Funcionamento do Sistema de Monitoramento

A IDEIA

Um dos fatores que determinam as condições de concessão para as empresas de transporte rodoviário de passageiros são as rotas estabelecidas e a demanda de passageiros. A partir do momento que estão habilitadas a operar, as empresas são obrigadas a cumprir o contrato,respeitando horários, itinerários e fornecendo o melhor serviço com o menor preço. Por falta de um controle maior, a fiscalização por parte da ANTT (Agência Nacional de Transportes Terrestres) é deficitária e não consegue verificar se todas as empresas cumprem de fato os acordos da concessão. Nesse cenário, torna-se vital o monitoramento das operações das concessionárias, em cada um dos trechos ofertados, de modo a garantir ao cidadão que recebam o melhor transporte possível, dentro do melhor custo disponível. Assim, o projeto apresenta uma solução automatizada para o monitoramento do fluxo dos passageiros em relação aos números de paradas realizadas em cada viagem.

 

 

INTERAÇÃO COM A MATÉRIA

 Dentro das disciplinas de Circuitos Digitais e Circuitos Elétricos, o projeto utiliza o conceitos de CIs e portas lógicas para construir um circuito CONTADOR, capaz de medir o fluxo de passageiros e informar por meio de displays e alarmes as situações de momento dentro dos ônibus. LÓGICA Lógica do implementada no circuito para contagem dos passageiros. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Onde S3, S4 e S5 são os degraus do ônibus e 1 representa que o passageiro pisou no determinado degrau e 0 que pisou.

 X = S3 . S4 + S4 . S5 + S3 . S5

Foi implementado ao contador um alarme sonoro, que no nosso circuito será representado por três led’s, que indica os seguintes comandos:

 Led Verde: numero mínimo de passageiros, no caso 10;

Led Amarelo: numero máximo de passageiros, no caso 42, capacidade do ônibus;

Led Vermelho: superlotação de passageiros, no caso 43, mostrando que há mais pessoas no embarcadas do que o permitido;

 

O CIRCUITO

Primeiramente o circuito contador foi montado na versão 7.7 do contador, funcionando perfeitamente na simulação, mas como era uma versão standard não imprimiu corretamente o circuito na placa.

Assim tivemos que fazer novamente toda a lógica do circuito contador Proteus 8.1; mas nessa nova versão, não foi possível incrementar a lógica dos alarmes, por redução de funcionalidades.

 

CONSTRUÇÃO DO CIRCUITO

E mesmo transferindo para essa nova versão, a impressão continuou a sair errada na placa. Então tivemos que fazer do jeito complicado, à mão, linha por linha, solda por solda, componente por componente.

A placa física com todos os componentes eletrônicos soldados.

 

 

CONSTRUÇÃO DA MAQUETE

 

Fazendo a estrutura do ônibus no papelão;

 

Rodas do ônibus feitas de papelão;

 

 

 

 

Fazendo o apoio do ônibus;

(Mais fotos da construção da maquete no post anterior)

 

MONTAGEM FINAL

 

Os botões colocados nos degraus para representar os sensores de pressão.

 

 

 

Led’s representando os alarmes sonoros de aviso, colocados na parte superior do ônibus.

 

 

O contador colocado também na parte superior do ônibus.

 

APRESENTAÇÃO FINAL

No dia da apresentação, o circuito/placa não funcionou, mas toda a ideia pode de fato ser utilizada na vida real, por órgãos públicos ou privados, para controlar o fluxo de passageiros de ônibus nas estradas, um grande problema que a ANTT não consegue controlar totalmente. Como no Brasil o meio de transporte mais utilizado ainda é do rodoviário, infelizmente não se consegue uma total fiscalização.

Essa ideia é um começo para um projeto ainda maior, onde  o grande desafio é montar uma estrutura a prova de fraudes e que garanta a transmissão confiável de dados via GPRS. O sistema de contagem, aliado a um sistema de posicionamento GPS ainda dirá qual de fato o trajeto realizado por viagens e qual o deslocamento de passageiros em cada um dos trechos durante o percurso.

A maquete do projeto

O projeto ganha corpo com a construção da maquete do ônibus. Feita principalmente de papelão, papel cartão, plástico e outros materiais, aproveitando o conceito de reciclagem, o ônibus tem as medidas 20 x 20 x 39 [cm] (L x A x C).

 

 

Foi feita uma homenagem a universidade que nos deu a oportunidade de desenvolver um projeto como esse.

 

Maquete terminada:

Circuito do protótipo confeccionado no Proteus

Circuito elétrico do protótipo propostos.

A lógica dos sensores aciona o contador e a chave de posição indica se a contagem é crescente ou decrescente.

 

Sensor de Pressão

Figura 01: Sensores de pressão/peso IESP-12 e SF4.

 

Os sensores de peso (que também são conhecidos como sensores de pressão ou de força) é um sensor resistivo de fácil aplicação. Através desse componente, podemos medir o peso de algum objeto ou uma força aplicada sobre ele. O monitoramento desses fatores e extremamente importante em ambientes industriais, como em indústrias alimentícias. Porém, podemos encontrar esses sensores sendo aplicados com outras finalidades. O principio de seu funcionamento e bem simples: quanto maior a forca exercida sobre ele, menor sera a resistência entre seus terminais.

