endereço >Canal>Liga/Desl>Cor>Intensidade>IR>IG>IB>Stop
Um detalhe importante quando se utiliza endereços fixos, é que não se perde tempo procurando na rede o dispositivo correto e sua confirmação,
bastando apenas estar na área de alcance do sistema para realizar a troca de dados.
Dificuldades
As principais dificuldades encontradas são a formatação dos dados e o entendimento do protocolo de transmissão. Outro ponto é a inserção de valores
numéricos no supervisório, que neste caso deve ser feita por teclas de incremento e decremento devido a não existência de um teclado alfa-numérico.
Resultados
A figura 5 ilustra a tela final de supervisão e controle em funcionamento no GPS e como exemplo podem-se observar as cores obtidas na figura 6.
Conclusão
Com este trabalho conclui-se que a implementação de sistemas com elevado grau de complexidade, principalmente falando nos protocolos de
comunicação de alta velocidade, quando se fala em linguagens descritivas de programação, com o NI LabVIEW e seus ToolKits, observa-se drástica
redução no tempo de desenvolvimento, sem perder ainda a robustez necessária a dispositivos com aplicações industriais. Outro ponto observado é a
facilidade de integração dos mais diversos tipos de dispositivos, como por exemplo, o GPS e o Micro controlador, que com hardwares específicos NI
teriam aumento de desempenho.
Bibliografia
INSTRUMENTS, N. LabVIEW Application Builder User Guide. [S.l.]: [s.n.], 2003. Disponível em: <www.ni.com>. 323563A-01.
INSTRUMENTS, N. Getting Started with the LabVIEW PDA Module . [S.l.]: [s.n.], 2005. Disponível em: <www.ni.com>.
INSTRUMENTS, N. Discovering Bluetooth Devices and Services (Mobile Module) . [S.l.]: [s.n.], 2011. Disponível em: <www.ni.com>.
REGAZZI, R. D.; PEREIRA, P. S.; JR, M. F. S. Soluçoes Práticas de Instrumentação e Automação - Utilizando a Plataforma Gráfica Labview . Rio
de Janeiro: Isegnet, 2005. ISBN 85-905646-1-4.
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Figura 1: Esquema Eletrônico
Figura 2: Montagem Eletrônica
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Figura 3: Tela de Controle e Supervisão
Figura 4: Módulo Bluetooth
Figura 5: Tela do Aplicativo e resultados
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Figura 5: Tela do Aplicativo e resultados
Figura 6: Cores obtidas
Informações legais
Esse estudo de caso (esse "estudo de caso") foi desenvolvido por um cliente da National Instruments ("NI"). ESSE ESTUDO DE CASO É FORNECIDO "COMO
ESTÁ", SEM GARANTIAS DE QUALQUER NATUREZA E SUJEITO A DETERMINADAS RESTRIÇÕES, COMO ESTABELECIDO DE FORMA MAIS ESPECÍFICA
NOS TERMOS DE USO DA NI.COM (http://ni.com/legal/termsofuse/unitedstates/us/ (http://ni.com/legal/termsofuse/unitedstates/us/)).
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