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UNIVERSIDADE FEEVALE
LUCIANO PAIM MILITÃO
DESENVOLVIMENTO DE UM PROTÓTIPO PARA AUTOMAÇÃO DE
PONTOS DE PARADA DE TRANSPORTE PÚBLICO VISANDO A
INCLUSÃO SOCIAL DE PESSOAS COM DEFICIÊNCIA VISUAL
Novo Hamburgo, julho de 2011.

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LUCIANO PAIM MILITÃO
DESENVOLVIMENTO DE UM PROTÓTIPO PARA AUTOMAÇÃO DE
PONTOS DE PARADA DE TRANSPORTE PÚBLICO VISANDO A
INCLUSÃO SOCIAL DE PESSOAS COM DEFICIÊNCIA VISUAL
UNIVERSIDADE FEEVALE
Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas
Bacharelado em Engenharia Eletrônica
Trabalho de Conclusão de Curso
Professor Orientador: Cesar David Paredes Crovato
Novo Hamburgo, julho de 2011.

4
“Enquanto houver um louco, um poeta e um amante haverá
sonho, amor e fantasia. E enquanto houver sonho, amor e
fantasia, haverá esperança.” (Shakespeare, William).

5
AGRADECIMENTO
Agradeço especialmente aos meus pais Lauro Lauri Militão e Erotildes Maria Paim
Militão, minha esposa Maria Cristiane Seger por sempre estar ao meu lado, minha irmã e amiga
Lisandra Paim Militão. Agradeço também ao meu sogro e sogra que mesmo longe de nossa
moradia torcem muito por mim, e as várias pessoas que, nesta etapa de minha vida, passaram e
contribuíram para este momento.
Obrigado a todas as pessoas por torcerem, rezarem, lutarem, ou simplesmente dizerem
palavras de força e otimismo, pois as vitórias e lutas são vencidas, primeiramente, dentro da nossa
mente, pois se acreditares que podes almejar grandes horizontes lute e não desista nunca por mais
árduo que seja a caminhada se acreditares vencerás.
Obrigado a todos e ao grande pai.

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RESUMO
A cada ano ocorrem mudanças, no transporte público, para facilitar a vida de muitas
pessoas com deficiências a terem acesso ao ônibus, porém não existe nenhum sistema, nas
paradas, para facilitar o deficiente visual de saber qual transporte público está circulando pela
via no momento. Com isso, alguns perdem os seus transportes e dependem muitas vezes da
boa vontade dos outros para seguirem o percurso correto. O presente Trabalho de Conclusão
consiste na elaboração do protótipo de um sistema para a identificação da linha de ônibus,
com a sua utilização em paradas, a fim de facilitar o motorista e o futuro passageiro. O
Trabalho é dividido em uma etapa de controle do teclado numérico, painel de LED e um
sistema de voz utilizando o circuito integrado ISD 2590, implementado em um
microcontrolador PIC16F877 da Microchip® . Serão apresentados os circuitos de controle, a
sistemática de funcionamento e o sincronismo do sistema. Em seguida, será exposto o
desenvolvimento da linguagem C do sistema de áudio. No final, será validado o protótipo e
realizado uma análise sobre futuras inovações e o seu devido aproveitamento nos dias de hoje.
Palavras Chave: Microcontrolador, ISD2590, Painel de LED, Teclado numérico.

7
ABSTRACT
Each year there are changes in public transport, to make life easier for many people
with disabilities to have access to the bus, but there is no system, the charts, to facilitate the
visually impaired to know what public transportation is circulating through the time .Thus,
some lose their transport and often depend on the goodwill of others to follow the correct
route. Conclusion The present work is the development and elaboration of a prototype system
for identifying the bus route, with its use in parades, to facilitate future passenger and the
driver. Work is divided into a control step on the numeric keypad and an LED panel system
using the voice chip ISD2590, implemented in a PIC16F877 microcontroller from Microchip
®. Will present the control circuits, the systematic functioning and timing system. You will
then be exposed to C language development of the audio system. In the end, the prototype
will be validated and performed an analysis of future innovations and because of its use today.
Keywords: Microcontroller, ISD2590, LED Panel, Keypad.

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LISTA DE FIGURAS
Figura 1.1 – Representação de um fotograma ..........................................................................18
Figura 1.2 – Exemplo de Painel de Mensagem variável ..........................................................19
Figura 1.3 – Exemplo de Painel de Mensagem Programável...................................................20
Figura 1.4 – Diagrama em blocos – AOP.................................................................................22
Figura 1.5 – Experiência com Campo Magnético ....................................................................23
Figura 1.6 – Onda Eletromagnética..........................................................................................25
Figura 1.7 – Sistema de antenas ...............................................................................................26
Figura 1.8 – Teoria das Imagens. .............................................................................................27
Figura 2.9 – Configuração dos pinos PIC16F877 ....................................................................30
Figura 2.10 – Diagrama em blocos do ISD25XX ....................................................................35
Figura 2.11 – Configuração dos pinos ISD25XX ....................................................................36
Figura 2.12 – Modelo de LED..................................................................................................42
Figura 2.13 – Pinagem do 74HC595 ........................................................................................43
Figura 2.14 – Diagrama lógico do 74HC595 ...........................................................................44
Figura 2.15 – Diagrama geral do codificador...........................................................................46
Figura 2.16 – Diagrama geral do decodificador.......................................................................46
Figura 2.17 – Circuito de Teste ................................................................................................48
Figura 2.18 – Pinagem do 74HC138 ........................................................................................50
Figura 3.19 – Ambiente de Programação PCW .......................................................................52
Figura 3.20 – Gravador Picburner ............................................................................................53
Figura 3.21 – Software Picburner.............................................................................................54
Figura 4.22 – Diagrama em blocos...........................................................................................57
Figura 4.23 – Circuito de Processamento e Clock....................................................................58
Figura 4.24 – Circuito de áudio................................................................................................62
Figura 4.25 – Gravador.............................................................................................................64
Figura 4.26 – Pinagem do LM386............................................................................................65
Figura 4.27 – Amplificador ......................................................................................................66
Figura 4.28 – Teclado...............................................................................................................69
Figura 4.29 – Matriz de LED....................................................................................................70
Figura 4.30 – Sistemas de Colunas...........................................................................................71
Figura 4.31 – Habilitação dos Decodificadores........................................................................72
Figura 4.32 – Sistema de Linhas ..............................................................................................74
Figura 4.33 – Circuito de Drive................................................................................................76

Figura 4.34 – Divisão do Painel em Blocos .............................................................................78
Figura 4.35 – Bloco de Imagens...............................................................................................79
Figura 4.36 – Transmissor RT4 pinagem .................................................................................83
Figura 4.37 – Modelo de aplicação RT4 ..................................................................................83
Figura 4.38 – Receptor RR3 Pinagem......................................................................................84
Figura 4.39 – Pinagem RR3 .....................................................................................................85
Figura 4.40 – Modelo de Aplicação RR3.................................................................................85
Figura 4.41 – Circuito de Teste Sincronismo...........................................................................86
Figura 4.42 – Circuito de Transmissão e Recepção .................................................................87
Figura 4.43 – Circuito de Fonte................................................................................................89
Figura 4.44 – Sistema Final Protoboard ...................................................................................90
Figura 4.45 – Circuito de Transmissão.....................................................................................90
Figura 4.46 – Citcuito de Recepção .........................................................................................91
Figura 4.47 – Painel de LED ....................................................................................................91
Figura 5.48 – Layout Projeto....................................................................................................92
Figura 5.49 – Estrutura das Funções ........................................................................................95
Figura 5.50 – Fluxograma Teclado, Áudio e Painel.................................................................96
Figura 5.51 – Fluxograma Sistema Sem fio e Áudio ...............................................................97
Figura 6.52 – Sistema de Varredura .......................................................................................101
Figura 6.53 – Sinais de Áudio ................................................................................................102
Figura 6.54 – Sinal de Áudio ISD2590 ..................................................................................102
Figura 6.55 – Sinal de Áudio LM386.....................................................................................103
Figura 6.56 – Endereçamento do ISD ....................................................................................104
9

LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Descrição dos pinos do Microcontrolador..............................................................31
Tabela 2 – Descrição dos pinos do Microcontrolador..............................................................31
Tabela 3 – Descrição dos pinos do Microcontrolador..............................................................32
Tabela 4 – Descrição dos pinos do Microcontrolador..............................................................32
Tabela 5 – Descrição dos pinos do Chip voice.........................................................................37
Tabela 6 – Descrição dos pinos do Chip voice.........................................................................38
Tabela 7 – Descrição dos pinos do Chip voice.........................................................................39
Tabela 8 – Modos de Operações ..............................................................................................40
Tabela 9 – Especificação da Pinagem do 74HC595.................................................................44
Tabela 10 – Valores típicos de projetos ...................................................................................49
Tabela 11 – Descrição dos pinos do 74HC138 ........................................................................50
Tabela 12 – Mapa de memória do ISD25XX...........................................................................60
Tabela 13 – Mapa de memória do projeto – ISD2590 .............................................................61
Tabela 14 – Mapa de memória do projeto – ISD2590 .............................................................61
Tabela 15 – Grafia Braille. .......................................................................................................68
Tabela 16 – Habilitação das Colunas. ......................................................................................73
Tabela 17 – Arquivos Fonte. ....................................................................................................95

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AOP - Amplificador Operacional
CC - Corrente Contínua
CA - Corrente Alternada
LED - Light Emitting Diode
SEACIS - Secretaria Especial de Acessibilidade e Inclusão Social
CRV - Centro de Referência Virtual
LCD – Liquid Cristal Display
JPEG - Joint Photographic Experts Group
RAM – Random-Access Memory (Memória de Acesso Aleatório)
EEPROM - Electrically-Erasable Programmable Read Only Memory
RFID - Radio-Frequency-Identification
SMD – Surface Mount Tecnology
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas
PIC – Programmable Intelligent Computer

12
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO.......................................................................................................................14
1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA.................................................................................16
1.1 Imagem Dinâmica.....................................................................................................16
1.1.1 Persistência de Visão........................................................................................17
1.2 Tipos de Painéis........................................................................................................18
1.3 Áudio ........................................................................................................................21
1.3.1 Amplificadores de Áudio..................................................................................21
1.4 Sistema Sem fio........................................................................................................23
1.4.1 Ondas Eletromagnéticas ...................................................................................23
1.4.2 Antenas .............................................................................................................25
2 TEORIA SOBRE COMPONENTES E SISTEMAS UTILIZADOS ........................28
2.1 Microcontrolador PIC 16F877A...............................................................................28
2.1.1 Breve Histórico.................................................................................................28
2.2 PIC 16F877A............................................................................................................29
2.2.1 Características gerais ........................................................................................29
2.2.2 Funções dos pinos do Microcontrolador ..........................................................30
2.3 ISD 25XX.................................................................................................................33
2.3.1 Características gerais ........................................................................................33
2.3.2 Descrição dos pinos do Chip Voice..................................................................34
2.3.3 Modo de operação . ..........................................................................................39
2.4 Diodo Emissor de Luz ..............................................................................................41
2.5 Shift Register ............................................................................................................42
2.5.1 Especificações do 74HC595.............................................................................43
2.5.2 Descrição do funcionamento ............................................................................43
2.6 Encoder e Decoder....................................................................................................45
2.6.1 Especificações do MC145026 e MC1405027 ..................................................47
2.6.2 Descrição do funcionamento ............................................................................47
2.6.3 Descrição do funcionamento do 74HC138.......................................................49

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3 AMBIENTE DE DESENVOLVIMENTO ...................................................................51
3.1 Software PCW ..........................................................................................................51
3.1.1 Processo Gravação do PIC ...............................................................................53
3.2 Proteus 7.6 ................................................................................................................54
4 DESENVOLVIMENTO – HARDWARE ....................................................................56
4.1 Hardware desenvolvido ............................................................................................56
4.2 Processamento com o PIC16F877A.........................................................................58
4.3 Sistema de Áudio......................................................................................................59
4.3.1 Circuito com o Chip Voice ISD2590 ...............................................................60
4.3.2 Circuito de Gravação do Chip Voice ISD2590 ................................................63
4.3.3 Circuito amplificador com o LM386................................................................65
4.4 Teclado .....................................................................................................................67
4.5 Painel de LED...........................................................................................................69
4.5.1 Circuito de habilitação das Colunas .................................................................71
4.5.2 Circuito de habilitação das Linhas....................................................................73
4.5.3 Circuito de drive de Corrente ...........................................................................75
4.5.4 Constituição das Mensagens.............................................................................78
4.6 Sistema Sem fio........................................................................................................79
4.7 Circuito de Fonte ......................................................................................................88
4.8 Protótipo concluído e resumo do funcionamento.....................................................89
5 DESENVOLVIMENTO – PROGRAMAÇÃO............................................................94
5.1 Principio da Programação desenvolvida ..................................................................94
5.2 Fluxograma do Sistema de áudio, Teclado e Painel de LEDs .................................96
5.3 Fluxograma Sistema Sem Fio e Áudio.....................................................................97
5.4 Função Main – Rotina principal ...............................................................................97
5 VALIDAÇÃO ...............................................................................................................100
6.1 Verificação do tempo de varredura das linhas........................................................100
6.2 Verificação do sinal de áudio do ISD2590 e LM386 .............................................101
5.3 Verificação do endereçamento de dados entre ISD2590 e o PIC...........................103
CONSIDERAÇÕES FINAIS...............................................................................................105
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...............................................................................106
ANEXO A..............................................................................................................................109
ANEXO B ..............................................................................................................................110

14
INTRODUÇÃO
Todos têm direito à utilização dos espaços da cidade, ao transporte, às edificações e à
comunicação, livres de qualquer obstáculo que limitem o acesso e circulação com segurança e
autonomia. Este direito adquirido chama-se acessibilidade, e este assunto vem sendo tratado a
cada dia com mais responsabilidade no Brasil. Como exemplo, a cidade de Porto Alegre, o
qual a sua Prefeitura distribui uma cartilha para orientar e possibilitar à comunidade um
melhor conhecimento desta realidade, suas implicações e aplicabilidades. A busca com
responsabilidade pela acessibilidade universal garantirá conscientemente a inclusão social das
pessoas.
Esta cartilha é desenvolvida pela SEACIS 1 mostra uma cidade acessível que vai além
do querer e da consciência dos agentes do poder público, também deve fazer parte inseparável
do cotidiano e da consciência de toda a população. Através de um pensamento de inclusão
social, este projeto tomou como base um estudo para o desenvolvimento de um dispositivo
capaz de auxiliar as pessoas com deficiência visual a terem acesso ao sistema de transporte
público nos pontos de paradas.
1 SEACIS, Secretaria Especial de Acessibilidade e Inclusão Social, sendo criada no dia 6 de julho de 2005 como
pioneira no Brasil.

