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protótipo de sistema computacional para pesagem - DAINF

1. X PEFRAG Microsoft Visual Studio J Y Quick Launch Ctrl Q Pla Bm x FILE EDIT VIEW PROJECT BUILD DEBUG TEAM DESIGN FORMAT TOOLS TEST ARCHITECTURE ANALYZE WINDOW HELP Henri Stadzisz i bp S aw 9 gt Emulator WVGA 512MB Release J B DataBaseEnginecs SocketEnginecs MainPagexamlcs Appxamlcs NovoCicloxaml NovoCiclo xaml cs ClassDiagram1 cd E FS 69 lt TextBlock Text Binding NumDias Mar x a 78 lt TextBlock Text ime ameti Mert ELLAS x Pa E o 71 lt StackPane1 gt Aa BH s amp Entire Solution amp 72 DataTemplate 3 a SISPEF 73 phone LongListSelector ItemTemplate E 2 E 7 lt phone LonglistSelector gt E res u m e 75 E Grid Verticalalignment Bottom x Name connectionGrid Margin 16 0 0 0 Visibility Collapsed 3 76 E Grid Background 77 lt SolidColorBrush Color StaticResource PhoneBackgroundColor gt s 8 a 78 Grid Background z Ea contando ciclos adicfonados 79 lt TextBlock VerticalAlignment Bottom x Name connectionText Text iniciando conex o M amp 5 cronometrando diag gincronizados 30 lt ProgressBar VerticalAlignment Bottom x Name connectionBar Margin 12 0 6 25 Height 1 2 amostrando o nimi de amostras 81 Grid 9 E 82 lt Grid gt s 83 Dne PivotItem gt 3 a g a ae gt 85 Pivot item two gt m gt 86 Fhe PivotItem x Name ciclos Header ciclos gt 34 3 87 Double line list no te
2. 44 Com uma redu o da faixa de valores da histerese poss vel reduzir o erro em rela o tend ncia m dia do sinal mas as varia es tamb m aumentar o A Figura 31 mostra o mesmo sinal mas para uma faixa de valores de mais ou menos 1 unidade do ADC 338 Valor ap s determinac o corn histerese l 5 10 15 20 25 Tempo s Figura 31 Sinal da Figura 29 submetido determina o por histerese com mais ou menos uma unidade do ADC Fonte autoria pr pria Para converter o resultado final das filtragens para um valor em gramas foi primeiramente medido o valor para a balan a com um recipiente vazio e depois se encheu o recipiente com 15 litros de gua o que aproximadamente 15 kg donde resultou que cada unidade inteira da sa da equivale a 5 2178 gramas A medida foi repetida 4 vezes sendo este resultado uma m dia A medi o repetitiva de um mesmo peso resultou em um desvio padr o de 13 71 gramas Quando em utiliza o corrente a tara da balan a vari vel e muda com o tempo e a temperatura SLATTERY e NIE 2005 cabendo ao algoritmo de classifica o dos pesos das aves realizar o desconto De modo a verificar a linearidade da rela o entre o peso e as medi es resultantes desta sequ ncia de opera es levantou se os valores para uma s rie de incrementos de pesos utilizando novamente gua e um recipiente sobre a balan a o que resultou na curva da Figura 32 A linha d
3. Descric o do Risco caso um dos componentes cr tico como placa embarcada c lula de carga e access point no projeto pare de funcionar seja por mal utiliza o ou eventuais defeitos presentes nele 2 Etapa Avalia o do Risco Impacto Alto M dio Alto x M dio M dio Baixo Baixo Explique a perda de um dos componentes causa interrup o em atividades previstas no cronograma do projeto prolongando o tempo para a elabora o do sistema inteiro Probabilidade Alto M dio Alto M dio M dio Baixo Baixo x Explique os componentes utilizados possuem robustez contra erros b sicos e garantia de qualidade na fabrica o Al m disso os integrantes da equipe foram instru dos a tomarem devidos cuidados no manuseio deles 3 Etapa Resposta ao Risco Estrat gias e A es na etapa de planejamento componentes sobressalentes foram definidos caso haja necessidade de substituir os principais Alguns componentes j foram adquiridos com mais de uma unidade para r pida resposta a esse risco Impacto Reavaliado M dio Probabilidade Reavaliada Baixa Elaborado por equipe completa Data 16 05 2014 69 1 Etapa Identifica o do Risco Denomina o do Risco ru dos e interfer ncias nos sinais No da Identifica o 05 Descri o do Risco caso os ndices de interf
4. es de rede para que os dispositivos consigam se comunicar de maneira eficiente A realiza o do conjunto de testes consiste em avaliar o funcionamento do software durante a fase final do desenvolvimento do projeto Ou seja realizar testes com cada uma das partes do sistema computacional para detectar falhas que possivelmente ser o corrigidas Finalmente a verifica o do sistema consiste em simular o funcionamento do sistema Ou seja verificar se o resultado obtido pelo sistema o esperado se ele est funcionando de forma eficiente e como ele se comporta Essa atividade ser feita por meio de ensaios com diferentes cen rios 65 AP NDICE B Riscos 1 Etapa Identifica o do Risco Denominac o do Risco atraso na aquisic o de componentes No da Identifica o 01 Descri o do Risco caso os componentes cr ticos como placa embarcada c lula de carga e access point para o desenvolvimento do projeto n o estejam dispon veis para compra ou demorem para serem entregues 2 Etapa Avalia o do Risco Impacto Alto x M dio Alto M dio M dio Baixo Baixo Explique o desenvolvimento e o resultado do projeto s o dependentes da aquisi o dos seus componentes Probabilidade Alto M dio Alto M dio x M dio Baixo Baixo Explique os componentes possuem um grande n mero de fornecedores q
5. 64 a B 0 9 0 Figura 21 Faixas de interpretac o do peso adquirido Fonte autoria pr pria 34 Percebe se que a partir de seis galinhas o algoritmo come a a sobrepor valores interferindo na capacidade de determina o de quantas galinhas est o na medida Por m como a balan a est limitada a vinte quilos e o peso m ximo de uma galinha de aproximadamente cinco quilos definiu se que o numero m ximo de galinhas em uma amostra de cinco eliminando se a rea de erro 3 3 5 Estrutura dos dados Essas estruturas de dados s o preenchidas com os valores obtidos da balan a e calculados pelo algoritmo e s o salvos na mem ria flash NVRAM do microcontrolador Os dados s o gravados em conjuntos de 256 bytes de forma a aproveitar da melhor maneira poss vel o n mero m ximo de reescritas de cada bloco de mem ria aumentando o n mero de ciclos que podem ser medidos antes que seja necess ria a substitui o da mem ria flash Quadro 4 Estrutura de Histograma ID flag barra 9 amostras descartadas dia 2 mes 2 ano 4 padding 16 checksum TIPO uint Barra uint16 uint8 uint8 uint8 uint8 uint8 Fonte autoria propria A estrutura dos histogramas esta representada no Quadro 4 Ela formada por uma flag que marca posig es vazias de memoria uma vari vel amostras descartadas que determina o numero de amostras que foram consideradas erradas o dia o m s e o ano do calend rio do controlador
6. Class Class r r i Methods El Methods alterarDataCiclo AddBulkNewAmostra Close AddBulkNewBarra Connect AddFirstStatus criarNovoCiclo AddNewAmostra enviarDataHora AddNewBarra receberDados AddNewCiclo receberDataHora AddNewDiaPeriodo Receive AddNewStatus Send CreateAllPeriodos verificaCiclolD DataBaseEngine verificaDiaCicloAtual DeleteCiclo S NotifyPropertyChanged NotifyPropertyChanging QD PreencheCurvaReferencia QueryAllltens QueryAllTableStatus refreshAllStatus RefreshCurva UpdateCiclo Figura 34 Engines desenvolvidas para o aplicativo Fonte autoria pr pria 3 7 BANCO DE DADOS Esse projeto envolve grande manipulac o de dados que s o gerados a cada fra o de minuto pelo dispositivo embarcado Parte desses dados s o armazenados momentaneamente Por m a fun o principal desse dispositivo embarcado a coleta de informa es n o o armazenamento cont nuo deles Para isso de vital import ncia que o aplicativo que se conecta com o m dulo embarcado armazene o resultado de v rias coletas de maneira n o vol til e segura al m de poder gerenciar com bom desempenho o acesso a um grande volume dessas informa es para os usu rios Um conjunto de banco de dados atende a essa necessidade A plataforma Windows Phone disponibiliza nativamente uma op o de interface de banco de dados chamada de Database Language In
7. Figura 42 Modelo de interface novo ciclo Fonte autoria pr pria Histograma interface de ciclo Esta p gina mostra o histograma do dia selecionado pelo usu rio ou seja sua fun o apresentar de forma gr fica a distribui o dos pesos das aves amostradas em um determinado dia Essa p gina est sempre relacionada a um ciclo cadastrado no aplicativo Ela indica ainda a data em que as amostras foram coletadas Esta interface foi implementada no pivot de ciclo Assim ela pode ser deslocada para a esquerda dando lugar p gina de dados ou pode ser deslocada para a direita dando lugar p gina de informa es Figura 43 Modelo de interface histograma Fonte autoria pr pria SISPEF dados dia selecionado dia 2 176 178 176 176 176 17 176 17 17 17 17 176 17 SISPEF 0 420 kg tota 0 420 kg tota 0 420 kg tota 0 420 kg tota 0 420 kg tota 0 420 kg tota 0 420 kg tota 0 420 kg tota 0 420 kg tota 0 420 ko tota 0 420 kg tota 0 420 kg tota 0 420 kg tota CUrva 16 08 2014 24 g med 24 g med 24 g med 24 g med 24 g med 24 g med 24 g med 24 g med 24 g med 24 g med 24 g med 24 g med 24 g med 54 Amostra de Dados interface de ciclo A p gina mostra os dados colhidos das pesagens de forma mais detalhada Ela mostra ao usu rio o resumo da quantidade de aves que foram pesadas em um determinado hor rio o peso total amostrado e o peso m dio de cada ave Da mes
8. O padrao 802 3 possui subtipos mas eles nao interferem no n mero de usu rios por aparelho uma vez que neste formato a conex o se d via cabo conectado diretamente ao dispositivo Contudo a taxa de transmiss o e o tipo de codificac o do meio f sico variam de um para outro No caso deste projeto nao ha interesse de buscar outros padr es do 802 3 al m do 802 3u pois a nica conex o de rede permitida pela placa embarcada FastEthernet 2 5 PLATAFORMA DE DESENVOLVIMENTO DA PLACA EMBARCADA A IDE Integrated Development Enviroment que ser utilizada para desenvolver o software do sistema a fornecida pela NXP fabricante do microcontrolador e pode ser encontrada no site da empresa Esta IDE foi desenvolvida por outra empresa chamada CodeRed e utiliza a linguagem C para programa o A Figura 14 ilustra a IDE utilizada Dentro do ambiente de desenvolvimento que recebe o nome de LPCXpresso v4 2 3 292 encontra se uma rea para a edic o do c digo direita uma de gerenciamento do projeto esquerda e um console de debug na parte inferior da tela Uma vantagem dessa plataforma que no site da fabricante do microcontrolador existem alguns c digos de exemplo para as respectivas placas No caso deste projeto foi escolhida a placa LPCXpresso 1769 Assim esses c digos poder o servir como base para a implementag o do software que ser utilizado neste projeto 24 ER Om 24 E3 Fhe si Seuns fonter Navigate Sardi
9. sim trica Este circuito foi baseado na folha de dados do componente TEXAS INSTRUMENTS 2013 com uma modifica o que permite um ajuste de desvio de tens o no est gio de sa da do amplificador de modo a compensar qualquer tens o negativa que possa haver quando o peso sobre a balan a for o m nimo O ganho de tens o 401 produzindo na sa da um sinal m ximo de 7 65 V sa da de 19 07 mV multiplicado pelo ganho 401 39 A sec o D reduz a tens o de sa da do amplificador para que seja aceit vel ao conversor anal gico digital Optou se por utilizar um divisor de tens o ao inv s de reduzir o ganho do amplificador para que as tens es de deslocamento dos amplificadores operacionais tivessem tamb m uma redu o proporcional ao divisor fazendo com que a raz o entre sinal e deslocamento fosse melhorada Para uma tens o de 8 V os valores de resist ncia indicados produzem 3 24 V um pouco menos que o valor m ximo admiss vel pelo conversor anal gico digital A se o E forma junto com a se o D um filtro passa baixas de primeira ordem com corte em 1 13 Hz condicionando o sinal para amostragem A frequ ncia de amostragem projetada de 1 kHz portanto taxa de Nyquist 500 Hz a atenua o dever ser de aproximadamente 53 dB O prop sito desta se o reduzir o ru do de alta frequ ncia do sinal antes que seja passado ao conversor anal gico digital A se o F consiste de uma resist ncia para acoplar a sa da d
10. Fonte Lages 2014 20 No TCP IP a formag o do socket que vai conter os dados a serem enviados dada pela associa o do n mero da porta pela qual essa comunica o vai ocorrer com o endere o IP Essa associa o de portas pode ser feita de forma din mica desde que os servi os que ser o utilizados n o sejam aqueles que tem portas pr definidas como TELNET HTTP e FTP A identificac o da conex o entre os dois dispositivos dada pelo par de sockets um em cada extremidade A interface se baseia em fun es como open close send e recieve LAGES 2014 Retransmiss o raso Aleat rio ponderado pelo n mero de colis es incrementa contador e n me de colis de numero de colisoes ermina Transmissac Figura 11 Fluxograma do CSMA CD Fonte PUC RIO 2014 O padr o IEEE 802 3u tamb m conhecido como FastEthernet utiliza o controle de acesso ao meio conhecido como CSMA CD Carrier SenseMultiple Access with Collision Detection O funcionamento do CSMA CD est ilustrado na Figura 11 Esse controle de acesso ao meio baseado em verifica o de disponibilidade de conex o ou seja caso o meio esteja ocupado o sistema espera por um tempo para realizar uma nova pesquisa Caso o meio esteja livre o pacote enviado e se houver colis o o sistema vai tratar essa colis o e ent o retransmitir o pacote quando o meio estiver novamente livre Os padr es 802 3 e 802 11 da IEEE trabalham ape
11. Sinal da Figura 26 ap s passagem pelo filtro IIR 42 Figura 29 Sinal da Figura 28 submetido a uma redu o de cad ncia 43 Figura 30 Sinal da Figura 29 submetido determina o por histerese 43 Figura 31 Sinal da Figura 29 submetido determinagao por histerese com mais ou menos uma unidade do ADO ssa senectt ped mette tn Aenea AT a atr LEUR Be ete 44 Figura 32 Rela o entre peso despejado no recipiente e o peso medido com o sistema de AQUISI O mA e RT CP TTE 45 Figura 33 Diagrama das principais classes do aplicativo 47 Figura 34 Engines desenvolvidas para o aplicativo 48 Figura 35 Tabela de HISI T CO eco e erred edo e eb herede ein 49 Fig ra 36 Tabela de CINCO u u E 50 Figura 37 Tabela de DiaPeriodo ernnannnnnnnnnnvvnnnnnnnnnrnnnnnnnnnnnnnnnnnnannnnnennnnnennnnnsnnnnnnnnnneennne 50 Figura 38 Tabela de Amostra aurei bee end eiu edor d en aede rud eoru edet tpud 51 Figura 39 Tabela de BarraHistograma cccecceeceseeeseeceeeeeeeeeeseeseeeeeeeeeeesensesseeeeaaeneees 51 Figura 40 Modelo de interface resumo r rsrrsssssssrsssssssssa 52 Figura 41 Modelo de interface rela o de ciclos eee 52 Figura 42 Modelo de interface novo ciclo 53 Figura 43 Modelo de interfac
