Sistema de Telemetria para Robôs Móveis Manoel - Univasf

UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO
Manoel Alexandre Vieira
SISTEMA DE TELEMETRIA PARA ROBÔS MÓVEIS
Juazeiro - BA
2011

UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO
Manoel Alexandre Vieira
SISTEMA DE TELEMETRIA PARA ROBÔS MÓVEIS
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado
à Universidade Federal do Vale do São
Francisco – UNIVASF, campus de Juazeiro,
como requisito parcial para obtenção do título
de Engenheiro da Computação.
Orientador: Jadsonlee da Silva Sá.
Co-orientador: Eduard Montgomery Meira
Costa.
Juazeiro - BA
2011
ii

Vieira, Manoel Alexandre.
V658s Sistema de telemetria para robôs móveis / Manoel Alexandre
Vieira. – – Juazeiro 2011.
xv, 91 f. : il. ; 30 cm.
Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em
Engenharia da Computação) – Universidade Federal do Vale do
São Francisco, Campus Juazeiro-BA.
Orientador: Prof. Msc. Jadsonlee da Silva Sá.
1. Microcontroladores. 2. Controle automático. 3. Robôs. 4.
Telemetria. 5. ZigBee. II.Título. III. Sá, Jadsonlee da Silva.
CDD 621.381
Ficha catalográfica elaborada pelo Sistema Integrado de Biblioteca SIBI/UNIVASF
Bibliotecário: Renato Marques Alves – CRB: 5/1458.
iii

DEDICATÓRIA
À minha família...
v

A Deus.
AGRADECIMENTOS
Aos meus pais, Zezinho e Helena, por terem acreditado e me apoiado em
todos os momentos difíceis que passei nessa longa caminhada.
Aos meus irmãos, Katyene e Kleiton, que sempre me incentivaram e
demonstraram orgulho pelos meus atos.
Aos meus tios, João Manoel e Auxiliadora, que foram como pais para mim e
que com seu apoio e confiança me proporcionaram o melhor ambiente possível para
o desenvolvimentos dos meus estudos. E meus priminhos, João Victor e Jordana,
por me fazerem rir nas horas que mais precisei.
À Kécia e Fábio...
Aos meus amigos, Jéssyka, Ivan, Milla, Tiago Fernandes, Patrícia, Henrique,
Thiago Gerson, Igo, Sérgio, Tiago de Castro, Jorge, Diego, Deleisson, Carol, Ilmara,
Bárbara, Hortência Coelho, Hortência Rodrigues, Michelle e a tantos outros mais
que me apoiaram e não me deixaram desanimar.
Ao professor Anderson Luiz Fernandes Perez por ajudar a me encontrar no
curso, ter foco no meu trabalho, confiar e acreditar na minha capacidade.
projeto.
Ao meu orientador Jadsonlee Sá pelo empenho e dedicação para com o meu
Ao meu co-orientador Eduard Montgomery pelo seu exemplo de profissional.
A todos os professores e ex-professores do colegiado de Engenharia da
Computação.
vi

vii
Muitas das grandes realizações do mundo
foram feitas por homens cansados e desanimados
que continuaram trabalhando...
Desconhecido

RESUMO
Neste trabalho apresenta-se o desenvolvimento de um sistema de telemetria
que utiliza um carro de controle remoto como um robô móvel, o qual teve sua placa
eletrônica e controle descartados. O sistema é capaz de enviar, via rádio-frequência,
comandos para o carro (ir para frente, para trás, para a direita, para a esquerda,
acender faróis, buzinar e mudar velocidade) e receber informações sobre o ambiente
no qual o carro está inserido (distância de obstáculos) e sobre o gerenciamento do
sistema (como nível de bateria e velocidade instantânea).
O sistema é composto por: um software de controle, que fica situado no
computador e é responsável por mostrar ao usuário os comandos que podem ser
enviados e as informações recebidas do carro; e um hardware que é composto por
duas placas eletrônicas, sendo uma afixada ao computador e outra ao carro.
O software foi implementado utilizando a ferramenta C++ Builder e a API
(Application Programming Interface) DCB (Data Control Block) do Windows, que
acessa a porta serial para interfacear às interações do sistema com o usuário.
O projeto de hardware é composto por duas placas de controle, que utilizam a
tecnologia ZigBee para comunicação sem fio. A placa afixada ao carro possui um
microcontrolador PIC16F877A responsável por receber/enviar
comandos/informações. Um programa embarcado é responsável por gerenciar e
controlar a execução de ações predeterminadas. A placa afixada ao computador
envia/recebe os comandos/informações, a fim de interfacear a comunicação entre
este e o robô móvel.
Palavras-chave: Telemetria, Robôs Móveis, Microcontroladores, ZigBee.
viii

ABSTRACT
This paper presents the development of a telemetry system that uses a
remote control car as a mobile robot, which had its electronic board and control
discarded. The system is able to send, via software, commands for the car (go
forward, backwards, to the right, to the left, turn on headlights, honk and change the
speed) and receive information on the environment in which the car is inserted
(distance of obstacles) and on the management of the system (as level of battery and
instantaneous speed).
The system is compound by: control software, which is located in the
computer and is responsible for showing the user commands that can be sent and
information received of the car; and hardware that compound by two electronic
boards, one affixed on the computer and the other in the car.
The software was implemented using the tool C++ Builder and the API
(Application Programming Interface) DCB (Date Control Block) of the Windows,
which accesses the serial port, for interfacing with the interactions of the system and
the user
The hardware project is composed of two control boards, which use the
ZigBee technology for wireless communication. The plate affixed to the car has a
microcontroller PIC16F877A responsible for receiving/sending
commands/information. An embedded program is responsible for managing and
monitoring implementation of predetermined actions. The plate affixed to the
computer sends/receives commands/information in order to interface the
communication between this and the mobile robot.
Keywords: Telemetry, Mobile Robots, Microcontrollers, ZigBee.
ix

LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Diagrama de blocos do sistema. .............................................................................................................. 4
Figura 2. Interação do sistema com o ambiente. .................................................................................................... 7
Figura 3. Padrão TTL. ............................................................................................................................................. 11
Figura 4. Disposição dos terminais do PIC 16F877A (Microchip). .......................................................................... 13
Figura 5. Circuito Oscilador do PIC16F877A (MIYADAIRA, 2009). ......................................................................... 17
Figura 6. Circuito MCLR (MIYADAIRA, 2009) ......................................................................................................... 19
Figura 7. Saída PWM no módulo CCPx (MIYADAIRA, 2009). ................................................................................. 22
Figura 8. Topologia Estrela (SILVA, 2011). ............................................................................................................. 28
Figura 9. Topologia Malha (SILVA, 2011). ............................................................................................................. 29
Figura 10. Topologia Árvore (SILVA, 2011). ........................................................................................................... 30
Figura 11. Camadas do protocolo ZigBee (SILVA, 2011). ....................................................................................... 31
Figura 12. Modulação BPSK (SANTANA, 2008). ..................................................................................................... 33
Figura 13. Modulação O-QSPK (SANTANA, 2008). ................................................................................................ 33
Figura 14. Estrutura dos comandos AT. ................................................................................................................. 37
Figura 15. Frame de dados no modo API (XBee® ZB ZigBee® RF Modules, 2011) ................................................. 38
Figura 16. Software de controle desligado. ........................................................................................................... 40
Figura 17. Software de Controle ligado e com a opção de enviar comandos pelo teclado, desativada. .............. 41
Figura 18. Botão ON/OFF e botão ativar envio de comandos pelo teclado .......................................................... 41
Figura 19. Botões de direção. ................................................................................................................................ 42
Figura 20. Escolha da velocidade e indicação da velocidade instantânea do carro. ............................................. 42
Figura 21. Ícones de farol e buzina. ....................................................................................................................... 42
Figura 22. . Indicador de nível de bateria. ............................................................................................................. 43
Figura 23. Indicadores de distância. ...................................................................................................................... 43
Figura 24. Rotina de Criação da Porta Serial. ........................................................................................................ 44
Figura 25. Código da configuração da Porta Serial. .............................................................................................. 44
Figura 26. Esquema indicando a composição do conteúdo das mensagens. ........................................................ 45
Figura 27. Código da função da API do Windows que escreve na porta serial. ..................................................... 46
Figura 28. Código da função que interpreta a tecla que foi pressionada. ............................................................. 47
Figura 29. Código da função que interpreta a tecla que foi pressionada. ............................................................. 48
Figura 30. Código da função timer, que atualiza as informações na tela do software de controle. ..................... 49
Figura 31. Janela de ajuda do sistema. ................................................................................................................. 50
Figura 32. Tela com informações sobre o sistema. ............................................................................................... 50
Figura 33. Carro Utilizado. ..................................................................................................................................... 51
Figura 34. Posicionamento dos componentes de hardware no carro. .................................................................. 52
Figura 35. XBee XB24 - ZB. ..................................................................................................................................... 52
Figura 36. Microcontrolador PIC16F877A. ............................................................................................................ 56
Figura 37. Sonar. ................................................................................................................................................... 57
Figura 38. Princípio do eco. ................................................................................................................................... 58
Figura 39. Diagrama do circuito elétrico utilizado para monitorar o sonar. ......................................................... 58
Figura 40. Diagrama elétrico do circuito detector de obstáculos. ......................................................................... 60
Figura 41. Gráfico Tensão x Distância para (a) o sensor um, (b) o sensor dois, (c) o sensor três, (d) o sensor
quatro. ................................................................................................................................................................... 62
Figura 42. (a) Roda do carro. (b) aro da roda do carro tampada com material branco........................................ 63
Figura 43. Gráfico que representa o tempo inicial e de estouro do Timer1. ......................................................... 64
x

Figura 44. Diagrama elétrico do circuito verificador de nível de bateria. ............................................................. 65
Figura 45. Diagrama elétrico do circuito da placa afixada ao PC. ......................................................................... 67
Figura 46. Diagrama elétrico do circuito conversor (Datasheet MAX232, 2010). ................................................. 68
Figura 47. Dados na forma serial. ......................................................................................................................... 69
Figura 48. Diagrama elétrico do circuito da placa afixada ao carro. .................................................................... 70
Figura 49. Ponte H. ................................................................................................................................................ 71
Figura 50. Funcionamento da Ponte H. ................................................................................................................. 72
Figura 51. Rotina que habilita as interrupções. ..................................................................................................... 73
Figura 52. Função para capturar as interrupções provindas da porta serial......................................................... 73
Figura 53. Função validar protocolo. ..................................................................................................................... 74
Figura 54. Definir ação. ......................................................................................................................................... 75
Figura 55. Função do Nível de Bateria. .................................................................................................................. 76
Figura 56. Função do sensor de distância. ............................................................................................................. 76
Figura 57. Função protocolarEnviar(). ................................................................................................................... 77
Figura 58. Placa PAPC. ........................................................................................................................................... 78
Figura 59. Placa PAC. ............................................................................................................................................. 79
Figura 60. Sensores de obstáculo afixados ao chassi do carro. ............................................................................. 80
Figura 61. Sensor de velocidade. ........................................................................................................................... 80
Figura 62. Sensores e Sonar afixados na parte dianteira do chassi do caro. ......................................................... 81
Figura 63. Sensores e Sonar afixados ao chassi do caro. ....................................................................................... 81
Figura 64. (a) Sensor traseiro-esquerdo e sonar traseiro, (b) sensor traseiro direito e sonar traseiro. (c) vista de
frente do carro, (d) vista da PAC dentro do carro e (e) vista lateral do carro. ...................................................... 82
xi

LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Cristal x Capacitor. ................................................................................................................................. 17
Tabela 2. Tipos de dispositivos lógicos. ................................................................................................................. 27
Tabela 3. Descrição dos pinos dos módulos XBee/XBee-Pro (MESSIAS, 2008). .................................................. 35
Tabela 4. Comandos AT para programação do XBee/XBee-ProTM (MESSIAS, 2008). .......................................... 37
Tabela 5. Lista dos valores e as principais combinações de cada tecla. ................................................................ 48
Tabela 6. Valores das tensões emitidas pelos sensores e suas respectivas distâncias. ......................................... 61
Tabela 7. Equações de cálculo da distância para cada sensor. ............................................................................. 62
Tabela 8. Funções de cada pino do PIC16F877A. .................................................................................................. 89
xii

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ADC Analog-to-Digital Converter
AES Advanced Encryption Standard
API Application Programming Interface
BOR Brown-out Reset
BPSK Binary Phase Shift Keying
CCD Charge-Coupled Device
CI Circuito Integrado
CMOS Complementary Metal-Oxide-Semiconductor
CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access – Colision Avoidance
DC Direct Current
DCB Data Control Block
DSSS Direct Sequence Spread Spectrum
EEPROM Eletrically-Erasable Programable Read-Only Memory
FFD Full Function Device
GPIO General Purpose Input/Output
GPR General Purpose Registers
IR Infra Red
ITU International Telecomunications Union
MAC Medium Access Control
MCLR Master Clear Reset
NASA National Aeronautics and Space Administration
OEM Original Equipment Manufacture
O-QSPK Offset Quadrature Phase Shift Keying
xiii

OSI Open System Interconection
PAC Placa Afixada ao Carro
PAPC Placa Afixada ao PC
PC Personal Computer
PHY Physical
POR Power-on Reset
PWM Pulse-Width Modulation
RAM Random Acces Memory
RF Rádio-frequência.
RFD Reduced Function Device
RIA Robot Institute of America
RRB Radio Regulations Board
RTU Remote Terminal Unit
SAPC Software de Aplicação no Computador
SFR Special Function Registers
TTL Transistor-Transistor Logic
UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter
ULA Arithmetic Logic Unit
USART Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter
WARC World Administrative Radio Conference
WDT Watch Dog Timer
xiv