15
Em síntese, o sistema consiste em um painel formado por um teclado numérico,
padrão telefônico, contudo por se tratar de um protótipo não possuirá a indicação em Braille
dos números e caracteres, ficando para um complemento futuro do projeto. Através do
teclado, o cidadão selecionará a linha do transporte público desejado, e ao mesmo tempo
ouvirá um sistema de voz repetindo cada tecla selecionada pelo mesmo.
Ao término da seleção da linha, o nome do transporte público é mostrado numa
matriz bidimensional, ou seja, com altura e largura, composta de Diodos Emissores de Luz
(LED), em inglês, Light Emitting Diode, capaz de mostrar a mensagem no painel através de
dispositivos controlados pelo microcontrolador da família PIC®.
O trabalho em questão é dividido em seis capítulos nos quais se realizam diferentes
etapas. O capítulo 1 dedica-se ao desenvolvimento da parte teórica relevantes ao projeto,
tendo como base o estudo da imagem com foco importante no fenômeno da persistência de
visão, tipos de painéis, um estudo sobre áudio e sistema sem fio. No Capítulo 2, apresenta a
utilização, os sistemas e os componentes principais deste projeto com suas características,
para um entendimento técnico dos mesmos. No Capítulo 3, apresentam-se o conhecimento
referente aos softwares e ambientes utilizados na programação do microcontrolador.
Os capítulos 4 e 5 apresentam o projeto detalhado do hardware e a lógica de
programação utilizada, detalhando a sistemática para o funcionamento do hardware
respectivamente. No Capítulo 6, a validação dos principais dispositivos é efetuada o
funcionamento do sistema, incluindo teste e medições. Ao término, têm-se as considerações
sobre o trabalho, levando em conta os aspectos positivos, negativos e uma análise sobre a sua
utilização nos dias de hoje.

16
1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A construção de uma verdadeira sociedade inclusiva passa também pelo cuidado com
a linguagem. Na linguagem se expressa, voluntariamente ou involuntariamente, o respeito ou
a discriminação em relação às pessoas com deficiências (SASSAKI, 2003). Pelos motivos de
uma maior inclusão social e acessibilidade a todos, busca-se através da pesquisa acadêmica
uma forma de desenvolver e agregar novos conhecimentos, buscando ideias inovadoras para o
beneficio do próximo.
Deste modo, este trabalho foca em um estudo na área de Automação e Sistemas
Embarcados, com intuito de auxiliar os deficientes visuais a terem um melhor acesso aos
transportes públicos das cidades.
1.1 Imagem Dinâmica
Frequentemente discute-se a percepção do movimento considerando que algo se
move em relação a um contexto estático. Ao olho humano este contexto é válido, que desde o
nascimento referenciamos a dinâmica das coisas a um mundo estático (MILLER, 1990,
p.189). São as faculdades oculares de estabilização da retina e detecção de movimento que

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permite reconhecer um objeto que se move, mesmo sem nenhuma informação sobre o mesmo,
como foi provado pelo psicólogo Gunnar Johansson que dispôs pontos de luz nas principais
junções de um corpo humano, ocultando-o, deixando aparente somente as regiões luminosas,
as quais foram imediatamente reconhecidas como uma forma humana somente no instante em
que a pessoa se moveu.
1.1.1 Persistência da Visão
A persistência da imagem, também conhecida como persistência da retina, ou ainda
retenção retinal, é uma propriedade do olho humano de “reter” na retina a imagem captada
durante um pequeno intervalo de tempo.
A imagem fica na retina alguns centésimos de segundo, aproximadamente 1/24 de
segundo, ou seja, 0,04 segundos, após o objeto ter saído do campo de visão segundo a CRV 2 .
Você pode verificar isso balançando seu dedo cada vez mais depressa. À medida que a
velocidade do dedo aumenta você não consegue mais ver seu dedo nitidamente. Você vê um
borrão, pois é como se o dedo estivesse em várias posições ao mesmo tempo. Isso acontece
porque várias imagens do dedo, em diversas posições, se superpõem na retina. Esse fenômeno
é idêntico ao que ocorre, por exemplo, quando um ventilador é ligado. No começo você vê o
movimento das pás nitidamente, mas, à medida que a velocidade aumenta as pás
"desaparecem" e você vê somente um borrão.
2 CRV, Centro de Referência Virtual do Professor é um portal da Secretária de Estado de Educação de Minas
Gerais. Apresenta materiais contextualizados sobre conteúdo e método de ensino.

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A invenção do cinema foi baseada nessa propriedade do olho humano. Uma
sequência de fotos apresentadas com certa velocidade dá a ilusão de movimento. Para dar essa
ilusão, é necessário que 24 fotos sejam apresentadas em aproximadamente um segundo. Uma
filmadora é uma máquina fotográfica que é capaz de tirar cerca de 24 fotos (fotograma) por
segundo de um objeto em movimento. Quando essas fotos são projetadas à razão também de
24 fotos por segundo, observa-se o objeto em movimento. Quando os fotogramas de um filme
são projetados na tela de cinema, o olho mistura os fotogramas anteriores com os seguintes,
provocando a ilusão de movimento. A televisão usa o mesmo princípio do cinema, onde são
apresentadas imagens estáticas que dão a ilusão de movimento.
Na Figura 1.1, podemos observar um trecho de uma película de filme de um
cavaleiro saltando os obstáculos, através de fotogramas com intervalos de 1/24 s.
Figura 1.1 – Representação de um fotograma.
Fonte – CRV, 2009.
1.2 Tipos de Painéis
O mercado atual proporciona uma gama de painéis eletrônicos para as mais diversas
funções. Destacam-se os seguintes modelos: Painel de LED com mensagem variável e Painel

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de LED com mensagem programável. Visando os sistemas de transporte, podem-se destacar
os equipamentos da Telegra 3 , utilizando um painel de LED com mensagem variável. Abaixo,
têm-se algumas características fundamentais do produto.
• Ajuste, controle e registro independentes para cada LED;
• Apresentação sequencial de símbolos a uma taxa de 10 símbolos/segundo;
• Detecção de erros e relatório de eventos para cada pixel, tanto no estado
"ligado" como "desligado";
• Ativação dos LEDs com ou sem multiplexação;
Na Figura 1.2, é exposto um exemplo de painel de LED de mensagem variável.
Figura 1.2 – Exemplo de Painel de Mensagem variável.
Fonte: www.telegra-inc.com.
Os painéis de mensagem programável são utilizados, no tráfego, e projetados para
proporcionar o máximo de flexibilidade, podem ser controlados e programados de qualquer
3 Telegra, Empresa especializada na fabricação, instalação para gestão de tráfego e sistema de telecomunicações.
Produz, entre os vários produtos, painéis de LED para utilização em vias públicas.

20
ponto onde você estiver, seja usando um dispositivo móvel, manual, sem-fio, ou junto ao
próprio painel.
Os principais componentes deste equipamento são:
• Módulo processador padrão, com LCD e teclado;
• Comunicação via arquitetura cliente/servidor NTCIP padrão;
• Conexão entre servidor e vários módulos cliente através de redes TCP/IP;
• Disponíveis interfaces para Bluetooth e programas para operação com PDA;
• Compatibilidade com formatos gráficos padrão (JPEG, BMP);
• Módulos inteligentes para controle e acionamento;
• Os LEDs vêm montados em cartões de circuito impresso;
• Módulos de supervisão da temperatura, bem como circuitos e equipamentos
para controle climático (termostato, hidróstato, sistema de ventilação)
(Telegra-inc).
Na Figura 1.3, há exemplos de paineis de LED de mensagem programável.
Figura 1.3 – Exemplos de Painéis de Mensagem Programável.
Fonte: www.telegra-inc.com.

21
1.3 Áudio
1.3.1 Amplificadores de áudio
Amplificadores de áudio são caracterizados por amplificarem sinais na faixa de áudio
(20Hz - 20KHz). As características mais importantes para um amplificador é possuir uma
baixa distorção, excelente relação sinal/ruído e alta eficiência (JUNIOR, 1996).
Normalmente, as várias formas de distorções geradas pelo amplificador, tais como a
distorção harmônica (múltiplos da frequência do sinal desejado), distorção de intermodulação
(espúrias, somas ou diferenças de frequências criadas quando os tons são aplicados ao
amplificador em simultâneo, como no caso da música ou amplificação de fala). Geralmente,
os níveis de distorção de menos de 1% ou 0,5% são considerados baixos o suficiente para
aplicações de alta fidelidade (JUNIOR, 1996).
Entre os diversos componentes usuais para utilização de estudos e projetos de
amplificadores de áudio, os operacionais são os circuitos integrados mais importantes em
termos da grande quantidade e diversidade de suas aplicações. O AOP 4 é um amplificador
CC 5 , com vários estágios, com entrada diferencial, cujas características se aproximam das de
um amplificador ideal. As características ideais de um amplificador operacional são as
seguintes:
• Resistência de entrada infinita;
• Resistência de saída nula;
4 AOP, Nomenclatura didática utilizada nos livros para abreviar Amplificador Operacional.
5 CC Nomenclatura usada para a representação de corrente contínua.

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• Ganho de tensão infinito;
• Resposta de frequência infinita (JUNIOR, 1996);
Na Figura 1.4, observa-se um diagrama em blocos do amplificador operacional.
Figura 1.4 – Diagrama em blocos – AOP.
Fonte: JUNIOR, 1996.
Na Figura 1.4, observa-se o primeiro como o bloco do amplificador diferencial, o
qual sua função básica é fornecer uma tensão CC diferencial amplificada. Matematicamente, a
tensão diferencial de saída é igual à tensão CC diferencial de entrada, multiplicada por um
fator de ganho. A tensão CC diferencial amplificada de saída passa para o bloco chamado de
estágio deslocador e amplificador intermediário, cuja função é proporcionar maior ganho de
sinal, bem como ajustar em um referencial “zero’’ (terra) o nível de tensão CC proveniente do
estágio anterior. Este ajuste é importante para não alterar o referencial de saída do AOP,
principalmente quando em operação com sinais em CA 6 .
O último bloco denominado acionador de saída, tem o objetivo de proporcionar uma
baixa impedância de saída e suficiente corrente para alimentar a carga típica especificada para
o operacional. Evidentemente, a impedância de entrada deste estágio precisa ser alta para não
carregar o estágio anterior (JUNIOR, 1996).
6 CA, Representação didática para corrente alternada.

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1.4 Sistema sem fio
1.4.1 Ondas Eletromagnéticas
É importante ter-se consciência de como estamos imersos em ondas
eletromagnéticas. Iniciando pelo Sol, a maior e mais importante fonte para os seres terrestres,
cuja vida depende do calor e da luz recebidos através de ondas eletromagnéticas.
A primeira previsão da existência de ondas eletromagnéticas foi feita, em 1864, pelo
físico escocês, James Clerk Maxwell 7 . Ele conseguiu provar, teoricamente, que uma
perturbação eletromagnética devia se propagar no vácuo com uma velocidade igual à da luz.
Maxwell verificou que um campo elétrico variável podia gerar um campo magnético. Imagine
duas placas paralelas sendo carregadas progressivamente conforme a Figura 1.5.
Figura 1.5 – Experiência com campo magnético.
Fonte: www.fisica.net.
7 James Clerk Maxwell, Físico e Matemático britânico que se tornou conhecido por ter dado a forma final a
teoria moderna do eletromagnetismo na Universidade de Cambridge, em 1864.

24
Ao crescerem as cargas das placas o campo elétrico aumenta, produzindo um campo
magnético (devido à variação do campo elétrico). Embora Maxwell tenha estabelecido quatro
equações para descrever os fenômenos eletromagnéticos analisados, tendo uma noção de sua
teoria baseados em duas conclusões:
• Um campo elétrico variável no tempo produz um campo magnético;
• Um campo magnético variável no tempo produz um campo elétrico.
(TIPLER, 1999);
A velocidade de propagação de uma onda eletromagnética depende do meio em que
ela se propaga. O campo elétrico é resultante da existência de uma ou mais cargas elétricas no
espaço. Quando estas cargas se movem, como em um fio, as mesmas geram campo
magnético. Uma carga elétrica móvel, em deslocamento linear através de um campo
magnético variável, altera seu movimento. O campo eletromagnético, por sua vez, trata-se da
combinação dos campos elétrico e magnético. Cada um dos campos, elétrico e magnético,
sustenta a continuidade do outro na propagação do campo eletromagnético. As equações de
Maxwell, explica a existência de ondas eletromagnéticas até mesmo no vácuo, sem a
existência de carga alguma (TIPLER, 1999).
Na Figura 1.6, tem-se a representação gráfica de uma onda eletromagnética.

