O transporte de contêineres é um meio de transporte comum. Na verdade, 80% do comércio internacional de mercadorias é realizado por via marítima. Os contêineres são grandes e confiáveis, oferecendo um tamanho padrão que os torna portáteis entre navios, trens e caminhões.
No entanto, a perda de itens transportados em contêineres não é um problema incomum na indústria naval. A boa notícia é que é possível rastrear os itens enviados por meio de uma solução eletrônica simples.
Neste projeto, projetaremos um Arduínobaseado em sistema de rastreamento eletrônico para remessas de contêineres. Este circuito embarcado usa sensores Arduino, LDR e IR e um relógio em tempo real. O sistema funciona rastreando cada vez que um contêiner é aberto e itens são retirados dele. Ao rastrear esses fatores, é fácil detectar quando os itens do contêiner foram movidos e potencialmente extraviados ou roubados.
Componentes necessários
1. Arduino UNO x1
2. Sensor LDR x1
3. DS1307 RTC x1
4. Sensores IR x2
5. Tábua de ensaio x1
6. Fios de conexão ou jumper
Conexões de circuito
Para rastrear o momento exato em que um contêiner é aberto e os itens enviados dele são removidos, precisaremos de alguns dispositivos.
- Para controlar o tempo, um relógio em tempo real – o DS1307 tem interface com o Arduino.
- Para detectar se um contêiner está aberto, um sensor LDR também faz interface com o Arduino.
- Para detectar o movimento dos itens enviados, é necessário um par de sensores IR.
Veja como funciona. O RTC DS1307 possui seis terminais: 32K, SQW, SCL, SDA, VCC e GND. Ele faz interface com o Arduino usando o Interface I2C. Os pinos VCC e GND do DS1307 são conectados à alimentação de 5V e aos pinos de aterramento do Arduino, respectivamente.
Os pinos SCL e SDA do módulo RTC estão conectados a uma das portas I2C do Arduino UNO.
O sensor LDR possui três terminais: VCC, GND e OUTPUT. O VCC e o aterramento são conectados aos 5V DC e ao aterramento do Arduino. O pino OUTPUT do LDR está conectado ao Arduino UNO entrada analógica pino A0.
Os sensores IR possuem três terminais: VCC, GND e OUT. Os pinos VCC e GND são conectados aos 5V DC e terra do Arduino. Os terminais OUT dos sensores IR estão conectados ao Arduino E/S digital pinos 2 e 3, respectivamente.
Diagrama de circuito
Esboço do Arduino 1
Esboço 2 do Arduino
Como funciona
Para começar, defina a hora atual usando o relógio de tempo real DS1307 e inicie o relógio usando o esboço 1 do Arduino. Depois que o RTC é iniciado, ele mantém a hora – desde que permaneça alimentado por uma bateria tipo moeda.
Em seguida, o RTC está pronto para interagir com o sistema de rastreamento da remessa e pode ser instalado dentro do contêiner. O sensor LDR usa a luz para observar sempre que o recipiente é aberto (caso contrário, está escuro por dentro).
A saída analógica do sensor aumenta em resposta à luz incidente e pode ser calibrada para emitir uma certa tensão na luz. Sua tensão de saída analógica permanece baixa no escuro devido ao aumento da resistência.
Para fazer isso, o sensor LDR é ajustado no circuito usando o potenciômetro integrado para fornecer uma leitura analógica zero no escuro e uma leitura acima de 700 na luz. Quando o recipiente é aberto, a saída analógica do sensor aumenta. Se ultrapassar 100, a hora atual é lida no módulo RTC e uma mensagem informando essa hora é enviada serialmente. Esta mensagem também pode ser armazenada em um cartão SD ou em um sistema de registro.
Existem dois sensores IR conectados no circuito. O par é instalado na entrada do container. Quando uma remessa é retirada do contêiner, o sensor IR 1 detecta o obstáculo em seu caminho. Então, o sensor IR 2 também detecta o obstáculo no seu caminho.
O Arduino só está programado para reagir caso o sensor IR 2 detecte algum obstáculo após o sensor IR 1. Caso isso ocorra, uma mensagem com o tempo desse movimento é enviada serialmente. Esta mensagem também pode ser armazenada em um cartão SD ou em um sistema de registro.
O código
O esboço 1 do Arduino é usado para economizar tempo no módulo RTC. Começa importando a biblioteca Wire e DS1307. Aqui está a biblioteca usada neste projeto:
Link para a biblioteca Zip DS1307: DS1307
Aqui estão as funções do esboço 1:
- Um objeto do DS1307 é inicializado, denominado rtc.
- Na função setup , a taxa de transmissão para comunicação serial é definida como 9600.
- O módulo RTC é inicializado usando o método rtc.begin .
- A hora atual é definida no RTC usando o método rtc.set .
- O RTC inicia o relógio usando o método rtc.start .
- A hora atual é definida no módulo RTC, que continua a rastreá-la.
Agora está pronto para ser utilizado no sistema de rastreamento de remessas do contêiner. O esboço 2 do Arduino é, então, carregado no Arduino UNO para executar o sistema. O esboço começa importando a biblioteca Wire e DS1307.
Aqui estão as funções do esboço 2:
- Um objeto do tipo DS1307 é iniciado e denominado rtc.
- Cinco variáveis de um tipo inteiro de 8 bits são declaradas para armazenar segundo, minuto, hora, dia e mês.
- Uma variável do número inteiro de 16 bits é declarada para armazenar o ano.
- Os pinos que fazem interface com os sensores LDR e IR são definidos como constantes.
- A função getTimeStamp é definida para receber a hora atual do módulo RTC. Esta função começa chamando o método rtc.get para obter a hora atual (nas variáveis segundo, minuto, hora, dia, mês e ano).
- A hora atual é enviada para a porta serial no formato apropriado com as strings adequadas preenchidas.
- A função setup chama dois métodos: o Serial.begin para definir a taxa de transmissão para comunicação serial para 9600 e o rtc.begin para inicializar o módulo RTC.
- A função loop testa o status do sensor LDR. Se a saída analógica do sensor LDR for maior que 100, uma mensagem informando que o contêiner está sendo aberto é transmitida serialmente. Também confirma que o sensor IR 2 é ativado após o sensor IR 1.
Se o sensor IR 2 estiver ativado, uma mensagem informando que um item enviado está sendo retirado do contêiner será transmitida serialmente. (Como os sensores IR têm um sinal LOW ativo, o esboço também verifica sua saída para uma lógica LOW.)
Resultados
(tagsParaTraduzir)Arduino