SUMÁRIO
1 CONTEXTUALIZAÇÃO ............................................................................................................................ 1
1.1 OBJETIVOS ............................................................................................................................................ 3
1.1.1 Objetivos Gerais .............................................................................................................. 3
1.1.2 Objetivos Específicos ....................................................................................................... 5
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................................................... 6
2.1 ROBÓTICA MÓVEL ................................................................................................................................ 6
2.2 SISTEMA DE TELEMETRIA..................................................................................................................... 7
2.3 MICROCONTROLADORES ...................................................................................................................... 8
2.3.1 Pinagem ......................................................................................................................... 12
2.3.2 Memória de Dados ........................................................................................................ 14
2.3.3 Memória de Programa .................................................................................................. 14
2.3.4 Oscilador ........................................................................................................................ 15
2.3.5 Sistema de Reset ........................................................................................................... 18
2.3.6 Interrupções .................................................................................................................. 19
2.3.7 USART ............................................................................................................................ 20
2.3.8 Módulo PWM ................................................................................................................ 21
2.4 RÁDIO .................................................................................................................................................. 22
2.5 ZIGBEE ................................................................................................................................................ 25
2.5.1 Introdução ..................................................................................................................... 25
2.5.2 Modos de Operação da Rede ZigBee ............................................................................ 27
2.5.3 Topologias de Rede ....................................................................................................... 28
2.5.4 Arquitetura do Protocolo ZigBee/IEEE 802.15.4 ........................................................... 30
2.5.5 Características Técnicas................................................................................................. 32
2.5.6 Módulos ZigBee ............................................................................................................. 34
2.5.7 Como Configurar e Usar os Módulos XBee/XBee-Pro TM .............................................. 35
3 MATERIAIS E MÉTODOS ...................................................................................................................... 40
3.1 SOFTWARE ............................................................................................................................................ 40
3.1.1 Software de Controle .................................................................................................... 40
3.2 HARDWARE .......................................................................................................................................... 51
3.2.1 Carro de Controle .......................................................................................................... 51
3.2.2 XBee XB24-ZB TM ............................................................................................................. 52
3.2.3 Microcontrolador PIC16F877A ...................................................................................... 55
3.2.4 Sonar ............................................................................................................................. 56
3.2.5 Sensor de Obstáculos .................................................................................................... 60
3.2.6 Sensor de Velocidade .................................................................................................... 63
3.2.7 Circuito de Nível de Bateria ........................................................................................... 65
3.2.8 Circuito da Placa Afixada ao PC (PAPC) ......................................................................... 67
3.2.9 Circuito da Placa Afixada ao Carro (PAC) ...................................................................... 69
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................................................................ 78
5 CONCLUSÃO ............................................................................................................................................. 83
5.1 TRABALHOS FUTUROS ........................................................................................................................ 83
6 REFERÊNCIAS .......................................................................................................................................... 85
7 ANEXOS ..................................................................................................................................................... 89
xv

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 1
1 Contextualização
A necessidade de monitorar e controlar processos a distância (p. ex.
ambientes, máquinas entre outros) se aplica quando os processos são perigosos,
insalubres ou não favorecem a existência da vida humana, e quando existe a
necessidade de realizar um controle mais complexo. Sistemas capazes de
realizarem tais atividades são chamados de sistemas de telemetria.
A palavra telemetria é de origem grega, sendo que tele significa longe,
remoto, e metron, significa medida (DIAS, 1992). Telemetria é uma tecnologia que
permite a medição e comunicação de informações de interesse do operador ou
desenvolvedor de sistemas, ou seja, é a transferência (via rede com fio ou sem fio) e
utilização de dados provindos de uma ou várias máquinas remotas, distribuídas em
uma área geográfica de forma pré-determinada para o seu monitoramento, medição
e controle (BRANCO, 2006).
Nas últimas décadas, a utilização de sistemas de telemetria baseados em
robôs móveis tem sido objeto de muitas pesquisas devido à sua utilidade em
diversas aplicações (KIM, 2000). O campo de utilização de robôs móveis é vasto e
vem ganhando espaço em grandes proporções, principalmente pela capacidade de
responder a sinais e sensores em locais remotos (GUERRA, 2009). Exemplos de
sistemas de telemetria podem ser encontrados em diversas áreas, tais como:
� Monitoramento de carros da Fórmula 1 – A aquisição de diversas
grandezas (tais como, velocidade, nível de gasolina, temperatura entre
outros) é importante para que a equipe de engenheiros possa estudar os
dados e escolher uma melhor estratégia na corrida (MARIANO, 2010).
� Erupções vulcânicas - Podem ser previstas utilizando alguns meios de
estudo e observações dentro de suas crateras e nos seus arredores. Com
estas informações pode-se prever quando uma erupção ocorrerá e assim
tomar medidas para a proteção dos seres que por ventura habitam as
proximidades onde será atingido pela lava. Um exemplo de robô móvel

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 2
com sistema de telemetria para tal aplicação é o hexápode Dante, o qual
foi construído pela NASA em 1994 em uma parceria entre a Carnegie
Mellon University e o observatório de vulcões do Alaska (LEMONICK,
1994).
� A exploração de planetas – A utilização de robôs móveis para busca de
vestígios que comprovem a existência de vida em outros planetas. Por
exemplo, o robô móvel Rover Soujorner, criado pela NASA (National
Aeronautics and Space Administration), explorou o planeta Marte em
1997. Este robô possuía autonomia limitada e por isso necessitava que
comandos fossem enviados pelos controladores da missão. Outro
exemplo de robô explorador é o Rover Spirit, que é um jipe-robô com
função de explorar o solo marciano seguindo ordens enviadas da Terra.
Esse robô recebe todas as manhãs uma lista de tarefas que devem ser
efetuadas naquele dia. Entre as funcionalidades deste robô estão a
inspeção química do solo e rochas e uma furadeira para a obtenção de
material para análise. O sistema embarcado desse robô também toma
decisões que não podem esperar um telecomando, como por exemplo,
parar ao detectar um buraco na sua frente, pois enviar um sinal à central
na Terra demandaria muito tempo o que poderia ocasionar a queda do
robô. Por outro lado, outras atitudes devem esperar pelo telecomando,
como por exemplo, a hora certa de perfurar uma determinada rocha
(STONE, 1996).
A telemetria também é utilizada na área biológica permitindo, por exemplo a
coleta de dados biológicos de animais aquáticos (ABECASSIS, 2010), o
monitoramento de máquinas agrícolas usadas no plantio, cultivo e colheita de
produtos (PIOVESAN, 2008), entre outras.
Dentro deste contexto, focaremos no desenvolvimento de um sistema básico
de telemetria utilizando um robô móvel, o qual poderá ser utilizado como base nas
atividades de ensino (consolidar os conceitos envolvendo robótica móvel,
instrumentação eletrônica, sistemas embarcados e microcontrolados em disciplinas

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 3
dos cursos de Engenharia da Computação e Elétrica) e pesquisa (p. ex,
desenvolvimento de carros guiados remotamente para realizar tarefas de vigilância).
1.1 Objetivos
Nesta seção são descritos os objetivos gerais e específicos para o
desenvolvimento do projeto do sistema de telemetria para robôs móveis.
1.1.1 Objetivos Gerais
Neste projeto foi desenvolvido um sistema de telemetria utilizando um robô
móvel capaz de processar comandos e enviar informações provenientes de
sensores para um computador utilizando o protocolo de comunicação sem fio
ZigBee. A base de desenvolvimento foi um carro de brinquedo de controle remoto. A
escolha foi motivada pelo fato de a parte mecânica do carro (motores, rodas e o
chassi), necessária para a locomoção estar parcialmente pronta. A placa eletrônica e
o controle remoto que vieram no carro foram descartados para darem espaço à
placa e ao controle desenvolvido no projeto.
O sistema desenvolvido, conforme representado na Figura 1, é constituído por
três subsistemas: Software de Aplicação no Computador (SAPC); Placa de
Envio/Recepção Afixada ao Computador (PAPC) e Placa de Envio/Recepção
Afixada ao Carro (PAC).

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 4
Figura 1. Diagrama de blocos do sistema.
O Software de Aplicação (SAPC) foi desenvolvido na linguagem C++
utilizando a ferramenta C++ Builder. O programa tem como funcionalidade
apresentar ao usuário as ações implementadas que poderão ser enviadas ao carro,
tais como: andar para frente, para trás, para a direita, para a esquerda, alterar a
velocidade do carro, buzinar e acender os faróis. É capaz de apresentar na interface
de aplicação, informações de detecção de obstáculos, monitoramento do nível de
bateria e velocidade do carro. Os comandos poderão ser enviados ao clicar o cursor
do mouse sobre os botões que aparecem na aplicação. Além disso, existe a
funcionalidade de enviar comandos a partir do teclado do computador. Dicas de
ajuda poderão ser encontradas ao clicar no ícone “Ajuda” no menu do programa.
A Placa Afixada ao Computador (PAPC) é constituída pelo XBee XB24-ZB
(XBee® ZB ZigBee® RF Modules, 2011) e o CI MAX232. Esta placa é responsável
pela comunicação via RF com a placa afixada ao carro e pela comunicação serial
com o software de aplicação do PC. A escolha pelo módulo ZigBee deu-se pelo fato
de ser um dispositivo de baixo custo, que consome pouca energia, não há perda de

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 5
sinal (dentro da área máxima de atuação, de 120 m, do dispositivo especificada pelo
fabricante) e pode ser feita encriptação dos dados.
A Placa Afixada ao Carro (PAC) é constituída pelo XBee XB24-ZB, pelo
microcontrolador PIC16F877A, sensores (sonar, sensor infravermelho e sensor de
velocidade), motores, faróis, buzina e o firmware embarcado no PIC16F877A. Esta
placa recebe os comandos enviados pela PAPC e, após interpretar as informações,
executa ações pré-determinadas. Além disto, esta placa transmite periodicamente
para a SAPC informações das grandezas adquiridas pelos sensores.
Escolhemos o microcontrolador PIC16F877A, pois este dispositivo já possui
em sua arquitetura interna blocos específicos para a recepção e envio de dados
seriais. Outro fator decisivo para o uso foi a disponibilidade de uso, por haver um
número significativo destes componentes nos laboratórios da universidade.
1.1.2 Objetivos Específicos
Partindo do objetivo geral, os seguintes objetivos específicos foram
estabelecidos:
� Implementação do software de aplicação, com interface amigável, para
manipular a porta serial do computador, enviar os comandos para o robô
móvel e receber informações do mesmo;
� Análise e ajuste da arquitetura do carro utilizado, para afixar a placa de
controle;
� Construção das placas de controle (PAPC e PAC);
� Implementação do programa embarcado no microcontrolador.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 6
2 Revisão Bibliográfica
2.1 Robótica Móvel
Pode-se definir um sistema robótico de acordo com a sua aplicação. A RIA
(Robot Institute of America) define robô como sendo um manipulador re-
programável, multifuncional, projetado para mover materiais, peças, ferramentas ou
dispositivos especiais, em movimentos variáveis, programados para a realização de
uma variedade de tarefas. Eles podem ser divididos em (GUERRA, 2009):
� Robôs Manipulados: são dispositivos com vários graus de liberdade e
operados manualmente;
� Robôs de Sequência Fixa: são dispositivos manipuladores que
desempenham tarefas sucessivas de acordo com um método
predeterminado e imutável, muito difícil de ser modificado;
� Robôs de Sequência Variável: dispositivos que desempenham tarefas
sucessivas que podem ser facilmente modificadas;
� Robôs Repetitivos: são dispositivos que repetem uma sequência de
tarefas gravadas, e são conduzidos ou controlados por um operador
humano;
� Robôs de Controle Numérico: o operador alimenta o robô com um
programa de movimentação ao invés de treiná-lo manualmente;
� Robôs Inteligentes: apresentam capacidade de compreender seu
ambiente e a habilidade de executar tarefas apesar das mudanças que se
apresentam no seu meio.
O robô interage com o ambiente em que esta inserido, como ilustrado na
Figura 2, através de ciclos denominados de percepção-ação. Através dos sensores

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 7
ele obtém informações sobre o ambiente as quais são processadas a fim de se
determinar a ação a ser executada através dos atuadores.
Figura 2. Interação do sistema com o ambiente.
Pieri (2002) classifica os robôs móveis segundo sua anatomia, tipo de
controle e funcionalidade. Segundo a anatomia podem ser aéreos, aquáticos ou
terrestres, e ainda nessa última classificação podem ser subdivididos em robôs com
rodas, esteiras ou pernas. Quanto ao tipo de controle podem estar em uma das três
categorias: teleoperados (o operador controla os movimentos do robô); semi-
autônomos (o operador indica o comando e o robô o faz sozinho); ou autônomos
(realiza as tarefas tomando decisões pré-programadas). Segundo a funcionalidade
podem ser industriais, de serviço, de campo ou pessoais.
A construção de um robô móvel envolve diversos problemas, dentre os quais
podemos destacar os erros de orientação, erros nas leituras dos sensores, erros no
próprio programa embarcado, entre outros, que podem ser amenizados tendo um
bom projeto de implementação robótica.
2.2 Sistema de Telemetria
Entre os motivos para a utilização de sistemas de telemetria destaca-se o fato
de grande parte dos equipamentos produzidos possuírem um microcontrolador que
executa tarefas de controle e monitoramento (VISSOTO, 2004).

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 8
Muitas empresas dispendem uma enorme quantidade de dinheiro
monitorando equipamentos manualmente. Com o uso da telemetria, além de reduzir
custos e aumentar a eficiência dos seus sistemas, elas inserem a empresa no
mercado ajudando-as a entender as necessidades dos seus clientes para assim
ofertarem novos produtos.
Segundo Vissotto (2004) os sistemas de telemetria podem ser compostos por
quatro elementos básicos:
� Máquinas Inteligentes e Sensores: aparelhos que monitoram, controlam e
medem algum tipo de atividade localmente. Podem existir vários sensores
em um determinado local;
� Interface da Aplicação: interface entre os sensores e a rede de
comunicação. Para aplicações remotas, refere-se à Unidade de Terminal
Remota (RTU - Remote Terminal Unit);
� Base de Comunicação (Backbone): o sistema pode ser por linhas fixas
(landline) ou rádio, e transmitir informações dos sensores através da
interface da aplicação para um computador central de comando e um
centro de controle;
� Centro de Controle e Comando: este é o ponto central que recebe os
dados transmitidos pelos sensores. A informação é processada, podendo
ser disseminada para diferentes locações através da internet.
2.3 Microcontroladores
Um microcontrolador é um dispositivo que tem o objetivo de controlar algum
processo ou aspecto do ambiente. Pode-se ver isso em vários produtos
eletroeletrônicos no dia-a-dia. Um exemplo bem conhecido é o forno microondas, no
qual se pode programar a potência, o tempo de cozimento, a velocidade de giro do
prato, entre várias outras funções. Mas, o controle vai muito além, o controlador
“toma conta” para o usuário de outros itens igualmente importantes (SOLBET, 2011).