25
Figura 1.6 – Onda eletromagnética.
Fonte: Leão, 2009.
A velocidade máxima de uma onda eletromagnética é dada pela a velocidade da luz
de 300.000 Km/s, no vácuo. A Figura 1.6 representa um campo elétrico (E) e um campo
magnético (H) variáveis no tempo e perpendiculares entre si, capaz de se propagar no espaço.
O comprimento de onda representa a distância percorrida pela onda durante um ciclo. É
definido pela velocidade de propagação dividida pela frequência (Leão, 2009).
1.4.2 Antenas
As antenas são dispositivos destinados a transmitir ou receber ondas de rádio.
Quando ligadas a um transmissor (de rádio, TV, radar e outros) convertem os sinais elétricos
em ondas eletromagnéticas. Quando ligadas a um receptor, captam essas ondas e as
convertem em sinais elétricos que são amplificados e decodificados pelo aparelho receptor (de
rádio, televisão, radar e outros). Na Figura 1.7, tem-se a demonstração básica de um sistema
de antenas transmissor e receptor.

26
Figura 1.7 – Sistema de antenas.
Fonte: www.fisica.net.
Observando a Figura 1.7, verifica-se que o transmissor produz um sinal na forma de
corrente alternada, ou seja, com rápida oscilação, indo e vindo ao longo de seu condutor. A
frequência da oscilação pode ir desde milhares de vezes por segundo até milhões de vezes por
segundo, e é medida em kilohertz ou megahertz. Ao oscilar na antena de transmissão, a
corrente produz uma onda eletromagnética em sua volta, que se irradia pelo ar. Quando atinge
uma antena receptora, a onda eletromagnética induz nela uma pequena corrente elétrica que se
alterna para frente e para trás ao longo da antena, acompanhando as oscilações da onda. Essa
corrente é muito mais fraca do que o presente na antena transmissora, mas pode ser
amplificada pelo aparelho receptor (KRAUS, 1983).
Entre os diversos modelos de antenas existentes, tem-se como definição para o
projeto a antena ominidirecional. Nestas antenas, as ondas eletromagnéticas se propagam em
todas as direções, ou seja, sua utilização é facilitada por não precisar de direcionamento,
tornando prática a sua instalação. As antenas verticais de ¼ são conhecidas como monopolos
aterrados, pois são polarizadas verticalmente com o plano de terra própria, sendo um pólo a
antena e o outro o plano refletor (Leão, 2009). O plano refletor tem seu estudo baseado na
teoria das imagens. Na Figura 1.8, tem-se uma representação gráfica da teoria.

27
Figura 1.8 – Teoria das Imagens.
Fonte: Leão, 2009.
Se um dipolo estiver a certa distância de uma superfície plana condutora, parte dos
campos radiados por ele é refletido nesta superfície. Portanto, o campo resultante em frente ao
refletor é combinação linear dos campos radiados diretamente do dipolo e dos campos
refletidos na superfície condutora. Estes campos podem ser obtidos aplicando-se a teoria das
imagens, onde um dipolo, a uma distância h em frente a um plano condutor, é equivalente a
dois dipolos afastados a uma distância 2h (Leão, 2009).

28
2 TEORIA SOBRE COMPONENTES E SISTEMAS UTILIZADOS
A estrutura do projeto é formada por vários componentes, todavia será dado enfoque
neste capítulo aos componentes de mais relevância no trabalho. O objetivo é possibilitar o
esclarecimento destes componentes, relatando algumas características e funcionalidades.
2.1 Microcontrolador PIC 16F877A
2.1.1 Breve Histórico
A construção e desenvolvimento da arquitetura Harvard (utilizada na família PIC e
DSPIC), iniciaram como uma curiosidade científica. A sua invenção foi feita pela
Universidade de Harvard, em uma competição científica criada pelo departamento de Defesa,
que colocou Princeton contra Harvard (WIKIPEDIA, 2010).
Princeton ganhou a competição porque o tempo médio entre as falhas da sua
arquitetura era maior, além desta mesma arquitetura ser mais simples e mais confiável na
época, embora mais lenta que a proposta de Harvard. Com o desenvolvimento

29
dos transistores e dos circuitos integrados, a arquitetura Harvard finalmente foi reconhecida
(WIKIPEDIA, 2010).
Foi criado então pela Microchip o microcontrolador PIC1650, descrito como um
Computador Inteligente Programável (PIC do Inglês Programmable Intelligent Computer).
Deve-se a isto seu nome, mas este primeiro PIC foi criado inicialmente para ser um periférico
do microprocessador CP1600, por isto é que existe a confusão na definição de PIC com
Peripheral Interface Controller. Os PICs são uma linha de microcontroladores de arquitetura
Harvard que opera com instruções reduzidas (RISC 8
do Inglês Reduced Instruction Set
Computer), possuindo, o mesmo, grande diversidade de periféricos internos (WIKIPEDIA,
2010).
2.2 PIC 16F877A
O Microcontrolador PIC 16F877A da Microchip, foi escolhido para o projeto por
apresentar os recursos disponíveis para a realização do mesmo.
2.2.1 Características gerais
Para facilitar o entendimento sobre o microcontrolador, primeiramente, será
mostrado às principais características do PIC16F877A, conforme a indicação abaixo:
• Via de programação com 14 bits e 35 instruções;
8 RISC é uma arquitetura que faz uso de um conjunto simples e pequeno de instruções que levam
aproximadamente a mesma quantidade de tempo para serem executadas.

30
• 33 portas configuráveis como entrada e saída;
• 15 interrupções disponíveis;
• Memória de programação E2PROM FLASH, que permite a gravação rápida
do programa diversas vezes no mesmo chip;
• Memória E2PROM (não-volátil) interna com 256bytes;
• Memória RAM com 368 bytes;
• Três timers (dois de oito bits e um de dezesseis bits);
• Comunicações seriais: SPI e USART;
• Conversor AD de 10 bits (SOUZA, 2002).
2.2.2 Funções dos pinos do Microcontrolador
Para um melhor esclarecimento sobre o microcontrolador em questão, segue abaixo a
Figura 2.9 com a sua respectiva pinagem.
Figura 2.9 – Configuração dos pinos PIC16F877.
Fonte: Souza, 2002.

31
Na Tabela 1, apresenta-se a descrição de cada pino indicado na Figura 2.10.
Tabela 1 – Descrição dos pinos do Microcontrolador.
Fonte: Souza, 2002.
Tabela 2 – Descrição dos pinos do Microcontrolador.
Fonte: Souza, 2002.

32
Tabela 3 – Descrição dos pinos do Microcontrolador.
Fonte: Souza, 2002.
Tabela 4 – Descrição dos pinos do Microcontrolador.
Fonte: Souza, 2002.

33
2.3 ISD 25XX
Para a utilização do sistema de áudio, foi utilizado um chip voice da empresa
Winbond Eletronics Corporation América 9 .
Entre outros componentes para tratamentos de voz, escolheu-se o chip da família ISD
25XX, por possuir uma melhor integração com os microcontroladores em geral. A ISD25XX
onde XX representa o tempo de gravação total do CI em segundos, sendo para este modelo os
valores de 60/75/90/120 segundos. Para o projeto, utilizou-se o ISD2590.
2.3.1 Características gerais
Este componente de armazenamento da série ISD 25XX, oferece uma alta qualidade
em um único chip com a utilização de mensagens de 60 a 120 segundos conforme o modelo
escolhido.
Abaixo, segue algumas informações importantes obtidas pelo Datasheet do
componente em questão.
• Alta qualidade de reprodução da voz natural ou outro áudio em questão;
• Para a reprodução ou gravação da mensagem, pode-se utilizar dip switch 10 ou
controle lógico através de microcontroladores;
• Não necessita de uma fonte externa para manter o armazenamento do áudio;
9
Winbond Eletronics Corporation América localizada nos Estados Unidos representa à produção de
componentes de voz, memórias flash e outros produtos em geral.
10 Dip switch, chaves para selecionar opção ON/OFF. Como comparação aos sistemas digitais, pode-se dizer que
seria nível lógico 0 para OFF e nível lógico 1 para ON. Comercialmente estes dips possuem várias chaves juntas
no mesmo encapsulamento.

34
• Possui um modo de baixo consumo de potência com uma corrente de standby
de 1µa;
• Totalmente endereçáveis para lidar com múltiplas mensagens;
• Retenção de mensagens de 100 anos tipicamente;
• Possui um pré-amplificador de microfone;
• Controle de ganho automático (AGC);
• Filtro Anti-aliasing 11 ;
• Fonte de clock no chip;
• Possui células sucessivas de armazenamento em uma memória não volátil,
dividida em 600 linhas endereçáveis com um tempo de 0,15s cada;
• Componente pode ser regravado normalmente mais de 100.000 vezes;
• Pode-se cascatear a fim de aumentar o tempo de reprodução e gravação;
2.3.2 Descrição dos pinos do chip voice
Na Figura 2.10, tem-se o diagrama em blocos fornecido pelo fabricante do chip
voice.
11 Anti-aliasing é um filtro passa-baixa que tem por objetivo filtrar as componentes de alta frequência e como
maior objetivo corrigir o surgimento de freqüências espúrias (diferentes da original) quando o sinal não está
corretamente amostrado ou a frequência de amostragem é muito pequena em relação à frequência mais alta do
sinal.

35
Figura 2.10 – Diagrama em blocos do ISD25XX.
Fonte: Datasheet do ISD25XX, 2007.
Na Figura 2.10, observa-se o bloco Power Conditioning responsável pelas tensões de
alimentação do ISD25XX. Os blocos de áudio representados por amplificadores, préamplificadores,
filtros de passa-baixa e controle de ganho automático (AGC) tem a função de
qualificação de um sinal proveniente de um microfone. A parte de controle de clock,
amostragem e constante de tempo estão conectadas ao pino de clock externo com o objetivo
de tratamento de todo o sinal injetado no chip voice. O bloco principal formado por uma
memória não volátil de 480k, semelhante a uma memória flash, com um decodificador para os
endereços de entrada e um transceptor analógico para o sistema de clock. O Device Control
tem a função de controle dos dispositivos internos, e o bloco nomeado Mux seleciona o áudio
de saída para o alto-falante (SP+ SP-).
Na Figura 2.11, tem-se a pinagem completa do ISD25XX e as suas devidas funções
relatadas nas tabelas posteriores.

36
Figura 2.11– Configuração dos pinos ISD25XX.
Fonte: Datasheet ISD2590, 2007.
O chip voice possui muitas possibilidades de utilização através dos seus modos de
operação, porém serão citadas as funções principais do componente. Como forma de facilitar
o entendimento, cria-se três tabelas explicativas, indicando a funcionalidade do ISD25XX.
Nas Tabelas 5, 6 e 7, indica-se a funcionalidade de cada pino do chip voice.

37
Tabela 5 – Descrição dos pinos do Chip voice.
NOME DO
PINO
VCCA,
VCCD
Nº DO
PINO
16,28
FUNÇÃO
Para minimizar o ruído da parte analógica e digital, as
alimentações foram separadas e trazidas em pinos
diferentes. Como indicação do fabricante deve-se juntar os
mesmos e usar um capacitor de desacoplamento.
(VSSA,
VSSD)
OVERFLOW
OUTPUT
(OVF)
POWER
DOWN
INPUT (PD)
CHIP
ENABLE
INPUT (CE)
12,13 Estes pinos foram separados internamente para isolar as
alimentações digitais, porém este deve ser ligado ao ground
do circuito.
22
24
23
Este sinal em nível baixo no final da memória indica que a
mensagem transbordou e, em seguida, deve-se colocar um
pulso na borda de descida em PD para dar um reset no
dispositivo.
Quando não estiver em processo de gravação, este pino
deve ser colocado em nível alto a fim de o circuito operar
em baixo consumo de energia. Se o pino OVF for a nível
baixo, o PD deve ser colocado a nível lógico alto para repor
o ponteiro de endereço para o início da reprodução ou
gravação.
A reprodução e gravação só são ativadas, quando o chip
enable input é colocado a nível baixo.
END-OF
MESSAGE
(EOM)
25
Este pino indica o fim da mensagem, já que este pino não
pode ser alterado, servindo apenas para leitura ou análise de
algum dispositivo. EOM insere, ao final de cada mensagem
um marcador.
Fonte: Datasheet ISD2590, 2007.

38
Tabela 6 – Descrição dos pinos do Chip voice.
NOME DO PINO
PLAYBACK/RECORD
INPUT (P/R)
MICROPHONE
INPUT (MIC)
Nº DO
PINO
27
17
FUNÇÃO
Um nível lógico alto seleciona o playback e um nível lógico
baixo o RECORD. O P/R tem funcionalidade na borda de
descida do CHIP ENABLE (CE). Para o funcionamento do
RECORD, coloca-se um endereço de entrada e a gravação
será finalizada colocando-se PD ou CE em nível alto, ou até
o transbordamento, indicando que a memória está completa.
No término de cada ciclo de gravação, um indicador de
término é acrescido através do END-OF-MESSAGE
(MOE) na memória. Para a reprodução da mensagem, é
colocado um endereço de partida e a mensagem é
reproduzida até um marcador MOE.
Entrada de um microfone externo com controle de ganho
automático (AGC). Este ganho vai da faixa de -15 a 24 dB.
MICROPHONE
REFERENCE INPUT
(MIC REF)
AUTOMATIC GAIN
CONTROL INPUT
(AGC)
ANALOG OUTPUT
(ANA OUT)
ANALOG INPUT
(ANA IN)
18
19
21
20
Entrada inversora do pré-amplificador interno ao chip voice
para tratamento do sinal vindo do microfone.
O controle automático de ganho (AGC) ajusta o ganho dos
níveis de entrada do microfone. O AGC permite vários
tipos de sons de entrada eliminando o máximo de distorções
possíveis. Internamente, um controle de tempo é dado por
um resistor de 5KΩ e um capacitor externo acoplado ao
pino 19 para a constante de tempo RC.
Esse pino fornece o amplificador de saída para o usuário. O
ganho de tensão do pré-amplificador é determinado pelo
nível de tensão no pino AGC.
Entrada de sinal analógico para gravação. Com a utilização
de um microfone, deve-se acrescentar a este pino um
resistor e um capacitor, conforme o Datasheet, para dar um
corte adicional na baixa frequência na voz no passband.
Fonte: Datasheet ISD2590, 2007.