12. ncia Quadro 8 Coeficientes dos filtros digitais IIR 2 5 Hz 5Hz 10 Hz 20 Hz bOebi1 0 00779293629195155 0 0154662914031034 0 0304687470912538 0 0591907038184055 a0 0 984414127416097 0 969067417193793 0 939062505817492 0 881618592363189 Fonte autoria pr pria A implementag o dos filtros em software realizada utilizando a estrutura em forma direta Il em blocos de segunda ordem agrupando os filtros em pares e gerando os novos coeficientes pela multiplica o das fun es de transfer ncia OPPENHEIM et al 1999 A resposta em frequ ncia em escala linear deste filtro apresentada na Figura 27 Nota se a forte atenua o das baixas frequ ncias No detalhe direita v se a faixa de O a 10 Hz 42 Ganho eo co 0 6 0 4 0 24 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 1 2 3 4 5 6 7 8 g 10 Frequ ncia Hz Frequ ncia Hz Figura 27 Resposta em frequ ncia dos filtros digitais IIR Fonte autoria pr pria A Figura 28 mostra o sinal da Figura 26 ap s a submiss o a este filtro Pode se ver que o ru do de alta frequ ncia antes presente foi quase completamente removido por m no detalhe direita ainda h a necessidade de estabilizar o resultado de modo a que o valor inteiro resultante espelhe o peso sem mudan as bruscas No mesmo detalhe pode se notar o tempo de estabilizac o De modo a se deixar o sinal mais est vel o sinal que sai do bloco de fi
13. para 20 kg se a alimenta o fornecida for de 9 V A caracter stica do sinal de sa da da ponte de medi o de uma c lula de carga naturalmente ruidosa e sujeita a derivas ao longo do tempo como se pode ver em Slattery e Nie 2005 o que traz a necessidade de filtragem De modo a escolher a sequ ncia necess ria de filtragem foram levantados sinais de exemplo usando a c lula dispon vel e um circuito simples composto apenas de um amplificador de instrumenta o e um divisor de tens o para adequar o sinal faixa do conversor anal gico digital de 12 bits com tens o de refer ncia de 3 3 V Um dos sinais obtidos o da Figura 22 capturado com a placa de desenvolvimento a ser utilizada no prot tipo final do projeto Neste contexto a balan a foi mantida est tica sem nenhum peso exceto o de seu prato 4500 4000 4 3500 4 3000 2500 4 2000 4 Valor do ADC 1500 A 1000 500 0 l l l l l 5 10 15 20 25 30 Tempo s Figura 22 Sinal de exemplo capturado com a placa de desenvolvimento Fonte autoria propria 37 Numa dura o de 27 segundos vis vel a presen a de amostras com valores inv lidos Estas acontecem comumente para este modelo de placa de desenvolvimento MBED 2009 MBED 2011 A maioria das sugest es feitas em NXP Semiconductors 2010 foram testadas mas n o produziram efeito
14. placa de desenvolvimento A frequ ncia de amostragem foi definida como 1 kHz uma baixa frequ ncia visto que a movimenta o dos animais e por consequ ncia a velocidade de varia o de peso sobre a balan a lenta A Figura 22 um exemplo de sinal adquirido Ap s a aquisi o busca se eliminar as medi es incorretas que ocorrem esporadicamente no conversor incorporado no microcontrolador Optou se por uma filtragem da mediana com 8 valores guardam se as ltimas 8 amostras capturadas que s o ordenadas de acordo com o seu valor e escolhe se como sa da do bloco o quarto valor mais baixo O n mero de valores foi determinado pela observa o de outros cen rios de aquisi o em que se pudessem eliminar todas as amostragens incorretas mas que tamb m simplificasse a necessidade de processamento Tendeu se tamb m a escolher um valor abaixo do central o quarto em vez da m dia entre o quarto e o quinto por que as amostragens incorretas ocorrem em geral para valores muito maiores que a tend ncia real A Figura 26 exibe o sinal da Figura 22 ap s a passagem pelo filtro da mediana Nota se a remo o completa dos valores incorretos e destaca se agora o ru do de altas frequ ncias 400 350 Q ce ho qa a m g Valor pelo filtro da mediana N e S ce g m 1 5 10 15 20 25 30 Tempo s Figura 26 Sinal da Figura 22 submetido filtragem da mediana Fonte autoria pr pria Proced
15. www internetnews com stats article php 3616626 Whats The Top IDE htm gt Acesso em 20 ago 2014 LAGES Walter F Pilha TCP IP Rio Grande do Sul 2014 Disponivel em lt http www ece ufrgs br fetter ele00002 tcpip pdf gt Acesso em 20 ago 2014 MBED Analogln problem 2009 Dispon vel em lt http mbed org forum mbed topic 131 page 1 gt Acesso em 08 set 2014 MBED Spikes Again 2011 Dispon vel em lt http mbed org forum mbed topic 2919 gt Acesso em 08 set 2014 NXP SEMICONDUCTORS LPC1769 68 67 66 65 64 63 Product data sheet 24 jun 2014 Rev 9 5 Dispon vel em http www nxp com documents data sheet LPC1769 68 67 66 65 64 63 pdf gt Acesso em 10 ago 2014 NXP SEMICONDUCTORS AN10974 LPC176x 175x 12 bit ADC design guidelines 1 set 2010 Rev 1 Dispon vel em lt http www nxp com documents application_note AN10974 pdf gt Acesso em 10 ago 2014 OPPENHEIM Alan V SCHAFER Ronald W BUCK John R Discrete time signal processing 2 ed Upper Saddle River Prentice Hall 1999 PITOMBEIRA Kamila Balanga para aves acaba com pesagens manuais Portal Dia de Campo Rio de Janeiro 20 abr 2011 Disponivel em lt http www diadecampo com br zpublisher materias Materia asp id 24 124 amp secao Pacotes Tecnol F3gicos gt Acesso em 02 mai 2014 POLONIO Carlos A Pesagem das Aves Avicultura Industrial Itu 22 jul 2009 Dispon vel em lt http www aviculturaindustrial com br noticia pe
16. 4 sensores duas caracter sticas importantes que a eleva o da sensibilidade e tamb m a linearidade em rela o s varia es medidas tornando esta configura o ideal para a disposi o de sensores resistivos Al m disto h no mercado a venda de conjuntos de 4 sensores advindos das mesmas condi es de fabrica o permitindo que sejam muito semelhantes e que produzam excelentes resultados nesta configura o Campilho 2000 Extens metros resistivos s o transdutores passivos que convertem uma deforma o em varia o de resist ncia S o essencialmente formados por um condutor ou semicondutor posto sobre uma base el stica que aplicada sobre a 15 superficie em que se quer medir os esforcos mec nicos Sao largamente utilizados em c lulas de carga de balangas para a medic o de peso empregando a configurac o de ponte de quatro transdutores Campilho 2000 Os extens metros de tipo folha s o os mais populares na medi o de for a pois s o pequenos altamente lineares e de baixa imped ncia Figura 7 S o compostos de ligas met licas ou semicondutores que geram diferentes caracter sticas pertinentes s v rias aplica es Deve se ter cuidado especial na sua colagem nas superf cies em que se quer medir a deforma o pois a histerese e resist ncia el trica entre outros podem ser afetados Brusamarello 2014 Figura 7 Extens metro do tipo folha Fonte Brusamarello 2014 Compr
17. EIER dn cath eat ILE e e 65 1 INTRODU O Este trabalho de pesquisa aplicada se situa na rea de emprego da engenharia de computa o ao setor agropecu rio Este um dos principais setores econ micos brasileiros e tem in meras demandas por automa o e sistemas de informa o Entre as dificuldades encontradas no setor observou se uma necessidade particular na avicultura no que diz respeito ao controle da cria o de frangos Este tipo de cria o exige um acompanhamento rigoroso das diferentes etapas de produ o com vistas a garantir altos ndices de produtividade e consequente rentabilidade para os neg cios Este cap tulo apresenta o tema da pesquisa ressaltando a import ncia do setor para a economia brasileira Apresenta se tamb m o problema que motivou o desenvolvimento deste trabalho os objetivos estabelecidos os procedimentos metodol gicos adotados e o embasamento te rico Por fim descreve se a estrutura do trabalho 1 1 TEMA O Brasil desde 2005 o maior exportador de frangos do mundo alcan ando 37 do mercado internacional O segundo colocado s o os Estados Unidos com 33 S o Paran respons vel por quase 30 dessas exporta es A avicultura brasileira representa 1 5 do PIB gerando somente em impostos mais de 6 bilh es de reais anuais RIZZOTTO 2014 A produ o de frango realizada em todo o pa s sendo que 90 dessa produ o feita no sistema de integra o vertical no
18. F 38 Figura 24 Esquem tico do condicionamento anal gico Fonte autoria pr pria Na sec o A encontra se um regulador de tens o simplificado que utiliza um espelho de corrente para alimentar duas refer ncias de tens o de 5 0 V ligadas em s rie O espelho de corrente reduz a sensibilidade da corrente que passa nas refer ncias em rela o tens o da fonte de alimenta o e tamb m fornece a corrente de base para o transistor em coletor comum que dever alimentar o restante do circuito a aproximadamente 0 7 V a menos que a tens o das refer ncias portanto 9 3 V A tens o resultante apropriadamente baixa para que nao cause aumento de temperatura e desregulac o da ponte de medicao como se pode ver nas considerac es em Interface Inc 2013 Esta sec o foi baseada em Appaloosa 2012 O prop sito desta sec o manter a tens o no circuito o mais est vel possivel para que mudan as na alimenta o nao influam de forma significativa na calibra o do sistema para al m de evitar ru dos vindos da rede el trica A se o B consiste na ponte de medi o cuja teoria j foi revista A diferen a de tens o esperada na sa da 19 07 mV considerando a tens o de alimenta o de 9 3 V e a sensibilidade de 2 05 mV V A se o C um amplificador de instrumenta o implementado a partir e componentes LM358 que possuem boa resposta para sinais quando a sua alimenta o n o
19. O uint16 t valor J ur X O 47 3 6 MODELO ESTRUTURAL DO APLICATIVO O aplicativo criado estruturado em cinco grandes classes que est o diretamente ligadas s p ginas que exibem conte do para o usu rio Por esse motivo cada uma delas possui um c digo visual Extensible Application Markup Language XAML atrelado a ela A Figura 33 apresenta essas classes com seus respectivos nomes A se o de Interface da Aplica o exibe e detalhada a fun o de cada p gina ligada essas classes Phone ApplicationPage v gt Page 3 TN MainPage v NovoCiclo v Ciclolnfo Configuration v About v Class Class Class Class Class PhoneApplicationPage gt PhoneApplicationPage PhoneApplicationPage gt PhoneApplicationPage gt PhoneApplicationPage Figura 33 Diagrama das principais classes do aplicativo Fonte autoria pr pria Al m das classes descritas foram criadas duas engines parte independente do programa que re ne um conjunto de ferramentas para controlar determinada funcionalidade Nesse caso as funcionalidades que necessitam ser controladas s o a comunica o atrav s de sockets e o acesso ao banco de dados explicado a seguir na sec o Banco de Dados A Figura 34 apresenta os principais m todos das engines criadas 48 sa L _ Class Application W interfaceSocket og interfaceDatabase SocketEngine DataBaseEngine
20. Sus Project Windas cad ar ok mes 5 4i na Eis Apr ea Se 3 SR Bad Ossa f S lii Cone Rog Patas L E anaapa ds mainadmin Q spiste ESL ET MARTTRRS TRE STE ON QUNEUTNAT THES eRe ES Li unzigucd sul pudder dunzigucd aul castas maimai ink Tan hue idvup Us laap den loup luup t eyniherres m tel ete 2221 23 uticauuto Liszzlagni a lzz vostacot Tenta nes dnikimneiqned ink an iced ink Ten 4 palUzoL Qunzigucd inl unsiya 4 maimai 4 Loc isup D laap lau loup igsg t eyniherres m K whack z 1 2 2 ilwdcL USE OLU STYLE URIA 833 LNII W Quiet 60 Vaat Pu Bacon TL depor con achei e go y LIV esteen unsigod int dala gi Boi oll svib Dubey 4 wrtArn mneiqnad ink dera shaun Lagde anian nanle end a 212 cate x t yy ul as Lauda 3 Mond SIENTE nne Se etr oh catcen unsagnod ant uus sisbun Lagi sJartarn mrima ink nee sesntan ranle end Z Clear RIE Mais 152148 271 Palas AB behog HAN iin mee MArseter l eh gl CJ Comu f N titers Mana 98 Red Tene tier Q TE No semen ee fh deci sin me Quist tinge v E sm ret wed La varande vertaha tman beo 1 1 AIAN Win men SAP NNK OCD IDE Figura 14 Ilustra o da IDE LPCXpresso Fonte autoria pr pria 2 6 SISTEMA WINDOWS PHONE O sistema operacional escolhido para a cria o do aplicativo que faz parte do prot tipo desse trabalho foi o Windows Phone desenvolvido pela Mi
21. a pesagem de aves uma vez que eles consideram a pesagem de responsabilidade do abatedouro Contudo as grandes produtoras que como mencionado anteriormente det m toda a cadeia de sua produ o at a distribui o t m grande interesse nessa rea para poderem reduzir perdas e terem uma capacidade mais elevada de resposta a situa es at picas Nesse contexto esse projeto pretende desenvolver um prot tipo que tem a inten o de ajudar e promover futuros estudos ligados produ o de aves para abate por meio da pesagem aut noma e precisa tornando assim as empresas mais competitivas frente ao mercado internacional Desta forma este documento apresenta a proposta de um sistema computacional para pesagem aut noma aplic vel avicultura em particular criagao de frangos 1 2 DELIMITAC O DO ESTUDO O acompanhamento do crescimento de frangos uma atividade essencial para a avicultura desta esp cie pois tem papel central para alcangar produtividade e rentabilidade nos neg cios O acompanhamento do crescimento de frangos envolve o controle de diversos fatores incluindo o balanceamento alimentar microclima das granjas i e controle da temperatura humidade e luminosidade e controle da engorda das aves Esse projeto trata da quest o particular do controle da evolu o de peso das aves que um par metro fundamental para garantir a qualidade do processo de cria o Quando o peso das aves est fora dos padr es todo
22. as aves pois elas precisam ser capturadas para tal procedimento causando um dist rbio emocional muito grande assim como mostrado nas Figuras 1 e 2 Figura 1 Tipo de pesagem manual de aves em granjas cone Fonte Unesp 2014 Figura 2 Tipo de pesagem manual de aves em granjas pelos p s Fonte Weltech 2014 Para resolver esse problema algumas empresas desenvolveram solu es de automa o de pesagem contudo essas tecnologias t m algumas restri es quanto as funcionalidades Duas dessas solu es podem ser visualizadas nas Figuras 3 e 4 a seguir vm 3 E e aa Figura 3 Sistema de pesagem de aves TOLEDO Fonte hitp www toledobrasil com br balanca balancas para pesar animais 2096a Figura 4 Sistema de pesagem de aves GSI Brasil Fonte http www gsibrasil ind br produtos index php areas id 24 amp produtos categorias id 5 amp id 36 Apesar de resolverem boa parte do problema talvez esses sistemas pudessem ser melhor desenvolvidos para tornar o processo de produ o mais r pido eficaz e mais seguro tanto para as empresas e funcion rios quanto para as aves Os principais problemas existentes nestes sistemas s o a dificuldade de acesso aos dados de pesagem e a necessidade de instala o de fia es dentro dos criadouros A inten o deste projeto aproveitar as melhores ideias dessas solu es j implementadas e testadas e ainda acrescentar alguns recursos para limitar m
