Final Project Presentation - PT

Departamento de Engenharia Electrotécnica
Licenciatura em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

SAMISH
Sistema de Aquisição e Monitorização de Informação
Sensorial de um Helicóptero

Autores: Orientadores:
João Cardoso nº 042165686 Março 2010 Prof. Tito Amaral
Diogo Sousa nº 042165697 Prof. Filipe Cardoso

SAMISH - Sistema de Aquisição e Monitorização de Informação Sensorial de um Helicóptero

Sumário

• Motivação e Objectivos;
• Introdução;
• CAN (Controller Area Network);
• Estação Remota;
• Comunicação RF;
• Estação Base;
• Resultados Experimentais;
• Conclusões e Desenvolvimentos.

2


Motivação e Objectivos

• Explorar a área dos veículos autónomos aéreos;
• Desenvolver uma rede sensorial;
• Desenvolver uma aplicação de monitorização;
• Possibilitar melhorias e desenvolvimentos futuros.

3


Introdução

Estação Remota Comunicação RF Estação Base

4


CAN (Controller Area Network)

• Dois fios para a comunicação de dados;
• Velocidade de comunicação até 1 Mbps; Nó CAN:
• Comunicações:
Processador
 Ponto a ponto;
 Multi-ponto; Controlador CAN
 Difusão; Transceiver
• Flexível adição/remoção de nós na rede;
• Reduzido custo e complexidade de implementação.

Barramento CAN
Nó Nó Nó Nó Nó
Ω CAN CAN CAN CAN CAN Ω

5


Estação Remota (1/9)
Diagrama de Blocos

6


Nó Sonar (1/2)

Detecção de objectos na
dianteira do helicóptero

Sonar SRF04F:
• Alimentação: 5 V;
• Consumo: 30 mA;
• Dimensões: 43×20×17 mm;
• Peso: 11.3 g.

Detecção da
altura ao solo
7


Nó Sonar (2/2)

8


Nó GPS
Cálculo da posição:
• Tempo de recepção do sinal dos satélites;
• Três satélites para obter coordenadas;
• Quarto satélite para obter altitude.

GPS u-Blox SAM-LS:
• Alimentação: 2.7 - 3.3 V;
• Consumo: 56 mA;
• Dimensões: 31.5×47×9.5 mm;
• Peso: 3 g.

9


Nó Acelerómetro (1/2)
gz

gx

gy

Cálculo num referencial XYZ: Acelerómetro MMA7260Q:
• Aceleração dinâmica; • Alimentação: 2.2 – 3.6 V;
• Aceleração estática. • Consumo: 500 µA.

10


Nó Acelerómetro (2/2)
VCC
gS1
gS2
XOUT

YOUT

ZOUT

GND

gS1 gS2 Escala Sensibilidade
Tecnologia de fabrico MEMS: 0 0 ± 1.5 g 800 mV/g
• Elementos inferiores a 100 µm; 1 0 ± 2.0 g 600 mV/g
0 1 ± 4.0 g 300 mV/g
• Deslocação da massa de prova. ± 6.0 g
1 1 200 mV/g
11


Nó Giroscópio (1/2)

Cálculo da velocidade angular em º/s

Quantidade de rotação que um corpo
realiza num eixo por unidade de tempo

Giroscópio E-Sky EK2-0704:
• Alimentação: 5 V;
• Consumo: 10 mA;
• Dimensões: 27.2×27.5×17.5 mm;
• Peso: 50 g.

12


Nó Giroscópio (2/2)

A[V]

3.6

1.50 t[ms]

13


Nó Controlador

Nó Nó Nó Nó Nó
Acelerómetro Sonar Giroscópio GPS Controlador

• Recepção e processamento dos dados sensoriais;
• Construção da trama SAMISH:
Nó Acelerómetro Nó sonar
Nó Giroscópio Nó GPS
Eixo X Eixo Y Eixo Z Sonar A Sonar B

• Envio da trama a cada 100 ms, a 115.2 kbps via RS232.
14


Comunicação RF

Consumo de Potência de Módulos RF XBee PRO 868:
Corrente (mA) Emissão (mW) • Isento de licenciamento;
85 1 • Alimentação: 3.0 - 3.6 V;
150 25
280 100 • Consumo: 500 mA (máx.);
350 200 • Dimensões: 24.3x32.9x7 mm;
500 300 • Ficha RPSMA.

Parâmetros configurados:
• Potência de emissão: 200 mW;
Estação
• Velocidade: 115.2 kbps;
Base
• Dipolo Simples com 2.0 dBi ganho.
15


Estação Base
Aspecto e Funcionalidades da Aplicação


Estação Base

• Gestão dos sensores instalados na estação remota;


Estação Base

• Selecção das informações mostradas no painel principal;


Estação Base

• Visualização dos gráficos em janelas individuais;


Estação Base

• Visualização dos gráficos em janelas individuais;
• Registo de uma sessão e exportação da mesma em *.csv. 20


Resultados Experimentais (1/3)
Taxa de Actualização de Dados
Dados no Nó Controlador:
• Nó GPS: 1.02 s;
• Nó Acelerómetro: 6.4 ms;
• Nó Giroscópio: 5.4 ms;
• Nó Sonar: 6 ms.

Dados na Estação Base:
• Entre os 100 ms e 150 ms, dependendo da:
 Qualidade de recepção;
 Barreiras arquitectónicas;
Atrasos na recepção e no envio. 21


Teste de Cobertura dos Módulos XBee (1/2)
Tempo mínimo Taxa de
e máximo sucesso nas
entre o envio comunicações.
de uma trama.

Número de
Tempo de comunicações
timeout. bem sucedidas
e falhadas.

Trama com
105 bytes.
22


Teste de Cobertura dos Módulos XBee (2/2)
87.7% a 1.91km

72.4% a 99.1% a 1.45km
2.6km
91.7% a
2.62km
98.1% a 1km

90.3% a 750m

83.9% a 440m

Do ponto J ao A a 50 km/h 84.9% a 320m
90.5%

97.1% a 190m
100% a 70m

23


Conclusões e Desenvolvimentos
Após a conclusão deste projecto verificou-se que:
 Desenvolveu-se com sucesso um sistema que:
• Adquire conjunto de dados sensoriais de um helicóptero;
• Envia os dados sensoriais via RF para a estação base;
• Processa e monitoriza a informação sensorial na estação base;
 Bom desempenho nas comunicações RF, com os módulos XBee Pro;
 Projecto aplicável a qualquer veiculo, de modelismo ou convencional;
 Projecto com potencial comercial.
No futuro:
• Adição de novos sensores na rede CAN;
• Incluir um módulo de vídeo para ajuda à monitorização;
• Tornar a navegação totalmente autónoma. 24


Fim da Apresentação

Obrigado pela atenção, dúvidas?

Autores: Orientadores:
João Cardoso nº 042165686 Março 2010 Prof. Tito Amaral
Diogo Sousa nº 042165697 Prof. Filipe Cardoso

Final Project Presentation - PT

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Similar a Final Project Presentation - PT

Similar a Final Project Presentation - PT (20)

Final Project Presentation - PT