39
Tabela 7 – Descrição dos pinos do Chip voice
NOME DO PINO
EXTERNAL
CLOCK INPUT
(XCLK)
SPEAKER
OUTPUTS
(SP+ / SP -)
AUXILIARY
INPUT (AUX IN)
ADDRESS /
MODE INPUTS
(AX / MX)
Nº DO
PINO
26
14,15
11
1 a 10
FUNÇÃO
Entrada de clock externo usada para uma sincronização
externa, seguindo uma Tabela de clock e amostragem
necessária, conforme o Datasheet, para injetar um sinal no
XCLK. O chip possui dispositivos internos em pull-down,
trabalhando com uma tolerância de +/- 1% da amostragem
interna da frequência de clock. O ISD2590 requer um
Sample Rate de 5,3kHz e um clock de 682,7kHz. Se não
utilizar XCLK conectar ao terra.
A saída SP+ / SP - tem um drive para alto-falante com uma
potência de 50mw com uma resistência de 16Ω.
Sinal auxiliar para ser injetado e multiplexado internamente
com a saída do amplificador para o alto falante.
Estes pinos têm duas funções diferentes, conforme os dois
endereços mais significativos (A8 e A9). Se um dos dois
endereços estiver em nível lógico baixo, os pinos se
comportarão como endereços de entrada (AX), mas não
como endereços internos. Se os pinos (A8 e A9) estiverem
em nível lógico alto às entradas se comportarão como
modos de operação, citados posteriormente no subtítulo
2.3.3.
Fonte: Datasheet ISD2590, 2007
2.3.3 Modo de operação
Conforme explicado na Tabela 7, no item ADDRESS / MODE, se os endereços mais
significativos (A8 e A9) estiverem em nível lógico alto tem-se o funcionamento como modo
de operação. Estes modos operacionais proporcionam o máximo de funcionalidade e o
mínimo de componentes adicionais. Na Tabela 8, têm-se os modos de operações disponíveis.

40
Tabela 8 – Modos de Operações.
Fonte: Datasheet ISD2590, 2007.
O asterisco (*) indica os modos operacionais adicionais que podem ser usados
simultaneamente com o modo determinado. Abaixo, tem-se um esclarecimento sobre os modos
de operação.
No modo de operação M0, o usuário vai passando por cada mensagem sem saber o
endereço físico real das mensagens. Com um pulso, em nível lógico baixo, no chip enable
(CE) faz com que um ponteiro de endereços internos salte para a mensagem seguinte. Está
operação é usada apenas para a reprodução. O modo M1 posibilita que as mensagens
gravadas, sequencialmente, sejam combinadas e reproduzidas como uma mensagem contínua
através de um único marcador de final de mensagens (MOE).
O modo M2 não é utilizado, logo se deve colcoca em nível lógico baixo. O modo de
operação M3, faz uma reprodução automática contínua do início ao fim da memória do ISD.
No modo de operação M4, o ponteiro de endereço é desconsiderado, fazendo com que a
última mensagem gravada reproduza consecutivamente. O modo M5 permite que a mensagem
seja pauseada ao colocar o PD em nível lógico alto.

41
O modo M6 de operação é utilizado em aplicações onde se deseja muito baixo custo
e o mínimo de componentes no circuito externo. Para o seu funcionamento, coloca-se os
endereços A6, A8 e A9 em nível lógico alto. Para maiores características sobre os modos de
operação, verificar o datasheet do chip voice (ISD2590).
2.4 Diodo emissor de luz
O LED 12
é um componente eletrônico semicondutor, que tem a propriedade de
transformar energia elétrica em luz. Tal transformação é diferente da encontrada nas lâmpadas
convencionais que utilizam filamentos metálicos, radiação ultravioleta e descarga de gases,
dentre outras. No LED, a transformação de energia elétrica em luz é feita na matéria, sendo,
por isso, chamada de Estado sólido (Marques, 1996).
As principais características de um LED são as seguintes:
• Corrente direta (If) [A DC];
• Tensão máxima de polarização direta (VF) [V DC];
• Tensão máxima de polarização inversa (Vr) [V DC];
• Intensidade luminosa [cd 13 ];
• Ângulo de visualização [graus];
12
LED é a sigla em inglês de Light Emitter Diode, ou seja, diodo emissor de luz.
13 cd é a unidade de medida para indicar quantidade de candelas. É o valor dado para indicar a intensidade
luminosa, podendo ser definida como o poder que irradia uma fonte de luz em uma direção específica.

42
Na Figura 2.12, tem-se a visualização de um LED e seus terminais.
Figura 2.12– Modelo de LED.
Fonte: Marques, 1996.
2.5 Shift Register
O registrador de deslocamento (shift register) é um grupo de FFs 14 interligados de tal
forma que os números binários armazenados nos FFs são deslocados de um FF para o
próximo, a cada pulso de clock (Tocci, 2000).
Dependendo de como a informação entra ou sai do registrador, tem-se formas de
circuitos diferentes. Podem-se ter registradores dos seguintes tipos:
• Registrador SISO (serial - in / serial - out);
• Registrador PISO (parallel - in / serial - out);
14 FFs é a abreviatura para representar flip-flops. O flip-flop é o elemento de memória mais importante, que é
feito de uma configuração de portas lógicas.

43
• Registrador PIPO (parallel - in / parallel – out);
• Registrador SIPO (serial – in / parallel – out) (Braga, 2002);
2.5.1 Especificações do 74HC595
Para a realização do projeto, foi utilizado o circuito integrado 74HC595 da Philips
Semiconductors. Este é um registrador de deslocamento com oito bits de saída paralela e com
possibilidade para interligá-los através do pino de saída serial (DS). Outras características
sobre este chip pode ser verificado no seu Datasheet.
2.5.2 Descrição do funcionamento
A Figura 2.13 representa a pinagem do registrador de deslocamento.
Figura 2.13– Pinagem do 74HC595.
Fonte: Datasheet da PHLIPS, 1998.
2.13
Com o uso da Tabela 9 tem-se o esclarecimento da função de cada pino da Figura

44
Tabela 9 – Especificação da Pinagem do 74HC595.
Fonte: Datasheet da PHILIPS, 1998.
O diagrama em blocos da Figura 2.14 representa o processo de registrador
deslocamento e as suas devidas etapas.
Figura 2.14– Diagrama lógico do 74HC595.
Fonte: Datasheet da PHLIPS, 1998.
O bloco lógico da Figura 2.14 representa o processo de funcionamento interno do
circuito integrado. Ele possui oito estágios que possibilita uma saída em paralelo de oito bits.

45
Para esclarecer o funcionamento, toma-se como base o estágio zero, já que os outros seguem
o mesmo raciocínio lógico. O flip-flop (FF0) é responsável pelo deslocamento dos bits da
entrada serial (DS) e o LATCH tem como função o armazenamento dos registros.
Considerando o máster reset (MR) em nível lógico alto e o output enable (OE) em nível
lógico baixo têm-se os registradores e saídas em operação.
Se a entrada DS (FF0) estiver em nível lógico alto e um clock (SHCP) for dado numa
borda de subida (transição low-to-high), o próximo estágio receberá a entrada DS e o seu
valor é armazenado no LATCH. A cada clock na borda de subida às entradas vão sendo
transferidas para o estágio seguinte e armazenados nos LATCHs, onde no último estágio o
valor é deslocado para a saída serial (/Q7). Para transferir o valor para a saída paralela, o
clock do storage register (STCP) deve ser colocado na borda de subida, e assim a saída
paralela recebe o valor armazenado no LATCH.
2.6 Encoder e Decoder
Um Encoder (codificador) tem certo número de linhas de entrada, onde somente uma
delas é ativada por vez, e produz um código de saída de N bits, dependendo de qual entrada
está ativada (Tocci, 2000). Na Figura 2.15, tem-se um modelo geral de codificador.

46
Figura 2.15– Diagrama geral do codificador.
Fonte: Tocci, 2000.
A Figura 2.15 tem-se um codificador com M entradas e N saídas, onde neste caso as
entradas são ativadas em nível lógico alto, o que significa que estão normalmente em nível
lógico baixo. Um Decoder (decodificador) é um circuito lógico que aceita um conjunto de
entradas, que representa um número binário, ativando somente a saída que corresponde ao
número da entrada. Em outras palavras, um circuito decodificador analisa as suas entradas,
determina qual número binário está presente e ativa a saída correspondente a esse número;
todas as outras saídas permanecerão desativadas (TOCCI, 2000). Na Figura 2.16, tem-se o
diagrama geral do decodificador.
Figura 2.16– Diagrama geral do decodificador.
Fonte: Tocci, 2000.
Na Figura 2.16, o diagrama para um decodificador com N entradas e M saídas e cada
uma das entradas pode ser 0 ou 1, existem 2 N combinações ou códigos de entrada possíveis.

47
Para cada uma destas combinações de entrada, apenas uma das saídas estará ativa (nível
lógico alto) e todas as outras estarão em nível lógico baixo (Tocci, 2000).
2.6.1 Especificações do MC145026 e MC145027
O Encoder MC145026 e o Decoder MC145027 são circuitos integrados fabricados
pela Freescale Semiconductor. O MC145026 pode combinar até 19.683 (3 9 =19.683)
endereços no modo trinário (0, 1 e aberto), usando os pinos (A1, A2, A3, A4, A5, D6, D7, D8
e D9), e 512 (2 9 =512) endereços no modo binário (0 e 1). Se forem usados somente os pinos
A1, A2, A3, A4 e A5, é possível combinar até 243 (3 5 =243) endereços no modo trinário e, 32
(2 5 =32) endereços no modo binário. Dessa forma, os pinos D6, D7, D8 e D9 são utilizados
para transmissão de dados, sendo possível combinar 16 valores diferentes e enviá-los para o
Decoder MC145027 (Datasheet Freescale, 2005).
2.6.2 Descrição do funcionamento
Para compreender o funcionamento do sistema codificador e decodificador, tem-se
na Figura 2.17 um circuito básico fornecido pelo fabricante.

48
Figura 2.17– Circuito de Teste.
Fonte: Datasheet do MC140526 e MC140527, 2005.
Para o funcionamento do circuito acima, primeiramente, deve-se calcular a
frequência de trabalho do codificador e decodificador, afim de que estes possam sincronizar.
Outro fator importante é os endereços A1-A5, pois devem estar configurados da mesma
forma. Com a freqüência e endereços ajustados, os dados inseridos no codificador vão estar
presentes no pino 15 e (D out ) a cada acionamento do TE (Transmit Enable) para o nível lógico
baixo, serão introduzidos no pino 9 (D in ) do decodificador. Desta forma, os dados D6 á D9 do
decodificador terão o mesmo valor dos dados do codificador, e através de um nível lógico alto
na saída do pino VT (Valid Transmission Output) se obtêm a validação da transmissão. Por
questões de segurança na transmissão a codificação é enviada duas vezes (Repeat Of Above).
Para facilitar o projeto, o fabricante fornece as frequências e componentes
disponíveis para o correto funcionamento, podendo ser observado na Tabela 10.

49
Tabela 10 – Valores típicos de projetos.
Fonte: Datasheet do MC140526 e MC140527, 2005.
A frequência de trabalho deve respeitar o seguinte critério:
Utilizando a fórmula de f osc encontra-se a frequência de trabalho responsável pelo
sincronisno do encoder e decoder. Para facilitar os cálculos, os valores de resistores e
capacitores devem seguir as condições indicadas acima.
2.6.3 Descrição do funcionamento do 74HC138
O decodificador 74HC138 da PHILIPS Semiconductors possui três entradas de
endereços (A0, A1 e A2) e oito saídas (Y0 a Y7). Com os pinos de enable (E0, E1 e E2) para
habilitar o chip e com possibilidade de aumentar o número de linhas utilizando portas
inversoras externas acopladas ao circuito.

50
Na Figura 2.18, tem-se a pinagem do 74HC138 e a Tabela 11 indicando a descrição
dos pinos do decodificador.
Figura 2.18– Pinagem do 74HC138.
Fonte: Datasheet do 74HC138, 1993.
Tabela 11 – Descrição dos pinos do 74HC138.
Fonte: Datasheet do 74HC138, 1993.
As saídas são ativadas em nível lógico baixo, onde com um endereço entrada em
binário seleciona-se a saída correspondente. Se tivesse um endereço zero em binário (A0=0,
A1=0, e A2=0), a saída correspondente seria Y0=0 e as demais saídas permaneceriam em
nível lógico alto.

51
3 AMBIENTE DE DESENVOLVIMENTO
Para a programação do microcontrolador PIC16F877A, utilizou-se a linguagem C de
programação. Nesta linguagem, existe a possibilidade da utilização integrada com a
linguagem Assembly, e que permite acesso direto ao hardware, conferindo velocidade em
aplicações de maior necessidade.
No desenvolvimento e compilação do programa gerado, se utiliza o Ambiente
Integrado de Desenvolvimento (IDE, do inglês, Integrated Development Enviroment) para a
execução do programa.
3.1 Software PCW
O software PCW é o programa IDE que se utiliza neste projeto, sendo que este é
desenvolvido pela CCS 15 . Através deste software, desenvolve-se a programação na linguagem
C e este trabalha diretamente com os componentes da família PIC.
15 CCS, Inc. é uma empresa especializada em software embarcado e hardware.

52
As etapas para o desenvolvimento do trabalho são:
• Criar novo projeto
• Selecionar o PIC
• Desenvolvimento do software utilizando as devidas bibliotecas (*h).
Compila-se a rotina desenvolvida, finalizando a sua compilação para a linguagem de
máquina (Assembly) (GRANDI, 2009).
O ambiente de trabalho do PCW pode ser observado na Figura 3.19, com o
desenvolvimento do programa de controle do shift register.
Figura 3.19– Ambiente de Programação PCW.
Fonte: Autor, 2011.
Na Figura 3.19, tem-se o ambiente de trabalho com o arquivo de biblioteca o ícone
de compilação, indicado na seta, e outras funções do compilador.