23. atinjam a curva de crescimento esperada obter se o m ximo desempenho determinado para aquele tipo de ave conforme especificado pela empresa de melhoramento respons vel Al m 13 disso o acompanhamento do peso das aves permite a tomada de a es corretivas quando constatado desvios na curva de evolu o do peso 2 2 C LULA DE CARGA Neste projeto ser o utilizadas c lulas de carga para a medi o do peso das aves criadas em granjas Descreve se a seguir como estas c lulas s o compostas A configura o em ponte de Wheatstone um dos m todos utilizados para a medi o de desequil brios em resist ncias na qual em geral uma duas ou quatro das resist ncias da ponte s o transdutores resistivos nos quais uma grandeza f sica transformada em resist ncia A Figura 6 mostra um circuito com configura o em ponte resistiva Figura 6 Ponte resistiva Fonte autoria pr pria O resultado da medi o a diferen a da tens o nos pontos V Vg resultando em Vo V4 Vg A ponte estar em equil brio quando atende Equa o 1 pelo que Vo 0 Campilho 2000 R2 R3 R1 R2 1 Pela an lise dos divisores de tensao resulta que _ Rs _ R s s zu 2 Colocando se apenas um bra o ativo na ponte i e fazendo se R3 R AR e deixando a em equilibrio ao p r se R12 R2 R4 R a tens o de sa da ser 14 aproximadamente igual ao descrito na Equa o 3 levando e
24. extremamente grande de conex es uma vez que elas s o limitadas tamb m pelo Access Point mais simples e suficiente que seja utilizado o IPv4 pois este cont m apenas os mencionados 32 bits que j possibilitam alcangar 254 hosts em uma mesma rede contra os 128 bits do IPv6 O TCP Transmission Control Protocol um protocolo pertencente camada de transporte com o intuito de fazer o controle dos quadros que s o enviados e recebidos por um determinado dispositivo Nesta mesma camada existem outros protocolos de envio e recebimento de quadros sendo que o mais utilizado depois do TCP o UDP User Datagram Protocol que nao faz controle de chegada de dados Neste projeto ser utilizado o TCP pelo fato de que ele capaz de verificar a integridade dos dados entregues a um destinat rio ou seja ele faz uma verifica o para saber se n o existem quadros faltantes nem corrompidos na comunica o entre OS dispositivos e se houver o remetente o reenvia Na Figura 10 poss vel visualizar as camadas do modelo OSI e como os protocolos em quest o se distribuem dentro delas li ti 7 Application deti user process Presentation Application 5 Session sockets XTI Transport 3 Network IPv4 IPv6 kernel e Device communications 22 Datalink Driver details Physical and 1 ea Hardware OSI model Internet protocol suite Figura 10 Camadas do modelo OSI e seus respectivos protocolos
25. feita com o aux lio de um Access Point Ele fica conectado fisicamente ao microcontrolador e via WiFi com o telefone celular Com os dois dispositivos conectados mesma rede intermediada pelo Access Point poss vel estabelecer uma conex o e enviar as informa es entre eles O microcontrolador fundamental para o sistema tendo em vista que suas fun es s o relacionadas coleta e armazenamento de dados que s o obtidos diretamente da balan a O ltimo elemento que comp e o sistema a balan a que faz as pesagens de forma precisa dos frangos e transmite esse valor para o microcontrolador Figura 18 Elementos que comp em o sistema desenvolvido Fonte autoria pr pria 29 A Figura 18 mostra as partes do que comp em o sistema A imagem mostra um celular com Windows Phone sistema escolhido para a constru o do aplicativo 3 2 OR AMENTO DO PROT TIPO A escolha dos componentes do sistema levou em conta al m dos aspectos t cnicos os custos de aquisi o A Quadro 3 apresenta os gastos com a compra dos componentes necess rios para a constru o do prot tipo O custo total do projeto foi R 447 00 do qual se destaca o pre o da placa eletr nica que foi de R 54 00 a unidade Com exce o do Access Point que foi importado diretamente do pa s de origem todos os componentes foram adquiridos no Brasil mais especificamente de fornecedores em Curitiba Quadro 3 Gastos com itens do projeto Ativ
26. ferramentas e tecnologias adotadas Os resultados obtidos em cada fase de desenvolvimento ser o apresentados Cap tulo 4 Conclus es e trabalhos futuros apresenta as conclus es obtidas com a realizac o da pesquisa e s o sugeridos trabalhos futuros que poderiam ser desenvolvidos a partir do estudo realizado 10 2 FUNDAMENTAG O Este cap tulo apresenta os principais conhecimentos te ricos necess rios compreensao do restante do trabalho Abordam se quest es como o crescimento de aves c lulas de carga microcontrolador plataforma de desenvolvimento e comunicac o 2 1 CONTROLE DO CRESCIMENTO DE AVES Pelas refer ncias relacionadas no cap tulo anterior nota se a clara import ncia econ mica que a produ o av cola possui no mbito nacional e estadual Para que haja um melhor aproveitamento dos recursos de cria o e consequentemente melhores rendimentos v rias pesquisas foram desenvolvidas visando melhorar a produtividade Fran a 2008 e varias empresas t m feito o aperfei oamento gen tico para os mais diferentes tipos de produ o Cobb Vantress 2009 gerando ra as espec ficas de animais Algumas das caracter sticas que afetam a produ o av cola s o a densidade dos alojamentos das aves as varia es de temperatura ambiental e a temperatura do piso Os sistemas de alimenta o e hidrata o a qualidade do ar o asseio do galp o antes da chegada de novos lotes de aves a qualidade da cama mater
27. funcionamento da fungao principal Fonte autoria propria 32 33 Ao iniciar o sistema embarcado o software faz algumas inicializa es atrav s de chamadas de fun es externas indicadas em verde e come a um loop infinito de aquisi o e tratamento dos dados Esse tratamento seguido por uma abertura do socket para envio e recebimento dos dados caso seja solicitado Ap s o encerramento da comunica o o sistema verifica se precisa realizar uma nova medida feita a cada 30 segundos O resumo dos dados coletados durante uma hora montado ap s o fechamento da hora e o histograma do dia calculado a partir das amostras coletadas durante todo o dia 3 3 4 Classifica o de amostras Para determinar o n mero de galinhas ou quando a amostra deve ser descartada preciso levar em considera o o peso m ximo de cada galinha naquele dia do ciclo e quantas galinhas no m ximo estar o em cima da balan a ao mesmo tempo O diagrama presente na Figura 21 mostra como o algoritmo define quantas galinhas est o presentes na amostra adquirida assumindo um desvio aceit vel no peso das galinhas de 10 do peso que elas deveriam ter naquele dia Caso a medida n o esteja dentro desse desvio a amostra descartada Caso essa amostra seja menor do que 60 do peso definido pela curva padr o naquele dia essa medida considerada como sujeira Na Figura 21 o eixo y representa uma raz o do peso esperado para uma galinha no dia em quest o
28. o Electr nica M todos e t cnicas de medi o Porto FEUP Edi es 2000 COBB VANTRESS Manual de manejo de frangos de corte Estados Unidos Siloam Springs 1 abr 2009 Dispon vel em lt http wp ufpel edu br avicultura files 20 1 2 04 Cobb Manual Frango Corte BR pdf gt Acesso em 02 mai 2014 EMBEDDEDARTISTS LPC1769 LPCXPRESSO Board Estados Unidos 2014 Disponivel em http www embeddedartists com products Ipcxpresso lpc1769 xpr php gt Acesso em 20 ago 2014 FALLE Rainer The Metro Design Language 2012 Dispon vel em lt http bsix12 com metro design language gt Acesso em 28 jul 2014 59 FRANGA Luciano C COELHO Antonio A D BEGIATO Alexandre M SAVINO Vicente J M Determinac o da Curva de Crescimento de Frangos de Corte da Linhagem AgRoss In SIMPOSIO INTERNACIONAL DE INICIACAO CIENTIFICA 16 2008 Dispon vel em lt https uspdigital usp br siicusp cdOnlineTrabalhoVisualizarResumo numerolnscric aoTrabalho 3127 amp numeroEdicao 16 gt Acesso em 02 mai 2014 INFOWESTER O que Wi Fi IEEE 802 11 2014 Dispon vel em http www infowester com wifi php Acesso em 20 ago 2014 INTERFACE INC General Procedures for the use of Load Cells Scottsdale 2013 Dispon vel em lt http www interfaceforce com General Procedures for the use of Load Cells amp mod library amp show 17 gt Acesso em 10 ago 2014 KERNER Sean M What s The Top IDE Jun 2006 Disponivel em lt http
29. qual a empresa controla o processo de produ o em sua totalidade ou seja a companhia controla tudo desde a produ o at a distribui o dos produtos A avicultura brasileira mundialmente reconhecida como uma das mais desenvolvidas tendo uma produtividade excepcional Esse reconhecimento foi obtido devido implementa o de programas de qualidade como melhoramentos gen ticos nutri o manejo e boas pr ticas de produ o Isso faz com que seja fornecido um produto de alta qualidade tanto para o mercado nacional quanto para o internacional Existe hoje no Brasil um protocolo de boas pr ticas de produ o de frangos que adotado pelas granjas mais como uma normativa do que como uma sugest o Esse protocolo foi criado pela Uni o Brasileira de Avicultura UBA em conjunto com a Associagao Brasileira de Exportadores de Frango ABEF em 2005 As Boas Pr ticas de Produ o para a cadeia produtiva de frangos de corte s o uma das formas de garantir o padr o de qualidade exigido pelo mercado interno e externo Somente com a jun o de v rios procedimentos implementados e definidos por programas de qualidade obt m se competitividade global dos produtos UNI O BRASILEIRA DE AVICULTURA 2008 V rios fatores influenciam a efici ncia do processo de produ o av cola Dentre eles est o as boas condi es de ambiente e sanidade e principalmente o uso de novas tecnologias nessa rea de tecnologias que o Brasil s
30. tipos de vari veis que comp em a estrutura Amostra que tamb m ser armazenada na mem ria que possui tamb m uma flag para determinar espacos vazios que fica assim como nos outros em OxFF caso a leitura seja inv lida um numero que determinado pelo algoritmo baseando se no peso e no desvio m ximo aceito e apresenta quantas galinhas foram medidas naquela amostra um peso que o peso total medido um padding para preenchimento de mem ria e um checksum para garantir a integridade dos dados 3 4 INTERPRETA O DO SINAL DA BALAN A Essa se o apresenta o desenvolvimento da constru o das l gicas de aquisi o e interpreta o do sinal proveniente da c lula de carga e que chega ao microcontrolador 36 3 4 1 Sinal bruto A medi o de peso deste projeto feita com a estrutura de uma balan a usada da marca Urano cuja c lula de carga est acoplada Sua capacidade nominal de 20 kg mas ela n o possui identifica o suficiente em seu corpo para que se possa levantar seu conjunto de dados t cnicos Para tanto foi experimentalmente verificado que a sua resist ncia nos terminais de alimenta o 404 O devendo igualmente ser a resist ncia de cada bra o da ponte um valor pr ximo aos 350 Q mencionados em Interface Inc 2013 Do mesmo modo a sensibilidade foi medida obtendo se aproximadamente 2 05 mV V como esperado pela fundamenta o te rica resultando em 18 4 mV de diferen a de tens o na ponte
31. xima est sendo decodificada e a terceira est sendo coletada da memoria Figura 9 Placa LPC 1769 Fonte Embeddedartists 2014 18 O RTC Real Time Clock um conjunto de contadores que faz a medida do tempo enquanto o sistema est ligado e opcionalmente quando est desligado O RTC do LPC1769 foi projetado para consumir pouca energia O RTC funciona apenas com o fornecimento de energia do chip central e quando alimentado pela bateria ele ir operar com menos de 2 1 V O erro da informa o fornecida pelo RTC muito baixo podendo ser de menos de um segundo por dia quando em funcionamento com uma tens o e temperatura constantes O RTC possui um pequeno conjunto de registradores de backup 20 bytes para armazenar os dados enquanto a parte principal do LPC1769 estiver desligada O bloco Ethernet cont m um circuito de Ethernet 10 Mbit s ou 100 Mbit s dependendo da vers o de distribuic o da placa completo projetado para proporcionar desempenho otimizado atrav s da utiliza o da acelera o do hardware por DMA As caracter sticas incluem um conjunto generoso de registradores de controle opera o half ou full duplex controle de fluxo quadros de controle acelera o de hardware para repeti o de transmiss o e possui transmiss o e recep o autom tica de quadros O bloco de Ethernet e a CPU dividem o D code do ARM Cortex M3 e os sistemas de barramento atrav s da matriz multicamadas AHB para acessar os di
32. RIGAUD 2011 as que n o puderam ser testadas n o o foram por motivos de incompatibilidade t cnica com os objetivos do projeto Tamb m nota se o ru do de baixa amplitude que causa varia o ao sinal cont nuo esperado natural em sistemas de aquisi o com 12 bits NXP SEMICONDUCTORS 2010 Na Figura 23 destaca se uma das regi es em que h falha na captura pelo conversor Pode se notar que n o costumam acontecer seguidamente e que s o valores de destaque valores elevados 4500 4000 3500 9 3000 m 2500 9 4 2000 4 Valor do ADC 1500 4 1000 4 500 4 KE VE EE EEE EVER EEE AN RE EEA NE EEE NESE STEEN TEA RTT 9 55 9 6 9 65 9 7 9 75 98 9 85 9 9 Tempo s Figura 23 Destaque para erros de captura Fonte autoria pr pria 3 4 2 Circuito montado De modo a condicionar o sinal para a sua captura pelo conversor anal gico digital do microcontrolador o circuito externo foi projetado de modo a regular a tens o de alimenta o da ponte de medi o e amplificadores amplificar o sinal e realizar uma filtragem anal gica b sica sendo que uma filtragem mais aprimorada ser feita digitalmente O circuito desenvolvido est apresentado na Figura 24 composto de 6 se es regulador de tens o A ponte de medi o B amplificador de instrumentag o C divisor resistivo D filtro passa baixas de primeira ordem E e resist ncia de acoplamento
