63ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 8. Engenharia Elétrica

UM SISTEMA DE DIRECTION OF ARRIVAL COM MICROCONTROLADOR PARA OTIMIZAR A RECEPÇÃO DE SINAIS EM COMUNICAÇÕES TIPO PONTO-PONTO

Ícaro Bezerra Queiroz de Araújo 1 Eliel Poggi dos Santos 1 Winnie de Lima Torres 1 Leonardo De Araújo Moraes 2 Paulo Henrique da Fonseca Silva 3

1. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba - IFPB 2. Prof. Me./Co-Orientador - IFPB 3. Prof. Dr./Orientador - IFPB

INTRODUÇÃO:

Os microcontroladores são chips que possuem, internamente, todos os circuitos necessários para realização de um completo sistema digital programável. Geralmente são utilizados nas áreas de automação, eletrônica, robótica, e outras. Este trabalho apresenta a utilização de um microcontrolador para o controle de uma antena direcional, que tem por finalidade fazer com que uma antena receptora automaticamente localize a direção de chegada de um sinal e desta forma maximize a intensidade do sinal recebido. Como atuador do sistema digital de controle utilizou-se um motor de passo, que realiza o movimento angular em torno do eixo principal da antena receptora. Com base nos resultados, verificou-se a eficiência do sistema projetado com um microcontrolador (PIC16F877A) para aplicação na área de telecomunicações como sistemas do tipo DoA – Direction of Arrival.

METODOLOGIA:

Neste trabalho é utilizada uma antena receptora do tipo dipolo planar, que possui um eixo rotativo na base acoplado a um motor de passo, que controla a posição angular da antena. Os terminais de saída da antena receptora estão conectados a um voltímetro cuja tensão medida varia conforme a intensidade do sinal recebido. A sensibilidade de recepção da antena é controlada por um amplificador de ganho ajustável. A antena transmissora direcional está fixa em uma base onde é possível controlar a potência do sinal enviado. Em particular, o kit didático-experimental SIP-360 fabricado pela Science Instruments Co é usado como sistema de comunicação ponto-ponto na faixa de frequências 860 a 900 MHz. O motor de passo possui seis terminais: 4 para as bobinas e 2 comuns, onde um destes é utilizado como catodo comum. O motor é conectado ao microcontrolador através de transistores do tipo TIP31C, responsáveis pelo chaveamento do motor. Estes transistores possuem um β de valor próximo a 50 e foram ligados às portas B7, B6, B5 e B4 do microcontrolador. O microcontrolador é um PIC16F877A que utiliza um cristal de oscilação com frequência de 20 MHz. Ainda no microcontrolador foi utilizado o pino 1 para o reset manual do micro e para a entrada e conversão do sinal analógico, foi utilizada a porta A0.

RESULTADOS:

O microcontrolador faz com que a antena receptora gire em torno de seu eixo e com isso registra a intensidade do sinal em cada posição angular. Para cada movimento, o giro tem uma espera de 1 segundo, para que o registro do valor da tensão tenha uma melhor precisão. Quando o valor é registrado, ele é comparado com o valor anterior. Com isso, registra-se no microcontrolador a posição na qual a antena recebeu o sinal com maior intensidade. Após uma rotação completa, na qual é feita uma varredura da intensidade do sinal recebido, o microcontrolador aciona a antena no sentido inverso, voltando a antena à posição na qual foi registrado o sinal recebido de maior intensidade.

CONCLUSÃO:

O desenvolvido desse projeto mostrou uma aplicação interessante de como aplicar microcontroladores na área de telecomunicações. Em vista dos resultados observados, concluí-se que o tempo que o sistema leva para identificar a direção de chegada do sinal é equivalente ao número de passos para registrar o sinal mais o número de passos necessários para que a antena volte à posição de melhor recepção e que devido a limitações no equipamento, a antena faz uma busca em um ângulo máximo de 300º. O projeto mostrou ser de baixo custo e de boa resposta. Em virtude das características mencionadas ele pode ser uma aplicação futura em sistemas do tipo DoA – Direction of Arrival. O sistema projetado com um microcontrolador (PIC16F877A) ainda pode ser otimizado, fazendo, por exemplo, com que o microcontrolador retorne a posição inicial da antena e faça uma nova busca sem a necessidade de uma intervenção mecânica externa.

Palavras-chave: Microcontroladores, Antenas, Sistema de Comunicação.