automação
Controle de Acesso
Automático
de Veículos
Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma solução
tecnológica que permita o controle dos portões automáticos remotamente através da internet. Aplicando-se
esse sistema no campus da Juta, por consequência, um
profissional da segurança pode permanecer em seu posto
de guarda localizado nos fundos do Campus enquanto
controla entrada e saída de automóveis remotamente,
através de um computador que exibe a imagem da entrada principal capturada por uma câmera WEB. Assim,
o segurança que hoje fica exclusivamente controlando
a entrada e saída de veículos do Campus na portaria
principal poderá fazer ronda dentro da Universidade,
aumentando a segurança do campus.
Alex Pisciotta*
Emerson Luiz Anaia Duque*
Francisco José Grandinetti*
Luiz Eduardo Nicolini do Patrocinio Nunes
Edson Aparecido de Araujo Querido de Oliveira
saiba mais
Manual da placa picoFlash®, da
empresa JK Microsystems
Manual WEBTCP e WATTCP,
disponibilizado pela empresa JK
Microsystems
Manual da câmera IP FEASSO,
modelo F-IPCAM01
Site para consulta e atualizações de
software:
www.jkmicro.com
Site do fabricante:
www.datasheetcatalog.com
Site: http://www.youtube.
com/watch?v=wlF_
IysSKHE&feature=related
2
Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012
N
os últimos anos a segurança patrimonial vem
ganhando espaço nas instalações prediais
privadas e públicas, porém o custo para
manter dois servidores em cada unidade/
prédio para vigiar e recepcionar as portarias de acesso é elevado. Entretanto, se
o administrador alocar um servidor para
monitor e acionar as portarias dos prédios à
distância, centro de monitoramento, e um
servidor para recepcionar cada portaria, o
custo será reduzido em 50%. Portanto, o
objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de uma solução tecnológica que
permita o controle dos portões automáticos
remotamente através da internet.
Aplicando-se esse sistema no campus da
Juta ou outro prédio, consequentemente, um
profissional da segurança pode permanecer
em seu posto de guarda enquanto um outro
controla entrada e saída de automóveis remotamente, no centro de monitoramento,
através de um computador que exibe a
imagem da entrada principal capturada
automação
por uma câmera WEB. Assim, o segurança
que hoje fica exclusivamente controlando
a entrada e saída de veículos do campus/
prédio na portaria principal poderá fazer
ronda dentro da Universidade, aumentando
a segurança do campus.
Para tal, desenvolveu-se uma aplicação
utilizando uma placa microprocessada que
contém suporte a ambiente WEB, permitindo
uma fácil conectividade do periférico por
qualquer computador conectado à rede, como
pode ser observado na figura 1. Com isso,
dispensa-se o uso de um computador ligado
24 horas apenas para controlar o portão,
barateando o projeto tanto em hardware
quanto em consumo de energia elétrica.
Além disso, o espaço físico necessário é
bem menor, uma vez que o sistema se torna
muito mais compacto.
F1. Diagrama em blocos do sistema proposto.
Desenvolvimento
O sistema deve coletar comandos através
da internet e então enviar esses comandos
para o módulo de controle dos portões
automáticos. Pesquisou-se um dispositivo
que pudesse funcionar como um servidor
conectado à rede, no qual uma página
recebe os comandos e o dispositivo aciona
pinos de saída, que então são convertidos
em sinal de contato para serem aplicados
aos controladores do portão. Para tal fim,
escolheu-se a placa picoFlash® da empresa
JK Microsystems, que possui as seguintes
características:
•Baseada nos microprocessadores
R8822 de 40 MHz;
•512 kB de memória RAM;
•512 kB de Memória Flash EEPROM;
•2 Portas Seriais de alta velocidade;
•16 linhas de entrada/saída digital;
•Adaptador Ethernet.
Uma foto da placa é apresentada na
figura 2.
A placa picoFlash é configurada com
dois discos virtuais A: e B:, sendo que no
disco A: encontra-se o DOS, o BIOS e os
programas utilitários essenciais à operação
da placa picoFlash, e, por isso, o disco A: é
somente de leitura. O disco B: permite escrita e leitura e contém programas utilitários
opcionais e está disponível para os arquivos
de usuários e aplicativos.
Quando a energia é aplicada à placa
picoFlash ou quando ela é resetada, a placa
executa um procedimento de inicialização
e então inicia o DOS. Um simples arquivo
F2. Placa picoFlash®.
F3. Diagrama Esquemático da Placa de Interface.
Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual
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automação
AUTOEXEC.BAT é executado e então a
placa está pronta para o uso. Assim, os aplicativos desejados podem ser configurados
para iniciar automaticamente ao iniciar a
placa, e é isso que é feito com este projeto.
O segundo item, muito importante no
desenvolvimento do projeto, foi a placa de
interface, que faz o intercâmbio entre a placa
de controle e o circuito de acionamento dos
motores do portão automático.
Placa de Interface
F4. Programa Express PCB quando na criação do leiaute (lay-out).
A Placa de interface foi desenvolvida para
permitir a comunicação entre a placa de comando picoFlash e o sistema de acionamento
do portão automático, transformando o sinal
de 5 V e baixa capacidade de corrente da saída
digital da placa de comando em um fechamento
de contato momentâneo, desempenhando o
mesmo efeito de uma pessoa pressionando o
botão de controle do portão.