33. STICA RT M 6 1 6 PROCEDIMENTOS METODOL GICOS seeenenetetn nnns 7 1 7 EMBASAMENTO TE RICO suas nas dal 8 1 8 ESTRUTURA DO TRABALHO a tenente nete ttti 8 2 FUNDAMENTA O se ca ct ce Toe aaah o A SMS 10 2 1 CONTROLE DO CRESCIMENTO DE AVES enne 10 2 2 C LULA ER 13 2 3 MICROCONTROLADOR asas es ted 16 24 PADR O DECONEX O vase 18 2 5 PLATAFORMA DE DESENVOLVIMENTO DA PLACA EMBARCADA 23 2 6 SISTEMA WINDOWS PHONE aereas 24 2 7 PLATAFORMA DE DESENVOLVIMENTO DO APLICATIVO 25 3 DESENVOLVIMENTO eene netten tenete terni 28 3 1 VIS O GERAL DO SISTEMA 3 6 neret ta uiuo eb neat stet rede 28 32 OR AMENTO DO PROTOTIPO asus asas cia mania reacciona 29 3 3 PROJETO EMBARGADO naadde AL Meri 29 34 INTERPRETA O DO SINAL DA BALAN A 35 3 5 PROTOCOLOS DE COMUNICA O I aaa 45 3 6 MODELO ESTRUTURAL DO APLICATIVO 47 3 7 BANCO DE DADOS Lese a a 48 3 8 INTERFACE DO APLIGATIVO tese dde tte ftot ra baba 51 4 CONCLUS ES E TRABALHOS FUTUROS c c ccccscsesesesscesesstseseseseneeeeetecenensees 56 4 1 CONCLUS ES Erea erent 56 4 2 TRABALHOS FUTUROS rrvrvrerererevevrvrrererrerereserereveverererrereresesesevevevererrerereseserevevnen 57 REFERENCIAS eek ard 58 i2islezcc c M 62 AP NDICE AC rehOSPattidi t nob o b bns ME 62 AP NDICE B Riscos ILE AT E EI E Eu
34. UNIVERSIDADE TECNOL GICA FEDERAL DO PARAN DEPARTAMENTO ACAD MICO DE ELETR NICA DEPARTAMENTO ACAD MICO DE INFORM TICA CURSO DE ENGENHARIA DE COMPUTAGAO ALAIN DUBUS PINHEIRO CARVALHO HENRI STADZISZ SERGIO AUGUSTO MASSAMI NAKANISHI VITOR MOTA FYLYK PROT TIPO DE SISTEMA COMPUTACIONAL PARA PESAGEM AUTONOMA DE FRANGOS TRABALHO DA DISCIPLINA DE OFICINA DE INTEGRAGAO 3 CURITIBA 2014 ALAIN DUBUS PINHEIRO CARVALHO HENRI STADZISZ SERGIO AUGUSTO MASSAMI NAKANISHI VITOR MOTA FYLYK PROT TIPO DE SISTEMA COMPUTACIONAL PARA PESAGEM AUT NOMA DE FRANGOS Trabalho de Disciplina de Gradua o Oficina de Integra o 3 apresentado ao Curso de Engenharia de Computa o do Departamento Acad mico de Eletr nica e do Departamento Acad mico de Inform tica da Universidade Tecnol gica Federal do Paran UTFPR como requisito parcial para obten o da aprova o na disciplina Professor es Prof MSc Guilherme Alceu Schneider Prof Dr Gustavo Benvenutti Borba CURITIBA 2014 RESUMO CARVALHO Alain D P STADZISZ Henri NAKANISHI Sergio A M FYLYK Vitor M Prot tipo de sistema computacional para pesagem aut noma de frangos 2014 76 f Monografia Curso de Engenharia de Computac o Departamento Acad mico de Eletr nica e Departamento Acad mico de Inform tica Universidade Tecnol gica do Paran Curitiba 2014 O projeto apresentado neste documento descreve o desenvolvimento de um prot tipo de
35. a tabela representa o conjunto completo de informag es referente a um ciclo de crescimento das aves Diferente da anterior a tabela de Ciclo possui associac es com outra tabela Um registro de Ciclo se associa a um conjunto de entidades DiaPeriodos pertencentes a tabela de DiaPeriodos Existe mais uma diferen a na estrutura dessa tabela a propriedade versionDB Nesse caso importante o uso de versionamento para evitar que em tantos acessos possa acontecer uma altera o de forma paralela pois quatro outras entidades e suas propriedades se relacionam abaixo de cada entidade Ciclo O LINQ se utiliza automaticamente dessa var avel para gerir a atualiza o das informa es no banco de dados 50 2 Ciclo Class E Properties Datalniciada DateTime DiaPeriodos EntitySet lt DiaPeriodo gt Dura o int ID int ListaCurva ObservableCollection Curva Nome string E Met e Ciclo NotifyPropertyChanged void NotifyPropertyChanging void OnDiaPeriodoAdded void OnDiaPeriodoRemoved void Gl Events PropertyChanged PropertyChangedEventHandler PropertyChanging PropertyChangingEventHandler Figura 36 Tabela de Ciclo Fonte autoria pr pria A tabela com as propriedades de DiaPeriodos est apresentada na Figura 37 Cada registro dessa entidade representa um dos dias que comp e o per odo de um ciclo de produ o de frangos Essa tabela possui a
36. ais o contato entre humanos e aves 1 4 OBJETIVOS Nesta sec o s o apresentados os objetivos geral e espec ficos do trabalho relativos ao problema anteriormente apresentado 1 4 1 Objetivo Geral O objetivo desse trabalho desenvolver um prot tipo de sistema computacional para pesagem aut noma de frangos para o setor avi rio sem necessidade de interac o entre funcion rios e aves O sistema a ser constru do poder ser acessado e controlado remotamente 1 4 2 Objetivos Espec ficos Os objetivos espec ficos deste trabalho s o Estudar o processo de crescimento e engorda de frangos e Projetar e montar um equipamento eletr nico de medidas de peso e Desenvolver uma l gica de controle das medidas de peso de frangos e Desenvolver um modelo de comunica o entre a placa e o smartphone e Desenvolver um aplicativo para smartphone visando o acesso remoto ao sistema de pesagem 1 5 JUSTIFICATIVA O procedimento comum adotado no Brasil para a pesagem de frangos durante seu ciclo de crescimento nas granjas o uso de balan as convencionais e a manipula o direta das aves por amostragem Este processo manual de pesagem afeta a cria o podendo causar estresse nas galinhas podendo levar at a morte delas gerando preju zo para seus criadores Al m disso faz se necess rio a contrata o de um funcion rio que deve se deslocar entre os criadouros diariamente para realizar a pesagem As perdas financeiras ocasionada
37. alan a que cont m a c lula de carga sejam transmitidos para a placa embarcada A implementa o do software de controle de peso consiste na concep o e implementa o do software respons vel por todo o controle de peso A fun o principal do software ser fazer a pesagem da maneira mais precisa poss vel das galinhas que se encontram em cima da balan a ou seja ele precisar identificar o n mero de galinhas que est o em cima da balan a al m de identificar a exist ncia ou n o de pesos consider veis que n o s o os das galinhas A implementa o do software de controle de comunica o consiste na concep o e implementa o do software respons vel pelo controle dos dados a serem comunicados A fun o principal do software ser controlar a comunica o entre a placa embarcada e a esta o base que um smartphone A atividade de implementa o do software m vel consiste na concep o e implementa o do software que ser utilizado no smartphone para a coleta de dados da balan a A atividade ter como foco a programa o da interface gr fica o 64 armazenamento local dos dados coletados da balan a e a habilita o da comunica o do smartphone com a placa por meio de uma conex o sem fio Depois que o software m vel e de controle de comunica o estiverem implementados a execu o da atividade de configura o da comunica o entre os dispositivos necess ria Ela consiste em realizar as configura
38. ases posteriores A segunda parte do software embarcado consistiu em desenvolver as estruturas de dados e s entao desenvolver o c digo de gerenciamento de mem ria Como a placa embarcada utilizada tem uma mem ria nao vol til Flash limitada a 64 kilobytes e esse tipo de mem ria tem um n mero limitado de reescritas o projeto teve que levar em considera o que o espa o ocupado por cada tipo de vari vel deveria respeitar as capacidades de cada bloco de mem ria e dentro desses blocos a capacidade de cada setor Por causa dessas limitac es de memoria o projeto das vari veis por vezes faz com que elas sejam maiores do que o necess rio em relac o a valores utilizados Contudo esses tamanhos s o justificados pela necessidade de completar esses blocos de mem ria sempre com a mesma quantidade de dados para n o desperdi ar reescritas A terceira e ltima fase de desenvolvimento na placa embarcada envolveu determinar padr es de comunica o que seriam utilizados para a intera o da mesma com o celular Esse protocolo est apresentado no Quadro 4 presente na se o Protocolos de Comunica o 3 3 3 Classe Principal O diagrama presente na Figura 20 mostra a sequ ncia de a es realizadas pela fun o principal do c digo embarcado respons vel por controlar tudo que a placa precisa fazer while 1 valor adc retorna 2 onvertido 0 ade tratar dados lag tempo 0 grama h Figura 20 Diagrama do
39. ass E Properties DiaPeriodolD int ID int NumcGalinhas int PesoCategoria int E Methods NotifyPropertyChanged void NotifyPropertyChanging void EJ Events PropertyChanged PropertyChangedEventHandler PropertyChanging PropertyChangingEventHandler Figura 39 Tabela de BarraHistograma Fonte autoria pr pria 3 8 INTERFACE DO APLICATIVO O aplicativo criado re ne um conjunto de diferentes p ginas que exibem as informa es dos ciclos apresentam resumos dos seus acontecimentos e permitem ao usu rio configurar par metros do m dulo embarcado As Figuras 40 a 47 descrevem as p ginas mais importantes do aplicativo SISPEF resumo 1 ciclos adicionados 68 dias sincronizados 0 amostras obtidas 1ciclo adicionado 68 dias sincronizados 0 amostras obtidas 14 8 banco de dados criado atualizar sincronizar o 14 8 configura es sobre SISPEF ciclos O inverno granja 3 52 Resumo interface principal Esta a p gina inicial do aplicativo Ela apresenta um resumo indicando a quantidade de ciclos adicionados o n mero de dias do ciclo que est o sincronizados com o aplicativo e as amostras obtidas Alem disso ainda existe o bot o de sincronizar que serve para a sincronizac o dos dados da placa com o aplicativo e o botao de atualizar que reatualiza todas as contagens e dados Esta interface foi implementada no pivot pri
40. c lula em ponte alimentada com 10 V com capacidade nominal de 20 Kg e sensibilidade de 2 mV V dever sofrer uma diferen a de tens o nos terminais de sa da de 20 mV ao ter sobre si toda a carga nominal Considerando se estas caracter sticas pode se calcular a amplifica o necess ria para que se fa a a leitura do sinal em uma faixa de tens o mais alta principalmente para a leitura por um conversor anal gico digital 2 3 MICROCONTROLADOR Um microcontrolador um dispositivo eletr nico program vel capaz de realizar diferentes tipos de processamentos de dados sinais de entrada e sa da e c lculos de acordo com a l gica de sua programa o Existe atualmente um grande n mero de arquiteturas de microcontroladores cada qual disponibilizando recursos variados A escolha de uma arquitetura depende da aplica o pretendida e de suas exig ncias em termos de capacidade de processamento e recursos como mem ria e interfaces Neste trabalho ser empregado um microcontrolador de arquitetura ARM especificamente um ARM Cortex M3 acompanhado de uma placa LPCxpress ambos produzidos pela empresa NXP A arquitetura ARM foi escolhida principalmente pelo seu baixo custo e sua grande popularidade atualmente sendo o microcontrolador mais vendido mundialmente 17 O modelo da placa utilizado neste trabalho ser a LPC1769 que utilizada para aplicac es embarcadas tendo como caracter sticas um alto n vel de integrac o e um baixo c
41. car o primeiro caractere Ao detectar o caractere E espec fico dessa fun o seguido de um n mero inteiro e depois de um caractere ele ir imediatamente responder com um O caractere utilizado pelo microcontrolador para informar que o comando pedido pelo celular foi executado depois ir colocar na resposta as informa es do histograma do dia pedido pelo celular e colocar finalmente o caractere Fung o Enviar os dados do dia pedido Criar novo ciclo apagar tudo Atualizar a data atual do ciclo Verifica o de ID do ciclo Verifica o do dia do ciclo da placa Enviar o calend rio da placa Configurar o calend rio a partir do telefone Obter o Ultimo valor filtrado do ADC Erro na interpretac o do comando Forgar o valor atual como tara 46 Quadro 9 Protocolos de comunicag o Par metros E F uint8_t dia ur NI uint32 tID do ciclo uint8 t durac o em dias up A du uint8 t dia do ciclo at gt D H U uint8 t dia uint8 t mes uint16 t ano uint8 t hora uint8 t minuto uint8 t segundo ur Q TH Fonte autoria pr pria Resposta O Histograma inclui a data de calendario 24 resumos de hora O O O uint32 tID do ciclo ur OF uint8_t dia_do_ciclo at O uint8 t dia uint8 t mes uint16 t ano uint8 t hora uint8 t minuto uint8 t segundo ur O
42. cipais para uma pr xima fase de desenvolvimento est o apresentadas na se o de trabalhos futuros 57 4 2 TRABALHOS FUTUROS Com intuito de aproximar o projeto de um produto comercializ vel que realmente cumpra com a proposta de reduzir a necessidade de contato humano com os animais presentes na granja a equipe considera que um passo importante seria montar um sistema com bateria para eliminar a necessidade de fia o el trica dentro do criadouro Durante o projeto ficou claro que o conversor anal gico digital por aproxima o sucessiva nao era est vel o suficiente para ser utilizado em um produto comercial portanto um estudo recomendado seria para a substitui o do conversor por um mais adequado para a montagem de balangas de forma a reduzir a instabilidade dos dados adquiridos e assim aumentar a precisao Ainda pensando no aprimoramento do projeto seria interessante ampliar os softwares de forma que o usu rio seja capaz de escolher a curva de crescimento dentre uma variedade de curvas diferentes capacitando o projeto para a utilizac o em granjas com diversos tipos de frangos Outra amplia o de software n o t o trivial por m de grande valor para o mercado a capacidade de escolher o desvio padr o da curva de crescimento aceito pela granja Dessa forma prop e se ampliar os softwares para incluir essa funcionalidade Por fim o algoritmo utilizado para a determina o do n mero de aves poderia ser repensado de
43. ckground No brush LE References dio Movie Reviews passen E Properties E Foreground HS E ValueConverters OpacityMask No brush E Apolicationicon ona Objects and Timeline x v Appearance O War Opacity 100 PhoneApplicationPage Visibility Visible BorderThickness O 3 The Unborn to ayoutRoot iB TitleGrid v iff ContentGrid Y Layout re Ore The Lucky Ones Width Auto 80 Button 58 E Height Auto 800 Bi ListBoxOne HorizontalAlignm E StackPanel S OS Theater of War Verticalalignment Margin OG Adam Resurrecte Y Common Properties ToolTip mu Ch MES DataContext 69 25 2 iss igi gt kd Y Text Figura 17 Interface do Microsoft Expression Blend 4 Fonte Synergist 2010 27 28 3 DESENVOLVIMENTO Este cap tulo trata sobre o desenvolvimento que se seguiu de modo a alcancar os objetivos propostos para o trabalho 3 1 VIS O GERAL DO SISTEMA O sistema desenvolvido constitu do por um conjunto de elementos fundamentais para o seu funcionamento O primeiro deles o aplicativo para o telefone celular Por meio dele s o obtidos e armazenados os dados das pesagens feitas durante os dias de um ciclo Nele as informa es s o processadas e a partir delas o aplicativo capaz de apresentar esse conjunto de informa es para o acompanhamento das aves como por exemplo em forma de histogramas di rios A comunica o sem fio entre o telefone e a placa embarcada