53
3.1.1 Processo Gravação do PIC
O processo de gravação do PIC16F877A é realizado pela placa de gravação
Picburner USB. O Picburner é um hardware, o qual se conecta a uma porta USB do
computador, e através de um software de comunicação realiza a gravação e testes no PIC
utilizado. O gravador é ilustrado na Figura 3.20. Para realizar a comunicação, deve-se instalar
o driver 16
fornecido junto ao hardware para utilização do software. Com a instalação
realizada, tem-se a ilustração do software na Figura 3.21.
Figura 3.20– Gravador Picburner.
Fonte: Autor, 2011.
O gravador Picburner possibilita diversas funções adicionais, como: leitura das
informações gravadas nos PIC’s; leitura da memória EEPROM; gravação da memória
EEPROM; apagamento da memória EEPROM; apagamento da memória de programa;
verificação se o conteúdo existente no microcontrolador equivale ao programa compilado.
16
Driver é um software que permite que o computador se comunique com o hardware ou com os dispositivos.

54
Figura 3.21– Software Picburner.
Fonte: Autor, 2011.
O software de gravação do Picburner através da tecla DETECT PROGRAMMER
reconhece qual modelo de PIC está conectado ao seu hardware, tendo apenas que selecionar
de quantos pinos é o microcontrolador usado. Após o reconhecimento, abrirá uma tela para
gravação (write), erase, comparação e outros itens sugeridos. Para a gravação, deve-se
selecionar o item write, buscar o arquivo (* .hex) gerado na compilação do PCW e, após isso,
o software indicará se a gravação foi finalizada com sucesso.
3.2 Proteus 7.6
O software Proteus 7.6 da empresa Labcenter Electronics é dividido em duas partes;
ISIS 17 e ARES 18 . Para o trabalho, foi utilizado o programa ISIS de simulação de circuitos, que
17 ISIS é usado para a simulação de circuitos, capturas e desenhos.
18 ARES é usado para desenvolvimento de placas de circuito impresso e as suas ligações, incluindo todas as
características de confecção da placa.

55
este possui e banco de dados com a simbologia de vários componentes eletrônicos, de várias
famílias diferentes, incluindo o PIC16F877A de muita importância para o projeto.
Com o Proteus ISIS se pega o arquivo em hexadecimal, gerado pelo PCW, e simular
o PIC em funcionamento no Proteus. Uma ferramenta importante, antes de realizar a
montagem em hardware do projeto.

56
4 DESENVOLVIMENTO – HARDWARE
O projeto desenvolve-se com o uso de vários componentes, placas e circuitos
isolados. Tanto o projeto de hardware e software foi desenvolvido desde o início até a
finalização do protótipo.
Para um melhor esclarecimento do desenvolvimento do trabalho, é apresentado,
neste capítulo, o desenvolvimento do hardware, descrevendo observações e problemas
encontrados, sem se preocupar com o software, visto que o software a se embarcar no PIC é
explicado no capítulo seguinte.
4.1 Hardware desenvolvido
O projeto do hardware é composto por três placas e uma protoboard 19 com funções
distintas e sincronizadas através de um microcontrolador PIC16F877A. Duas placas têm a
19 Protoboard é uma placa com furos e conexões condutoras para montagem experimentais. A grande vantagem
do protoboard ,na montagem de circuitos eletrônicos, é a facilidade de inserção de componentes, uma vez que
não necessita soldagem.

57
função de transmissão e recepção do sinal de RF, e a terceira placa representa o sistema de
matriz de LED com os seus devidos dispositivos de controle.
O circuito principal do projeto encontra-se na protoboard, que tem a função principal
de realizar o processamento de todos os dispositivos através do microcontrolador
PIC16F877A. Para o desenvolvimento do hardware, criou-se um diagrama em blocos para
representar cada circuito e suas devidas funções no projeto. A Figura 4.22 ilustra o diagrama
do projeto.
Figura 4.22– Diagrama em blocos.
Fonte: Autor, 2011.
Nas seções seguintes, serão descritos os blocos individualmente.

58
4.2 Processamento com PIC16F877A
Através da Figura 4.23, verifica-se o bloco principal do projeto com suas devidas
derivações. No processamento, tem-se o microcontrolador PIC16F877A gerenciando todo o
sistema com a sua rotina de programa produzido pelo projetista. Como comentado,
anteriormente, a escolha deste microcontrolador se deu pela variedade de recursos disponíveis
e por sua compatibilidade com o hardware de gravação. A Figura 4.23 ilustra o bloco de
processamento e clock.
Figura 4.23– Circuito de Processamento e Clock.
Fonte: Autor, 2011.
Na Figura 4.23, tem-se a configuração dos pinos utilizados nos blocos seguintes,
diferenciados por uma legenda, e o circuito de clock composto por dois capacitores de 33pF e
um cristal de 4MHZ. O valor do capacitor é baseado no Datasheet do microcontrolador, o
cristal de 4MHZ é utilizado por ser um oscilador de maior precisão.

59
Utilizando um clock externo de 4MHZ, o PIC apresentará um clock interno igual à
frequência do cristal divido por quatro, logo o PIC16F877A estará trabalhando, internamente,
com uma frequência de 1MHZ e um ciclo de máquina de 1µs (Souza, 2002).
4.3 Sistema de Áudio
Para o sistema de áudio, realizou-se um estudo sobre a forma a qual seria aplicado o
sistema, já que o mesmo deveria possuir qualidade, baixo consumo e um tamanho reduzido. O
áudio tem como objetivo auxiliar as pessoas com deficiência visual de reconhecerem os
números digitados, no painel, e saberem o momento o qual seu transporte estará próximo ao
terminal de ônibus.
O estudo iniciou com os cartões de memória, essencialmente, baseados na tecnologia
Flash, um tipo de memória EEPROM, do inglês, Electrically-Erasable Programmable Read
Only Memory. O objetivo era gravar as mensagens de voz, no cartão de memória, e fazer o
tratamento de todo o sistema pelo microcontrolador e, após isso, o sinal tratado seria colocado
num DAC (conversor digital para analógico), visto que nos microcontroladores Dspic
pesquisados não possuem a conversão digital para analógica. Após convertido para analógico,
seria necessário amplificar o sinal, para uma qualidade aceitável, e filtrar as frequências altas
que vierem a existir com um filtro anti-aliasing.
Com o término deste estudo, busca-se uma forma que pudesse compactar o máximo
de recursos em um único dispositivo. Após várias pesquisas, verificou-se que os componentes
da família ISD2590, ISD1760 e outros chips de tratamento de áudio poderiam ser utilizados.
O componente escolhido para o projeto foi o ISD2590, pois este possuía características de

60
armazenamento de áudio, endereçamentos individuais, baixo consumo, decodificação e
filtros. Por ter todos estes recursos em um único componente, adquiriu-se o mesmo e realizouse
um teste prático confirmando a sua qualidade.
4.3.1 Circuito com o Chip Voice ISD 2590
O modo de operação utilizado foi o módulo de endereçamento individual que
permite gravação e reprodução de muitos sinais de áudio independentes no máximo de
duração total e banda de frequência. Para o chip voice ISD2590 com um tempo de 90s total, e
600 linhas endereçáveis com 0,15s cada e uma banda de frequência de 2,3KHz. O número
atual de mensagens e as suas durações dependem da seleção de endereço nos espaços de
memória. O endereçamento do ISD2590 é feito com uma codificação binária de 10 endereços
de entrada A0 – A9. Na Tabela 12, tem-se o mapa de memória da família ISD25XX.
Tabela 12 – Mapa de memória do ISD25XX.
Fonte: Datasheet ISD25XX, 2007.

61
No projeto, os endereços de memória foram repartidos em 24 posições com durações
curtas para os números e mais longas para frases. Na Tabela 13 e 14, tem-se a ilustração do
mapa de memória do projeto.
Tabela 13 – Mapa de memória do projeto – ISD2590.
POSIÇÃO A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 ÁUDIO LINHA
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 CANCELA // 1,5
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 // 1
2 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 // 1
3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 2 // 1
4 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 3 // 1
5 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 4 // 1
6 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 5 // 1
7 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 6 // 1
8 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 7 // 1
9 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 8 // 1
10 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 9 // 1
11 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 GLÓRIA 274 1,5
12 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 INTENDENTE 256 1,5
13 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 INTENDENTE NAZARETH 2561 1,5
Fonte: Autor, 2011.
TIME
(s)
Tabela 14 – Mapa de memória do projeto – ISD2590.
POSIÇÃO A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 ÁUDIO LINHA
14 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 CALDRE FIÃO 255 1,5
15 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 PAULINO AZURENHA 257 1,8
16 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 AGRONOMIA 375 1,5
17 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 CARLOS GOMES 671 1,8
18 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 CONFIRMA // 1,5
19 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 LINHA CONFIRMADA // 1,8
20 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 AGUARDE SEU ÔNIBUS, OBRIGADO // 2,5
21 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 ÔNIBUS NO TERMINAL // 2,2
22 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 LINHA CANCELADA 1,5
23 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 LINHA 274 GLÓRIA NO TERMINAL 2,3
24 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Fonte: Autor, 2011.
TIME
(s)
O tempo total das mensagens foi de, aproximadamente, 34,4s, tendo tempo suficiente
para a gravação de outras mensagens. Realizaram-se gravações de números, nomes dos

62
transportes (ônibus), mensagens de confirmação e outras mensagens utilizadas para o auxílio
das pessoas no terminal de ônibus. A Figura 4.24, ilustra o circuito responsável por reproduzir
as mensagens através do chip voice ISD2590.
Figura 4.24– Circuito de áudio.
Fonte: Autor, 2011.
O circuito de áudio foi projetado baseado no Datasheet do fabricante. Os endereços
de A0 – A4 tem o objetivo de selecionar a mensagem gravada, na memória, conforme
mostrado anteriormente na Tabela 13 e 14. O endereço de mensagem é enviado pelo
microcontrolador, que ao reconhecer a existência de uma discagem, no painel, libera o
endereço da linha selecionada pelo usuário, colocando o pino CE (chip enable) e PD (Power
Down) em nível lógico baixo. Deste modo, o áudio é liberado pelo pino 14 e 15 (SAÍDA
LM386), sendo injetado num amplificador operacional para uma reprodução em maior
potência. A potência do ISD25XX é em torno de 50mW, com um ganho típico de 0,98V/V
(23db). O pino P/R deve ficar em nível lógico alto, visto que será realizada apenas reprodução
de mensagens no ISD2590.

63
O resistor R3 e o capacitor C2 são utilizados para o sistema de gravação com um
eletreto, embora não seja preciso usá-los no projeto deixa o mesmo com intuito de uma futura
modificação nas mensagens do chip, tendo apenas que acoplar um eletreto e um capacitor
para gravação. O resistor R2 e o capacitor C1 são usados também para o sistema de RX
(eletreto) para o controle de ganho automático (AGC). Estes componentes também são usados
para a gravação, mas também se montou visando futuras alterações de projeto.
4.3.2 Circuito de Gravação do Chip Voice ISD2590
O circuito de gravação é o mesmo circuito da Figura 4.24 utilizado no projeto, tendo
como diferença o acréscimo do circuito de transmissão. O circuito de transmissão é utilizado
para realizar a gravação através de um microfone de eletreto acoplado com capacitores e
resistores nos pinos 17 e 18. Os capacitores C7 e C8 têm a função de determinar o corte na
baixa frequência (passband) conforme indicado pelo fabricante. O circuito ilustrativo é
apresentado na Figura 4.25.
Para realizar o endereçamento da gravação, utiliza-se um dip switch para selecionar o
nível lógico alto quando ligado (ON) o dip switch e quando desligado (OFF) as portas de
endereços do chip estarão em nível lógico baixo, devido aos resistores de pull-down 20 . Foi
acrescentada uma chave, no pino P/R, com intuito de selecionar o modo de trabalho do
gravador. Se a chave está fechada, conforme ilustrada a Figura 4.25, indica o modo de
reprodução e aberta seleciona o modo de gravação.
20
Pull-down são resistores usados para armazenar a entrada em valor zero(baixo) quando nenhum outro
componente estiver conduzindo a entrada

64
Figura 4.25– Gravador.
Fonte: Autor, 2011.
A gravação consiste em selecionar um endereço, no dip switch, e colocar os pinos
PD (Power Down) e P/R’ em nível lógico baixo. Ao colocar P/R em nível lógico baixo,
indica-se para o chip voice que o mesmo deve entrar em modo de gravação. Após estes
procedimentos anteriores, coloca-se o CE (chip enable) em nível lógico baixo durante o
tempo estipulado para a mensagem selecionada no endereço atual. Tendo chegado o tempo
estipulado para a mensagem, retira-se o CE (chip enable) e a gravação estará armazenada no
chip.