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 9
Segundo Rosário (2002), um microcontrolador pode ser definido como um
sistema computacional integrado, pelo fato de possuir uma unidade de
processamento, memória e portas de entradas e saídas em um único
encapsulamento.
Antigamente, os sistemas de controle eram construídos utilizando-se relês e
válvulas e o programa era implementado no próprio hardware do circuito. Os custos
eram elevados e por isso os controladores eram mais comumente utilizados nas
grandes indústrias. A grande mudança ocorreu em 1970 com os primeiros
microprocessadores. Embora estes dispositivos não fossem adequados para
qualquer projeto, a vantagem em reprogramá-lo sem alterar o hardware foi definitiva
para projetistas de controladores utilizarem intensamente esta nova tecnologia
(SOLBET, 2011).
Em virtude do mercado crescente, em torno dos microprocessadores, os
fabricantes de circuitos integrados lançaram os microcontroladores. Os
microcontroladores possuem dentro do seu encapsulamento, dentre outras
funcionalidades:
� CPU (Unidade Central de Processamento);
� Memória RAM (Memória de Acesso Randômico);
� EPROM (e suas modificações EEPROM, ROM, PROM);
� Memória somente de leitura;
� Pinos de E/S (entrada e saída digitais e analógicas);
� Temporizadores;
� Controladores de interrupção.
Após o surgimento do microcontrolador a um baixo custo, porém mais
confiáveis, os sistemas mecânicos, que eram largamente utilizados, tornaram-se
obsoletos e foram rapidamente substituídos. Assim, conhecer esse novo dispositivo
que se tornava tão presente em nossas vidas se tornou uma necessidade para

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 10
qualquer projetista nas áreas de produção, desenvolvimento e manutenção de
circuitos eletrônicos (SOLBET, 2011).
A grande mudança ocorreu pelo fato de que agora os projetos baseados em
hardware (em que cada projeto correspondia a um circuito eletrônico) foram
substituídos por projetos baseados em software (nos quais o hardware básico se
mantém o mesmo e a mudança acontece em nível de software).
Segundo Solbet (2007), um profissional na área de circuitos, que utiliza
microcontroladores, deve ser eficiente de forma a:
� Compreender qual dispositivo microncontrolado pretende utilizar, pois
deve-se conhecer características como memória, dispositivos de entrada e
saída, velocidade de processamento, entre outras;
� Ser capaz de especificar os requisitos do projeto, ou seja, estudar o
ambiente o qual o sistema estará inserido, a fim de implementá-lo para
melhor interagir com o ambiente;
� Dividir o projeto em partes menores para melhor gerenciamento.
Pode-se pensar em um microcontrolador como um dispositivo composto por
seis partes: memórias (memória de programa, de dados e EEPROM), portas de
entrada e saída, CPU (Unidade Central de Processamento), clock, temporizadores e
interrupções:
� Memórias: memória de programa é onde as instruções do programa, a ser
executado, são armazenadas (ROSARIO, 2002). O programa é
normalmente gravado uma só vez e a partir daí o microcontrolador
executa apenas ele (SOLBET, 2011); memória de dados mantém
informações do SFR (Special Function Registers) e do GPR (General
Purpose Registers). Os SFRs estão relacionados a configuração, controle
e status dos periféricos e portas de entrada e saída. Os GPRs são

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 11
encarregados de armazenar e manipular os dados do usuário; memória
EEPROM, é do tipo não-volátil, permite o armazenamento e manipulação
dos dados e o conteúdo não é perdido mesmo se o dispositivo não esteja
sendo alimentado (MIYADAIRA, 2009).
� Portas de entrada e saída: é por onde o microcontrolador obtém
informações externas (do ambiente). As digitais assumem valores
discretos, são referenciadas como 0 ou 1, que corresponde a 0 V - 2,5 V
ou 3,8 V – 5 V de saída respectivamente (SOLBET, 2011). Os valores na
faixa de, aproximadamente, 2,5 V - 3,8 V são tidos como nível indefinido.
A Figura 3 ilustra o padrão TTL. O valor de tensão correspondente ao nível
lógico 1 normalmente corresponde à tensão de alimentação do
microcontrolador.
Figura 3. Padrão TTL.
O PIC16F877A possui também portas de entrada analógica. Essas portas
podem receber sinais variáveis entre 0 e 5 Volts. Estes sinais são
convertidos internamente para valores digitais.
� CPU: responsável por coordenar as atividades dentro do microcontrolador.
Organiza a execução das instruções e realiza as operações lógicas ou

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 12
matemáticas sobre os dados, enviando os resultados para algum
registrador ou dispositivos de entrada e saída (SOLBET, 2011);
� Clock: é o responsável pelo sincronismo entre as operações do
microcontrolador. Os eventos que dentro do microcontrolador são
processados e determinados pela frequência do clock, assim quanto maior
a frequência do clock mais rápida é a execução das instruções
(MIYADAIRA, 2009). Também é utilizado como referência de tempo para
eventos que precisam ser repetidas em determinados intervalos de tempo,
como, por exemplo, a leitura de sinais em interfaces RS-232. Esse ciclo de
referência é denominado como ciclo de máquina;
� Temporizadores: são utilizados para realizar contagem de tempo. O
microcontrolador possui quatro timers, que são configurados para serem
incrementados por um sinal de clock interno (MIYADAIRA, 2009);
� Interrupções: são causadas através de eventos assíncronos que provocam
um desvio no fluxo do programa, retornando ao programa principal após a
interrupção ser tratada (ROSARIO, 2002).
Os dados dentro de um microcontrolador são denominados palavras. O
PIC16F877A possui palavras de dados de oito bits de tamanho e instrução de 14
bits. O comprimento da palavra permite que as instruções possam ser executadas
dentro de um ciclo de máquina, expressando assim o motivo da grande velocidade
de processamento (MIYADAIRA, 2009).
2.3.1 Pinagem
O PIC 16F877A possui diversas formas de encapsulamento (o que pode ser
visto no datasheet do mesmo), mas o formato DIP de 40 pinos é o mais indicado
para desenvolver experimentos. Cada terminal (pino) tem uma ou mais funções bem
definidas, e cada um tem um nome que da a idéia da função designada ao pino.
Para o microcontrolador comportar um maior número possível de periféricos, alguns
pinos foram multiplexados, ou seja, alguns pinos possuem mais de uma função.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 13
Para selecionar a função desejada a configuração do PIC deve ser feita durante a
programação (SOLBET, 2011). Os terminais do PIC16F877A são apresentados na
Figura 4.
Figura 4. Disposição dos terminais do PIC 16F877A (Microchip).
Neste momento, o PIC será como uma “caixa preta”. Funcionalmente,
podemos agrupar os terminais nos seguintes grupos:
� Alimentação;
� Entrada/Saída;
� Clock;
� Controle.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 14
A alimentação deve ser preferencialmente 5 Volts para facilitar a interface
com integrados da família lógica TTL. Os terminais 11 e 32 devem receber a tensão
de alimentação e os terminais 12 e 31 devem ser ligados ao terra do circuito. O
nome e a função de cada um dos pinos estão indicados na Tabela 8 na Seção
Anexos.
2.3.2 Memória de Dados
A memória de dados (também conhecida como memória RAM) serve para
guardar variáveis e os registradores utilizados pelo programa. Esta memória
armazena dados de 8 bits. Pode-se ainda dividi-la em dois grupos: registradores
especiais (SFR) e registradores de propósito geral (GPR).
Os registradores especiais são usados pelo microcontrolador para a execução
do programa e processamentos da ULA. Esses registradores podem ser escritos e
lidos tanto pelo usuário quanto pelo hardware e servem também para a configuração
de muitas funções e para a utilização de todos os periféricos. Vale salientar que
cada registrador especial tem um endereço específico, mas não é preciso se
preocupar com seu endereçamento, pois o compilador permite o acesso direto por
nome ou encapsulado por funções a cada registrador (ROSÁRIO, 2002).
As áreas destinadas, pelo usuário, para armazenamento de variáveis de
escrita e leitura, são denominadas de registradores de uso geral. O PIC16F877A
possui 368 bytes disponíveis para o uso geral. Portanto, seu programa não poderá
manipular mais dados que esse limite. Esse fato frisa a necessidade de escrever
códigos eficientes e que trabalhem com poucas variáveis (MIYADAIRA, 2009).
2.3.3 Memória de Programa
A memória de programa do PIC 16F877A é de 14 bits do tipo Flash, uma
memória regravável eletronicamente com escrita rápida. Essa memória pode ser
dividida em algumas partes básicas (MIYADAIRA, 2009):

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 15
� Vetor de Reset, que é o primeiro endereço da memória de programa que
será executado após o Start-up ou Reset. Esse vetor se encontra no
endereço 0x0000;
� Vetor de interrupção, o qual é um recurso de baixo nível utilizado
2.3.4 Oscilador
frequentemente ao se trabalhar com o PIC. O modelo utilizado possui 15
tipos diferentes de interrupções. Entretanto, quando qualquer uma delas
acontece (considerando todas as condições necessárias favoráveis), o
programa será desviado para um ponto específico, denominado vetor de
interrupção. Nesse local devem ser adicionadas rotinas que tratarão a
interrupção lançada.
2.3.4.1 Ciclo de máquina
Todo circuito sequencial como um microcontrolador necessita de um clock
para funcionar, no caso dos microprocessadores esse clock é disponibilizado por um
circuito oscilador interno. No PIC, uma fonte externa é responsável por fornece o
clock que normalmente é composto por um cristal de quartzo, um circuito RC ou um
ressonador cerâmico. O mais importante é esse clock interno e seu respectivo
período (1/CLKint), que é o tempo de duração de um ciclo de máquina (MIYADAIRA,
2009).
O motivo para ocorrer a divisão do clock é que para a execução de uma única
instrução de máquina vários ciclos são necessários. Como não há processamento
paralelo, o clock externo é dividido em quatro ciclos necessários para a execução de
uma única instrução de máquina. Essa técnica conhecida como pipeline melhora a
velocidade de execução do PIC.
Para melhor entendimento, Miyadaira (2009) exemplifica:
Considerando o clock do microcontrolador como sendo de 20 MHz (fosc = 20
MHz), o ciclo de máquina será:

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 16
O que corresponde a uma frequência de ciclo de máquina igual a:
2.3.4.2 Configurações do Oscilador
Quatro tipos de osciladores podem ser usados com o PIC16F877A. Estes
dispositivos fazem com que o circuito funcione em uma grande faixa de frequência,
que varia de 32 KHz a 10 MHz. Os dispositivos osciladores podem ser os seguintes
(SOLBET, 2011):
� Osciladores a cristal de baixa potência (LP);
� Osciladores a cristal/ressonadores cerâmicos convencionais (XT);
� Osciladores a cristal/ressonadores cerâmicos de alta frequência (HS);
� Osciladores a Resistor/Capacitor (RC).
O oscilador deve ser escolhido de acordo com a necessidade de cada
aplicação. Por exemplo, se as temporizações do programa não são criticas (p. ex.
em projetos de alarmes), pode-se usar o oscilador RC. Se o projeto necessita de
uma baixa frequência de clock pode-se usar o oscilador LP. O oscilador LP pode ser
usado quando o projeto necessita de uma frequência entre 32 KHz e 200 KHz. Já
frequências mais altas como, entre 2 MHz e 4MHZ e entre 8 MHz e 20 MHz, podem
ser utilizados os osciladores XT e HS, respectivamente (SOLBET, 2011).
(I)
(II)

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 17
. A vantagem de utilizar um oscilador externo é a possibilidade do sincronismo
entre vários microcontroladores com um mesmo clock. O tipo de oscilador é
configurado no programa que é gravado no PIC.
Nos modos de operação com osciladores LP, XT e HS, os circuitos são
sempre iguais, variando apenas os componentes, com a finalidade de proverem a
frequência desejada (MIYADAIRA, 2009).
.Na Tabela 1 são listados os valores recomendados para os componentes em
várias situações, e a Figura 5 ilustra circuito básico externo do oscilador no
PIC16F877A.
Tabela 1. Cristal x Capacitor.
Tipo de oscilador Frequência do Cristal Capacitores (C1 e C2)
XT 4 MHz 15 pF
HS
4 MHz 15 pF
8 MHz 15-33 pF
20 MHz 15-33 pF
Figura 5. Circuito Oscilador do PIC16F877A (MIYADAIRA, 2009).
O resistor RS neste circuito normalmente não é necessário. Segundo
Miyadaira (2009), para verificar a necessidade deste resistor verifica-se o sinal do
pino OSC2 apresenta formato senoidal. Se o sinal estiver alcançado a máxima
amplitude, deve-se inserir o resistor, para diminuir a amplitude e gerar um sinal
senoidal perfeito, sem cortes.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 18
2.3.5 Sistema de Reset
O reset do PIC16F877A pode ser de diferentes tipos e atuam de modo
diferente sobre os registros. Quando ocorre o reset devido ao WDT o programa é
desviado para a próxima instrução após o SLEEP, já os demais resets desviam de
imediato o programa para a posição 0H.
� Reset no terminal MCLR (Master Clear Reset) durante operação normal;
� Reset no terminal MCLR durante a execução de uma instrução de SLEEP;
� Reset através do Watch Dog timer (WDT) em operação normal;
� Reset através do Brown-out Reset (BOR);
� Reset na energização do sistema (POR – Power-on Reset).
O reset no terminal MCLR é o único evento externo que pode ocasionar o
reset do microcontrolador. O pino referente a este terminal é um pino de entrada que
após ser submetido a uma tensão inferior a 1 V (quando o dispositivo é alimentado
com 5 V) força o reinicio do dispositivo. Neste terminal ainda é possível realizar um
reset durante o funcionamento do microcontrolador no modo sleep (MIYADAIRA,
2009).
Em rotinas as quais o processador excede o tempo limite, que foi
estabelecido pelo programador, para a sua execução, o WDT reinicia o
microcontrolador (MIYADAIRA, 2009).
Com o BOR, o dispositivo pode ser reiniciado caso a tensão de alimentação
for inferior ao valor que foi definido pelo programador. A faixa de tensão varia ente
2,05 V e 4,59 V. O POR, é utilizado quando o projetista quer garantir que o nível de
tensão de alimentação do dispositivo seja o ideal. Ele mantém o dispositivo em reset
até que a tensão de alimentação e a tensão de operação do dispositivo se igualem
(MIYADAIRA, 2009).