44. crosoft A hist ria desse sistema operacional m vel iniciou se em 1995 originando se dentro do Windows CE e ganhando a denominac o pr pria de Windows Mobile em 2000 Atualmente est no lan amento 8 1 vers o ao qual o aplicativo desse trabalho foi desenvolvido AMPRIMCZ 2011 Gra as compatibilidade com vers es anteriores o aplicativo n o funciona exclusivamente na ltima vers o disponibilizada do sistema operacional mas com todas as vers es da fam lia do Windows Phone 8 O grande diferencial do Windows Phone sua interface Diferente de qualquer outra empresa a Microsoft desenvolveu uma linguagem de design que unifica a experi ncia dos usu rios dentro do seu sistema Isso significa uma padroniza o nos princ pios de estilo do telefone nas interfaces tanto de uso das fun es do sistema como tamb m dos aplicativos criados para a plataforma O princ pio mais importante se resume em limpo leve amplo e fluido do ingl s Clean Light Open and Fast FALLE 2012 A Figura 15 apresenta um pouco da interface do Windows Phone 8 1 25 3 31 Award Presentation Contoso Suites 6 00 PM gt TD AIRPLANE INTERNET MODE SHARING x CLEAR ALL ALL SETTINGS P Thur 1 3 Outlook r e Erik Hudgens Me Leila Lima Haro p m ltd 16 E Birthday Just a reminder to please RSVP by this Friday Outlook lo 10 EN Store MM 1 app has been updated 7 54a C O Figura 15 Interface do sistema Wind
45. dentidade do quadro ou seja o tempo pelo qual o meio vai ficar ocupado com esse quadro campos de endere o de 1 a 3 com 6 bytes cada contendo os endere os MAC 2 bytes para controle de sequ ncia respons vel por evitar ACK s duplicados mais 6 bytes para outro endere o MAC vale lembrar que os 4 endere os n o precisam ser utilizados ao mesmo tempo de 0 a 2312 bytes para dados e 4 bytes para Check Sum assim como no padr o 802 3 A Figura 13 mostra mais em detalhes a formac o do quadro do padr o 802 11 2 bytes 2 bytes 6 bytes 6 bytes 6 bytes 2 bytes 6 bytes 0 a 2312 bytes 4 bytes NAN Protocol version 2 bits 2 bits 4 bits 1 bit 1 bit 1 bit 1 bit 1bi t 1 bit 1bit 1bit Figura 13 Formag o do quadro do padr o IEEE 802 11 Fonte Sobral 2014 23 O entendimento aprofundado de cada um desses quadros nao necess rio pois a convers o do padr o 802 3u para o 802 11 feita de forma transparente para o usu rio pelo Access Point O padr o 802 11 assim como o 802 3 tem varia es dentro de suas pr prias defini es Isso quer dizer que dentro do 802 11 ha os tipos 802 11a b g n ac sendo o ac o modelo mais recente Apesar da exist ncia desses tipos diferentes dentro da defini o mais ampla do 802 11 as principais diferen as se dao com rela o frequ ncia de transmiss o n mero de usu rios por Access Point e velocidade m xima de transmiss o em bps bits por segundo INFOWESTER 2014
46. e histograma seen 53 Figura 44 Modelo de interface amostras de dados a 54 Figura 45 Modelo de interface rela o entre curvas ra sas 54 Figura 46 Modelo de interface informa es sea 55 Figura 47 Modelo de interface configura es eae 55 Figura 48 Cronograma de desenvolvimento de projeto 62 LISTA DE QUADROS Quadro 1 Dados de crescimento de aves Ross 9308 a aa 12 Quadro 2 Forma o do quadro do padr o IEEE 802 3 21 Quadro 3 Gastos com itens do pFOJ6lO eoo rc Rr Ee tee Etpe E Hore ep Locus 29 Quadro 4 Estrutura de Histograma a neret 34 Quadro 5 Estrutura de Barra eue e epa e n E FU ep n ex RR edited 34 Quadro 6 Estrutura de ResumoHora o arde ud o EU tete CL ee nt ena ds 35 Quadro 7 Estrutura de Amostra E eol cue aba 35 Quadro 8 Coeficientes dos filtros digitais IIR I 41 Quadro 9 Protocolos de comunica o a 46 SUM RIO 1 NEO Ne 1 1 1 Djs C E O EORR S su u EPOR HORE 1 1 2 DELIMITA O DO ESTUDO I enit amete iecit 3 1 3 FB 3 1 4 PEN coutume a a lr ier 6 1 5 JU
47. e se em seguida filtragem digital do sinal pelo modelo de resposta ao impulso infinita IIR que consiste em 4 filtros do tipo Butterworth de primeira ordem passa baixas Os coeficientes dos filtros foram gerados com o software MATLAB vers o 2012b com frequ ncias de corte em 20 Hz 10 Hz 5 Hz e 2 5 Hz A escolha 41 destas frequ ncias busca atenuar fortemente as altas frequ ncias e permite que as baixas sejam preservadas sem que a resposta ao impulso tenha um tempo de estabelecimento muito longo Neste caso este valor fica em torno de 0 5 segundos admiss vel pela baixa velocidade de movimenta o dos animais sobre a balan a N o h oposi o ao uso de filtragem de resposta infinita visto que o sinal cont nuo o mais importante n o havendo quaisquer problemas em rela o resposta em fase O software gera os coeficientes utilizando a equa o cl ssica de Butterworth para filtragem anal gica OPPENHEIM et al 1999 e utiliza a transforma o bilinear para que passem para o plano Z resultando em uma fun o de transfer ncia como da equa o 6 OPPENHEIM et al 1999 boc bi z 1 1 agz 1 H z 6 Para as frequ ncias especificadas os coeficientes utilizados encontram se no Quadro 8 facilmente vis vel que a localiza o dos zeros sempre 1 pois b0 e b1 sao iguais Do mesmo modo nota se a posic o dos polos sobre o eixo real distanciando se cada vez mais do valor 1 quanto mais aumenta a frequ
48. e tend ncia uma regress o a partir dos valores levantados A correla o entre os valores de peso incrementais e a medi o de 0 999998 mostrando a boa linearidade entre os dois 45 Rela o entre peso despejado e peso medido y 0 9985x 1976 2 16000 14000 e Be O N o o o O o o 8000 6000 4000 2000 Peso medido com o sistema g 0 T T T 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 Peso em gua despejado g T T T T 1 2000 Figura 32 Rela o entre peso despejado no recipiente e o peso medido com o sistema de aquisi o Fonte autoria pr pria 3 5 PROTOCOLOS DE COMUNICA O A tabela que representa o protocolo de comunica o entre o aplicativo para o Windows Phone e o microcontrolador est apresentado no Quadro 9 Esse protocolo foi criado para organizar o padr o de envio e recebimento de dados O primeiro caractere presente no pacote enviado corresponde ao comando espec fico que est sendo submetido O ltimo caractere presente no pacote sempre ser indicando o t rmino a mensagem transmitida pelo outro dispositivo O interior da mensagem composto por dados que variam em cada requisi o A primeira linha por exemplo representa a mensagem com fun o de enviar os dados de um dia espec fico Quando os dados s o enviados do celular para o microcontrolador no formato definido para essa mensagem ele ir verifi
49. er ncia externa comprometam os sinais de entrada na placa controladora n o permitindo a interpreta o correta das informa es recebidas 2 Etapa Avalia o do Risco Impacto Alto M dio Alto M dio x M dio Baixo Baixo Explique esse risco n o afeta diretamente o andamento e a conclus o do projeto por m causa imprecis es e atrasos na transmiss o dos dados Probabilidade Alto M dio Alto M dio M dio Baixo x Baixo Explique o cabeamento escolhido possui prote o f sica e redund ncia As soldas ser o realizadas com a m xima precis o poss vel 3 Etapa Resposta ao Risco Estrat gias e A es a utiliza o de amplificadores operacionais ou de instrumenta o suficiente para eliminar consideravelmente os ru dos e interfer ncias externas Impacto Reavaliado M dio Probabilidade Reavaliada Baixa Elaborado por equipe completa Data 16 05 2014
50. ession Compression Tension Wire Thicker and Shorter Wire Thinner and Longer Figura 8 C lula de carga t pica Fonte Brusamarello 2014 A c lula de carga utilizada em balan as em geral a do tipo de duas vigas bi engastadas como ilustrado na Figura 8 Ao colocar a carga em uma extremidade livre da c lula dois transdutores sofrem compress o e dois sofrem tra o como esperado de seu uso na ponte de medi o Brusamarello 2014 Deste modo o peso 16 da carga ser proporcional deforma o medida que gera varia o de resist ncia nos transdutores e que por sua vez traduzido em diferen a de tens o na ponte de medi o As vigas da c lula de carga s o constru das de modo a responderem a diferentes faixas de pesos sem que se quebrem ou sofram deforma o permanente e por isso as c lulas de carga comerciais possuem uma s rie de caracter sticas que as diferenciam al m do formato Duas delas s o a capacidade nominal e sensibilidade A capacidade nominal diz respeito ao m ximo peso que pode medir com fatores de seguran a de 50 de sobrecarga sem danos no funcionamento peso acima do nominal e de 300 para ruptura peso para que haja defeito irrevers vel A sensibilidade representa o quanto a tens o da ponte variar em rela o tens o de alimenta o para a capacidade nominal em mV V que em geral da ordem de 2 a 3 mVN Portal c lula de carga 2004 Assim uma
51. forma a tornar poss vel que mais de 5 aves estejam em cima da balan a ao mesmo tempo permitindo assim que o sistema fosse ampliado tanto f sica como comercialmente 58 REFER NCIAS AGROPECUARIA Diret rios de Projetos Tecnol gicos da UNESP S o Paulo 2014 Dispon vel em http www unesp br prope projtecn Agropecuaria Agropec13a htm Acesso em 20 ago 2014 AMPRIMOZ J F The History of Windows Mobile 2011 Dispon vel em http www brighthub com computing windows platform articles 1295 aspx Acesso em 07 ago 2014 APPALOOSA Voltage stabiliser transistor 2012 1 diagrama esquem tico 415 x 270 pixels Dispon vel em lt http commons wikimedia org wiki File Voltage stabiliser transistor IEC symbols svg gt Acesso em 10 ago 2014 AVIAGEM Frango Ross 308 objetivos de desempenho Estados Unidos Huntsville 2012 Dispon vel em lt http pt aviagen com assets Tech Center BB Foreign Language Docs Portugues e Ross308FrangosObjetivosDesempenho12PT pdf gt Acesso em 02 mai 2014 AVIAGEM Manual de manejo de matrizes Estados Unidos Huntsville 2008 Dispon vel em lt http pt aviagen com assets Tech Center BB Foreign Language Docs Portugues e Ross Manual Manejo Matrizes pdf gt Acesso em 24 mai 2014 BRUSAMARELLO Valner C lulas de Carga Dispon vel em lt http www chasqueweb ufrgs br valner brusamarello eleinst ufrgs7 pdf gt Acesso em 02 mai 2014 CAMPILHO Aur lio Instrumenta
52. formacoes interface de ciclo Esta p gina apresenta e permite ao usu rio alterar o nome do ciclo selecionado e o dia em que o ciclo se encontra Al m disso ainda h a opg o de exclus o do ciclo pelo bot o localizado na parte inferior da tela Esta interface foi implementada no pivot de ciclo Assim ela pode ser deslocada para a esquerda dando lugar p gina de histograma ou pode ser deslocada para a direita dando lugar p gina de curvas Figura 46 Modelo de interface informa es Fonte autoria pr pria Configuracoes interface auxiliar Esta p gina permite ao usu rio visualizar e alterar a data e o hor rio do m dulo embarcado ao mesmo tempo que os contrasta com a data e hor rio do aplicativo poss vel tamb m alterar o endereco de comunicac o e porta que ser utilizada Na parte inferior da tela h a op o de salvar tais modifica es Figura 47 Modelo de interface configura es Fonte autoria pr pria 56 4 CONCLUSOES E TRABALHOS FUTUROS Neste cap tulo est o apresentadas conclus es e algumas indica es de poss veis trabalhos futuros que a equipe considera relevante 4 1 CONCLUS ES Avaliando o projeto como um todo foi poss vel atingir todos os objetivos definidos no come o dos trabalhos Contudo a precis o de 10 gramas pretendida pela equipe n o pode ser alcan ada para que o filtro tivesse uma varia o menor do valor devido a ru dos Isso se deve histerese que f
53. ial distribu do sobre o ch o para diluir excretas e isolar os animais da baixa temperatura do piso a ilumina o e camp nulas de calor o tamanho dos galp es a qualidade da gua o manejo nutricional a biosseguran a e sanitiza o da granja a vacina o dos pintos entre outros Cobb Vantress 2009 Para que haja um controle do consumo de recursos da granja de modo a tamb m avaliar a lucratividade Cobb Vantress 2009 recomenda em seu manual de manejo a manuten o de dados de cria o que inclusive s o exigidos por autoridades de alguns pa ses antes do abate Estes dados incluem a mortalidade e a refugagem consumo di rio de ra o e gua e a propor o de um em rela o ao outro tratamento da gua temperatura e umidade m nimas e m ximas di rias altera es de manejo e n mero de aves encaminhadas para o abate Um dos fatores essenciais principalmente para o abate o ganho de peso dos animais que permite saber a convers o de ra o e gua em peso e determinar se os animais est o saud veis e se a produtividade est no n vel ideal Assim as empresas de melhoramento gen tico publicam manuais com objetivos de desempenho para os 11 seus produtos espec ficos de modo que com um manejo adequado a produtividade seja a m xima poss vel para aquele tipo de animal Aviagem 2012 O c lculo dos valores para compara o com os objetivos parte da coleta de dados de peso das aves que feita por amo
54. ico Cardiovascular Empenamento Esqueleto 21 42 56 70 77 84 105 133 161 210 217 Idade dias Figura 5 Desenvolvimento fisiol gico de matrizes Fonte Aviagem 2008 Para este projeto ser considerada a curva de crescimento dos animais do tipo Ross 308 Aviagem 2008 cujos dados encontram se no Quadro 1 Este quadro apresenta o objetivo de desempenho para uma cria o mista machos e f meas 12 Quadro 1 Dados de crescimento de aves Ross 308 Dias Peso g Dias Peso g Dias Peso g 0 42 25 1226 50 3495 1 56 26 1309 51 3582 2 72 27 1393 52 3669 3 89 28 1479 53 3754 4 109 29 1567 54 3838 5 132 30 1656 55 3920 6 157 31 1746 56 4002 7 185 32 1836 57 4082 8 217 33 1928 58 4160 9 251 34 2020 59 4238 10 289 35 2113 60 4313 11 330 36 2207 61 4388 12 375 37 2300 62 4460 13 422 38 2394 63 4531 14 473 39 2488 64 4600 15 527 40 2581 65 4668 16 585 41 2675 66 4733 17 645 42 2768 67 4797 18 709 43 2861 68 4856 19 775 44 2954 69 4919 20 844 45 3046 70 4978 21 916 46 3137 22 990 47 3228 23 1066 48 3318 24 1145 49 3407 Fonte Aviagem 2008 O acompanhamento da curva de crescimento torna poss vel avaliar o desenvolvimento da granja e uma ferramenta til no sentido de ajudar a prever a lucratividade de uma criagao ao final do ciclo de um lote quando as aves concluiram seu desenvolvimento Deste modo conhecendo se o peso m dio das aves dia a dia e administrando o suprimento de ra o e agua de forma que