65
4.3.3 Circuito amplificador com LM386
Para se ter uma saída, no alto falante, com uma potência maior, optou-se pela
utilização de um amplificador na saída do ISD2590 nos pinos 14 e 15 (SP+ e SP-), já que a
saída do chip fornece uma potência típica de 12,2mW. Para adquirir uma maior potência de
saída, buscou-se um amplificador com um ganho de potência aceitável e com um baixo
consumo de potência.
Através de pesquisas, encontra-se o LM386 da National Semiconductor o qual
permite a construção de pequenos amplificadores de saída de áudio, com potência na faixa de
0,25 a 0,5 W, para os mais diversos fins. Sua tensão de alimentação pode variar de 6V à 12V
e drena apenas 24 miliwatts quando opera com alimentação de 6VDC. Este amplificador tem
uma saída com boa qualidade quando utilizado um alto falante de 8Ω. A Figura 4.26
representa a pinagem do amplificador.
Figura 4.26– Pinagem do LM386.
Fonte: Datasheet do LM386, National Semiconductor, 2000.
O pino 1 e 8 do amplificador representa o controle de ganhos, tendo, internamente,
um resistor de 1,35KΩ que garante um ganho de 20 (26 dB) vezes a entrada, caso estes pinos
fiquem em aberto. Este ganho pode ser variado, caso seja colocado entre os pinos de ganho

66
um resistor e um capacitor em série com o objetivo de trabalhar numa faixa de ganho de 20 a
200 (46 dB).
O pino 2 e 3 são entradas inversora e não inversoras, com um resistor de 50KΩ
ligados em cada pino condicionados a terra. O pino de alimentação é o pino 6 (VS), a saída do
sinal é através do pino 5 (Vout) e o pino 7 é para utilização de um capacitor de bypass.
De acordo com o circuito indicado pelo Datasheet do fabricante, tem-se o mesmo
ilustrado na Figura 4.27. O circuito ilustrado, abaixo, trabalha com uma faixa de ganho entre
20 e 200 vezes a tensão de entrada, dependendo da variação do potenciômetro RV1 colocado
na entrada não inversora do amplificador. O controle de ganho no amplificador é obtido pelo
resistor R14 e o capacitor C12, colocados em série os pinos 1 e 8.
Figura 4.27– Amplificador.
Fonte: Autor, 2011.

67
Ao acrescentar um resistor e um capacitor nos pinos 1 e 8, o fabricante indica a
utilização de um capacitor C9 de 10µF ,no pino 7 (Bypass), para não ocorrer instabilidades na
saída do amplificador. Na saída (V out ), foi utilizado um alto falante de 8Ω.
4.4 Teclado
No bloco responsável pelo teclado, será utilizado o sistema Braille para se tornar
acessível às pessoas cegas, mas como nem todas possuem conhecimento sobre este sistema, o
teclado seguirá o padrão de telefone. Com o sistema em Braille 21 , padrão de telefone e teclas,
consideravelmente, grandes tende a facilitar a vida de todos. Para fins de estudo, o protótipo não
terá o sistema Braille, constituído, apenas, do teclado padrão telefônico.
Como base de conhecimento segue a seguinte grafia Braille para a língua portuguesa dos
números e caracteres de acordo com a Tabela 15.
21
Braille foi o sistema criado por Louis Braille. Com a utilização de uma punção Louis estudou diferentes
maneiras de fazer os furos e traços sobre o papel. Finalmente, conseguiu um sistema simples, no qual usava seis
furos em diferentes posições dentro deste espaço. Ele podia fazer 63 combinações diferentes. Cada combinação
indicava uma letra do alfabeto ou uma pequena palavra. “Breve, Louis escreveu um livro usando o Sistema
Braille” Deste modo, formou-se o sistema em Braille (Phil Shapiro, 1995).

68
Tabela 15 – Grafia Braille.
Fonte: http://portal.mec.gov.br
A Tabela 15 representa a grafia Braille da língua portuguesa chamado de Braille
Integral, representado um documento normalizado e de consulta destinado especialmente a
professores, transcritores, revisores e outros profissionais, bem como a usuários do sistema.
Para o funcionamento do teclado, será utilizado um sistema em uma matriz de 3
colunas e 4 linhas proporcionando a inclusão das doze teclas. O funcionamento é básico e as
teclas se comportam como interruptores, quando uma é pressionada um contato é fechado. A
cada intervalo de pouco mais de 15ms o PIC seleciona a primeira coluna e lê as 4 linhas,
depois desabilita a coluna ativa e seleciona a segunda coluna, e mais uma vez lê as 4 linhas.
Esse mesmo procedimento é feito para a terceira coluna, e novamente após a leitura
das 4 linhas o processo se repete, e começa tudo novamente. É dessa forma que o firmware
gravado no PIC fará varredura do teclado. Na Figura 4.28, tem-se a ilustração do teclado e sua
pinagem correspondente.

69
Figura 4.28 – Teclado.
Fonte: Autor, 2011.
4.5 Painel de LED
Para se determinar o painel a ser utilizado no protótipo, estudaram-se alguns modelos
de painéis conforme indicados, no capítulo 1, subtítulo 1.2. Após as pesquisas realizadas,
optou-se para o protótipo a criação de um painel de LED para indicação da linha selecionada
pelo usuário. O LED escolhido emite uma cor vermelha, difuso 5 mm e lente incolor
(waterclear). O display foi formado por uma matriz com 42 x 16, totalizando 672 pontos.

70
Utilizando a lógica de funcionamento como matriz percebe-se que o cruzamento das
linhas e colunas gera pontos de cruzamentos, podendo ser selecionados individualmente.
Deste modo, quando se deseja selecionar um único LED, coloca-se nível lógico alto em uma
determinada coluna e nível lógico baixo em uma determinada linha, já que as colunas estão
ligadas ao anodo do LED e as linhas ao catodo. A Figura 4.29 ilustra o funcionamento da
matriz de LED.
Figura 4.29 – Matriz de LED.
Fonte: Autor, 2011.
A matriz de LED acima representa o sistema de conexão entre as colunas indicadas
pela cor vermelha e as linhas indicadas na cor azul, onde com um nível lógico alto em C0 e
um nível lógico baixo em L0, tem-se o ponto formado pelo diodo D12 em condução. Desta
maneira, ter controle de qualquer ponto selecionando a coluna e linha correspondente.

71
4.5.1 Circuito de habilitação das Colunas
Para controle das colunas do painel, foram utilizados decodificadores, conforme a
Figura 4.30, com a finalidade de reduzir os pinos do PIC. Como as colunas são ativadas em
ordem uma por vez, pode-se com quatro bits selecionar a saída correspondente do
decodificador e através do pino 23 (INHIBIT) tem-se a habilitação da decodificação. Para o
projeto deste circuito, utilizou-se o decodificador CD4514BC da empresa Fairchild
Semiconductor.
Figura 4.30 – Sistemas de Colunas.
Fonte: Autor, 2011.
Conforme a Figura 4.30, pode-se verificar que o controle das saídas é realizado pelo
microcontrolador com a combinação de quatro bits através dos pinos A, B, C e D conforme
indicado na legenda. Todos os três decodificadores recebem a combinação dos bits do PIC,

72
porém as saídas só serão liberadas se as habilitações indicadas por INH1, INH2 e INH3
estiverem em nível lógico baixo. A Figura 4.31 ilustra o circuito responsável pelo controle de
habilitação.
Figura 4.31 – Habilitação dos Decodificadores.
Fonte: Autor, 2011
O decodificador 74HC138 seleciona qual o circuito integrado CD4514 será ativado
quando o PIC enviar os dois bits de controle para os pinos A e B indicados pela legenda na
Figura 4.31. A Tabela 16 demonstra como são selecionados os decodificadores de coluna.

73
Tabela 16 – Habilitação das Colunas.
C B A INH1 INH2 INH3
0 0 0 0 1 1
0 0 1 1 0 1
0 1 0 1 1 0
0 1 1 1 1 1
Fonte: Autor, 2011.
Verificando a Tabela 16, pode-se averiguar que com a combinação binária 0, na
entrada, seleciona-se o INH1, com a combinação binária 1 e 2 seleciona-se o INH2 e INH3
respectivamente. Conforme a Figura 4.30, ao colocar nível lógico baixo em INH1, tem-se a
decodificação habilitada do CI1, e para as demais INH2 e INH3 tem-se a mesma lógica para
os outros decodificadores. A saída das colunas C0 a C42 são conectadas a um drive de coluna.
Conforme a Figura 4.30, o acionamento da matriz se dá por linhas e colunas, sendo
que na coluna, somente um LED é acionado por vez, enquanto que, na linha todos os LEDs da
combinação atual são energizados simultaneamente. Logo, a corrente na coluna será de um
único LED, porém na linha, tem-se a soma das correntes de todos os LEDs ligados na ocasião.
4.5.2 Circuito de habilitação das Linhas
No controle das linhas do painel, foi utilizado um registrador de deslocamento para
selecionar as linhas. Este circuito tem uma das funções principal no painel, pois nele são
inseridos os bits, na sua entrada serial, para a formação da mensagem. A Figura 4.32 ilustra o
circuito com o chip 74HC595.

74
Figura 4.32 – Sistema de Linhas.
Fonte: Autor, 2011.
Verifica-se, na Figura 4.32, a ligação do 74HC595 em cascata com o objetivo de
expandir, já que o circuito possui 16 linhas e o shift register trabalha apenas com oito bits. As
linhas estão indicadas em azul, conforme a legenda, sendo estas conectadas ao circuito drive
de linha. O controle do shift register é realizado pelo PIC com os pinos de CLOCK (SH_CP),
LATCH (ST_CP), DADOS (DS) e a habilitação (/OE). O pino DS recebe os bits enviados
pelo microcontrolador, serialmente, e os mesmos vão sendo transferidos quando o clock é
colocado do nível lógico baixo para o alto (borda de subida), mas só serão transferidos para as
linhas, no momento em que o LATCH é colocado de nível lógico baixo para alto (borda de
subida). Enquanto o LATCH não ocorre, os bits vão sendo deslocados, internamente, até
chegarem ao flip-flop responsável pelo pino 7 (Q7), pois a partir dele os valores serão
enviados para o próximo 74HC595 em cascata, através do pino 9 (Q7’) conectado ao pino 14
(DS) como indicado na figura.

75
A vantagem do sistema em cascata com os dois registradores de deslocamento é o
fato de se poderem controlar várias linhas com apenas a utilização de três portas do
microcontrolador. Além de tudo, caso seja necessário acionar apenas as linhas L8 a L15 sem
ativar as outras, utiliza-se o deslocamento sem a habilitação da transferência (LATCH).
Ficando um processo de controle com muita flexibilidade. A Habilitação (Hab.595) é
utilizada como garantia de controle das mensagens, no painel, pois este pino terá o objetivo de
ativar ou desativar o registrador a cada mudança de mensagem no painel. Como relatado,
anteriormente, a linha terá um consumo do pior dos casos de 42 LED vezes a corrente. No
próximo subtítulo, será esclarecido sobre os drives de coluna e linha e as devidas análises de
corrente e tensão nos circuitos.
4.5.3 Circuito de Drive de Corrente
Para o controle de corrente, no painel, com objetivo de garantia de segurança para
não danificar os componentes do painel e manter a luminosidade dos LEDs com uma
intensidade aceitável. Primeiramente, o Drive de coluna é controlado pelos 42 pinos do
CD4514 que acionam os 42 drives de corrente independentes para cada coluna do painel.
Cada drive é composto por um transistor de média potência BD 135 do tipo NPN da empresa
Fairchild Semiconductor com resistores limitadores de corrente.
O Drive de linha é controlado pelos 16 pinos do 74HC595, e este circuito tem por
finalidade possibilitar o fluxo de corrente dos LEDs, tendo como diferencial a necessidade de
uma capacidade de corrente maior, tendo em vista de que, no pior dos casos, ocorrerá a soma
das correntes de 42 LEDs. Para garantir o fluxo de corrente, nas linhas, foi utilizado um
transistor de média potência BD140 do tipo PNP da empresa Fairchild Semiconductor.

76
Para entendimento do circuito de Drive, considera-se o Drive de coluna e o de linha.
Na Figura 4.33, tem-se a ilustração circuito.
Figura 4.33 – Circuito de Drive.
Fonte: Autor, 2011.
Na Figura 4.33, os transistores operam como chave. O transistor Q1 é o drive da
coluna, Q2 o drive da linha, mas sabe-se que mais de um LED é conectado a cada drive,
porém para efeito de cálculos considera-se um LED conectado aos drives. Abaixo, têm-se os
uma memória de cálculos para descobrir o valor da corrente do LED, sabendo-se que o diodo
usado é do modelo WCN-501CB3-30 da empresa WCN, do inglês World Components
Network Service Ltd., e de acordo com o seu Datasheet a corrente máxima direta suportada
pelo componente é de 20 mA, tensão de trabalho de 3,2v e outros detalhes sobre as
características elétricas podem ser encontradas no Datasheet do fabricante.

77
Abaixo, tem-se a memória de cálculo dos drives de corrente, segundo o Livro
Microeletrônica, (Sedra, 2000).
Os valores em vermelho representam o circuito de Q1 (BD135) e em verde
representam o circuito de Q2 (BD140), sendo estes valores retirados dos Datasheets
componentes utilizados no processo. Após a realização dos cálculos acima, chegou-se a uma
corrente, no LED, de aproximadamente 20 mA.
No BD140, tem-se a mesma corrente do emissor do BD 135, no coletor, porém com
a polaridade oposta, e no coletor e no emissor existirá uma corrente de 10mA em cada um
Este circuito de drive garante o fluxo de corrente para o caso de todos os LEDs da linha
estiverem energizados, tendo, neste caso, uma corrente igual a 840 mA, referente aos 42
LEDs multiplicados pela corrente de 20mA do emissor de Q1. O circuito de drive garante
uma corrente de 20 mA com uma tensão 2,749 v, no diodo, tendo em vista que o diodo
especificado suporta uma tensão de até 3,2 v, e os transistores suportam uma corrente de até
1,5 A, conforme o Datasheet do fabricante.

78
4.5.4 Constituição das Mensagens
A formação das mensagens para a realização do protótipo foi realizada diretamente
na memória do PIC, visto que o objetivo é mostrar o funcionamento do sistema, embora como
pesquisado, inicialmente, para a criação de grandes mensagens e imagens seria necessário o
acréscimo de uma memória externa. Para o objetivo proposto, a memória do microcontrolador
é suficiente para a gravação dos arquivos em hexadecimal que corresponderão à formação da
imagem.
Para a formação da imagem, dividiu-se o painel em blocos de oito. Como o painel
possui 42 colunas e 16 linhas, montaram-se cinco blocos de oito colunas e 16 linhas, sobrando
2 colunas que foram utilizadas para espaçamento entre as mensagens. A figura 4.34
demonstra como foram separados os devidos blocos.
Figura 4.34 – Divisão do painel em blocos.
Fonte: Autor, 2011.
Nota-se pela Figura 4.34, que em cada bloco separou-se as 16 linhas, na metade, pois
deste modo trabalha-se com oito bits na formação da imagem, conseguindo uma melhor
visualização, além de facilitar a montagem das mensagens. Porém, nada impede a utilização
dos 16 bits na formação da imagem. As duas últimas colunas pintadas de cinza referem-se ao
espaçamento citados anteriormente.