Uma função muito interessante para esse componente e a de sensor de toque, que pode ser colocado num robô ou em algum sistema eletrônico. Para essa utilização, devemos fazer com que haja uma sensibilidade muito grande a variação do sinal do divisor de tensão, de modo que o sistema responda a uma pequena forca exercida sobre o sensor. Também pode ser utilizado para criar um botão que responda de diferentes modos a forca exercida sobre ele, bastando para isso que hajam diferentes instruções de acordo com a resposta do sensor.

Pressão é uma grande analógica, existindo uma infinidade de tipos de sensores que podem convertê-la no movimento de uma agulha numa escala, uma tensão elétrica, uma corrente elétrica, ou outra grandeza que possa ser observada.

Os principais tipos de sensores que são usados nas aplicações práticas são os seguintes:

a) Membrana:

Os mais comuns de todos os sensores são os de membrana com configuração em ponte de Wheatstone. A construção de um sensor desse tipo é mostrada na figura a seguir:

Figura 02: Sensor de pressão por membrana;

 

Quando uma pressão é aplicada ao diafragma ele se deforma com uma conseqüente alteração de sua resistência elétrica. Essa resistência pode então ser medida por um circuito externo.

Basicamente existem três tipos de sensores de membrana. O primeiro é o de liga onde uma folha de metal forma uma liga com o diafragma, sendo sua resistência medida quando a pressão atua sobre o conjunto.

Dentre as vantagens desse tipo de sensor, temos a rápida resposta e a capacidade de operar numa faixa muito ampla de temperaturas.

Os sensores do tipo pulverizado são fabricados pulverizando-se uma camada de vidro no diafragma e sobre ela colocando-se uma película de filme metálico. Esses sensores são ideais para ambientes rudes.

O terceiro tipo é o que tem por base um semicondutor. Sensores sensíveis à pressão com materiais semicondutores podem ser elaborados, conforme mostra a figura seguinte:

Figura 03: Sensor de pressão por membrana com semicontudor;

 

Nele, uma membrana pressiona um material semicondutor que altera suas características de condução conforme a pressão aplicada. Normalmente esses sensores já incluem um circuito integrado que processa seus sinais, sendo por isso muito simples de usar.

b) Capacitância

Na figura abaixo, temos um sensor de pressão que se baseia na alteração da capacitância entre um diafragma que se deforma, e uma placa fixa no seu interior;

Figura 04: Sensor de pressão por capacitância;

 

Com o aumento da pressão aplicada ao diafragma a armadura móvel que ele representa se aproxima da armadura fixa e com isso a capacitância do sensor aumenta.

Se bem que eles sejam sensíveis, e tenham uma resposta linear e estável, eles são sensíveis à alta temperatura além de exigirem circuitos mais complexos para processar o sinal que fornecem, ou seja, a capacitância.

 

Para uma compreensão melhor sobre Sensor de Pressão clique aqui.

 

E outra pequena explicação através do vídeo abaixo:

Contadores

Em Eletrônica Digital devemos separar os circuitos lógicos sem sincronismo daqueles que possuam algum tipo de sincronismo externo, ou seja, que usam um sinal de CLOCK.

Existem aplicações em que tudo o que importa para o circuito é fazer uma operação com determinados níveis lógicos aplicados à sua entrada, quando eles estão presentes, não importando quando isso ocorra. Tais circuitos não precisam de sincronismo algum e são mais simples de serem utilizados.
No entanto, com circuitos muito complexos, como os utilizados em computadores e em muitos outros casos, o instante em que uma operação deve ser realizada é muito importante e isso implica em que os circuitos devam ser habilitados no instante em que os níveis lógicos são aplicados em sua entrada

Isso significa que tais circuitos devem ser sincronizados por algum tipo de sinal vindo de um circuito externo.

E este circuito nada mais é do que um oscilador que produz um sinal de clock ou relógio. Os circuitos que operam com estes sinais são denominados circuitos com lógica sincronizada. Para os contadores temos então diversas classificações que levam em conta estes e outros fatores, por exemplo:

a)    Classificação quanto ao sincronismo:

Os contadores podem ser ASSÍNCRONOS, quando existe o sinal de clock aplicado apenas ao primeiro estágio. Os estágios seguintes utilizam como sinal de sincronismo a saída de cada estágio anterior. Estes contadores também são denominados Ripple Counters. Os contadores também podem ser SÍNCRONOS, quando existe um sinal de clock único externo aplicado a todos os estágios ao mesmo tempo.

b)   Classificação quanto ao modo de contagem

Os contadores podem ser PROGRESSIVOS ou CRESCENTES, quando contam numa sequência de números crescentes, ou seja, dos valores mais baixos para os mais altos, como (1,2,3,4…). São também chamados pelo termo inglês de UP COUNTERS. Os contadores podem ser REGRESSIVOS ou DECRESCENTES, quando a contagem é feita dos valores mais altos para os mais baixos como (4,3,2,1…).O termo inglês é DOWN COUNTERS. Se bem que possamos fazer contadores usando funções lógicas comuns e mesmo flip-flops discretos, podemos contar na prática com circuitos integrados em lógica TTL ou CMOS que já possuam contadores completos implementados.