55. idade item Custo aproximado Access Point Tenda A5 R 100 00 C lula de carga de 20 kg R 85 00 3x Placa NPX LPC1769 R 162 00 Constru o de placa impressa R 45 00 Componentes eletr nicos do filtro R 20 00 Acr lico para a estrutura do prot tipo R 20 00 Estrutura da balan a R 15 00 Total R 447 00 Fonte autoria pr pria Apesar do custo total ter sido alto alguns componentes contidos no quadro j pertenciam a alguns integrantes do grupo fazendo com que o valor desembolsado por integrante para a confec o do prot tipo n o fosse t o elevado 3 3 PROJETO EMBARCADO Essa se o apresenta como foram desenvolvidas as principais partes do projeto embarcado Ela bastante importante pois nos permite ter uma vis o mais clara de como implementar o sistema na pr tica 30 3 3 1 Esquem tico Existem tr s conex es no microcontrolador utilizado no desenvolvimento do projeto A primeira uma alimenta o de bateria para manter o Real Time Clock RTC funcionando independentemente de haver ou nao uma outra fonte de alimentagao na placa Desta forma a placa para fazer o controle das opera es continua funcionando enquanto houver energia na bateria A segunda mais crucial para o funcionamento do projeto a entrada do sinal anal gico que vem dos filtros que est o entre a balanga e o circuito embarcado Esse sinal entra pelo pino n mero 15 do microcontrolador utilizado para a convers o anal gico digital assim com
56. inal pode variar experimentalmente definido como 4 unidades do ADC e o valor de sa da o valor central da faixa se o sinal ultrapassar O limite superior ou inferior desta faixa as faixas s o realocadas de modo a acompanhar o sinal para que sempre permane a dentro dos limites As faixas movem se em valores reais enquanto que o valor de sa da do bloco o ponto central entre as faixas truncado para um valor inteiro Assim a medi o de sa da grandemente estabilizada com uma significativa redu o da resposta a varia es de baixa amplitude A Figura 30 mostra uma sobreposi o do sinal da Figura 29 com o resultado desta filtragem al m de incorporar os limites de histerese definidos a cada amostra liberada pelo bloco anterior vis vel pela linha central a redu o da varia o do sinal Observe se que o sinal a ser filtrado corresponde ao peso da balan a em descanso durante todo o tempo 339 F T T r r 337 5 338 m teo I T 336 5 337 t e o T 396 335 5 p n th T 335 334 5 334 n n T 333 m to to m T Valor ap s determina o com histerese 8 2 Moo c T Valor ap s determina o com histerese 332 331 1 n 1 L jl Ly 5 1 15 20 25 0 5 1 1 5 2 25 3 3 5 4 4 5 Tempo s Tempo s Figura 30 Sinal da Figura 29 submetido determina o por histerese Fonte autoria pr pria
57. lto Probabilidade Reavaliada Baixa Elaborado por equipe completa Data 01 05 2014 67 1 Etapa Identifica o do Risco Denomina o do Risco alcance limitado de comunica o No da Identifica o 03 Descri o do Risco caso a comunica o entre os dispositivos propostos no projeto seja limitada a uma dist ncia pouco vi vel ou tenha problemas de interfer ncia que impossibilitem o estabelecimento de um canal de comunica o com qualidade 2 Etapa Avalia o do Risco Impacto Alto M dio Alto x M dio M dio Baixo Baixo Explique complica es na comunica o podem dificultar o uso e apresenta o do funcionamento da solu o Probabilidade Alto M dio Alto M dio M dio Baixo x Baixo Explique os padr es a serem utilizados s o robustos o suficiente para evitarem interfer ncias comuns e garantir alcance razo vel 3 Etapa Resposta ao Risco Estrat gias e A es componentes adicionais de rede podem ser adicionados ao sistema na propor o do problema de comunica o entre as partes do projeto Impacto Reavaliado M dio Alto Probabilidade Reavaliada Baixa Elaborado por equipe completa Data 01 05 2014 68 1 Etapa Identifica o do Risco Denomina o do Risco queima de componente No da Identificag o 04
58. ltragem IIR submetido primeiramente a uma redu o de cad ncia de 1000 Hz para 50 Hz portanto 20 vezes menor Para isto o sinal acumulado em grupos de 20 amostras as quais geram um valor m dio a ser usado pelo pr ximo bloco Esta redu o faz com que variac es nos valores das amostras sejam menores mas com uma boa resposta a movimentac es na balanga A Figura 29 mostra o resultado do sinal da Figura 28 ap s a reduc o de cad ncia 350 w j o w E a nN th e 335 4 330r 4 No e a t2 N th m a m s o Valor pelo filtro IIR Valor pelo filtro IIR a oa m a w a m o 1 1 1 L 1 1 L L 1 1 L 1 0 5 10 15 20 25 30 0 5 1 15 2 25 3 35 4 45 Tempo s Tempo s Figura 28 Sinal da Figura 26 ap s passagem pelo filtro IIR Fonte autoria pr pria 43 350 300 4 340r m e e No nN S a 5 eoe m m m ps nN to o a o 1 1 o m Valor ap s redu o de cad ncia Valor ap s redu o de cad ncia 2 z w m w e nt 1 1 L L n 1 L L 1 L 1 i 1 0 5 10 15 20 25 30 0 0 5 1 15 2 25 3 35 4 45 Tempo s Tempo s Figura 29 Sinal da Figura 28 submetido a uma redug o de cad ncia Fonte autoria pr pria Finalmente para que se possa chegar a um valor inteiro que represente o peso medido utilizado um redutor de varia es baseado em histerese define se uma faixa de valores limite em que o s
59. lvimento de um prot tipo que realize o objetivo proposto compondo o resultado deste trabalho 1 7 EMBASAMENTO TE RICO Para fundamentar a tem tica do trabalho e sua relev ncia foram utilizados os referenciais de Pitombeira 2011 Polonio 2009 e Uni o Brasileira de Avicultura 2008 A teoria da curva de crescimento na avicultura fundamentada a partir de Fran a et al 2008 Aviagem 2012 e Cobb Vantress 2009 As refer ncias de Sodalec Distribution 2008 Toledo do Brasil 2014 e Toledo 2014 trazem as caracter sticas de produtos atuais semelhantes ao proposto Na parte do projeto Brusamarello 2014 Portal c lula de carga 2004 e Campilho 2000 fornecem a teoria do uso de c lulas de carga Al m destas s o consultadas as documenta es do hardware e software utilizado 1 8 ESTRUTURA DO TRABALHO Este trabalho de pesquisa est organizado da seguinte forma Cap tulo 1 Introdu o apresenta o tema as delimita es do estudo o problema e os objetivos do projeto a justificativa os procedimentos metodol gicos o embasamento te rico e esta pr pria estrutura do trabalho Cap tulo 2 Fundamenta o apresenta exemplos teorias e defini es de conhecimentos relacionados com o tema e objetivo da pesquisa Cap tulo 3 Desenvolvimento apresenta a especifica o do sistema de pesagem sua arquitetura o modelo do software as t cnicas de c lculo e uma descri o do prot tipo constru do assim como das
60. m conta que AR lt lt R pois este o caso dos extens metros conforme discutido a seguir 3 R AR R _ AR AR LE EEE 2R AR 2R 4R 2AR 4R A sensibilidade S o igual a E 4R mostrando que a sensibilidade da ponte pode ser aumentada com a tens o de alimenta o mas ser reduzida por um fator de 4 vezes a resist ncia da ponte Ao colocar se dois sensores de mesma natureza e de caracter sticas iguais na ponte com R3 R2 R 4ReR1 R4 R a aproxima o para a tens o de sa da ser dada pela equa o 4 R AR R AR AR Vo E J E 4 2R AR 2R AR 2R AR 2R Nota se ent o que ao utilizar o segundo sensor a sensibilidade dobra S Vo OAR quest o apresentam varia es de ordem muito pequena em rela o ao ponto de Z Campilho 2000 Este um resultado importante quando os sensores em z opera o como o caso para extens metros Este resultado pode ainda ser melhorado ao utilizar tamb m sensores de natureza e caracter sticas iguais mas com rea o inversa e g se antes foram colocados dois sensores de tra o agora ser o dois novos de compressao Neste caso tem se R3 R2 R AReR1 R4 R AR A tens o de sa da ser sem aproxima es igual a R AR R AR AR 2R 2R rs 5 A sensibilidade da ponte novamente dobra S E R e al m disto como nao houve aproxima o para V a opera o ser linear em rela o a AR H portanto no uso de
61. ma forma que na p gina da Figura 43 o usu rio pode alterar o dia que deseja observar as informa es Esta interface foi implementada no pivot de ciclo Assim ela pode ser deslocada para a esquerda dando lugar p gina de curvas ou pode ser deslocada para a direita dando lugar p gina de histograma Figura 44 Modelo de interface amostras de dados Fonte autoria pr pria Relac o entre Curvas interface de ciclo Esta p gina sobrep e duas curvas O eixo horizontal representa dias do ciclo e o eixo vertical o m dio das aves A curva pontilhada representa a curva de refer ncia o peso ideal das aves ao longo dos dias do ciclo A curva realcada representa a curva real o quanto as aves realmente est o pesando de acordo com as medidas coletadas ao longo do ciclo Esta interface foi implementada no pivot de ciclo Assim ela pode ser deslocada para a esquerda dando lugar p gina de informag es ou pode ser deslocada para a direita dando lugar p gina de dados Figura 45 Modelo de interface rela o entre curvas Fonte autoria pr pria info denominacao primavera granja 2 dia atual dia 0 nota a altera o do dia atual ir sobreescrever os dados ou deixar dias intermedi rios sem dados a 8 01 configura es 13 08 2014 20 00 data e hora da balan a na ltima sincroniza o 11 08 2014 19 59 endere o de comunica o e porta 192 168 2 200 gt 2010 55 In
62. nas nas camadas f sica e de enlace do modelo OSI sendo que a camada de enlace e subdividida em LLC e MAC O LLC respons vel pelo tipo de servi o que ser feito na camada de enlace como por exemplo multiplexa o e controle de fluxo de erros 21 O endere o MAC o respons vel pelo acesso ao meio Ele o endere o f sico imut vel de 48 bits presente na placa de rede do aparelho que est fazendo a conex o O quadro com os dados a serem enviados no padr o 802 3u formado por 7 bytes de sincroniza o 1 byte para identificar o in cio do quadro em si SFD Start Frame Delimiter 12 bytes com os endere os MAC do destino e da origem respectivamente 2 bytes para determinar o tamanho dos dados um bloco com tamanho vari vel de 46 1500 bytes para os dados e 4 bytes para fazer a checagem da integridade dos dados Check Sum Esse quando pode ser melhor visualizado no Quadro 2 Quadro 2 Forma o do quadro do padr o IEEE 802 3 Pre mbulo SFD MAC MAC Tamanho Dados Check 7 bytes destino 6 origem 6 dos Sum 4 1 bytes bytes dados 2 46 at byte byte bytes 1500 bytes Fonte PUC RIO 2014 O padr o 802 11 possui duas diferen as principais com rela o ao 802 3 que s o a forma o do quadro e o tipo de controle de acesso ao meio Este padr o mais conhecido hoje como Wi Fi e licenciado pela Wi Fi Alliance Contudo o Wi Fi apenas um tipo de conex
63. ncipal ou seja ela pode ser deslocada para a esquerda dando lugar interface de ciclos Figura 40 Modelo de interface resumo Fonte autoria pr pria Relag o de Ciclos interface principal Esta p gina apresenta a relac o dos ciclos adicionados no banco de dados do aplicativo poss vel ainda adicionar um ciclo a qualquer momento clicando no bot o que se encontra na parte inferior da tela A primeira linha de cada item indica seu nome e a segunda mostra a informa o de dura o do ciclo Ao clicar em um dos ciclos listados o usu rio levado interface com informa es sobre o ciclo selecionado Figura 41 Modelo de interface relagao de ciclos Fonte autoria pr pria SISPEF novo ciclo denomina o primavera granja 2 data de in cio 14 07 2014 dura o em dias 68 nota caso haja um ciclo em andamento adicionar um novo ciclo ir interromp lo e sincronizar os dados restantes histograma dia selecionado dia 0 14 08 2014 53 Novo Ciclo Esta interface utilizada para o cadastramento de um novo ciclo Nela encontram se as op es para a criac o de um nome para o ciclo sua data de in cio e dura o dele em dias A durac o m xima aceit vel de um ciclo de 71 dias No canto inferior da tela apresentada encontra se um bot o para salvar o ciclo criado Ciclos muitos longos podem levar alguns segundos para serem adicionados desencadeando uma tela de espera
64. o baseada no 802 11 O padr o estabelece normas de cria o e uso de redes sem fio INFOWESTER 2014 Enquanto o padr o 802 3 utiliza o CSMA CD como controle de acesso ao meio o 802 11 faz uso do CSMA CA Carrier SenseMultiple Access with Collision Avoidance Na Figura 12 pode se visualizar o fluxograma do CSMA CA No caso do CSMA CA o controle de acesso se d atrav s da verifica o do estado do meio e ent o caso ocupado do sorteio de um valor de backoff Ap s esse sorteio o meio verificado repetidamente enquanto n o estiver livre e quando estiver se o valor de backoff for maior que 0 o pacote vai esperar para ser enviado No entanto se o valor for O o quadro transmitido e esperasse o acknowledge para confirmar a chegada e a integridade dos dados enviados e se isso nao ocorre o sistema aumenta o valor m ximo para o backoff e retorna ao sorteio 22 TxRDY Sorteia backoff de 0 Cw backoff lt backoff 1 Transmite quadro backoff gt 0 Recebeu ACK E Cw 2 Cw 1 Sim Transmissao efetuada Figura 12 Fluxograma do CSMA CA Fonte Sobral 2011 Com relac o ao quadro do 802 11 ele formado da seguinte maneira 2 bytes para controle do quadro indicando vers o do protocolo tipo de quadro se o quadro est fragmentado informa es privadas e 2 bits para Distribution System DS que determinam o significado dos 4 campos de endere os e 2 bytes para dura o da i
65. o definido pelo manual do usu rio da placa embarcada Tem se tamb m com intuito de possibilitar a conex o entre a placa e o dispositivo m vel quatro pinos que sao utilizados para interfacear a rede Ethernet estes s o os pinos n meros 32 at 35 ligados nos pinos 2 1 6 e 3 do conector tipo RJ45 f mea respectivamente A Figura 19 apresenta esse modelo U1 LPC 1769 V OUT V IN Rede GND OUT GND IN el trica RD RD RD RD Conector TD TD RJ45 TD ADC C lula de carga BATERIA MO U RU N I Om OW oo Figura 19 Esquem tico de ligac o da placa embarcada Fonte autoria pr pria 31 3 3 2 Desenvolvimento do software O desenvolvimento do software da placa embarcada envolveu tr s fases principais Primeiramente foi desenvolvido o software de controle do conversor anal gico digital ADC Este software controlado por um RTC e por um Repetitive Interrupt Timer RIT Desta forma pode se controlar quantas amostras s o feitas em cada per odo de tempo No caso deste projeto a especificac o determinava que seria necess rio utilizar o ADC a cada 30 segundos para adquirir uma amostra de peso aplicado na balan a A cria o do algoritmo de tratamento desses dados tamb m se deu paralelamente essa fase do desenvolvimento por m foi efetivamente implementado apenas no final pois nao interferia na capta o dos dados e dependia de outras definic es que seriam feitas em f