79
Para demonstração da formação da imagem, será considerado um pequeno bloco de 8
x 8, conforme a Figura 4.35.
Figura 4.35 – Bloco de Imagens.
Fonte: Autor, 2011.
Na Figura 4.35, formou-se a letra A no bloco 8 x 8, e a cor vermelha indica os LEDs
que estão ligados e os espaços em branco os LEDs desligados no momento. Contando quatro
colunas, tem-se a metade da letra A, logo esta metade proporcionará quatro valores em
hexadecimal, levando em conta os LEDs apagados. Assim, a outra metade terá os mesmo
valores em hexadecimal, tendo apenas que replicar. Como citado, anteriormente, estes oito
valores formados irão para a entrada serial do 74HC595, pino DS conforme a Figura 4.32.
4.6 Sistema sem fio
Embora o painel indique ao motorista que um usuário do transporte público deseja
embarcar, tem-se o problema de que o usuário com deficiência visual não saberá se o ônibus
selecionado por ele está no terminal de ônibus. Pensando em mais uma forma de ajudar estes
usuários, pesquisaram-se maneiras diferentes, tais como:

80
• RFID
• Projeto de um sistema RFID
• Sem Fio
O RFID, do inglês Radio-Frequency-IDentification, que na língua portuguesa,
traduz-se como Identificação por Rádiofrequência, trata-se de um método de identificação
automática através de sinais de rádio, recuperando e armazenando dados remotamente através
de dispositivos denominados etiquetas RFID. Uma etiqueta ou tag RFID é um transpondedor,
pequeno objeto que pode ser colocado em uma pessoa, animal, equipamento, embalagem ou
produto, dentre outros. Contém chips de silício e antenas que lhe permite responder aos sinais
de rádio enviados por uma base transmissora .
A ídéia do sistema com RFID consistie em instalar uma tag em cada ônibus, com o
objetivo de identificar o carro, ao passar em baixo do painel, visto que dentro do painel teria
uma base transmissora com uma antena e um sistema de aquisição de dados para reconhecer
cada transporte diferente. Buscando informações para aquisição de um kit RFID, deparou-se
com o custo elevado para a realização do projeto.
Buscando uma alternativa similar ao sistema RFID, pensa-se em projetar um sistema
prático que consistiria em criar uma bobina com muitas espiras, capacitor e uma fonte que
gere uma alta corrente. Mas a idéia não evoluiu, pois ao gerar uma corrente alta seria
necessária uma fonte com muita potência, inviabilisando a idéia do baixo consumo aplicado
ao projeto.

81
Por fim, pesquisou-se uma forma de utilizar um sistema sem fio para tornar ainda
mais acessível o embarque dos usuários no transporte. Contudo, este sistemas não poderia
utilizar-se de mais um microcontrolador para a sua implementação, tendo em vista que todo o
processamento deve ficar no PIC, tendo como base uma condição de projeto visando custos e
compactação do sistema.
Após pesquisas realizadas, deparou-se com um chip transceptor de rádio para
trabalhar na banda ISM 22 , em inglês, Industrial, Scientific and Medical, de 2.4 a 2.482GHz
da empresa ξLAN modelo TR24A. O transceptor consiste de um sintetizador de frequência
integrado completo, um amplificador de potência e um modulador. A potência de saída e os
canais de frequência são facilmente programáveis pelo uso de três vias de uma interface
serial, ou quatro fios para SPI, em inglês, Serial Peripheral Interface. A corrente de consumo
é em torno de 26 mA, com uma saída de potência de 2dBm e um ganho de antena de 0.5dBi
(Datasheet ξLAN, 2007).
O transceptor TR24A poderia ser utilizado, no projeto, porém seria necessário dispor
de dois transceptores, um para o ônibus e outro para o terminal de ônibus. O transceptor que
ficaria, no terminal, junto ao painel de led, poderia comunicar-se com o PIC utilizando o
protocolo SPI, mas o outro transceptor não teria como se comunicar, visto que não existirá um
microcontrolador ou outro dispositivo no ônibus. Estudando um recurso para a aplicação,
22 ISM são bandas reservadas internacionalmente para uso comercial nas áreas industriais, científicas e médicas.
O uso destas bandas está aberto a todo mundo sem necessidade de licença, desde que seja o limite de nível de
potência siga as normas da ITU no artigo 5 das Regulamentações de Rádio.

82
deparou-se com os modelos híbridos de transmissor e receptor da empresa Italiana
TELECONTROLLI 23 .
Os componentes, deste fabricante, são usados em sistemas de alarme, portões
automáticos, sistemas de automação e outros equipamentos. Analisando uma forma de
utlização destes componentes, chegou-se a uma idéia interessante sem a necessidade de
utilização de um protocolo, tendo além de tudo qualidade e baixo consumo de potência. Este
sistema sem fio de módulos híbridos são circuitos completos de transmissores e receptores já
montados em componentes SMD numa placa muito pequena, que pode ser soldada ou
acoplados em uma placa principal.
O par transmissor e receptor pode ser obtido nas frequências de 315, 418 e 433 MHz.
Verificando os produtos da TELECONTROLLI, analisou-se o transmissor RT4 433MHZ e o
receptor RR3 433MHZ e percebeu-se que os mesmos podem chegar a um alcance de 20 a 30
metros em visada livre, sendo uma distância perfeita para o reconhecimento do ônibus, visto
que o receptor ficaria no painel de led e o transmissor no carro. Estima-se uma distância entre
o painel de led e o carro de no máximo 7 metros com uma ótima margem. Por possuírem os
requisitos necessários, os módulos de transmissão e recepção de 433MHZ foram adquiridos
para implantação.
O módulo de transmissão RT4 trabalha com tensões entre 2 e 14 V, com um
fornecimento de corrente típica de 7 mA, taxa de dados máxima de 9,6 Kbit/s, largura de
23
TELECONTROLLI é uma empresa Italiana consolidada no desenvolvimento de circuitos híbridos
personalizados para várias áreas da eletrônica, mas produz também transmissores, receptores , módulos e outros.

83
banda máxima de 4kHz, potência em torno de 13 mW para uma tensão de fonte de 12Vdc. A
figura 4.34 ilustra o transmissor.
Figura 4.36 – Transmissor RT4 pinagem.
Fonte: Datasheet, TeleControlli, 2007.
Na Figura 4.36, o pino 1 representa a tensão de alimentação, o pino 2 GND, o pino 3
entrada de modulação e o pino 4 a antena externa. Antena externa é uma antena simples de
¼ de onda. Um circuito típico de utilização deste equipamento é apresentado na Figura 4.37.
Este circuito é muito utilizado em sistemas de controle remoto.
Figura 4.37 – Modelo de aplicação RT4.
Fonte: Datasheet, TELECONTROLLI, 2007.

84
O modelo de aplicação sugerido pelo fabricante é composto pelo Encoder
MC145026, RT4 e outros componentes que completam o circuito. A lógica de funcionamento
do Encoder foi citada em capítulos anteriores, logo não será dado muito esclarecimento sobre
este componente. Resumidamente, os bits entrantes nos pinos 1 a 7 estarão saindo serialmente
pelo pino 15, e entrando no pino 3 de modulação para o seu devido tratamento e envio.
O módulo de recepção RR3 trabalha com tensões entre 4,5 a 5,5 V, com um
fornecimento de corrente típica de 2,5 mA, taxa de dados máxima de 4,8 Kbit/s, largura de
banda máxima de 2kHz. Na figura 4.38, tem-se a ilustração do receptor e a sua pinagem
devidamente numerada.
Figura 4.38 – Receptor RR3 pinagem.
Fonte: Datasheet, TELECONTROLLI, 2007.
Abaixo, segue a pinagem do receptor conforme indicado na Figura 4.39.

85
1 +Vcc 8 NC 15 +Vcc
2 GND 9 NC
3 ANTENA 10 +Vcc
4 NC 11 GND
5 NC 12 +Vcc
6 NC 13 Ponto Teste
7 GND 14 OUT
Figura 4.39 – Pinagem RR3.
Fonte: Datasheet, TELECONTROLLI, 2007.
Figura 4.40.
Uma aplicação típica para os receptores, semelhante ao transmissor é apresentada na
Figura 4.40 – Modelo de aplicação RR3.
Fonte: Datasheet, TELECONTROLLI, 2007.
Na Figura 4.40, as informações saem do receptor serialmente e são decodificadas
apresentando os valores, na saída, em paralelo.
Após o estudo do sistema sem fio, optou-se por um sistema similar aos circuitos das
Figuras 4.37 e 4.40. Para a montagem do transmissor e receptor, necessitou-se, inicialmente,
projetar o Encoder e Decoder para uma frequência compatível com os dispositivos sem fio.
Sabe-se que a largura de banda (para a transferência dos dados) do módulo RT4 é de 4kHZ, a
do módulo RR3 é de 2kHZ. Portanto, para que o módulo receptor RR3 consiga receber os
dados corretamente, o transmissor RT4 deverá se limitar a transmitir os dados numa taxa
inferior ou igual a 2kHZ.

86
Conforme a Tabela 10 tem-se as frequências de trabalho e os devidos valores de
componentes calculados para a comunicação entre o Encoder e o Decoder. Analisando a
Tabela 10, verificou-se que a frequência apropriada para o sistema é a de 1,71 KHZ, pois esta
é inferior à largura de banda do receptor RR3. Com a escolha da frequência, têm-se os valores
dos componentes para o MC145026, MC145027 e o circuito
utilizado para testar o
sincronismo do Encoder e Decoder. Não será mencionado o funcionamento deste circuito,
visto que a sua teoria foi relatada em capítulos anteriores. Abaixo, na Figura 4.41, tem-se os
valores e o circuito ilustrado.
Figura 4.41 – Circuito de teste e sincronismo.
Fonte: Datasheet do MC140526 e MC140527, 2005.
Com o sincronismo funcionando corretamente na Figura 4.41, busca-se conectar o
sistema sem fio para a criação do circuito de comunicação entre o transmissor e o receptor. A
Figura 4.42 ilustra o processo de ligação do transmissor e receptor.

87
Figura 4.42 – Circuito de transmissão e recepção.
Fonte: Autor, 2011.
Na Figura 4.42, verifica-se o processo de comunicação sem fio acoplado com um
Encoder e Decoder. A idéia consiste de que todos os ônibus tenham um transmissor com uma
configuração binária na entrada de dados do MC145026. Logo, cada veículo possuirá um
número de 9 bits indicando qual o carro está se aproximando do terminal de ônibus. Cinco
destes bits representaram o endereço e são iguais em todos os carros, os outros 4 bits restantes
mudaram de carro para carro conforme a configuração gravada na memória do
Microcontrolador.
Quando o veículo estiver próximo ao terminal e for selecionado pelo usuário, o
ônibus transmitirá a sequência dos nove bits que serão comparadas pelo MC145027. O
decodificador verifica se os endereços enviados pela transmissão são idênticos aos seus
endereços, caso a informação seja verdadeira, os bits de dados enviados pela transmissão
serão decodificados e aparecerão na saída de dados do decodificador MC145027. A partir
destes dados, o PIC analisa a sequência dos quatro bits e compara com as informações
armazenadas, na sua memória, acionando o sistema de áudio com a mensagem indicativa da
presença do veículo no terminal de ônibus.

88
O comprimento da antena é muito importante para que se possa obter um bom
alcance, entre o módulo transmissor e o receptor. Para um módulo que trabalha na frequência
de 433 MHz. Pode-se usar um fio rígido de cobre (26AWG) como antena, de comprimento
igual a 17,3 cm. Comprimento da antena em centímetros, considerando uma antena de ¼ de
onda:
Comprimento = 7500 / Freqüência em MHz.
Comprimento = 7500 / 433
Comprimento = 17,3 cm.
O SISTEMA DE FREIO indicado, na Figura 4.42, é um recurso para diminuir o
consumo de potência do transmissor, embora ele seja ativado quando selecionado pelo usuário
no terminal de ônibus, ocorreria que depois de selecionado o veículo enviaria a informação
mesmo estando afastado do terminal, visto que o alcance da comunicação do sistema pode
chegar a 30 metros de distância. O usuário não teria noção se o ônibus está parado ou muito
próximo do ponto de embarque. O SISTEMA DE FREIO acionará a transmissão toda vez que
o motorista frear e parar em definitivo o veículo para embarque. O sistema estará conectado
ao pino de habilitação de transmissão (TE) do Encoder, e só será acionada a transmissão
quando tem um nível lógico baixo em TE. No projeto, não foi realizado este SISTEMA DE
FREIO, apenas está sendo citado como mais um recurso de acessibilidade para o usuário com
deficiência visual.
4.7 Circuito de Fonte
No projeto, o bloco fonte utilizado fornece alimentação para todo o sistema, exceto
para o bloco de transmissão, pois este utiliza uma fonte externa que ficará acoplada junto ao
ônibus. Na Figura 4.43, tem-se a ilustração da fonte.

89
Figura 4.43 – Circuito de Fonte.
Fonte: Autor, 2011.
A figura 4.43, apresenta um conector DC o qual será conectado uma alimentação
externa de 12VDC / 1.5A. A tensão Vcc será utilizada apenas no circuito do amplificador.
A tensão Vcc passa pelo D1, tendo uma pequena queda de tensão causada pelo
diodo, e entra no pino 1 do regulador LM7805, onde através do pino 3 tem-se uma tensão fixa
em 5V para ser utilizada pelo restante do circuito. Os capacitores C1 e C2 têm a função de
filtros caso ainda haja algum ruído. O resistor R1 tem o papel principal de limitar à corrente
que circulará pelo led LD1 indicando circulação de corrente pelo circuito.
Não será necessário demonstrar o circuito de fonte externa, visto que o mesmo
possui a configuração idêntica ao utilizado na Figura 4.43.
4.8 Protótipo concluído e resumo do funcionamento
Após as devidas pesquisas e análises, chega-se a um modelo final do protótipo
conforme indicado pela Figura 4.44.

