solucoes-1-wire [Tecnologia 1-Wire]
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Soluções Desenvolvidas pelo Grupo
Interface serial 1-Wire (DS9097E)
Sensor 1-Wire de temperatura DS18B20
Sensor DS18B20 adaptado para medição de líquidos com inércia térmica ampliada
Módulo de teste para o conversor AD DS2438(Monitor de bateria 1-Wire)
Sensor de umidade relativa com HIH4000 e DS2438
Interface sensor Hall de corrente ACS712 + DS2438
Interface 1-Wire para sensor de movimento
Módulo de testes para DS2413 (Chaves endereçáveis)
Grid de Sensores
Módulo para Aquisição de Dados
O.S. MagicBox
As soluções concebidas nesta seção foram implementadas por Leonardo João (ldrsjoao at inf.ufpel.edu.br) e Paulo Roberto Raseira Gomes (raseira.gomes at gmail.com) e em sintonia com as necessidades dos projetos que o LUPS e grupos parceiros de pesquisa estão envolvidos.
Estas soluções 1-Wire vem sendo utilizadas por dois projetos em desenvolvimento:
Projeto plenUS (http://plenus.ucpel.tche.br/), em desenvolvimento na Embrapa Clima Temperado;
Projeto AMPLUS (http://amplus.ufpel.edu.br/), em desenvolvimento na Universidade Federal de Pelotas.
Os trabalhos envolvendo monitoramento e computação ubíqua contam com a participação da Empresa O.S.Systems. Informações sobre a empresa estão disponíveis nesta URL.
Afim de possibilitar a comunicação do PC com os dispositivos 1-Wire construiu-se uma interface DS9097E. Este equipamento, conectado à porta serial de um computador rodando software específico para este fim, permite a leitura de informações de diversos sensores e acionamento de atuadores. A montagem obedeceu especificações de documentos fornecidos pela Dallas Semiconductor de livre circulação na internet.
Sensor de temperatura montado em cabo com 2 vias e conector RCA macho.
Sensor desenvolvido para necessidade específica do Lab. De Qualidade do Leite da unidade EMBRAPA de Capão do Leão.
Em função da observação da suba brusca de temperatura em um sensor instalado no interior de um refrigerador para conservação de amostras, sempre que a porta do mesmo era aberta, desenvolveu-se um aparato mecânico que consiste em um frasco, dentro do qual é instalado um sensor DS1820 fixado no interior de um tubo de alumínio vedado, que servirá como meio de condução do calor. O frasco, então, é cheio de água, esta, por possuir calor específico próximo ao do leite, permiti, assim, uma inércia à suba de temperatura, possibilitando uma monitoração da temperatura mais próxima das variações reais.
Equipamento construído com o objetivo de executar testes no conversor AD DS2438. O dispositivo foi montado seguindo-se especificações do fabricante, afim de possibilitar o acesso fácil à um par de terminais que levam os níveis de sinal elétrico analógico à entrada do conversor, com isso tornado a prática de avaliação do componente mais ágil.
Através da montagem do sensor HIH4000 por especificações do fabricante e sua conexão ao DS2438, desenvolveu-se este equipamento para monitoração da umidade relativa dentro do Laboratório de Qualidade do Leite da unidade EMBRAPA de Capão do Leão.
Com o objetivo de fazer leituras de consumo de corrente em CPU's desenvolvemos interface de condicionamento de sinal de um sensor ACS712 montado seguindo especificação do fabricante, e conectamos esta à entrada ADC do DS2438.
Com o objetivo de atender uma necessidade da recepção do laboratório de Informática da Universidade Católica de Pelotas, desenvolvemos uma interface 1-Wire para sensor de movimento. Em um primeiro momento foi utilizado o ADC do DS2438, desta forma, é monitorado o nível de tensão fornecido pelo sensor de movimento sempre que ele é ativado. Atualmente está em fase de implementação uma alternativa com o DS2413. Por suas características funcionais (sendo um par de chaves endereçáveis e bidirecionais, e consideravelmente muito mais rápido em sua resposta dentro da rede 1-Wire), irá atender de forma mais eficiente esta aplicação.
Com o objetivo de testar o dispositivo DS2413, que nada mais é que, um par de chaves bidirecionais e endereçáveis que obedece o protocolo 1-Wire, desenvolvemos um módulo de teste. Com o conhecimento desenvolvido nesta etapa, passamos da habilidade de apenas monitoração para a atuação dentro da rede 1-Wire. Desta forma, estamos aptos a controlar dispositivos mais robustos como o acionamento de motores, iluminação, climatização, etc…
O objetivo do grid de sensores, no caso temperatura, é permitir o acompanhamento da evolução da temperatura em diferentes pontos de um determinado equipamento. Abaixo foto de um grid com quatro sensores para uso no LDAS.
Em parceria com a empresa O.S.Systems foi desenvolvida uma primeira solução para aquisição de dados baseada em computação embarcada.
Na foto abaixo é apresentada solução baseada em placa da empresa Beagleboard. Esta solução realiza tanto coleta dados do meio, como atua sobre o mesmo (ativa ou desativa dispositivos) através da rede 1-Wire.
Estão em andamento estudos para customizar em vários aspectos o hardware embarcado. Entre os vários aspectos sendo otimizados, temos custo, desempenho, consumo de energia e novas funcionalidades.
A empresa O.S.Systems considerando a elevada demanda por soluções relacionadas a redes de sensores e atuadores nas mais diferentes áreas de aplicação, desenvolveu a O.S. MagicBox.
O O.S. MagicBox é um pequeno e robusto equipamento voltado para a monitoração de sensores. Utiliza a tecnologia 1-wire, oferecendo suporte a mais de 100 tipos de dispositivos. O O.S. MagicBox oferece uma interface web, através da qual é possível configurá-lo para executar diferentes ações em função de condições especificadas pelo usuário. Vide o produto no site da empresa