A placa possui as seguintes características:
•Comando independente para cada
uma das folhas do portão;
•Compatível com a lógica TTL;
•Utiliza alimentação da placa de
controle.
Essa placa teve que ser especialmente
desenvolvida para este fim. O circuito eletrônico foi desenvolvido para permitir que
o sinal de 3,3 V disponível na saída digital
da placa de controle seja convertido em um
contato fechado que é aplicado ao botão de
comando dos portões. A figura 3 exibe o
diagrama esquemático do circuito.
Funcionamento da Placa de Interface
F5. Placa de Interface - Lado Bottom.
F6. Disposição dos componentes - Lado Top.
F7. Placa finalizada – Lado BOT.
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Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012
A placa de interface é composta por dois
circuitos caracterizados como “transistor
como chave”, acionando dois relés independentemente. Quando um sinal positivo (cerca
de 3,3 V) é enviado pela placa de controle
picoFlash, esse sinal é coletado pelos pinos
2 e/ou 3 da placa de interface.
O sinal positivo gera uma corrente que
passa pelos resistores limitadores R1 e R 2 que
limitam o valor dessa corrente a fim de não
sobrecarregar a porta de saída I/O digital da
placa picoFlash. Essa corrente é direcionada
para a base do transistor NPN BC337, que
permite uma corrente elétrica com valor b
vezes maior que IB circular de coletor para
emissor, acionando o relé correspondente.
Com o circuito pronto, foi possível partir
para o desenvolvimento do leiaute (lay-out)
da placa de circuito impresso da placa de
automação
interface. Utilizou-se o software gratuito
Express PCB versão 7.0.2, o qual possui
ferramenta que destaca os pontos em comum
do circuito, facilitando o trabalho (figura 4).
Concepção da Placa
A partir do leiaute pronto, pôde-se partir
para a confecção da placa de interface. A
figura 5 mostra o leiaute pronto da placa,
considerando uma placa de face única de
50 mm x 50 mm.
A figura 6 exibe a disposição dos componentes no lado TOP.
A confecção da placa foi realizada pelo
método de transferência térmica, no qual se
imprime o leiaute em folha de papel fotográfico (conhecido como papel Glossy) em
impressora a laser. É importante observar
que a impressão do leiaute deve ser feita de
maneira espelhada, para que o processo de
transferência térmica resulte no posicionamento correto.
O resultado pode ser observado nas
figuras 7 e 8. Os testes funcionais com a
placa confirmaram o funcionamento antes
da ligação direta à placa de comando. Para
se realizar o teste, a placa foi alimentada
por uma fonte de 5 V, através dos pinos 1
e 4 de J1, e então aplicado 3 V nos pinos
2 e 3, consecutivamente, observando-se o
acionamento do respectivo relé.
2/3
A Câmera de Vigilância
A câmera IP é um equipamento projetado
para rede do sistema de vigilância por vídeo,
que pode ser ligada com fio ou sem fio.
Foi adotado um chip de alta qualidade no
processador de mídia, que processa áudio e
coleção de vídeos, compressão e transmissão.
O formato-padrão de compressão MJPEG
garante claramente o desempenho de vídeos.
A câmera pode ser aplicada nas residências,
ou em qualquer outro estabelecimento onde
seja necessária a utilização de transmissão
de imagens e áudio para um devido monitoramento do ambiente de forma geral em
que esteja instalada. O monitoramento pode
ser processado de modo local ou remoto.
A câmera IP pode ser ligada em modo de
acesso local, contendo a câmera IP, Roteador
e o PC, conforme a figura 9.
A configuração da câmera foi realizada
através do software que acompanha o produto, chamado DevFind, que encontra os
dispositivos conectados à rede local. Pode-se
realizar alterações na configuração original da
Setembro/Outubro 2012 :: Mecatrônica Atual
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automação
F8. Finalização do Processo de Montagem – Lado TOP.
F10. Painel de configuração da Câmera IP.
F9. Diagrama de ligação da Câmera IP.
câmera, conforme mostrado pela figura 10.
Após ter configurado a câmera IP, é
criado um endereço de acesso na internet
que, quando acessado, solicitará o login e
senha do usuário.
Assim que for acessado, abrirá a página de
controle da câmera. Esse sistema da câmera
IP permite aos usuários verem através do
navegador IE, software de gestão central e
software cliente (figura 11).
Ainda nesta figura, pode-se observar os
controles disponíveis, como movimentação
do ponto de observação, brilho, contraste,
captura de foto, gravação de vídeo, entre outros.
Realizadas as configurações, procedeu-se à confecção da página da Internet a
ser carregada no servidor picoFlash para,
além das funcionalidades de fechamento
e abertura dos portões, também receber os
sinais da câmera.
Para isso utilizou-se linguagem HTML,
constituindo-se 3 páginas: a primeira chamada
homepage.htm, que comporta um frame,
dividindo a tela em duas outras páginas. A
segunda é a Navigato.htm, que apresenta o
título do projeto e a página de comandos,
e a terceira é a página Comando.htm, que
consiste apenas no botão de controle do
portão.
Conclusão
F11. Imagem da Câmera após configuração de rede.
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Mecatrônica Atual :: Setembro/Outubro 2012
Neste artigo mostramos a implementação
de uma solução tecnológica que integra um
sistema de controle de portões automáticos
com um servidor de internet, o que possibilita
uma maior praticidade de trabalho aos seus
usuários e, no caso específico do Campus
da Juta (UNITAU), uma maior segurança
dentro da universidade.
MA