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 19
O fabricante recomenda o circuito ilustrado na Figura 6. Este circuito tem
como finalidade evitar resets inesperados, filtrar ruídos e proteger o pino contra
descargas eletrostáticas (ESD). É aconselhado que o resistor R1seja menor que 40
KΩ a fim de garantir a queda de tensão não seja maior que as especificadas para o
dispositivo. O resistor R2 deve ser maior que 1 KΩ com a finalidade de limitar a
corrente proveniente do capacitor C.
2.3.6 Interrupções
Figura 6. Circuito MCLR (MIYADAIRA, 2009)
As interrupções possuem uma grande utilidade em sistemas
microcontrolados. Elas têm como função suspender, a qualquer momento, a
execução de um programa e iniciar a execução de uma nova rotina, que foi
configurada para ser tratada com essa interrupção. Com a finalização da rotina da
interrupção, o programa que anteriormente foi pausado, volta a ser executado
justamente de onde parou. A alta velocidade de execução é a principal sua
característica, sendo tratadas em nível de hardware (MIYADAIRA, 2009).
As interrupções podem ser provenientes tanto de eventos externos (mudança
do sinal de entrada de um pino) quanto internos (conversão A/D, estouro de TIMER,
estouro de WDT, etc.).

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 20
Há 15 tipos de interrupções diferentes no PIC16F877A. Todas geram desvio
do programa para o mesmo vetor de interrupção, se devidamente configurada. A
seguir são listadas as interrupções:
� Interrupções de TIMER 0;
� Interrupções de TIMER 1;
� Interrupções de TIMER 2;
� Interrupção externa;
� Interrupção por mudança de estado;
� Interrupção da porta paralela;
� Interrupção dos conversores A/D;
� Interrupção de recepção USART;
� Interrupção de transmissão USART;
� Interrupção da Comunicação Serial (SPI e I²C);
� Interrupção do CCP1 (Capture/Compare/PWM);
� Interrupção do CCP2 (Capture/Compare/PWM);
� Interrupção de escrita na memória não volátil;
� Interrupção Bus Colission (Comunicação Serial);
� Interrupção dos Comparadores;
2.3.7 USART
O circuito eletrônico, do microcontrolador, responsável pela interface serial
com o dispositivo é denominado USART. A USART funciona da seguinte forma:
para transmitir, o dispositivo envia os dados de forma paralela à USART e este
circuito os converte e transmiti bit a bit via porta serial. Para receber os dados a
USART recebe os dados bit a bit e antes de entregar ao dispositivo os converte para

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 21
forma paralela. Este circuito é comumente usado em aplicações de comunicação
assíncrona RS-232 (MIYADAIRA, 2009).
É o formato padrão para comunicação de dados serial. Pode ser configurada
para trabalhar na forma assíncrona ou síncrona. Na forma assíncrona os dados são
transmitidos nas duas direções (full-duplex), sendo totalmente bi-direcional, para
isso os dispositivos comunicantes devem ter seu clock e velocidades iguais. Na
forma síncrona os dispositivos funcionam nos dois sentidos, porém os dados fluem
em um sentido de cada vez (half-duplex).
2.3.8 Módulo PWM
O microcontrolador PIC16F877A possui o módulo CCP (Capture, Compare or
PWM). A seguir tem-se a descrição de cada função:
� Capture: quando habilitado no modo captura, o dispositivo mede o tempo
entre dois eventos;
� Compare: quando habilitado no modo compare, o dispositivo dispara um
evento em um período de tempo predeterminado;
� PWM (Modulação por Largura de Pulso): quando habilitado no modo
PWM, o dispositivo é responsável por controlar a tensão entregue a uma
determinada carga, sendo que a largura do sinal entregue é modificada
dentro de períodos predeterminados.
O PWM fornece, através do pino CCPx, um sinal com resolução de 10 bits.
Como ilustrado na Figura 7, esta modulação consiste em controlar o tempo que o
sinal ficará em nível alto, que é denominado duty cycle (MIYADAIRA, 2009).

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 22
2.4 Rádio
Figura 7. Saída PWM no módulo CCPx (MIYADAIRA, 2009).
Heinrich Rudolf Hertz foi o cientista que provou a existência de uma analogia
entre as ondas eletromagnéticas e as luminosas, pois ambas se propagam com a
mesma velocidade (300 mil quilômetros por segundo). Também provou que essas
ondas são refletidas, refratadas e sofrem os mesmos tipos de interferência e
difração. Estas observações foram fundamentais para o desenvolvimento do
telegrafo, do rádio e da televisão.
Hertz foi o responsável por dar origem e conceituar a medida e a onda
hertziana, onde um Hertz corresponde a uma oscilação por segundo. As unidades
de medida mais comumente utilizadas para definir a frequência são o Hertz (Hz),
Kilohertz (KHz) e o Megahertz (MHz) (MOHER E HAYKIN, 2011).
O conceito básico do funcionamento da transmissão via rádio-frequência
inicia-se quando o transmissor transforma um sinal elétrico em magnético e irradia
essa onda para o espaço. A antena receptora absorve esta energia e envia para o
receptor, onde a informação é recuperada, ou seja, as sondas magnéticas são
transformadas em elétricas novamente. Assim, podemos listar como componentes
necessários para a transmissão via rádio-frequência:
� Transmissor;
� Receptor;
� Antena (transmissão e recepção).

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 23
Para a viabilização da comunicação deve-se levar em consideração a
potência do transmissor, a distância entre o transmissor e o receptor e a
sensibilidade do receptor. A escolha da frequência da onda é influenciada pelas
condições da atmosfera terrestre e da natureza do solo entre os pontos de
transmissão e recepção. Sinais interferentes podem tornar a recepção ruim por
algum tempo (VISSOTTO, 2004).
As variações no tamanho do comprimento das ondas fazem com que as
ondas se propaguem de maneiras diferentes no ar. Quanto maior a frequência
menor será a distância que o sinal percorrerá. A perda da intensidade do sinal é
mais iminente em ondas de alta frequência.
Assim como o petróleo, o espectro de RF é um recurso natural escasso e,
portanto, deve ser utilizado de forma prudente e conservativa. Vários serviços como
rádio AM, rádio FM, TV, celular, satélite e enlaces fixos terrestres devem
compartilhar desse espectro comum. Além disso cada um desses serviços deve
crescer e se expandir sem causar interferência em outro (SOARES E COSTA,
2003).
A ITU (International Telecomunications Union) é o órgão encarregado de
alocar e controlar as partes individuais do espectro. A ITU possui dois órgãos de
maior interesse para a comunicação via RF, são as ITU-T e ITU-R. A WARC (World
Administrative Radio Conference), que é uma subdivisão da ITU-R, é responsável
pela alocação de uma banda especifica de frequência para os serviços atuais e
futuros e a RRB (Radio Regulations Board) define as regras internacionais para o
uso das frequências dentro da banda (ITU, 2011).
A relação entre a frequência e o período, mostrada abaixo, é inversamente
proporcional, ou seja, quanto maior a frequência menor será o período ou quanto
mais baixa a frequência da onda, maior será o comprimento da onda.
Sendo,
(III)

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 24
f = frequência [Hz];
T = Período [s];
O comprimento da onda é relacionado com a frequência e com a velocidade
de propagação da luz, como mostrado a baixo.
Sendo,
λ = comprimento de onda [km];
c = velocidade de propagação da luz [km/s];
f = frequência [Hz];
Podemos encontrar o tamanho ótimo da antena utilizando-a do tamanho da
metade do comprimento da onda (λ/2). A velocidade com que a onda de rádio se
desloca no espaço depende das condições do meio de propagação. Pode ser
determinada por:
Sendo,
= permeabilidade do meio [H/m];
= permissividade do meio [F/m];
A velocidade de propagação é importante quando estamos trabalhando com
sistemas digitais. Nos sinais analógicos, a velocidade, é uma medida de retardo
(IV)
(V)

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 25
entre o instante que colocamos o sinal na linha e o instante que o sinal chega a seu
ponto de destino (BRANCO, 2010).
O desvanecimento é um dos maiores problemas na recepção de sinais. Está
relacionado com a variação da intensidade do sinal. É um processo causado por
variações aleatórias nas condições atmosféricas, nas quais não podem ser preditas
com precisão. Quando uma onda de rádio é refratada pela ionosfera ou refletida pela
superfície terrestre, podem ocorrer mudanças aleatórias na polarização da onda.
Antenas montadas horizontal e verticalmente tem a função de receber
respectivamente ondas polarizadas horizontal ou verticalmente (VIEIRA, 2011).
Outro problema bastante comum que influencia a propagação das ondas é o
terreno. Pode interferir de três formas, por obstrução, reflexão ou refração. Como
exemplo podemos citar as montanhas, árvores e prédios que podem bloquear os
feixes causando a atenuação por obstrução ou as regiões planas como mares e
lagos e podem refletir os feixes em oposição ao sinal causando assim atenuação por
interferência. Pode, também, ocorrer difração quando o terreno é rugoso, ou seja, o
espaço entre os extremos dos dispositivos de rádio é irregular (ROSS, 2010).
2.5 ZigBee
2.5.1 Introdução
O ZigBee é uma tecnologia recente que foi primeiramente apresentada ao
público em 27 de julho de 2005, porém surgiu de fato em dezembro de 2004. O
protocolo surgiu da falta no mercado de normas que regulamentassem aplicações
de redes sem fio para controle e monitoramento de dispositivos. Assim foi criado o
padrão baseado na norma IEEE 802.15.4 (SANTANA, 2008).
O nome ZigBee foi adotado por conta da analogia da estrutura e modo de
funcionamento da rede de comunicação com o modo de vida das abelhas. Uma
malha ZigBee apresenta múltiplos percursos possíveis entre cada dispositivo, o que
permite eliminar um possível ponto de falha, através do “zig” e “zag” da informação

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 26
pela rede. As abelhas voam em ziguezague informando aos demais membros da
colméia a distância, direção e localização dos alimentos descobertos (SILVA, 2011).
A entidade responsável por este protocolo chama-se ZigBee TM Alliance,
sendo constituída por 200 empresas oriundas de mais de 20 países e integrada por
especialistas da área de telecomunicações e semicondutores, incluindo membros da
IEEE (SILVA, 2011).
O padrão ZigBee foi desenvolvido para servir de alternativa de comunicação
sem fio em sistemas não muito complexos, do ponto de vista de implementação de
rede de comunicação, que exijam soluções de baixos custo e consumo de energia.
O referido protocolo possui determinadas peculiaridades que o tornam
extremamente distintos dos restantes, tais como (SANTANA, 2008):
� Reduzido consumo de potência – low power;
� Interfaces de baixo custo – low cost;
� Possibilidade de suportar uma elevada densidade de nós por rede,
chegando a 65535 dispositivos ZigBee por cada módulo coordenador;
� Admite diferentes topologias de rede como estrela (star), malha (mesh) ou
árvore (cluster tree);
� Tempo pequeno de ligação a rede, rapidez na passagem do modo de
espera para o modo ativo e baixa latência (low latency);
� Dois modos de operação: beaconing e non-beaconing;
� Elevada segurança e confiabilidade, com recursos de encriptação de 128
bits;
� Suporta duas classes de dispositivos em uma mesma rede, definidas pela
IEEE 802.15.4:
o Full Function Device (FFD) – pode funcionar em qualquer topologia,
no qual onde desempenha a função de coordenador e,
consequentemente, tem acesso a todos os outros dispositivos. São
dispositivos de construção mais complexos;

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 27
Tabela 2:
o Reduced Function Device (RFD) – são limitados à configuração de
topologia em estrela, não podendo atuar como coordenador de
rede. São dispositivos de construção simples.
O ZigBee da suporte a três tipos de dispositivos lógicos, como listado na
DISPOSITIVO
Tabela 2. Tipos de dispositivos lógicos.
TIPO DE DISPOSITIVO FÍSICO
ASSOCIADO (IEEE)
COORDENADOR FFD
ROTEADOR FFD
DISPOSITIVO FINAL RFD OU FFD
2.5.2 Modos de Operação da Rede ZigBee
FUNÇÃO
Formar a rede e atribuir
endereços aos endpoints.
Existe
rede.
apenas um por
Permitir que mais nós se
juntem à rede,
aumentando o alcance
físico. Efetua funções de
controle
monitoramento.
Existência opcional.
e
Efetuar ação de controle e
monitoramento através de
equipamentos acoplados a
ele, como sensores,
controladores e outros.
As redes ZigBee podem operar de dois modos: beaconing e non-beaconing.
No modo beaconing os nós roteadores transmitem periodicamente sinalizações,
denominadas beacons, para confirmar a sua presença aos outros nós da mesma
rede. Neste modo de operação os demais nós só necessitam estar ativos no
momento da sinalização. Esse modo de operação possui uma vantagem evidente,
que é o pequeno consumo de energia (SILVA, 2011).
O modo non-beaconing funciona da mesma maneira do anterior, exceto pelo
fato da transmissão ser contínua, não havendo tempo de contenção (TEIXEIRA,
2006). Para as redes operarem neste segundo modo podem-se tornar necessárias
fontes de alimentação mais robustas.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 28
2.5.3 Topologias de Rede
Três tipos de topologias podem ser implementadas, seguindo as
especificações da norma IEEE 802.15.4, de acordo com o tipo de aplicação
desejada.
2.5.3.1 Estrela (Star)
Na topologia estrela a comunicação é estabelecida entre os dispositivos e um
único coordenador na rede, como ilustrado na Figura 8. Cabe ao coordenador o
controle da rede, assumindo um controle central e comunicação direta com os
demais dispositivos (dispositivos finais), toda a informação em circulação passa pelo
nó coordenador (SILVA, 2011).
O coordenador deve estar em modo de recepção quando não estiver
transmitindo dados, a fim de melhor gerenciar os dispositivos finais da rede.
Geralmente o módulo coordenador é programado em conjunto com
microcontroladores (TEIXEIRA, 2006).
2.5.3.2 Malha (Mesh)
Figura 8. Topologia Estrela (SILVA, 2011).
Neste tipo de topologia (Figura 9) os dispositivos FFD são livres para se
comunicar com outro dispositivo FFD permitindo, quando necessário, a expansão
física da rede. O coordenador se encarrega de registrar toda a entrada e saída de