66. o filtro entrada do conversor Apesar de n o haver instru es quanto sua necessidade notou se experimentalmente que h uma significativa redu o nos valores de convers o errados quando se utiliza esta resist ncia e portanto este o seu prop sito A documenta o do microcontrolador define uma resist ncia m xima de 7 5 kO para este valor NXP SEMICONDUCTORS 2014 3 4 3 Convers o e filtragem Ap s a passagem pelo circuito de aquisi o completo o sinal adquirido pelo conversor anal gico digital praticamente igual ao j apresentado na Figura 22 Para que se possa realizar uma leitura de peso com alguma estabilidade foram feitas filtragens de modo a remover os valores incorretos reduzir a presen a de ru do de alta frequ ncia inerente ao alto n mero de bits e ainda estabilizar o valor final quanto a pequenas varia es em torno de um valor m dio Para tanto a sequ ncia de opera es do diagrama na Figura 25 foi desenvolvida com base nas caracter sticas observadas do sinal na Figura 22 Aquisi o a 1 Khz Filtro de mediana Filtragem digital IIR Redu o de cad ncia Filtro de histerese Multiplica o pela constante de convers o Figura 25 Opera es para tratamento do sinal capturado Fonte autoria pr pria 40 O primeiro passo consiste na aquisi o do sinal tratado pelo circuito anal gico Utiliza se o conversor anal gico digital de 12 bits incorporado ao microcontrolador da
67. ofre desvantagens perante outros pa ses produtores de carne de frango Pa ses como Estados Unidos e integrantes da Uni o Europeia utilizam grandes quantidades de tecnologia para monitorar e controlar suas granjas tentando garantir assim o menor n vel de estresse por contato humano poss vel com os animais e a maior qualidade do ambiente Enquanto isso no Brasil boa parte da produ o feita ainda com interven o manual ou seja os animais s o criados com intenso contato humano Como o produto final deve ter a aceita o do mercado este pode requerer auditorias e avalia es para que o produto seja comercializado principalmente quando se trata de exporta es Para isso necess rio um controle rigoroso e registros que permitam a rastreabilidade da produ o permitindo que se houver algum problema o mesmo possa ser identificado e corrigido facilmente O contato humano pode aumentar a quantidade de problemas na produ o assim como o n mero de mortes e desencorajar a aceita o em mercados de importa o Desta forma a utiliza o de tecnologias facilita a aceita o em mercados estrangeiros ao produto nacional pois os riscos de contamina o e outros problemas durante a produ o s o reduzidos POLONIO 2009 Como em outras reas ainda h alguma resist ncia de produtores de menor porte quanto utiliza o de novas tecnologias na produ o principalmente na rea escolhida pela equipe para este projeto que
68. oi definida mais alta para manter o sinal de entrada mais est vel caso esse valor seja reduzido a precis o aumenta por m isso causa uma varia o maior no sinal tornando a medida menos est vel Mesmo com esse valor definido mais alto mantendo a precis o em 13 gramas percebe se ainda uma varia o de um degrau no ADC e isso levou a equipe a investigar o motivo Assim descobriu se que o ADC da placa embarcada que de aproxima o sucessiva n o o mais indicado para utiliza o em balan as uma vez que a c lula de carga e a ponte utilizada no circuito anal gico geram muitos ru dos Descobriu se ent o que o conversor mais utilizado em balan as comerciais o sigma delta e este poderia tornar o sistema mais est vel que o ADC por aproxima o sucessiva Com rela o comunica o dos dispositivos os problemas iniciais que tornavam a conex o inst vel foram resolvidos com a troca do Access Point que causava a intermit ncia por tentar se conectar a redes externas e ent o desconectava os usu rios da rede O novo dispositivo de acesso utilizado n o realiza essa opera o de conex o com redes de internet externas e portanto n o causa a queda da conex o Fica claro que o prot tipo desenvolvido n o teria aplica o comercial direta como produto mas com algumas funcionalidades a mais ele poderia ser evolu do at um produto robusto pronto para ser comercializado Algumas melhorias vistas pela equipe como as prin
69. ol the chicken growth in a farm without the need of direct contact with the animals With a measuring precision of 13 grams approximately 0 459 ounces the system determines periodically how many chickens are present on top of the scale and which is the average weight of them That is accomplished with an algorithm based on the standard deviation and the expected growth curve which is pre defined on the embedded board Keywords Bird weighting Load cell Instrumentation Digital filtering Windows Phone LISTA DE ILUSTRAC ES Figura 1 Tipo de pesagem manual de aves em granjas cone 4 Figura 2 Tipo de pesagem manual de aves em granjas pelos PES 4 Figura 3 Sistema de pesagem de aves TOLEDO 5 Figura 4 Sistema de pesagem de aves GSI Brasil raras 5 Figura 5 Desenvolvimento fisiol gico de matrizes a 11 Figura o Ponte TesisliVa xc uu u Lett use DH LEE bt aleae d on de bita ue 13 Figura 7 Extens metro do tipo folha e ee e gt b o eet s 15 Figura 8 C lula de carga t pica Lassa tea ER Ins 15 Figura 9 Placa LPC O v eae ded te c eu A E 17 Figura 10 Camadas do modelo OSI e seus respectivos protocolos 19 Figura 11 Fluxograma do CSMA CD a nnne nnne nnne renis 20 Figura 12 Fluxograma do GSMANGR are
70. onsumo de energia Ela opera em frequ ncias de CPU de at 120 MHz A CPU ARM Cortex M3 incorpora um pipeline de 3 est gios e utiliza a arquitetura Harvard com barramentos de dados de instru es e de perif ricos separados O complemento para perif ricos da placa LPC1769 Figura 9 inclui at 512 KB de mem ria flash at 64 KB de mem ria de dados Ethernet MAC interface USB Host OTG 8 canais do controlador DMA para prop sitos gerais 4 UARTs dois canais CAN 2 controladores SSP interface SPI 3 interfaces I2C bus 2 entradas e 2 sa das de interface I25 bus 8 canais ADC de 12 bits DAC de 10 bits controle de motor PWM interface QuadratureEncoder quatro temporizadores de uso geral 6 sa das PWM de prop sito geral Real Time Clock RTC de baix ssimo consumo com alimenta o por bateria separada e at 70 pinos de I O de prop sito geral Os pinos do LPC1769 68 67 66 65 64 63 sao compat veis com os pinos da s rie de microcontroladores com ARM7 LPC236x O ARM Cortex M3 um microprocessador de 32 bits para uso geral Ele oferece um alto desempenho e um baixo consumo de energia Al m disso ele disponibiliza novos recursos como uma baixa lat ncia de interrup o e m ltiplos barramentos centrais capazes de fazer acessos simult neos T cnicas de pipeline est o implementadas assim todas as partes de processamento e sistemas de mem ria podem operar continuamente Tipicamente enquanto uma instru o executada a pr
71. otou se como m trica de medi o a curva de crescimento de frangos especialmente do tipo AgRoss que possui curvas amplamente divulgadas AVIAGEM 2012 O peso ser medido por uma balan a e o sistema usar a curva de refer ncia para calcular o n mero de frangos na amostra e o peso individual m dio de cada ave A natureza deste trabalho de pesquisa aplicada pois ir gerar um prot tipo de aplica o pr tica dirigido a um problema espec fico A abordagem qualitativa envolvendo testes do projeto em ambiente simulado Os procedimentos t cnicos envolvem pesquisa bibliogr fica desenvolvimento e experimenta o O desenvolvimento ser composto pelo levantamento da teoria de sensores de peso e do crescimento de aves e o projeto desenvolvimento e testes de um sistema de medi o da curva de crescimento Ser o apresentados detalhes sobre c lulas de carga e circuitos de condicionamento de seu sinal de modo a bem fundamentar o estudo O controle de crescimento de aves contar tamb m com refer ncias explicativas e sendo o pa s um dos maiores produtores mundiais ser o consultados manuais e guias para agropecuaristas que explicam como se d esta produc o e todos os cuidados necess rios Com estas informa es o projeto do sistema de medi o tera uma base pr tica isto de acordo com as pr ticas empregadas nas granjas nacionais Com a consulta documenta o do hardware utilizado poder ter in cio o desenvo
72. ows Phone 8 1 Fonte Sullivan 2014 p JFK Airport Tommy Fellows Boarding Pass ondt 2 7 PLATAFORMA DE DESENVOLVIMENTO DO APLICATIVO A interface de desenvolvimento de aplicativos servi os e jogos para o Windows Phone o pr prio editor Microsoft Visual Studio O Visual Studio possui diferentes vers es e m dulos permitindo o desenvolvimento de aplicativos para toda fam lia Windows sites em diversas linguagens jogos para computadores e consoles scripts em Python e Ruby entre outros projetos O Microsoft Visual Studio disponibilizado gratuitamente em uma vers o com menos recursos de an lise e teste do projeto A vers o gratuita tamb m nao permite a comercializa o das aplica es criadas atrav s dele Para estudantes a Microsoft oferece as vers es completas da sua IDE de desenvolvimento Isso permite aos estudantes criar trabalhos e prot tipos como o desta monografia sem se preocupar em investir na compra de su tes completas de desenvolvimento Visual Studio 2014 Seguindo os avan os da Engenharia de Software a Microsoft investiu na separa o entre o desenvolvimento da interface e do processamento das informa es do programa Essa independ ncia originou uma fam lia de produtos que se integram com o Visual Studio para edi o da interface de projetos cnamada de Microsoft Expression A Figura 16 apresenta o Microsoft Visual Studio 2013 e a Figura 17 o Microsoft Expression Blend 4 26
73. para conclu lo definir um cronograma 63 para que o projeto esteja pronto na data desej vel e fazer a escolha dos poss veis componentes que serao utilizados para a montagem dele A atividade de projeto do sistema proposto consiste em projetar o sistema proposto ou seja definir como ser feito o sistema O estudo do problema e o planejamento do projeto s o importantes nesta atividade pois com base neles as ideias e planos ser o colocados no papel de forma mais especifica a fim de definir como o sistema ser desenvolvido e quais componentes ser o utilizados A aquisic o dos componentes consiste na busca dos componentes desejados para a montagem do sistema proposto Essa atividade abrange desde a pesquisa pelos melhores precos e menores tempos para aquisic o at termos os componentes em m os para a implementa o A construc o f sica do m dulo embarcado consiste na construc o do m dulo embarcado que composto por c lula de carga tampa met lica e placa embarcada O foco dessa atividade posicionar todos os componentes da maneira mais eficiente fazendo com que todos eles funcionem perfeitamente interligados A atividade de integra o da c lula de carga na placa embarcada consiste na conex o da c lula de carga placa controladora por meio de um circuito el trico que tamb m tem a fun o de ajustar o valor obtido pela c lula para melhor interpreta o feita pela placa fazendo com que os dados obtidos pela b
74. s por esse tipo de procedimento justificam a implementa o de uma alternativa melhor para a pesagem das aves Desta forma o controle da pesagem de frangos tem grande impacto nos resultados desta rea econ mica O desenvolvimento de um sistema de pesagem autom tica de frangos envolve v rios conhecimentos e representa um desafio em termos de engenharia Dentro do curso de Engenharia de Computa o o conhecimento obtido torna se extremamente util para a concep o constru o e implementa o de um sistema para a pesagem de frangos de maneira autom tica Para isso ser o utilizados conhecimentos em software e em hardware de extrema import ncia o conhecimento de software e hardware pois ser utilizado durante todo o projeto j que para a pesagem autom tica faz se necess ria a comunica o entre o hardware que ser constru do e o software que processar as informa es Um sistema autom tico de pesagem seria vantajoso para as granjas uma vez que reduziria drasticamente o contato direto com as aves e assim diminuiria o n mero de mortes por estresse devido a esse contato A utiliza o de tal sistema garantiria ainda uma amostragem maior dos dados de pesagem melhorando a curva de crescimento obtida Uma vez que essa curva determina todo o funcionamento da granja e at mesmo o seu planejamento de lucro muito importante que ela seja o mais precisa poss vel 1 6 PROCEDIMENTOS METODOL GICOS Neste trabalho ad
75. s protocolo de boas praticas de produ cao de frangos pdf gt Acesso em 02 mai 2014 VISUAL STUDIO Visual Studio Microsoft Developer Tools Estados Unidos 2014 Dispon vel em lt http www internetnews com stats article php 3616626 Whats The Top IDE htm gt Acesso em 20 ago 2014 WELTECH Poultry weighing systems Inglaterra Huntingdon 2014 Disponivel em lt http weltech co uk poultry weighing systems asp gt Acesso em 20 ago 2014 62 AP NDICES AP NDICE A Cronograma A Figura 49 representa a distribui o das atividades durante o per odo de desenvolvimento do projeto do prot tipo de um sistema computacional de pesagem aut noma de frangos Abaixo est o explicadas cada uma das atividades atividade 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 tempo semanas Figura 48 Cronograma de desenvolvimento de projeto Fonte autoria pr pria O estudo do problema consiste em fazer pesquisas sobre o problema para conseguir entend lo mais afundo Assim teremos base para projetarmos o dispositivo necess rio para sanar o problema da melhor forma poss vel O estudo abrange tanto a tem tica dele como feita a pesagem da galinha atualmente quanto algumas soluc es j existentes para solucion lo O planejamento do projeto consiste em planejar o projeto como um todo estimar quais ser o as poss veis dificuldades encontradas durante o desenvolvimento dele quanto de recurso financeiro utilizaremos
76. sagem das aves 20090721161056 J 024 gt Acesso em 02 mai 2014 60 PORTAL C LULA DE CARGA C lulas de Carga 2004 lt http www celuladecarga com br celulas escolhacel htm gt Acesso em 02 mai 2014 PUC RIO CSMA CD Rio de Janeiro 2014 Disponivel em http www inf pucrio br inf2056 inf2056 files menu material transparencias colcher Ethernet pdf gt Acesso em 20 ago 2014 RIGAUD Fran ois Test du convertisseur ADC de la plateforme MBED Meudon 2011 Dispon vel em lt http mbed org media uploads Rigaud rapport test adc mbed f r 01 03 2011 pdf gt Acesso em 08 set 2014 RIZZOTTO Patrycia M Exportac o de carne de frango estar em alta em 2014 Jan 2014 Dispon vel em lt http economia ig com br empresas agronegocio 2014 01 21 exportacao de carne de frango estara em alta em 2014 html gt Acesso em 20 ago 2014 SLATTERY Colm NIE Mariah A reference design for high performance low cost weigh scales Analog Dialog n 39 12 dez 2005 Disponivel em http www analog com library analogdialogue archives 39 12 weigh scale html gt Acesso em 10 ago 2014 SOBRAL Marcelo M MAC CSMA CA Carrier Sense Multiple Access Collision Avoidance Santa Catarina 2011 Dispon vel em http wiki sj ifsc edu br wiki index php RCO2 201 1 2HMAC CSMA 2FCA 28Carrier Sense Multiple Access 2FCollision Avoidance 29 Acesso em 20 ago 2014 SOBRAL Marcelo M WLAN IEEE 802 11 Santa Catarina 2014 Di