90
Figura 4.44 – Sistema final protoboard.
Fonte: Autor, 2011.
Na Figura 4.44 e 4.45, têm-se as placas finais do sistema sem fio.
Figura 4.45 – Circuito de Transmissão.
Fonte: Autor, 2011.

91
Figura 4.46 – Circuito de Recepção.
Fonte: Autor, 2011.
Figura 4.47 – Painel de LED.
Fonte: Autor, 2011.

92
Para finalizar a ideia de utilização do projeto, tem-se uma explicação resumida do
processo de funcionamento do trabalho. Através da Figura 4.48, tem-se a ilustração do
posicionamento dos dispositivos.
Figura 4.48– Layout projeto.
Fonte: Autor, 2011.
O boneco acima representa uma pessoa com deficiência visual passando sobre um
piso amarelo que segundo a norma NBR9050 da ABNT, denomina-se Piso Tátil (ABNT,
2004). Este é caracterizado pela diferenciação de textura em relação ao piso adjacente,
destinado a constituir alerta ou linha guia perceptível por pessoas com deficiência visual.
Supomos que a pessoa acima gostaria de embarcar no veículo indicado na imagem,
tendo em vista que o mesmo se encontra uma distância relativamente grande do painel de
LED. Ela se aproxima seguindo o piso Tátil, estando em sua frente um mural com as linhas de
ônibus em Braille, um teclado com indicação em Braille, padrão telefone e um sistema de
voz.

93
Ao chegar ao teclado, ela digita o número correspondente ao ônibus e a cada tecla
pressionada será retornado um sistema de voz com o número da tecla que foi pressionada.
Logo, ao digitar os três dígitos são indicados no final, através de um sistema de voz a
confirmação ou cancelamento da solicitação. A confirmação e o cancelamento serão feitos por
duas teclas correspondentes: confirma e cancela. Se o usuário confirmar, a mensagem
aparecerá, no painel, com o nome do ônibus selecionado, e ao mesmo tempo o sistema de
recepção aguardará o envio da informação do transmissor com o objetivo de indicar através
de áudio o nome do transporte que estará no terminal de embarque.

94
5 DESENVOLVIMENTO – PROGRAMAÇÃO
A fim de evitar mistura de informações, se apresenta neste capítulo apenas a parte do
software utilizado no Microcontrolador. O software tem o objetivo de direcionar a lógica de
funcionamento do programa, controlando entradas, saídas, decodificadores e outros
dispositivos do hardware. Durante este capítulo, será dada uma breve análise para o
desenvolvimento do trabalho, tendo em vista a implantação e aprimoramento do projeto no
futuro.
5.1 Princípio da Programação desenvolvida
O programa desenvolvido tem a função de controlar o sistema de interface entre o
usuário e o equipamento. O software possui rotinas que proporcionam direcionamentos de
informações entre o PIC e os seus dispositivos. O programa foi desenvolvido em linguagem C
com rotinas em assembly. Para o esclarecimento de algumas rotinas, segue a Figura 5.49
indicando alguns arquivos fontes do programa.

95
Figura 5.49 - Estrutura das funções.
Fonte: Autor, 2011.
Estes arquivos fontes citados na Figura 5.49, são à base de funcionamento do
programa embarcado no PIC. Será dada uma breve citação sobre os arquivos fontes usado no
programa. A tabela 17 esclarece a função das rotinas da Figura 5.49.
Tabela 17 – Arquivos fontes
ARQUIVO
main
Descrição
Rotina principal do programa onde ocorre o remapeamento dos vetores.
595.h Cabeçalho para a utilização do shift register
imagem.c Rotina com a criação de imagens para o painel
imagem.h Cabeçalho para a criação de imagens do painel
cd4514.c Rotina para o controle das colunas do painel
cd4514.h Cabeçalho para o controle das colunas do painel
delay.h
rr3.h
rr3.c
Rotina para gerar atraso de tempo no sistema
Cabeçalho utilizado para o rr3.h
Rotina de controle dos dados recebidos pelo receptor
Fonte: Autor, 2011.

96
5.2 Fluxograma do Sistema de áudio, Teclado e Painel de LEDs
Para entendimento da lógica de estabelecida para a programação, separa-se o
fluxograma em duas partes: áudio e teclado de forma a proporcionar melhor objetividade ao
entendimento do sistema.
Análise dos
Dígitos do
teclado
Sistema de áudio
ISD2590
Amplificador
LM386
Teclado
PIC16F877A
Painel de LEDs
Varredura do
Teclado
Figura 5.50 – Fluxograma Teclado, Áudio e Painel.
Fonte: Autor, 2011.
Analisando a lógica do programa para a Figura 5.50, verifica-se que o PIC faz uma
varredura, no teclado, habilitando e desabilitando cada linha e controlando através da Análise
dos Dígitos do Teclado, se alguma tecla foi pressionada pelo usuário, pois caso ocorra da tecla
ser pressionada o Microcontrolador aciona o Sistema de áudio do ISD2590. Quando
confirmado a linha de ônibus escolhida, o PIC libera o sistema de controle e configurações do
Painel de LEDs para apresentar a mensagem no painel. Em paralelo, após o acionamento do
áudio, a saída SP+ e SP- do ISD2590 libera o áudio para o alto falante para o mesmo ser
injetado no amplificador.

97
5.3 Fluxograma do Sistema sem fio e Áudio
Para o sistema sem fio e de áudio, cria-se um fluxograma para esclarecer o processo
lógico da programação criada para o Microcontrolador.
Encoder
Transmissor
Sistema de áudio
ISD2590
Receptor
Amplificador
LM386
Ônibus
Decoder
PIC16F877A
Figura 5.51 – Fluxograma Sistema sem fio e Áudio.
Fonte: Autor, 2011.
O transmissor envia os bits configurados no Encoder, chegando ao receptor onde
serão decodificados e analisados pelo PIC, pois este possui em sua memória uma tabela com
vetores identificando cada veículo com uma combinação de quatro bits.
5.4 Função Main – Rotina Principal
Existe uma função que é executada inicialmente ao se ligar o PIC, e seu nome é
definido pela Linguagem C como Main(). Esta função executa algumas funções de
inicialização, e depois entra em uma função constante de espera, que possui condição de

98
trabalho sempre verdadeira, ou seja, o PIC permanece executando esta função continuamente,
esta condição é definida por um comando while.
Para execução de qualquer outra atividade, se faz uso de interrupções. Quando uma
interrupção é chamada, o processador atende a interrupção e volta ao comando while, na
função principal, até outra interrupção requisitar atendimento. No trecho de código que segue
pode-se observar a função Main().
void main()
{
while(true)
{
Stop();
if(teste==0)
array[0]=tabela_caracteres1[aux][cont];
else
array[0]=tabela_caracteres2[aux][cont];
}
}
cont++;
if(cont>4)
cont=0;
Observa-se a função Stop responsável por gerar um delay no sistema, e as estruturas
if e else para gerar condições. Inicialmente, é dado um atraso pela função Stop( ), e após isso
é analisado a condição da variável teste, se a condição for verdadeira, ou seja, teste ser igual a
é chamado o vetor denominado array, para selecionar os elementos de uma matriz nomeada
de tabela_caracteres1. Enquanto a condição teste for verdadeira, a estrutura if vai sendo
executada, porém se a variável teste for diferente de zero a estrutura else é acionada e executa
a mesma função mencionada no if, porém em uma matriz diferente.
Após as condições anteriores, o sistema vai incrementando uma variável cont, até a
mesma respeitar a condição exigida pela estrutura if, pois se a variável tiver o seu valor maior

99
que 4, a mesma passará a condição de cont=0 continuando sempre o laço while. Abaixo, temse
o fluxograma indicando o funcionamento do laço While.
While
Stop ( )
if (teste == 0)

100
6 VALIDAÇÃO
Este projeto desenvolveu-se em várias partes e a cada circuito adquirem-se novos
conhecimentos para a resolução dos problemas e ideais vão surgindo no desenvolver do
trabalho. Foram realizados testes de validações nos sistema para verificar o funcionamento
dos principais circuitos de comunicação com o usuário.
6.1 Verificação do tempo de varredura da coluna
Sendo um dos blocos de maior importância, pois sem o funcionamento da varredura
do teclado todo o sistema não será completado, pois esta é a etapa inicial do processo.

101
Figura 6.52 – Sistema de Varredura.
Fonte: Autor, 2011.
A Figura 6.52 representa a varredura de linha realizada pelo PIC, a fim de verificar
quando uma tecla é pressionada pelo usuário. Todos os canais são varridos na mesma
frequência de 77.1Hz com um período de 12,98 ms. O tempo de varredura está correto e
funcional com a prática, pois proporcionou um tempo de reconhecimento da tecla em uma boa
condição. Até com um tempo de 20ms, o PIC reconhece corretamente os dígitos selecionados
pelos usuários, pois a partir disso ocorrem erros de reconhecimentos do dígito selecionado.
6.2 Verificação do áudio ISD2590 e LM386
A Figura 6.53 representa o sistema de áudio do projeto, pois ele indicará as teclas
digitadas no painel e as mensagens de auxílio ao usuário. O canal1 representa o sinal de áudio
de saída do ISD2590 com uma frequência de 571HZ, tendo em vista a digitação de vários
números no teclado, a fim de verificar a qualidade da saída do sistema de voz antes de ser
injetado o sinal no amplificador.

102
Figura 6.53 – Sinais de Áudio.
Fonte: Autor, 2011.
Embora o sinal, na saída, do ISD apresente boa qualidade em relação a ruído e
distorções, visto que o sistema é gravado com um microfone de eletreto, e, deste modo o
efeito local interfere na gravação. O sinal, na saída, do amplificador manteve qualidade com
uma frequência de 581Hz. Na figura 6.53 e 6.54, têm-se as amplitudes dos sinais do ISD2590
e LM386.
Figura 6.54 - Sinal de Áudio ISD 2590.
Fonte: Autor, 2011.

103
Figura 6.55 - Sinal de Áudio LM386.
Fonte: Autor, 2011.
Analisando as Figuras 6.54 e 6.55, têm-se o estudo das amplitudes dos sinais de
entrada e saída do amplificador, com o objetivo de verificar se o sinal de saída obteve um
ganho satisfatório. O sinal de saída do ISD2590 possui uma amplitude máxima de 210mV e o
amplificador uma amplitude máxima de 5,7v. Logo, tem-se um ganho de aproximadamente
28 db, estando correto com as informações do Datasheet.
6.3 Verificação do endereçamento de dados entre o ISD2590 e o PIC
Para a realização do endereçamento de dados entre o ISD2590 e o PIC, foi utilizado
o sistema de voz com a mensagem de ônibus teste e verificado o tempo da mensagem e o
endereçamento. O endereçamento utilizado foi o 0x08, no ISD290, e a Figura 6.56 ilustra o
teste referido.

104
Figura 6.56 – Endereçamento do ISD.
Fonte: Autor, 2011.
A Figura 6.56, ilustra o endereçamento feito pelo PIC, onde o bit mais significativo é
onde está indicado o sinal (D3). O tempo em que a mensagem ficou ativada está 2,675s com
uma frequência de 378mHz. Este valor comparado com a prática está bem próximo, pois o
tempo cronometrado estava em torno de 2,3 s, indicando uma margem considerável de
medição.

105
CONSIDERAÇÕES FINAIS
O presente trabalho objetiva desenvolver um sistema protótipo para auxiliar as
pessoas com deficiência visual, utilizando diversos dispositivos para complementar o projeto.
O projeto possui uma visão futura de implementação e aprimoramento, visto que o mesmo é
um estudo e ainda depende de complementos para um modelo final.
O trabalho busca sempre uma metodologia de inclusão social e acessibilidade, pois
todo o projeto, no meu ponto de vista, deve ter um pensamento de auxílio ao próximo, sendo
com um sistema simples ou complexo. Pois, desta forma abrirá uma visão de crescimento e
aprendizado dentro da gama de possibilidades que a Engenharia oferece. O trabalho mostra
um estudo de um painel de LEDs, sistema sem fio, teclado, shift register e outros dispositivos
agregados no projeto.
Como todo o projeto que visa à inclusão social, dependerá da consciência de todos
para o uso correto do equipamento, pois o principal motivo de não haver mais projetos sociais
é o descaso, descuido e ações de vândalos.

106
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Press, p. 189. 1990.
Painéis. Disponível < www.telegra-inc.com> Acesso em: 8 mar.2010
JUNIOR, Antônio Pertence. Amplificadores Operacionais e Filtros Ativos, São Paulo,
1996. p.359
LEÃO, Leandro, Disciplina de Antenas - antenas: Novo Hamburgo – RS: FEEVALE, 2009.
p.52.

107
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FEEVALE, 2009. p.10.
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MARQUES, Ângelo Eduardo Dispositivos Semicondutores-Diodos E Transistores São
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GRANDI, Leonardo Silveira. DESENVOLVIMENTO DE PROTÓTIPO DE
ALTÍMETRO UTILIZANDO O SISTEMA GPS DE NAVEGAÇÃO. Brasil: 2009. 264p.
Graduação em Engenharia Elétrica - Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Feevale,
2009.
TeleControlli, MC145026 e MC145027. Datasheet, Itália, 2011.

108
Sedra, Adel S., Microeletrônica, São Paulo, 2000, p.1270.
PRODANOV, Cleber Cristiano. Manual de Metodologia Científica. 1.ed. Novo Hamburgo:
FEEVALE, 1997. 66p.

ANEXO A
109

ANEXO B
110