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 29
dispositivo, porém não assume um papel em termos de fluxo de informação (SILVA,
2011).
Além da expansão geográfica, essa topologia tem como vantagem a
redundância na rede, ou seja, caso um roteador perca a conexão com o
coordenador ainda é possível controlá-lo pelo uso de outra rota (TEIXEIRA, 2006).
2.5.3.3 Árvore (Cluster Tree)
Figura 9. Topologia Malha (SILVA, 2011).
A topologia árvore ilustrada na Figura 10 é obtida através da modificação da
topologia estrela, pela inclusão de novos dispositivos FFD que desempenharão a
função de roteadores (TEIXEIRA, 2006). Também apresenta semelhança com a
rede em malha, pois são usados dispositivos roteadores.
Nesta topologia há a distribuição de dados e mensagens de controle em uma
estrutura hierárquica, onde é função do coordenador ser o “nó central” da rede.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 30
Figura 10. Topologia Árvore (SILVA, 2011).
2.5.4 Arquitetura do Protocolo ZigBee/IEEE 802.15.4
A arquitetura das redes ZigBee é baseado no modelo em camadas OSI (Open
System Interconnection) de sete camadas, porém o protocolo ZigBee define apenas
as camadas de interesse para atingir as funcionalidades desejadas (SILVA, 2011).
Cada camada é responsável por parte do padrão, oferecendo serviços às
camadas superiores. As camadas MAC e PHY são definidas pela norma IEEE
802.15.4 e as superiores são definidas pela ZigBee Aliance (SANTANA, 2008). A
camada mais em cima é definida pela ZigBee Aliance em conjunto com a OEM
(Original Equipment Manufacturer). A OEM é uma modalidade de distribuição de
produtos na qual eles não são comercializados para os usuários finais, e sim apenas
para os fabricantes que montam seus produtos e repassam para o consumidor final.
As camadas do protocolo podem ser esquematizadas de forma simplificada, como
ilustra a Figura 11.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 31
Figura 11. Camadas do protocolo ZigBee (SILVA, 2011).
A camada PHY é a mais baixa na hierarquia do protocolo. As funções desta
camada são: ativação e desativação da transmissão, detecção de energia, indicação
da qualidade da comunicação, seleção do canal e transmissão/recepção de pacotes
através do meio físico. Nesta camada estão inseridos os circuitos eletrônicos que
fazem as trocas de informações, ou seja, os módulos transceptores de rádio-
frequência (IEEE, 2003).
A camada MAC é responsável por controlar o acesso aos canais de rádio-
frequência, utilizando mecanismos de prevenção de colisão CSMA/CA (Carrier
Sense Multiple Acces - Collision Avoidance). Especifica os tipos de dispositivos
permitidos na rede, garantindo a segurança de operação (IEEE, 2003).
A camada NWK é a primeira definida pela ZigBee Aliance. Tem como funções
a detecção do inicio ou fim da conexão de um dispositivo à rede, à descoberta de
novos dispositivos e atribuição de endereços. Nesta camada ainda estão presentes
os dispositivos encarregados pelas descobertas de rotas e configuração de novos
dispositivos na rede (IEEE, 2003).
Segundo Santana, (2008) as demais camadas de aplicação são encarregadas
de assegurar uma correta gestão e suporte para as diversas aplicações do ZigBee.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 32
2.5.5 Características Técnicas
2.5.5.1 Número de Canais de Frequência
São regulamentados, pela IEEE 802.15.4, 27 canais de frequência livres para
a operação do ZigBee. Estes canais são divididos em três faixas de frequência, de
acordo com a onda portadora gerada pelo dispositivo.
A primeira faixa está entre 868 MHz e 868,6 MHz, que suporta apenas um
canal e é utilizada somente na Europa. A segunda faixa está entre 902 MHz e 928
MHz, oferece 10 canais e é utilizada somente na América do Norte. A terceira faixa
está entre 2,4 GHz e 2,4845 GHz, oferece 16 canais e é utilizada em todo o mundo
(SANTANA, 2008).
2.5.5.2 Modulação
A modulação pode acontecer de duas formas, dependendo do tipo de camada
física que está sendo utilizada. Para as camadas físicas entre 868 e 915 MHz a
modulação é do tipo BPSK (Binary Phase Shift Keying). Para as camadas de 2,4
GHz é utilizada a modulação O-QSPK (Offset Quadrature Phase Shift Keying)
(TEIXEIRA, 2006).
A modulação BPSK é ilustrada na Figura 12. O primeiro sinal é o modulante,
ou seja, a informação propriamente dita que deve ser enviada entre os dispositivos.
O segundo sinal é a onda portadora analógica, que no ZigBee é um sinal senoidal
de frequência entre 868 e 915 MHz ou 2,4 GHz. É através de sua deformação que
será gerado o sinal modulado. O terceiro sinal é a portadora modulada; é ele que
efetivamente se transmite de um transceptor a outro da rede (SANTANA, 2008).

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 33
Figura 12. Modulação BPSK (SANTANA, 2008).
A modulação (Figura 13) O-QSPK funciona de forma parecida com a BPSK.
O sinal modulante é agrupado em conjunto com dois bits (a e b) que são nomeados
DIBITS. A cada evento onde há a presença de um desses pares o sinal modulado
sofre uma deformação pré-definida (SANTANA, 2008).
2.5.5.3 Sensibilidade e Potência
Figura 13. Modulação O-QSPK (SANTANA, 2008).
Segundo Teixeira (2006) a sensibilidade do padrão ZigBee é regulamentada
pela IEEE como -85 dBm para a camada física de 2,4 GHz e -92 dBm para as
camadas entre 868 MHz e 915 MHz. A potência também varia, porém é

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 34
regulamentado para no mínimo 1mW por dispositivo, o que é capaz de cobrir uma
área interna de 10 m a 20 m ou uma área externa de até 100 m.
2.5.5.4 Interferência e Segurança
Os dispositivos operantes na faixa de 2,4 GHz sofrem interferências geradas
por outros dispositivos que estejam em faixas próximas, tais como telefones e redes
wi-fi (TEIXEIRA, 2006). Nas redes ZigBee a camada MAC é responsável por tratar
da segurança dos dados. Utiliza um padrão AES (Advanced Encryption Standard)
que fornece um algoritmo de 128 bits para a criptografia de dados (SANTANA,
2008).
Mesmo sendo processado na camada MAC, as camadas superiores é que
controlam em que nível a criptografia deve ser utilizada, podendo ser: sem
segurança, controle de acesso aos dados ou com chave de 128 bits (TEIXEIRA,
2006).
2.5.6 Módulos ZigBee
Existem vários tipos de módulos ZigBee, uns dos mais utilizados atualmente
são o XBee e o XBee-Pro. Estes dois módulos são versões parecidas e por isso
perfeitamente compatíveis. Algumas diferenças significativas consistem na potência
de transmissão (sendo 1 mW para o XBee e 63 mW para o XBee-Pro), alcance (de
aproximadamente 120 m para o XBee e 1,6 Km para o XBee-Pro) e consumo de
corrente (cerca de 45 mA para o XBee e 270 mA para o XBee-Pro).
Estes módulos podem ser distinguidos também pela série (série 1 ou série 2).
Os dispositivos da série 1 não se comunicam com os da série 2 (que é utilizado no
projeto em questão) e neste primeiro os comandos ATs servem para configuração
ou para ler parâmetros no módulo local, enquanto com o segundo é possível enviar
comandos ATs, remotamente, para outros módulos.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 35
Os módulos XBee/XBee-Pro TM podem ser encontrado no mercado de três
formas distintas: com antena vertical integrada (tipo chicote), conector para antena
externa e chip (sendo que a energia radiada não é direcional).
As vantagens em utilizar módulos com os tipos de antenas chicote e externa é
a possibilidade de direcionar o feixe do sinal, melhorando a performance da rede
ZigBee, porém é aconselhável estudar cada tipo e assim escolher a que melhor se
adapte ao projeto.
2.5.7 Como Configurar e Usar os Módulos XBee/XBee-Pro TM
Como listado na Tabela 3, os pinos do módulo ZigBee possuem diferentes
funções como entradas analógicas, PWM, entrada/saída digital, entre outras.
Tabela 3. Descrição dos pinos dos módulos XBee/XBee-Pro (MESSIAS, 2008).
PINO # NOME DIREÇÃO DESCRIÇÃO
1 VCC - Alimentação 3,3 V
2 DOUT Saída Saída de dados da UART
3 DIN/ Entrada/Saída Entrada de dados da UART
4 DO8* Saída Saída digital 8
5 Entrada
Inicializa módulo (um pulso nível 0 de
pelo menos 200 ms)
6 PWM0/RSSI Saída
Saída do PWM 0/ indicador de força
do sinal de RF
7 PWM1 Saída Saída do PWM 1
8 (Reservado) - Ainda não tem uma função definida
9 /SLEEP_IRQ/DI8 Entrada
Linha de controle da função sleep ou
entrada digital 8.
10 GND - Terra
11 AD4/DIO4 Entrada/Saída
Entrada analógica 4 ou entrada/saída
digital 4
12 /DIO7 Entrada/Saída
Controle do fluxo
entrada/saída digital 7
CTS ou
13 ON/SLEEP Saída Indicador de estado do módulo
14 VREF Entrada
Voltagem de
entradas A/D
referencia para as
15 Associação/AD5/DIO5 Entrada/Saída
Indicador de associação, entrada
analógica 5 ou entrada/saída digital 5
16 /AD6/DIO6 Entrada/Saída
Controle de fluxo RTS, entrada
analógica 6 ou entrada/saída digital 6
17 AD3/DIO3 Entrada/Saída
Entrada analógica 3 ou entrada/saída
digital 3
18 AD2/DIO2 Entrada/Saída Entrada analógica 2 ou entrada/saída

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 36
19 AD1/DIO1 Entrada/Saída
20 AD0/DIO0 Entrada/Saída
digital 2
Entrada analógica 1 ou entrada/saída
digital 1
Entrada analógica 0 ou entrada/saída
digital 0
Os módulos XBee/XBee-ProTM podem operar de dois modos diferentes: o
modo transparente (AT) ou o modo API (Application Programming Interface).
� Modo Transparente: neste modo, os dados são recebidos da UART pelo
pino RX do dispositivo ZigBee e são colocados na fila para transmissão via
RF. Os dados recebidos pelo canal são transmitidos pelo pino TX. Neste
modo de operação a transmissão é idêntica à comunicação RS-232
padrão;
� Modo API: este modo é baseado em frames, ou seja, os dados
transmitidos e recebidos estão contidos em frames, que definem
operações ou eventos dentro do módulo. Com as características deste
modo é possível enviar endereço fonte, endereço destino, nome do nó,
estado entre outras informações. Entre as principais vantagens do modo
API pode-se citar a capacidade de transmitir dados para diversos destinos
sem a necessidade de entrar em modo comando. O módulo configurado
neste modo recebe estado de sucessos ou falhas dos pacotes que estão
sendo enviados e é capaz de identificar o endereço de onde partiu cada
pacote recebido.
A configuração dos módulos no modo AT pode ser feita enviando os
comandos para o dispositivo via terminal, em formato ASCII ou hexadecimal, ou
utilizando o software X-CTU que é distribuído gratuitamente pela Maxstream. A
configuração para o modo API deve ser feita enviando frames em hexadecimal.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 37
2.5.7.1 Comandos AT
Os comandos AT possuem uma estrutura como a ilustrada na Figura 14.
Figura 14. Estrutura dos comandos AT.
Antes de enviar os comandos AT é preciso que o módulo ZigBee esteja no
modo comando. Para o dispositivo entrar em modo comando digita-se os caracteres
do sinal de soma três vezes (+++) e espera uma resposta OK do dispositivo. Após o
dispositivo enviar o sinal OK, os comandos AT já podem ser enviados para a
configuração. Após o envio da resposta OK, se nenhum comando for enviado
durante um período de aproximadamente 10 segundos para o módulo ele entrará no
estado idle (estado pronto para transmitir e receber dados). A Tabela 4 lista alguns
comandos AT utilizados para programar os dispositivos.
Tabela 4. Comandos AT para programação do XBee/XBee-ProTM (MESSIAS, 2008).
COMANDO RESPOSTA DO
XBEE/XBEE-PROTM
SIGNIFICADO
+++ OK Faz o módulo XBee/XBee-Pro entrar no modo
comando (os caracteres "+++" devem ser
digitados num intervalo de 1 segundo).
ATDL5001 OK
Após o OK, se nenhum comando for digitado
num intervalo de +/- 10 segundos, o módulo
volta ao estado idle (pronto para transmitir ou
receber).
Altera o endereço destino (DL) do módulo local
para 5001.
ATDL 5001 Lê o endereço destino (DL) do módulo local.
ATMY5000 OK Altera o endereço fonte (MY) do módulo local