Para uma compreensão melhor sobre Contadores clique aqui.

MOTIVAÇÃO PARA O TEMA DO PROJETO

ANTT faz mega-operação de fiscalização para combater o transporte clandestino de passageiros

Postado dia 3/12/2012 |

 

A Superintendência de Fiscalização da Agência Nacional de Transportes Terrestres (ANTT) executou, no período de 9 a 23 de outubro de 2012, a terceira edição da Operação Integração Máxima III, operação de fiscalização do serviço de transporte rodoviário interestadual de passageiros. No balanço da megaoperação, realizado esta semana, a ANTT divulgou que foram fiscalizados 1.431 veículos, lavrados 301 autos de infração e retidos 59 veículos.

Segundo o Superintendente de Fiscalização da ANTT, Nauber Nascimento, “a estratégia adotada foi o estabelecimento de bloqueios nas principais rotas utilizadas pelos transportadores nas rodovias e na própria região central da cidade de São Paulo. Foi fundamental para o sucesso desta ação, o posicionamento de equipes volantes nas rotas de fuga da fiscalização.”

Objetivo principal da Operação Integração Máxima III foi a fiscalização dos ônibus utilizados no serviço interestadual de fretamento que partem ou se destinam para a região do centro expandido da cidade de São Paulo, maior polo de concentração de embarques clandestinos do Brasil, com destaque para o bairro do Brás.
[…]
O serviço de fretamento clandestino implica risco à integridade física dos usuários, devido à falta de controle quanto a manutenção preventiva dos veículos, e também risco jurídico, já que as normas regulamentares que regem o contrato de seguro de responsabilidade civil, impõe como condição, a autorização do órgão competente, no caso do serviço interestadual, a ANTT.

Para ler a reportagem completa, clique aqui.

Resumo

A tecnologia avançou e hoje é possível utilizar uma série de novos sensores conectados a programas de computador que medem os principais pontos funcionais e são capazes de fornecer os diagnósticos necessários para tomadas de decisões gerenciais. O monitoramento correto dos processos pode torná-lo mais eficiente, com resultados mais concretos e redução de perdas. No caso de concessões públicas, saber exatamente como estão as operações das empresas garantem que o serviço prestado é de qualidade e de que a população não é prejudicada com preços abusivos. O projeto é um protótipo de monitoramento do fluxo de passageiros nas linhas de transporte rodoviário por ônibus intermunicipais em que conta-se o número total de pessoas que entram e saem dos veículos. A partir da contagem é confirmada a quantidade mínima para partida ou a superlotação de cada viagem. Composto por sensores de pressão e uma lógica digital, o contador automático é capaz de informar com exatidão o número de pessoas que embarcam ou saltam do ônibus. Ao ser aplicado em larga escala, utilizando um sistema de GPS atrelado, o governo poderá acompanhar como se comportam as empresas de ônibus e se cumprem todas as exigências das concessões que detêm.

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Abstract

Technology has advanced and today it is possible to use a series of new sensors connected to computer programs that measure the main functional points and are able to provide the necessary diagnostics for taking managerial decisions. Proper monitoring of processes can make it more efficient, with more concrete results and loss reduction. In the case of public concessions, it know exactly how are the company operations ensure that service is quality and that the population is not harmed by unfair prices. The project is a prototype for monitoring the flow of passengers road transport lines for intercity buses on which account the total number of persons entering and leaving of vehicles. From the count is confirmed minimum quantity to departure or overcrowding of each trip. Composed of pressure sensors and a digital logic, the automatic counter is able to provide accurate information on the number of persons boarding or leaving of the bus. When implemented on a large scale, using a GPS, the government can track how they behave bus companies and fulfill all requirements of the concessions they hold.

Introdução

Um dos fatores que determinam as condições de concessão para as empresas de transporte rodoviário de passageiros são as rotas estabelecidas e a demanda de passageiros.

A partir do momento que estão habilitadas a operar, as empresas são obrigadas a cumprir o contrato, respeitando horários, itinerários e fornecendo o melhor serviço com o menor preço.

Por falta de um controle maior, a fiscalização por parte da ANTT (Agência Nacional de Transportes Terrestres) é deficitária e não consegue verificar se todas as empresas cumprem de fato os acordos da concessão.

Nesse cenário, torna-se vital o monitoramento das operações das concessionárias, em cada um dos trechos ofertados, de modo a garantir ao cidadão que recebam o melhor transporte possível, dentro do melhor custo disponível.

Assim, o projeto conjunto do grupo nas disciplinas de Circuitos Digitais e Circuitos Elétricos apresenta uma solução automatizada para o monitoramento do fluxo dos passageiros em relação aos números de paradas realizadas em cada viagem.