Protoboard e PCB

Depois de simulado o projeto passamos para a montagem física, para um teste utilizamos uma protoboard e fios de cobre para simular o circuito realmente antes de utilizarmos a PCB e solda (já que esse processo é meio que "irreversível").

Adicionamos todos os componentes de acordo com o circuito.

Depois de todos os componentes estarem montados na protoboard fizemos todos os testes, foi possível nesta etapa melhorar também a programação em android para o celular.

Após todos testes serem bem sucedidos e todos os problemas de espaço físico serem sanados utilizamos o programa Ares do Proteus Professional 7.7.

Foi impresso esse circuito em papel fotográfico e impressora a laser, papel esse que foi utilizado para que fazer as trilhas em tinta na PCB.

Utilizamos percloreto de ferro para que o cobre fosse corroído, e as trilhas protegidas pelas trilhas de tinta fossem mantidas.

As trilhas ficaram bem feitas, fizemos os testes de continuidade em todas as trilhas e conexões.

Os furos foram feitos com um perfurador manual e os componentes foram soldados com estanho.

Com isso as placas estão prontas para serem adicionadas aos equipamentos as quais elas foram projetadas para controlar.

Circuito do projeto

Uma das partes mais importantes foi o desenvolvimento da simulação do projeto, muitas foram as ideias e muitos os erros e limitações, mas por fim, escolhemos um circuito pedagógico que controlaria 5 componentes de uma casa, 3 lâmpadas e 2 motores, sendo que um dos motores funcionaria para um portão elétrico, e o outro para cortinas, a programação do PIC foi feita em C.

Para simulação utilizamos o software Proteus Professional 7.7.

O circuito final é este descrito abaixo:

Como não havia um módulo Bluetooth disponível no software e sabíamos que a saída do módulo era serial, utilizamos uma porta serial para funcionar na simulação como o módulo Bluetooth, também se fez necessário utilizar o hyper-terminal do Windows 7 para simular as teclas do teclado como se fosse os sinais de saída da porta serial.

Para as lâmpadas utilizamos relés, e reforçadores de correntes para garantir que o relé se mantenha ativo depois que a lampada seja ligada.

Os dois motores funcionam da mesma forma, utilizando uma ponte H para fazer a comutação de direção de rotação do motor (abre e fecha), e uma chave de fim de curso para parar o motor quando o portão ou cortina tiver chegado ao final, da mesma forma utilizamos reforçadores de corrente do lado CC dos motores para impedir uma possível desmagnetização do relé quando os motores forem ativados.

Teste do módulo Bluetooth

Primeiro passo foi testar quais eram os dados de entrada e de saída do módulo, ele possui uma porta TX e uma RX então fizemos o seguinte:

Jumpeamos (colocamos um fio ligando as duas portas) TX e RX, e ligamos o módulo, assim todo dado que o dispositivo recebesse iria enviar também, sendo assim se fosse enviado um comando "a" o módulo iria receber e iria enviar esse comando de volta a origem. Esse teste foi importante para análise da qualidade dos dados ou se ruídos iriam interferir.
O resultado foi bem aceitável, não houve perda de dados nem tao pouco interferência de qualquer outro tipo de comunicação, porém foi possível notar que ao tocar nos fio condutores o celular recebia sinais desconhecidos, isso foi útil para definirmos que tanto as soldas quantos os fios deveriam ficar bem protegidos de qualquer eventual toque de mãos.

O segundo teste com o módulo foi o teste de distância, esse só mesmo a título de curiosidade, o desempenho do módulo se saiu melhor do que pensávamos, com ambiente fechado tivemos uma distância de 35 m com sinal.

Compra dos componentes

Dentre todos os componentes utilizados os únicos que demandavam de uma escolha apurada dentre os vários modelos eram o módulo Bluetooth e o PIC.

Os escolhidos foram:

- Módulo Bluetooth RS232/TTL

Esse módulo dispõe de um alcance de até 20 metros o que se aplica bem a nossa aplicação residencial, a alimentação dele é de 3.3 V á 5 V fazendo com que seja simples alimentá-lo no circuito que vamos implementar, além disso o módulo tem saídas RX e TX o que permite uma ligação direta entre o módulo e o PIC sem necessidade de um driver, ou uma programação complexa no PIC para a recepção deste sinal.

-  PIC16F887A

Esse PIC possuí  40 pinos, 8 bits de núcleo, memória interna flash de 14 bits, memória RAM de 368 bytes, EEPROM de 256 bytes e a sua frequência pode chegar a 20MHz, sendo assim esse PIC nos dá várias possibilidades de utilização, sobre este modelo existe muito conteúdo  disponível na internet em português o que ajuda a compreender o funcionamento e dá uma base de aprendizado,  o mesmo pode ser utilizado em projetos futuros já que esse modelo é bem flexível em suas utilizações.

Listagem dos componentes comprados:

Qtd.	Nome	Ref.	Preço	Subtotal
2	PIC16F877-A-I/P - CIRCUITO INTEGRADO (DIP)	537200	BRL 15,20	BRL 30,40
1	SOQUETE TORNEADO 40 PINOS	780040	BRL 2,24	BRL 2,24
5	RELE JQC-3F-C 12V /10A	683012	BRL 1,25	BRL 6,25
7	BORNE PCI KRE 2 T AZUL - espaçamento 5,08mm	012310	BRL 0,45	BRL 3,15
3	BORNE PCI KRE 3 T AZUL - espaçamento 5,08mm	012315	BRL 0,60	BRL 1,80
5	BC548 - TRANSISTOR	850215	BRL 0,10	BRL 0,50
2	CRISTAL OSCILADOR 4MHZ / 4,000MHZ - HC 49S	120060	BRL 0,70	BRL 1,40
4	REED SWITCH 1532 - 2003-2 20/25 AMPOLA DOURADA	720050	BRL 1,14	BRL 4,56
1       MÓDULO BLUETOOTH RS232-TTL                                            xxxxx      BRL  69,99
SubTotal :				BRL 129,29
Taxa de Manuseio e Envio :				BRL 32,60
Total de Imposto :				BRL 0,00
Total:				BRL 161,89

A ideia básica

O projeto escolhido pelo grupo foi o de automação residencial através de comunicação sem fio, utilizando o celular como controle.

O esquema básico do seu funcionamento é mostrado na imagem abaixo:

1 - O celular irá enviar um sinal através do Bluetooth.

2 - Um módulo Bluetooth irá receber esse sinal e então o enviar até o PIC.

3 - O PIC irá "enterder" o sinal que recebeu e executar uma saída alta em um dos seus pinos.

4 - O Sinal alto na saída do PIC irá saturar o transistor que passará a conduzir.

5 - Com o transistor conduzindo o relé será ativado.

6 - Com o relé ativo a carga será alimentada.

Sendo possível programar o PIC para executar diversas funções dependendo de qual sinal ele receber, ou seja com sinais diferentes enviados através do celular será possível fazer com que o PIC dê uma saída alta em diferentes pinos que estarão ligados a diferentes cargas, assim sendo possível acender uma lampada, ativar um motor, ligar uma tv e etc...