77. seu crescimento torna se comprometido aumentando o ciclo de crescimento e exigindo interven o no processo de criac o Desta forma este estudo sobre o crescimento de frangos foi delimitado para tratar exclusivamente a quest o da pesagem cont nua das aves durante seu ciclo de crescimento O projeto visa conceber e desenvolver o prot tipo de um sistema computacional para pesagem cont nua dos frangos em um ambiente de criac o de aves i e em uma granja Ser o estudas as exig ncias para realizar tal fun o e ser o selecionadas e desenvolvidas tecnologias que permitam p r em pr tica um sistema de pesagem Nao est inclu do neste estudo a integra o do sistema de pesagem com outros sistemas de informa o empregados no processo de cria o de frangos Outra delimita o relevante de estudo o cen rio de testes do prot tipo o sistema ser testado em um ambiente adaptado utilizando objetos para simular os pesos dos frangos Isso ocorre devido a n o disponibilidade em primeiro momento de uma granja para efetuar os testes 1 3 PROBLEMA A pesagem de aves feita hoje no Brasil com raras exce es de forma manual Esse tipo de pesagem extremamente lento pois necess rio pesar uma ave por vez e isso tem que ser feito por um funcion rio Esta pesagem manual tamb m ineficaz pois a quantidade de amostras que se faz muito pequena e isso reduz a precis o do estudo estat stico al m de ser estressante para
78. sistema de pesagem de aves Este sistema controlado via um aplicativo presente em um celular Windows Phone remoto conectado em uma rede sem fio Wi Fi que est ligada ao m dulo de pesagem embarcado O objetivo a avalia o cont nua do peso para controle do crescimento dos frangos de uma granja sem que haja a necessidade de contato direto com os animais Com precis o de 13 gramas nas medi es o sistema determina em intervalos de tempo quantos frangos est o presentes na balan a e qual o peso m dio delas Isso feito por meio de um algoritmo que toma como base o desvio padr o e a curva esperada de crescimento que pr definida na placa embarcada Palavras chave Pesagem de Aves C lula de Carga Instrumenta o Filtragem Digital Windows Phone ABSTRACT CARVALHO Alain D P STADZISZ Henri NAKANISHI Sergio A M FYLYK Vitor M Prot tipo de sistema computacional para pesagem aut noma de frangos 2014 76 f Monografia Curso de Engenharia de Computa o Departamento Acad mico de Eletr nica e Departamento Acad mico de Inform tica Universidade Tecnol gica do Paran Curitiba 2014 This document describes the development of a bird weighing system prototype This system is controlled by an application App installed in a mobile Windows Phone which is remotely connected to a wireless network Wi Fi that is linked to the embedded weighing module The goal is the continuous evaluation of the weight to contr
79. spon vel em lt http www sj ifsc edu br msobral RCO2 slides aula15 pdf gt Acesso em 20 ago 2014 SODALEC DISTRIBUTION Les fiches Sodis Pesage Franca Rennes ago 2008 Dispon vel em lt http www sodis france fr produits 40 fr pesage volaille 2 pdf gt Acesso em 02 mai 2014 SULLIVAN Craig O Microsoft announce Windows Phone 8 1 2014 Dispon vel em lt http geektech ie index php microsoft announce windows phone 8 1 brings cortana voice assistant and more gt Acesso em 02 ago 2014 SYNERGIST New York Times Silverlight Kit Updated for Windows Phone 7 Series Mar 2010 Dispon vel em lt http blogs msdn com b synergist archive 2010 03 29 new york times silverlight kit updated for windows phone 7 series aspx gt Acesso em 20 ago 2014 TEXAS INSTRUMENTS LM158 LM258 LM358 LM2904 Low Power Dual Operational Amplifiers 2013 33p 61 TOLEDO do Brasil Manual do usu rio 2096 A S o Bernardo do Campo 2014 Dispon vel em lt http www irmor com br site2010 manuais_usuarios 2096 20A pdf gt Acesso em 02 mai 2014 TOLEDO DO BRASIL 2096 A Sistema de Pesagem Autom tica de Aves no Aviario Sao Bernardo do Campo 2014 Dispon vel em lt http www toledobrasil com br balanca balancas para pesar animais 2096a gt Acesso em 02 mai 2014 UNIAO BRASILEIRA DE AVICULTURA Protocolo de Boas Praticas de Produ o de Frangos S o Paulo 2008 Dispon vel em http www avisite com br legislacao anexo
80. ssocia o com a entidade Amostra e BarraHistograma DiaPeriodo A Class Properties Amostras EntitySet lt Amostra gt BarraHistograma EntitySet lt BarraHistograma gt CiclolD int DataReferencia DateTime DiaNumero int ID int ethods DiaPeriodo NotifyPropertyChanged void NotifyPropertyChanging void OnAmostraAdded void OnAmostraRemoved void OnBarraAdded void OnBarraRemoved void El Events PropertyChanged PropertyChangedEventHandler PropertyChanging PropertyChangingEventHandler Yw Yr Y a OO OO OO E Figura 37 Tabela de DiaPeriodo Fonte autoria propria 51 A tabela de Amostra est apresentada na Figura 38 Uma entidade de Amostra representa o resumo dos dados coletados durante uma hora pelo m dulo embarcado Q Amostra Class i Properties DiaPeriodolD int Horario string ID int NumGalinhas int PesoMedio int Methods 2 NotifyPropertyChanged void 2 NotifyPropertyChanging void E Events PropertyChanged PropertyChangedEventHandler PropertyChanging PropertyChangingEventHandler Figura 38 Tabela de Amostra Fonte autoria pr pria A Ultima das tabelas modeladas a tabela de BarraHistrograma apresentada na Figura 39 Ela armazena entidades que representam uma das barras do gr fico de histograma di rio exibido pela aplica o Q BarraHistograma Cl
81. stras no galp o a nao menos do que 5 dos animais com uma frequ ncia semanal em geral Aviagem 2008 Estas medi es fornecem um peso m dio relativo granja toda e permitem acompanhar se o desempenho em termos de engorda o m ximo esperado para aquela ra a de animal A Figura 5 apresenta um modelo de curva de crescimento para matrizes mas que muito pr xima ao dos frangos de corte Aviagem 2008 sendo que para os frangos o horizonte de tempo considerado em geral de no m ximo 70 dias ap s os quais sao destinados ao abate Como as aves para abate nao ser o matrizes nao h necessidade de esperar se at a maturidade sexual o que permite o abate a um prazo curto com um bom crescimento corporal Peso Corporal Kg Maturidade fisiol gica Final do desenvolvimento corporal Ganho cont nuo de peso gordura Maturidade Sexual Crescimento acelerado e ganho de peso a gt 105 dias Desenvolvimento esquel tico 9596 Desenvolvimento aos 84 dias dos test culos e ov rios R pido aumento da produ I de horm nios sexuais R pido crescimento de ov rios e testiculos desde 20 dias antes da maturidade sexual gt 98 dias Desenvolvimento esquel tico em 85 das dimensoes totais aos 56 dias Crescimento muito din mico dos m sculos i tend es e ligamentos Sistema Imunol g
82. t he Pent eee rete notes bite t nuts di 22 Figura 13 Forma o do quadro do padr o IEEE 802 11 22 Figura 14 Ilustra o da IDE LPCXpresso rrenan 24 Figura 15 Interface do sistema Windows Phone 8 1 25 Figura 16 Interface do Microsoft Visual Studio 2013 sene 26 Figura 17 Interface do Microsoft Expression Blend 4 a 26 Figura 18 Elementos que comp em o sistema desenvolvido 28 Figura 19 Esquem tico de liga o da placa embarcada 30 Figura 20 Diagrama do funcionamento da fun o principal 32 Figura 21 Faixas de interpreta o do peso adquirido 33 Figura 22 Sinal de exemplo capturado com a placa de desenvolvimento 36 Figura 23 Destaque para erros de captura r rssssssrsssssssssa 37 Figura 24 Esquem tico do condicionamento anal gico 38 Figura 25 Opera es para tratamento do sinal capturado 39 Figura 26 Sinal da Figura 22 submetido filtragem da mediana 40 Figura 27 Resposta em frequ ncia dos filtros digitais IIR 42 Figura 28
83. tegrated Query DLINQ ou apenas LINQ to SQL Structured Query Language A interface DLINQ permite aplica o n o somente modelar estruturas de dados relacionais como tamb m utilizar 49 operadores de consulta e express es lambda para filtrar rapidamente informa es dentro dos bancos de dados existentes Finalmente a grande vantagem dessa interface unir a declara o da estrutura do banco de dados com a implementa o dos dados do Model View ViewModel MVVM padr o arquitetural usado em engenharia de software que permite isolamento entre o processamento da l gica do programa e da interface O estudo do problema de armazenamento resultou na modelagem de cinco tabelas de dados A primeira tabela est representada na Figura 35 Ela armazena o hist rico das a es efetuadas entre o aplicativo e a placa embarcada fornecendo diariamente um resumo da manipula o das informa es e uma contagem total do que est armazenado no celular em quest o Q Historico Class Properties Datalniciada DateTime ID int NumAmostras string NumcCiclos string NumDias string zi Methods o NotifyPropertyChanged void NotifyPropertyChanging void amp Events PropertyChanged PropertyChangedEventHandler PropertyChanging PropertyChangingEventHandler Figura 35 Tabela de Hist rico Fonte autoria pr pria A segunda tabela criada est apresentada na Figura 36 Uma entidade dess
84. ue est o pr ximos ou j foram adquiridos pelos estudantes antes do in cio do projeto 3 Etapa Resposta ao Risco Estrat gias e A es rela o alternativa de componentes similares aos escolhidos Impacto Reavaliado Alto Probabilidade Reavaliada M dia Baixa Elaborado por equipe completa Data 01 05 2014 66 1 Etapa Identifica o do Risco Denomina o do Risco calibra o da c lula de carga No da Identifica o 02 Descri o do Risco dificuldades que comprometam a montagem ou a obten o com precis o da resposta do componente de carga da balan a do sistema 2 Etapa Avalia o do Risco Impacto Alto M dio Alto x M dio M dio Baixo Baixo Explique a montagem realizada de uma maneira errada ou sua m calibra o pode gerar resultados imprecisos e sem valor estat stico Probabilidade Alto M dio Alto M dio x M dio Baixo Baixo Explique a equipe domina os fundamentos b sicos para a integra o da c lula em circuitos e para captura da resposta desses circuitos pelo microprocessador 3 Etapa Resposta ao Risco Estrat gias e A es an lise mais profunda na literatura de apoio e consulta a profissionais da rea como prevista na atividade de integra o da c lula de carga na placa embarcada Impacto Reavaliado M dio A
85. um padding para preencher os espa os de mem ria que ficariam vazios dentro do setor da mem ria um checksum para verificar que nenhum dado foi corrompido e nove barras de 32 bits do tipo Barra explicado a seguir Quadro 5 Estrutura de Barra ID Quantidade peso TIPO uint16 uint16 Fonte autoria pr pria Uma Barra utilizada apenas pela estrutura Histograma e elas s o formadas por uma quantidade de galinhas que se encaixam nessa faixa de peso definida pela vari vel quantidade A vari vel peso determina o peso que essa Barra vai 35 representar O tipo dessas vari veis que comp em a barra se encontram no Quadro 5 Quadro 6 Estrutura de ResumoHora ID flag numero peso medio padding 10 Checksum TIPO uint8 uint16 uint16 uint8 uint8 Fonte autoria propria O resumo da hora que sera feito no final de cada hora e entao salvo na memoria flash formado por uma flag para determinar espa os vazios na mem ria um numero que marca quantas galinhas foram medidas nessa hora um peso medio utilizado para guardar o valor m dio do peso dessas galinhas medidas um padding para preenchimento e um checksum para determinar se nao houve perda ou comprometimento dos dados O Quadro 6 apresenta detalhadamente os tipos de vari veis do resumo da hora que ser o armazenadas Quadro 7 Estrutura de Amostra ID flag numero peso padding Checksum TIPO uint8 uint16 uint16 uint8 uint8 Fonte autoria pr pria O Quadro 7 apresenta os
86. versos blocos de SRAM para dados de Ethernet controle e informa o de status 2 4 PADR O DE CONEX O Para entender o funcionamento do protocolo TCP IP deve se primeiramente conhecer suas fun es separadamente conforme descrito a seguir O endere o IP um n mero de 32 bits usualmente divido em 4 octetos que se anexa ao pacote de dados que ser transmitido na camada de rede Este conjunto de octetos geralmente escritos em n meros decimais s o utilizados para identificar os dispositivos e as redes que est o conectados entre si Vale lembrar que dispositivos de redes diferentes por exemplo com endere os 200 1 1 0 e 172 16 0 0 n o s o capazes de se conectar a n o ser que exista um roteador ou um switch gerenci vel para fazer a rota entre essas redes importante saber tamb m que existem dois endere os que nunca podem ser utilizados o endere o de rede e o de broadcast 19 O endere o de rede dado pelo valor mais baixo do ltimo octeto da rede ou sub rede e o de broadcast pelo mais alto Ou seja em uma rede 200 1 1 0 24 o 24 significa a m scara de rede 255 255 255 0 o endereco de rede ser 200 1 1 0 e o de broadcast 200 1 1 255 Contudo em uma rede 200 1 1 4 32 32 significa agora a m scara de rede 255 255 255 252 o endereco de rede ser 200 1 1 4 e o de broadcast 200 1 1 6 LAGES 2014 Existem dois tipos de protocolos IP o IPv4 e o IPv6 Como neste projeto nao haver necessidade de uma quantidade
87. xt wrapping gt 8 3 88 EXGrid 8 89 Ej phone LongListSelector x Name cicloslistSelector SelectionChanged ciclos SelectionChanged M amp 9e E phone LongListSelector ItemTemplate lt g 91 B DataTemplate 3 zi 92 E Grid 1 5 93 E Rectangle Horizontalalignment Left Verticalalignment Top Margin 10 0 0 0 94 B Rectangle OpacityMask 2 95 ImageBrush ImageSource Icons ciclos png Stretch Uniform gt o 96 lt Rectangle OpacityMask gt 2 97 lt Rectangle gt 8 98 E Grid Margin 78 13 0 0 99 E lt StackPanel Margin 0 0 0 17 gt 100 lt TextBlock Text Binding Name TextWrapping NoWrap Margin 12 0 0 0 101 lt TextBlock Text Binding DurationText TextWrapping NoWrap Margin 1 102 lt StackPanel gt 103 lt Grid gt i 104 lt Grid gt B 105 DataTemplate Y 67 88 m 4 Bl 10 4 Error List Output Find Symbol Results Figura 16 Interface do Microsoft Visual Studio 2013 Fonte autoria pr pria NYTimesWP7SKit sln Microsoft Expression Blend 4 Beta xe X File Edit View Object Project Tools Window Help Pro Assets States Parts m x Options xaml App xami MainPage xaml DetailsPage xaml Properties Resources Data Ex se PhoneApplicationPage e Name lt No Name gt g PE Solution NYTimesWwP7SKit E projects v Type PhoneApplicationPage gt 2 NYTimesWP7SKit gt J NYTimesWP7SSampleData Y Brushes v NYTMovieReviews New York Times Q Ba

protótipo de sistema computacional para pesagem - DAINF

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