61ª Reunião Anual da SBPC
B. Engenharias - 1. Engenharia - 8. Engenharia Elétrica
SISTEMA DIDÁTICO PARA ENSINO/APRENDIZADO DE TECNOLOGIAS APLICADAS À MONITORAÇÃO REMOTA DE VARIÁVEIS AMBIENTAIS
Michelle France Rodrigues da Costa 1
Maryson da Silva Araújo 1
Elionilce Chaves Maia 1
Fernando de Gusmão Coutinho 1
Emanuel da Conceição Nunes Neto 1
Orlando Fonseca Silva 1, 2
1. Universidade Federal do Pará / UFPA, Faculdade de Engenharia Elétrica / FEE
2. Prof. Dr. - Faculdade de Engenharia Elétrica FEE – UFPA - orientador
INTRODUÇÃO:

A monitoração de variáveis ambientais de um determinado sistema é uma atividade fundamental para avaliação do estado atual do mesmo bem como a ingerência sobre sua dinâmica a partir de registros temporais. Com o desenvolvimento tecnológico atual é possível fazer o registro atual de muitas variáveis ambientais significativos de forma automática. Neste trabalho descreve-se um sistema didático para monitoração da qualidade de água que a princípio poderá, por exemplo, ser utilizada em lagos artificiais de hidrelétricas e de criação de peixes além de outros. O principal objetivo do sistema desenvolvimento é facilitar o ensino aprendizado de alunos de graduação no que diz respeito ao uso de diferentes tecnologias, projetos de hardware ou software, voltados para a monitoração remota. O sistema consiste em uma sonda multiparâmetros que mede a qualidade da água, de um computador pessoal para aquisição dos dados por comunicação serial e banco de dados para registro das informações e disponibilização via internet. Em sua versão final foi utilizado o software LabVIEW para aquisição dos dados e interface local com o usuário. Por fim, observou-se que o sistema é aberto, permitindo o uso para outras tecnologias alternativas existentes.

METODOLOGIA:

A aquisição dos dados é feita por uma sonda multiparâmetros que é conectada a um módulo transmissor de rádio que envia as informações para um módulo receptor de rádio. Este receptor é conectado a um computador que recebe os dados no modo de fluxo de texto ASCII via interface de comunicação serial RS-232. Os dados foram obtidos basicamente através de três softwares RcomSerial, utilizado para testar a comunicação serial, MATLAB, utilizado para analisar a forma e o tamanho com que os caracteres eram recebidos, e, por fim, um software (Virtual Instrument - VI) foi desenvolvido na linguagem de programação gráfica LabVIEW, para que os dados pudessem ser mostrados através de uma interface mais “amigável”. Todos são programas compatíveis a recepção de caracteres do tipo ASCII e podem ser configurados de acordo com os padrões da sonda, tendo a finalidade de inicializar o processo de aquisição de dados, sendo necessário selecionar a porta serial utilizada pela sonda (COM1), o número de bytes da informação e a velocidade com que esta é transmitida. A visualização das amostras é dada linha a linha contendo informações como data, hora, temperatura, Condutividade, Oxigênio Dissolvido (OD) e Ph constando ao todo de oito informações relacionadas às condições em que a água se encontra.

RESULTADOS:

A utilização do software MATLAB se fez, pois o mesmo já era usado na aquisição, pela porta serial, de dados codificados por outros dispositivos, para assim obter amostras das informações da sonda e estabelecer o número de bytes que as codificam. Deste modo, determinou-se a baudrate a 9600 bps e que cada conjunto de informações, no total dez variáveis, era codificado em 74 bytes. Aplicou-se tais resultados ao software LabVIEW para o desenvolvimento de uma interface favorável à uma interação usuário-máquina, além de proporcionar um fácil e eficaz acesso à porta RS-232. A interface tornou possível visualizar em tempo real e graficamente cada uma das variáveis recebidas. Observou-se quanto à separação dos caracteres da string, devido à necessidade de manipulação de cada informação, posto que a forma com que a sonda codifica dois dados, alterando ocasionalmente e aparentemente seus números de caracteres, originava erros na visualização das variáveis. No entanto, o problema foi contornado modificando-se o comprimento da janela de apresentação dos caracteres, culminando assim, em uma melhor visualização dos dados.

CONCLUSÃO:

A comunicação entre o microcomputador, os módulos transmissor-receptor de rádio e a sonda multiparâmetros mostrou-se eficiente na coleta de dados sobre a qualidade da água. Os softwares RcomSerial, MATLAB e a linguagem de programação gráfica LabVIEW corresponderam consistentemente às expectativas quanto a recepção dos dados via interface de comunicação serial RS-232. Os testes feitos nos dois primeiros foram fundamentais, pois através deles foi possível ter conhecimento de parâmetros de comunicação imprescindíveis tais como: velocidade de recepção, número de bytes e o tipo de dados recebidos para decodificar a informação; para assim desenvolver a interface em LabVIEW que se mostrou simples e eficaz à aplicação. Comprovando-se principalmente no estudo para desenvolvimento de outras etapas no que concerne ao armazenamento das informações no banco de dados de um servidor. Os resultados obtidos abrem possibilidades ao estudo e implantação de outras tecnologias, sejam elas softwares e/ou hardwares – outros sensores e meios de comunicação –, tanto para recepção como para a transmissão de dados, podendo ser repassado aos discentes da graduação, contemplando os objetivos desse projeto. 

Instituição de Fomento: Programa de Educação Tutorial - PET
Palavras-chave: Monitoração remota, Qualidade da água, Tecnologias.