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 38
ATMY 5000
para 5000.
Lê o endereço fonte (MY) do módulo local.
ATWR OK Grava as modificações efetuadas, na memória
não volátil (Flash) do módulo.
ATCN OK Fecha o modo comando e volta ao estado idle
(pronto para transmitir ou receber)
ATNI Nome_do_Modulo
OK Atribui um nome para o módulo XBee-XBee-
Pro - "Nome_do_Modulo". Pode usar até 20
caracteres ASCII para nomear o módulo.
ATNI Nome_do_Modulo Retorna o nome do módulo XBee/XBee-Pro.
ATVR 10C0 Retorna a versão do firmware gravado no
módulo XBee/XBee-Pro.
ATHV 180B Retorna a versão do hardware do módulo
XBee/XBee-Pro.
ATBD3 OK Muda a velocidade do módulo para trabalhar
com 9600bps.
2.5.7.2 Comandos API
Para iniciar a configuração do modo API deve-se selecionar o valor um para o
parâmetro AP, fazendo com que o módulo fique habilitado. Os comandos API podem
agora ser enviados aos módulos remotos. Cuidado é essencial na construção dos
frames, pois um frame construído errado será descartado pelo módulo local sem ao
menos ser enviado. A Figura 8 ilustra um frame de dados no modo API.
Figura 15. Frame de dados no modo API (XBee® ZB ZigBee® RF Modules, 2011)
O frame é constituído por:
� Start Delimiter: delimitador de inicio. Qualquer dado recebido antes dele é
descartado;
� Length: tamanho do pacote;

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 39
� Frame Data: dados que estão sendo transmitidos;
� Cheksum: calculado para verificar a integridade dos dados.
Com o ZigBee configurado no modo API tem-se, entre outras, as seguintes
vantagens: a possibilidade de transmitir dados para múltiplos destinos sem ser
necessário entrar no modo comando; os dispositivos recebem estados de sucesso
ou falha para cada pacote transmitido; é possível identificar o endereço de onde
partiu cada pacote.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 40
3 Materiais e Métodos
3.1 Software
O componente de software do sistema é composto pelo programa de
interface, que permitirá ao usuário enviar comandos e visualizar na tela informações
sobre a presença de obstáculos, nível de bateria e velocidade do carro.
Nas subseções seguintes são apresentados trechos do programa que foi
implementado.
3.1.1 Software de Controle
O sistema de controle foi desenvolvido na linguagem de programação C++.
Foi utilizado ambiente de desenvolvimento C++ Builder. O C++ Builder é uma
ferramenta de fácil uso e fornece diversas funcionalidades necessárias para a
construção de uma interface amigável e de fácil operação. As Figuras 16 e 17
ilustram a interface principal do sistema de controle desenvolvido.
Figura 16. Software de controle desligado.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 41
Figura 17. Software de Controle ligado e com a opção de enviar comandos pelo teclado, desativada.
Os botões ilustrados na Figura 18 são o botão de ligar e desligar o software
(ON/OFF) e o botão de ativar o envio de comandos pelo teclado, respectivamente da
direita para a esquerda. Os indicadores luminosos ao lado dos botões informam
quando estão ativados: a cor verde indica ativado e a cor vermelha indica
desativado. O indicador verde, ao lado do botão ON/OFF, indica que o software está
ligado. O indicador vermelho, ao lado do botão de ativar comandos pelo teclado,
indica que esta opção não está ativa.
Figura 18. Botão ON/OFF e botão ativar envio de comandos pelo teclado
A Figura 19 ilustra os botões de envio de comandos de direção para o
computador. Cada botão guia o carro para a direção indicada pela seta desenhada
em cima do botão.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 42
Figura 19. Botões de direção.
A velocidade pode ser selecionada dentre três valores diferentes, como
ilustrado na Figura 20, clicando nos respectivos números. O valor da velocidade
instantânea também é informado.
Figura 20. Escolha da velocidade e indicação da velocidade instantânea do carro.
Ao clicar nas figuras do farol ou da buzina, ilustrados na Figura 21, o carro irá
executar a ação. No caso do farol, o ícone ficará aceso enquanto o farol estiver
aceso e o ícone ficara apagado enquanto o farol estiver apagado. O ícone da buzina
quando ativada muda rapidamente para a cor amarela e volta novamente à cor azul
(cor do ícone quando a buzina não está ativada).
Figura 21. Ícones de farol e buzina.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 43
A barra de progresso (Figura 22) indica o nível da bateria. À medida que a
carga da bateria vai diminuindo, a barra de progresso vai diminuindo
simultaneamente.
Figura 22. . Indicador de nível de bateria.
Os valores das distâncias captadas pelos sensores de obstáculos e pelos
sonares são informados ao usuário, conforme ilustra a Figura 23. O indicador
vermelho refere-se aos sensores localizados nos cantos do carro e que são usados
para indicar distâncias pequenas (entre 5 e 15 cm). O indicador azul refere-se aos
sonares que são localizados nas extremidades do carro e são usados para indicar
distâncias maiores (entre 15 e 30 cm).
Figura 23. Indicadores de distância.
O programa utiliza a estrutura DCB, que é um API do Windows para executar
funções padrões de manipulação da porta serial, como criar, abrir e fechar a porta,
ou mesmo leitura e escrita.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 44
Ao inicializar o programa clicando no botão ON/OFF, automaticamente será
executada a rotina de criação (Figura 24) e configuração da porta serial (Figura 25).
A linha 1 mostra a denominação do identificador da porta serial. Na linha 2 é criado
um ponteiro que receberá o nome da porta (que no caso é “COM1”). O código entre
as linhas 3 e 11 são configurações padrão da API do Windows para criação da porta
serial. Na linha 12 é feito um teste para avaliar se a porta serial foi criada
corretamente, em caso negativo a função retornará um erro.
Figura 24. Rotina de Criação da Porta Serial.
Com essas funções ainda é possível configurar características da porta serial
como velocidade (BaudRate, linha 17), o tamanho da informação que será enviada
(ByteSize, linha 18), paridade (Parity, linha 19) e se há ou não bit de parada
(StopBits, linha 20).
Figura 25. Código da configuração da Porta Serial.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 45
A Figura 26 ilustra como é composta a informação que será enviada do
computador para o carrinho através da variável BufferEnvia.
Figura 26. Esquema indicando a composição do conteúdo das mensagens.
Verifica-se que o inicio (“#”) e o fim (“;”) da palavra que será inserida na
variável “BufferEnvia” são caracteres que fazem parte do protocolo de
reconhecimento e são importantes, pois quando a informação chegar ao destino
deverá ser feita uma análise do protocolo para validar se é uma informação válida.
Os valores que serão postos no protocolo correspondem a:
� Posição1: direção que o carro deve seguir; pode ser 2 (frente), 3 (trás), 6
(frente e direita), 8 (frente e esquerda), 7 (trás e direita) e 9 (trás e
esquerda);
� Posição 2: informa se os comandos estão sendo enviados pelo teclado ou
não. Os valores podem ser 1 (para envio do teclado ativado) ou 0 (para
envio do teclado desativado);
� Posição 3: envia o valor 1 ou 0, para acender ou apagar o farol,
respectivamente;
� Posição 4: envia o valor 1 para ativar a buzina e o valor 0 para não ativar;
� Posição 5: indica a velocidade selecionada, que pode ser 1, 2 ou 3.
Para enviar o comando pela porta serial é usada a função da API do Windows
que escreve na porta serial. Essa função é mostrada na Figura 27. Ela tem como
parâmetros o nome da porta (nome que foi dado ao criar a porta), a string que será

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 46
enviada, o seu tamanho e uma variável denominada “BytesEscritos” (padrão para
esta função) e o valor NULL que é o valor padrão.
Figura 27. Código da função da API do Windows que escreve na porta serial.
As teclas UP, DOWN, LEFT e RIGHT representam as direções: frente, trás,
esquerda e direita, respectivamente. Lembrando que ao enviar um comando para a
direita ou esquerda ele deve ser complementado com o comando de ir para frente
ou para trás, ou seja, a combinação dessas teclas (Tabela 5) faz com que o carro se
mova em direções simultâneas como, frente e esquerda, frente e direita, trás e
esquerda e trás e direita.
As teclas F6 e F7 têm como funções acender o farol e buzinar,
respectivamente. Na Figura 28 verifica-se o trecho do código responsável por
interpretar qual(ais) tecla(s) está(ão) sendo pressionada(s).

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 47
Figura 28. Código da função que interpreta a tecla que foi pressionada.
A função FormKeyDown() é responsável por capturar o código da tecla que
está sendo pressionada. Após a tecla ser pressionada a função será
automaticamente executada. Antes de entrar no comando switch um teste é feito
(linha 5) para verificar se o botão de enviar comandos via teclado está ativado. Caso
não esteja, não será possível enviar comandos pressionando nenhuma tecla.
O comando switch que está na linha 11 verifica qual tecla foi pressionada (as
teclas UP, DOWN, LEFT, RIGHT, F6 ou F7). Após essa verificação o valor dessa
tecla será somado à variável buffer. O protocolo é formado (linha 15) capturando

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 48
informações da aplicação, tais como buzina, farol e velocidade. O resultado é
enviado pela função EscreveDados().
A função FormKeyUp() (Figura 29) é responsável por verificar quando uma
tecla foi solta, ou seja, quando o usuário deixou de pressioná-la. Assim, esta função
irá subtrair o valor da referida tecla da variável buffer, montar o protocolo e enviar.
Figura 29. Código da função que interpreta a tecla que foi pressionada.
Tabela 5. Lista dos valores e as principais combinações de cada tecla.
TECLA DIREÇÃO CÓDIGO
KEY_UP FRENTE 2
KEY_DOWN TRAS 3
KEY_UP + KEY_LEFT FRENTE+ESQUERDA 8
KEY_UP + KEY_RIGHT FRENTE+DIREITA 6
KEY_DOWN + KEY_LEFT TRAS+ESQUERDA 9
KEY_DOWN + KEY_RIGHT TRAS+DIREITA 7

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 49
As informações do software são atualizadas a cada segundo pela função
ilustrada na Figura 30. O componente timer é habilitado quando o usuário clica no
botão ON/OFF (para ligar o software) e desabilitado quando o usuário clica no
mesmo botão (para desligar o software).
Figura 30. Código da função timer, que atualiza as informações na tela do software de controle.
A função TrataDadosRecebidos() é responsável por particionar o protocolo
em informações menores e atribuir a cada componente o valor correto. Os valores
são mostrados pelos componentes do software de aplicação encarregados de
informar as distâncias, velocidade e nível de bateria.
Os valores das distâncias para os sensores de obstáculos localizados nos
cantos do carro só serão mostrados se forem maiores do que 5 cm e menores do
que 15 cm. As distâncias captadas pelos sonares serão mostradas quando forem
maiores do que 15 cm e menores do que 30 cm. Na barra de menu do programa
ainda podem ser encontradas as opções “Ajuda” (Figura 31) e “Sobre” (Figura 32),
as quais abrem uma janela explicando como usar as funcionalidades do software e
uma janela informativa sobre o programa, respectivamente.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 50
Figura 31. Janela de ajuda do sistema.
Figura 32. Tela com informações sobre o sistema.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 51
3.2 Hardware
O hardware do sistema desenvolvido é composto pelo carro de brinquedo, o
qual será controlado, e as placas de controle, onde uma é afixada ao computador
para enviar e receber os comandos e a outra afixada ao carro, a fim de receber os
comandos de controle do carro e enviar as informações referentes à velocidade,
nível de bateria e existência de obstáculo.
Nas seções subsequentes o hardware, bem como os principais componentes
e circuitos de cada placa são explicados detalhadamente.
3.2.1 Carro de Controle
Para o protótipo deste projeto foi utilizado um carrinho de controle remoto,
como ilustrado na Figura 33, do qual foi descartada sua placa de controle. A escolha
do carrinho deu-se pelo fato da parte mecânica estar parcialmente pronta e se
assemelhar com a parte física do robô.
Figura 33. Carro Utilizado.
O carro possui dois motores CC sendo um ligado aos pneus dianteiros e outro
aos traseiros. O motor ligado aos pneus traseiros tem sua velocidade controlada
pelo sinal PWM emitido pelo microcontrolador. O ligado aos pneus dianteiros possui

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 52
um sistema capaz de fazer com que as rodas girem completamente para um lado ou
para o outro.
O carro possui ainda um buzina e LED’s nas posições dos faróis. Um
diagrama de blocos simplificado indicando o posicionamento dos sensores,
sinalizadores, motores, microcontrolador e XBee/ZigBee está representado na
Figura 34.
3.2.2 XBee XB24-ZB TM
Figura 34. Posicionamento dos componentes de hardware no carro.
O XBee utilizado na implementação do sistema foi o XB24-ZB (Figura 35).
Figura 35. XBee XB24 - ZB.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 53
O dispositivo deve ser alimentado por 3,3 V. O site do fabricante enfatiza que
entre as principais características do dispositivo pode-se destacar: ideal para
aplicações de baixo consumo de energia e baixo custo.
Principais características listadas no datasheet do dispositivo:
� Frequência de Transmissão: 2.4 GHz;
� Potência de Transmissão: 1,25 mW;
� Sensibilidade do receptor: -96 dBm;
� Alcance Máximo estimado: até 120m (+1 dBm);
� Topologias de rede: P-to-P, P-to-M, ZigBee/Mesh;
� Sleep Mode < 1µA;
� Atualização remota: firmware e parametrização;
� DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum);
� RF Data Rate 250 Kbps;
� Segurança: 128-bit AES;
� Modo de operação AT e API;
� (10) GPIO, (4) ADC e 3V3 CMOS UART;
� Antena Wire - Referência:WIT.
O dispositivo pode ser programado de duas formas. Na primeira foi utilizado o
programa X-CTU (aplicativo da Maxstream disponibilizado para download
gratuitamente) e a segunda forma foi conectando o dispositivo à PAC e
pressionando os botões de configuração. Os dois métodos são especificados a
seguir.
Para a programação do dispositivo utilizando o software X-CTU foram
seguidos os seguintes passos:

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 54
1º Passo: conectar o XBee a PAPC e abrir o software X-CTU;
2º Passo: selecionar a porta serial a qual a sua placa está conectada e
fazer o teste de comunicação clicando em “Test/ Query”;
3º Passo: na aba “Modem Configuration”, selecionar as opções:
� Function Set: ZigBee Coordinator AT (para o XBee que será
acoplado a PAPC) e ZigBee Router AT (para o XBee que será
acoplado a PAC);
� ID: inserir um número para identificador de rede, caso o
escolha o número 0, o coordenador irá selecionar um número
identificador de rede randomicamente;
� NI: o nome do identificador de cada módulo: PlacaPC (para o
XBee coordenador) e PlacaCarro (para o XBee roteador);
� BD: selecionar a velocidade 3 (9600 bps);
� EE: 1 (habilita a segurança do módulo);
� KY: entrar com a chave (16 bytes hexadecimal de dois bits
cada). Por exemplo:
AAABACADAEAFAGAHAIAJAKALAMANAOAP.
4º Passo: conectar à PAC o XBee roteador e ligar a alimentação;
5º Passo: conectar à PAPC o XBee coordenador;
6º Passo: na aba terminal, no software X-CTU, inserir os seguintes
comandos:
� +++ (após alguns segundos o XBee responderá com “OK”);
� ATND: aparecerá todos os dispositivos que podem ser
alcançados pelo XBee coordenador. Deve-se identificar o
XBee acoplado à PAC que foi denominado PlacaCarro;

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 55
� ATDNPlacaCarro: o comando ATDN seguido do nome do
identificador do outro módulo XBee, faz com o coordenador
reconheça o outro módulo como sendo o receptor/emissor dos
dados. Após o comando o XBee responderá com “OK”;
� ATRW: para escrever as configurações. Pode-se também
voltar até a aba “Modem Configuration” e clicar na opção
“Write”.
Outra forma de configurar os módulos XBee é inserindo-os na placa PAC e
seguindo os seguintes passos:
1º Passo: conecte o XBee que será acoplado ao carro na placa PAC e aperte
o botão 3 da placa;
2º Passo: retire o Xbee da PAC e conecte na PAPC;
3º Passo: conecte o Xbee que será o acoplado na PAPC e conecte na PAC;
4º Passo: com as duas placas ligadas na energia, porém com os módulos
trocados, ou seja, o módulo XBee que ficará no carro conectado na PAPC e o
módulo XBee que ficará conectado ao computador na PAC. Pressione o
botão 4 da placa;
5º Passo: desligue a energia e troque os módulos XBee de placa. Os módulos
já estão configurados para enviar e receber informações;
Com a segurança habilitada, os módulos que não fazem parte da rede
criptografada não conseguem capturar os dados que estão sendo transmitidos, pois
não foram configurados e não possuem a chave para decodificação.
3.2.3 Microcontrolador PIC16F877A
O microcontrolador a ser utilizado é o PIC16F877A (Figura 36) que é
fabricado pela Microchip. Os microcontroladores da família 16 possuem, entre outras
vantagens, um maior número de instruções em código de máquina. Possui um

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 56
encapsulamento de 40 pinos compatível com os PIC16C5X, PIC12CXXX,
PIC16CXX e PIC17CXX.
Figura 36. Microcontrolador PIC16F877A.
Algumas características foram extraídas do datasheet do dispositivo e estão
listadas a baixo:
3.2.4 Sonar
� Temperatura de operação entre -40 ºC e +125 ºC;
� Arquitetura de 8 bits;
� 32 Kbytes de memória flash, 1536 bytes de memória RAM e 256 bytes
de memória EEPROM;
� 2 módulos CCP (Capture Compare PWM);
� 4 timers;
� Oscilador interno de 32 KHz ou 8MHz;
� Conversor analógico digital com 10 bits de resolução;
� USART compatível com RS-232 e RS-485.
Sonar é uma sigla inglesa para Sound Navigation And Ranging que traduzida
significa navegação e determinação de distância pelo som. A característica principal
do sonar é sua capacidade de mudar o comportamento de uma grandeza, que pode

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 57
ser elétrica, em função de algum estímulo recebido. O sonar utilizado será o LV-
MaxSonar® EZ1 que está ilustrado na Figura 37.
Figura 37. Sonar.
O sonar utilizado pode ser alimentado com 2,5 V a 5,5 V, com consumo de
2mA. É possível detectar objetos entre 0 e 6,45 m. Objetos entre 0 e 0,15 m são
medido como 0,15 m. Há dois modos de operação: automático, o qual mede e
retorna valores continuamente; e operação manual, que permite receber os valores
apenas quando desejado. Opera em 42 KHz.
O fabricante chama a atenção para a validade do valor lido, pois quando uma
distância grande é medida imediatamente após uma medição de uma distância
pequena, a saída analógica pode não refletir o valor correto.
Cada vez que o sonar é ligado ele se auto-calibra no primeiro ciclo. É
importante que o ambiente esteja livre de obstáculos quando o sonar estiver fazendo
a calibração. A presença de um objeto próximo ao dispositivo quando este estiver
sendo calibrado, poderá ocasionar a negligência posterior de objetos situados
naquela distância. Os valores retornados pelo sonar são mais confiáveis quando os
obstáculos estão a uma distância acima de 0,35 m.
O dispositivo utilizado não usa compensação de temperatura na calibração.
Logo, se a temperatura, umidade ou tensão mudarem o sensor precisará efetuar
uma nova calibração. A recalibração é feita ao desligar e ligar novamente o
dispositivo na alimentação.
Por estarem a uma frequência acima de 20.000 Hz, as ondas utilizadas pelos
sonares (ultrasons), não são perceptíveis aos ouvidos humanos. A atividade do

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 58
sonar é baseada no uso do eco, ou seja, o sinal ultrassônico é enviado no ambiente
e o tempo de recepção do seu eco é medido para o cálculo da distância, conforme
ilustrada a Figura 38.
Figura 38. Princípio do eco.
De forma mais detalhada, o sinal emitido pelo sonar é dirigido até encontrar
um obstáculo. As vibrações mecânicas do ar ocasionadas pelo encontro com o
obstáculo serão refletidas e voltarão de encontro ao emissor. O sistema
microcontrolado implementado é responsável por receber estes dados do sonar e
calcular a distância até o anteparo.
O circuito utilizado para o funcionamento do sonar é de simples
implementação, como ilustrado na Figura 39, sendo necessário apenas que os pinos
Vcc e GND estejam devidamente conectados e o sonar seja monitorado pelo
microcontrolador, o que é feito por um pino de entrada analógica.
Figura 39. Diagrama do circuito elétrico utilizado para monitorar o sonar.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 59
O cálculo da distância feito pelo microcontrolador, tendo como parâmetro a
tensão emitida pelo sonar, é feito efetuando uma regra de três com os valores que
são definidos no datasheet do dispositivo.
O datasheet especifica que ao alimentar o dispositivo com 5 V temos uma
proporção de aproximadamente 9,8 mV/pol, e ao alimentar com 3,3 V temos uma
proporção de aproximadamente 6,4 mV/pol. O fabricante informa que ao alimentar o
dispositivo com 5 V sua precisão é melhor que 2%. Além disso, alimentado com 3,3
V o resultado pode ser alterado em 1% ou 2% maior que o real. Assim, os cálculos
para a distância foram efetuados da seguinte forma, considerando a alimentação de
5 V:
Sendo:
x = valor de entrada da tensão em mV;
y = o valor da distância calculada em cm.
(VI)
(VII)
A desvantagem em utilizar este tipo de tecnologia é o fato da velocidade de
propagação do som sofrer algumas alterações ocasionadas por uma série de
fatores, dentre os quais podemos citar a temperatura e a umidade.
No sistema de telemetria proposto, o sonar será utilizado para detectar
obstáculos a uma distância grande e para distâncias menores serão utilizados os
sensores de obstáculos descritos na próxima seção.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 60
3.2.5 Sensor de Obstáculos
Os sensores utilizados para a detecção de obstáculos a pequenas distâncias
são compostos por um foto-emissor e um foto-sensor. A escolha por esse tipo de
sensor ocorreu pelo fato deles serem eficientes para a detecção de obstáculos a
pequenas distâncias e terem um custo baixo.
Os fototransistores são dispositivos semicondutores que tem como
característica principal variar a sua resistência elétrica em função da intensidade de
luz incidente. Estes dispositivos são normalmente utilizados para acionar
dispositivos eletro-eletrônicos, tais como alarmes, trancas elétricas, controles
remotos, entre outros.
Para acionar o fototransistor é necessário que uma luz ou radiação
infravermelho incida sobre ele fazendo sua resistência elétrica cair e como
consequência conduzir corrente elétrica.
O infravermelho é comumente utilizado em sistemas de envio de comandos a
distância principalmente nos que usam ondas de rádio, pois não sofre interferência
de outras ondas eletromagnéticas. O circuito ilustrado na Figura 40 corresponde ao
circuito detector de obstáculos.
Figura 40. Diagrama elétrico do circuito detector de obstáculos.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 61
Este módulo funcionará utilizando o feixe de luz emitido pelo foto-emissor que
ao se chocar com algum obstáculo refletirá em direção ao foto-sensor, fazendo com
que ele entre em condução. Para cada distância do obstáculo o sensor emite um
valor de tensão diferente. Assim, é necessário encontrar uma correspondência entre
estes dois parâmetros: distância e tensão.
Como listado na Tabela 6 primeiramente foram coletados, para cada sensor,
valores de distâncias e a respectiva tensão que o sensor emitia. As distâncias foram
anotadas quando havia mudança na tensão, emitida pelo sensor, que era
monitorada com o auxilio de um voltímetro digital.
Tabela 6. Valores das tensões emitidas pelos sensores e suas respectivas distâncias.
Medições Y(cm) X(V)
Sensor 1 Sensor 2 Sensor 3 Sensor 4
1 1 4,43 4,36 4,52 4,47
2 2 4,54 4,44 4,57 4,54
3 3 4,58 4,51 4,59 4,57
4 6 4,60 4,66 4,69 4,63
5 8 4,63 4,72 4,73 4,65
6 9 4,66 4,73 4,74 4,66
7 10 4,67 4,74 4,76 4,67
8 13 4,69 4,76 4,77 4,68
9 15 4,70 4,77 4,78 4,69
10 20 4,72 4,79 4,79 4,70
Com os dados encontrados notou-se que não seguiam uma tendência que
poderia ser tida como linear. Para analisar os dados e encontrar uma função que
melhor representasse a correspondência entre tensão e distância, um gráfico de
dispersão foi plotado utilizando o Excel.
A partir dos gráficos gerados foi utilizado o recurso de inserir linha de
tendência e gerar equações correspondentes. As linhas de tendência testadas para
verificar a semelhança com os dados experimentais foram à exponencial, linear,
logarítmica, polinomial e potência. Após a análise das curvas chegou-se a conclusão
de que a linha de tendência exponencial melhor se adequava aos dados obtidos
experimentalmente. Os gráficos com a linha de tendência exponencial foram

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 62
plotados para os dados dos sensores 1, 2, 3 e 4, respectivamente, e são ilustrados
na Figura 41 (a, b, c, d).
Figura 41. Gráfico Tensão x Distância para (a) o sensor um, (b) o sensor dois, (c) o sensor três, (d) o
sensor quatro.
A Tabela 7 lista as equações que foram encontradas com o auxilio do Excel e
que serão utilizadas para calcular a distância do obstáculo, tendo como parâmetro
de entrada a tensão emitida pelo sensor.
Tabela 7. Equações de cálculo da distância para cada sensor.
Sensor Equação
1
2
3
4
y = 2E-21e 10,684x
y = 3E-12e 6,1422x
y = 1E-19e 9,6485x
y = 2E-25e 12,646x
(VIII)
(IX)
(X)
(XI)

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 63
3.2.6 Sensor de Velocidade
O módulo do sensor da velocidade foi implementado com um emissor
infravermelho (IR) e um fototransistor. A emissão do feixe de luz proveniente do IR
ao colidir com um objeto e refletir incidem na direção do fototransistor, fazendo-o
conduzir.
A roda do carro, que é ilustrada na Figura 42(a), possui cinco lacunas que
foram tampadas por um material branco. As lacunas mais largas não serão
tampadas, fazendo assim com que não haja reflexão quando o sensor estiver
passando por essa lacuna. A roda ficou como ilustrado no esquema da Figura 42(b).
Figura 42. (a) Roda do carro. (b) aro da roda do carro tampada com material branco.
Com esse procedimento, quando o feixe de luz incidir nas partes brancas ele
será refletido e incidirá sobre o fototransistor. Quando incidir nas lacunas, não
refletirá.
A velocidade instantânea é calculada a cada vez que o sensor indica uma
mudança de estado, ou seja, está conduzindo ou não. Para os cálculos são
necessários então: a distância entre uma lacuna e outra e o tempo entre uma lacuna
e outra.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 64
� Distância entre lacunas: 2,5 cm;
� Tempo: foi utilizado o timer1 do microcontrolador para capturar esse
tempo.
A captura do tempo entre uma lacuna e outra foi calculado utilizando o timer1
(Figura 43) do microcontrolador. A linha T0 representa o tempo de inicio do timer,
tempo igual a zero. A linha Testouro representa o tempo final do timer, ou seja, o valor
máximo da contagem.
Figura 43. Gráfico que representa o tempo inicial e de estouro do Timer1.
Quando há uma primeira mudança de estado nos sensores o valor do timer1
é capturado como tempo inicial e, com uma segunda mudança de estado, o valor do
timer1 é capturado como tempo final. Há dois casos distintos na obtenção do tempo:
� Como representado pela linha azul da Figura 43, quando os tempos, inicial
(Tinicial) e final (Tfinal), são capturados antes do tempo de estouro, ou seja,
antes que o timer1 comece sua contagem novamente, o cálculo do tempo
é feito subtraindo o tempo final do inicial (tempo = Tfinal.- Tinicial);
� Como representado pela linha vermelha na Figura 43, quando os tempos,
inicial e final, são capturados antes (Tinicial) que o timer1 volte à contagem
do zero e depois (Tfinal), o cálculo do tempo é feito por: tempo = 0xFFF-
Tinicial + Tfinal.
Em seguida o valor da velocidade (em cm/s) é calculado como:

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 65
(XII)
O tempo tem que ser multiplicado pelo fator 1,6 µs, pois o timer1 gasta este
valor para ser incrementado em uma unidade. Por exemplo, para saber quanto
tempo se passou durante a contagem do timer1 de 0 a 10 basta multiplicar 10 por
1,6 µs e teremos o valor do timer1 em segundos.
3.2.7 Circuito de Nível de Bateria
Há várias vantagens em saber qual o nível atual da carga da bateria, entre
elas pode-se citar, poder analisar se a carga é suficiente para continuar executando
algumas operações, verificar a possibilidade de desligar algumas funcionalidades
que sejam menos importantes, a necessidade da troca da bateria, entre outras.
Por exemplo, se o nível da bateria estiver baixo e o carro estiver a uma
distância grande e com os faróis acesos, o operador pode simplesmente desligar os
faróis para economizar energia e conseguir trazer o carro de volta a base de
controle. O circuito de monitoramento do nível de bateria é ilustrado na Figura 44.
Figura 44. Diagrama elétrico do circuito verificador de nível de bateria.
Considerando a tensão de entrada no pino do PIC como sendo de 5 V e
utilizando uma bateria de 9 V para a alimentação da placa que controla o carro, as
resistências podem ser encontradas por um simples divisor de tensão. Temos que:

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 66
(XIII)
(XIV)
Assim, fixando = 8 KΩ encontramos um valor de = 10 KΩ. Pelas
dificuldades em encontrar o resistor de 8 KΩ no mercado de dispositivos eletrônicos,
o mesmo foi substituído por um de 8,2 KΩ, o que nos testes experimentais se
comportou de forma semelhante ao que foi dimensionado. O valor da tensão de
saída será correspondente ao nível de carga na bateria e, assim, pode-se obter a
informação desejada.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 67
3.2.8 Circuito da Placa Afixada ao PC (PAPC)
O diagrama elétrico da placa PAPC, onde a qual é responsável por transmitir
as informações entre o computador e o robô, está representada na Figura 45.
Figura 45. Diagrama elétrico do circuito da placa afixada ao PC.
O circuito projetado é composto principalmente por um módulo ZigBee e um
CI MAX232. O CI MAX232 é um circuito eletrônico que converte sinais de uma porta

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 68
serial para sinais adequados para o uso em circuitos com microcontroladores, ou
seja, a conversão para o tipo de sinal TTL (Transistor-Transistor Logic).
O circuito ilustrado na Figura 46, montado seguindo o datasheet do
componente, converte os níveis de tensão do padrão RS-232 para níveis
apropriados à transmissão por rádiofrequência utilizando o circuito integrado
MAX232. O componente 7805 é um regulador de tensão que recebe a tensão da
bateria de 9 V e converte para 5 V que é o nível de tensão de entrada para o circuito
em questão.
Figura 46. Diagrama elétrico do circuito conversor (Datasheet MAX232, 2010).
O protocolo RS-232 é um padrão de comunicação criado pela EIA (Electronic
Industries Association) para a comunicação entre um DTE (terminal de dados) e um
DCE (um comunicador de dados), sendo também conhecido como EIA-232.
Os dados que provém da porta serial do computador podem ser interpretados
da seguinte forma: os pacotes geralmente são de 10 a 11 bits, onde 8 bits são de
informação, um bit de inicialização da comunicação (StartBit), um para identificar a
paridade e outro para encerrar (StopBit). A Figura 47 ilustra o esquema de
transmissão dos dados.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 69
Figura 47. Dados na forma serial.
A porta serial envia constantemente um nível lógico alto. Quando o nível
lógico baixo é enviado pela primeira vez (StartBit), significa que uma comunicação
será iniciada. Este é o sinal para que o clock, que sincroniza a comunicação,
dispare e comece a contar. Em seguida os bits de informação são enviados
seguidos do bit de paridade.
O bit de paridade serve como uma verificação se a informação foi enviada
corretamente. Se a quantidade de 1’s nos bits de informação for par, então o bit de
paridade deverá ser 0, caso o número de bits 1’s for ímpar e o bit de paridade for 0,
logo é notificado que houve um erro na comunicação. E o StopBit finaliza a
comunicação.
3.2.9 Circuito da Placa Afixada ao Carro (PAC)
O circuito representado na Figura 48, tem como principais componentes o
XBee/ZigBee, um microcontrolador PIC16F877A e um circuito integrado que
implementa uma ponte H.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 70
Figura 48. Diagrama elétrico do circuito da placa afixada ao carro.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 71
O módulo que controla o acionamento dos motores é composto por duas
pontes H, as quais estão ligadas cada uma a um motor. A ponte H é um circuito
eletrônico que permite que um motor CC gire tanto em um sentido quanto em outro.
Estes circuitos são geralmente utilizados na robótica e estão disponíveis em circuitos
prontos, como o L298N, que possui duas pontes H integradas no seu
encapsulamento, ou podem ser construídos por componentes discretos como os
transistores.
A ponte H ilustrada na Figura 49 é composta por 4 chaves, podendo elas
serem mecânicas ou eletrônicas. Elas são posicionadas na forma da letra H, de
modo que cada uma é localizada em um extremo e o motor posicionado ao meio.
Figura 49. Ponte H.
O princípio de funcionamento da ponte H é mostrado na Figura 50. Para o
motor funcionar deve-se acionar um par de chaves diagonalmente opostos, fazendo,
assim, com que a corrente flua de um pólo a outro atravessando o motor, fazendo-o
girar. Para inverter o torque basta desligar as chaves acionadas anteriormente e
ligar o outro par de chaves diagonalmente opostos, fazendo a corrente fluir no
sentido contrário.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 72
Figura 50. Funcionamento da Ponte H.
Para os motores pararem de forma eficiente, basta acionar as duas chaves
superiores, ou inferiores, simultaneamente. Isso acontece pelo fato do motor ser um
componente indutivo. Quando os terminais do motor são conectados no mesmo
pólo, o motor é curto circuitado fazendo com que ele pare instantaneamente. Porém,
se quando o motor estiver em funcionamento todas as chaves forem fechadas, o
circuito será desligado e o motor irá parar suavemente.
Algumas precauções devem ser tomadas ao usar a ponte H, pois caso só
duas chaves do mesmo lado da ponte H forem fechadas, simultaneamente, isso faz
com que o fluxo de corrente vá direto de um pólo a outro (positivo ao negativo),
ocasionando assim um curto-circuito para a fonte de alimentação e para os
componentes eletrônicos do circuito.
O microcontrolador utilizado foi o PIC16F877A, o qual é responsável por
receber um comando e acionar uma ação correspondente pré-programada em sua
memória. Esse dispositivo já possui em sua arquitetura interna blocos específicos
para a recepção e envio de dados seriais. A vantagem dessa família de PICs é o
fato deles possuírem um numero maior de instruções em código de máquina que é
otimizada para poder ser utilizada com compiladores da linguagem C. As principais
rotinas implementadas foram as seguintes:

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 73
� Interrupção da Serial: para que o microcontrolador atenda as
requisições provenientes da comunicação serial é necessário habilitar
esta interrupção, a qual é processada pelo trecho de código ilustrado
na Figura 51.
Figura 51. Rotina que habilita as interrupções.
� A Figura 52 mostra a função isrSerial(), responsável pela captura de
cada caractere proveniente da comunicação serial que estará no
registrador rxuart e inserir no vetor buffer_serial. Esse vetor, logo após
ser totalmente preenchido, será enviado para a função
validar_protocolo(). O trecho #locate rxuart = 0x1A corresponde ao
endereço da rxuart que será usado no decorrer da execução do
programa.
Figura 52. Função para capturar as interrupções provindas da porta serial.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 74
� Validar Protocolo: após ser recebida toda a informação que
corresponde a uma ação que deverá ser executada pelo
microcontrolador, é necessário analisar se os dados recebidos
correspondem às informações validas. Assim, a função
validar_protocolo() (Figura 53) é responsável por essa análise e
fragmentar o protocolo em valores que serão utilizados posteriormente.
Figura 53. Função validar protocolo.
� No inicio da validação a função irá analisar se o primeiro e o último
caracteres são “#” e “;”, respectivamente, se sim ele continua a
executar as outras tarefas, se não ele não ira aceitar aquela
informação contida no vetor buffer_serial. Caso os valores para
identificação do protocolo forem validados positivamente deve-se
extrair do vetor as informações que farão o microcontrolador tomar
uma decisão.
� Escolha da Ação: após a validação do protocolo, os valores contidos
nas variáveis direção e speed são utilizadas para definir qual direção
será tomada pelo robô móvel e com qual velocidade. A Figura 54
mostra algumas das ações executadas, como ir para a frente e para
trás. A velocidade é obtida multiplicando-se o valor da variável speed
por 341. Este valor foi obtido pelo fato do valor máximo do PWM ser

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 75
1024. Assim, como o veículo possui apenas três velocidades, o
seguinte cálculo foi efetuado: 1024/3=341. Logo, a velocidade será
definida por speed*341, o que no máximo dará 1024, já que speed
possui apenas três valores (1, 2 e 3).
Figura 54. Definir ação.
� A função encarregada de capturar o nível de tensão da bateria é
ilustrada na Figura 55. Após habilitar o pino analógico, para receber
a tensão do nível de bateria, deve-se inserir um delay (linha 118)
para que o pino possa capturar a tensão corretamente. A tensão é
lida com a função read_adc(). A variável “nível” recebe o valor da
tensão capturada e logo em seguida é feita a conversão (linha 120)
para digital. A conversão é feita dividindo o valor da tensão
capturada por 255, pois a resolução ADC escolhida foi de 8 bits.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 76
Figura 55. Função do Nível de Bateria.
� A função encarregada de capturar o nível de tensão emitida pelos
sensores e informar a distância de obstáculos é ilustrada na Figura
56. Assim como na função de nível de bateria é preciso habilitar o
pino analógico que receberá a tensão e esperar um tempo antes de
fazer a medição. A tensão é lida com a função read_adc() e
transformada para digital. Na linha 104 a função que retorna o valor
da distância é calculada. As funções para os demais sensores
seguem o mesmo raciocínio.
Figura 56. Função do sensor de distância.
� Após todos os cálculos prontos, a função protocolarEnviar()
(Figura 57) insere todos os valores dentro da variável buffer_enviar
e envia.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 77
Figura 57. Função protocolarEnviar().

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 78
4 Resultados e Discussão
Na etapa de confecção do protótipo de hardware houve a elaboração dos
layouts elétricos de duas placas de circuito impresso, as quais foram confeccionadas
no software Eagle (EAGLE, 2010). Elas foram adicionadas uma à estrutura do
carrinho de controle remoto e a outra afixada à porta serial do computador. A função
da primeira placa é receber comandos via rádio enviados pelo computador, o qual se
utiliza da segunda placa para enviar os comandos para a placa que está afixada ao
carrinho.
Entre os dispositivos de rádio-frequência analisados verificou-se que o ZigBee
era o mais adequado para a implementação do projeto. Com a tecnologia ZigBee foi
possível fazer uma encriptação dos dados enviados, impedindo, assim, que outros
dispositivos não habilitados interceptassem as informações.
A placa PAPC (Figura 58) tem como componentes principais o módulo XBee
XB24-ZB e o CI MAX232. As funcionalidades desejáveis para a placa foram obtidas
com sucesso. Outra implementação interessante seria a construção da mesma
placa, porém com entrada USB, por ser mais cômodo e poder conectar diretamente
ao notebook sem a necessidade de um adaptador.
Figura 58. Placa PAPC.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 79
A placa que foi afixada ao carrinho (PAC, Figura 59) tem como componentes
principais um XBee XB24-ZB e um PIC16F877A. O XBee é responsável por receber
os dados enviados pelo transmissor e passar esses dados para o microcontrolador,
o qual analisa os dados e executa a ação correspondente. Os resultados obtidos
com os testes na PAC foram satisfatórios e não apresentaram diferenças
significativas.
Figura 59. Placa PAC.
Entre as peculiaridades da construção da placa PAC está a existência de
quatro reguladores de tensão 7805 que transformam a tensão de entrada em 5 V.
Como este regulador suporta até 1 A, a inserção dos quatro reguladores impede que
a placa esquente muito, o que seria indesejável.
Os sensores de obstáculos utilizados podem ter um tempo de resposta
grande, fazendo com que o resultado da distância não seja 100% confiável. Os
obstáculos detectados pelos sonares também podem não ter uma medição 100%
correta, como quando há a medição de uma distância grande e logo em seguida há
a medição de uma distância pequena, pois não há tempo hábil para a detecção da
mesma.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 80
Os circuitos dos sensores de obstáculos ilustrados na Figura 60 foram postos
em placas separadas (de mesmo tamanho) para melhor se adequar à estrutura do
carro.
Figura 60. Sensores de obstáculo afixados ao chassi do carro.
A Figura 61 ilustra a posição do sensor de velocidade, posicionado atrás da
roda traseira esquerda.
Figura 61. Sensor de velocidade.
A localização de cada placa foi devidamente estudada para que os feixes de
luz emitidos pelo sensor de uma placa não reflita e interfira na detecção de
obstáculos da outra. Essa análise foi feita experimentalmente e confirmada. As
placas foram afixadas ao chassi do carro usando cola quente. As placas com os
sonares também foram construídas separadamente e afixadas ao chassi pelo
mesmo processo. As Figuras 62 e 63 ilustram como as placas, dos sensores e
sonar, estão afixadas.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 81
(a, b, c, d, e).
Figura 62. Sensores e Sonar afixados na parte dianteira do chassi do caro.
Figura 63. Sensores e Sonar afixados ao chassi do caro.
O sistema montado com os circuitos desenvolvidos é ilustrado na Figura 64
(a) (b)

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 82
(c) (d)
(e)
Figura 64. (a) Sensor traseiro-esquerdo e sonar traseiro, (b) sensor traseiro direito e sonar traseiro.
(c) vista de frente do carro, (d) vista da PAC dentro do carro e (e) vista lateral do carro.
O programa desenvolvido na linguagem C++, responsável por interfacear a
interação entre o sistema e o usuário, foi desenvolvido de forma satisfatória. Assim
como as placas de circuito impresso, o programa de controle também foi testado
diversas vezes para detectar possíveis erros, a fim de atestar que todas as
funcionalidades implementadas estavam de acordo com o planejado.
Entre as dificuldades encontradas para a implementação do projeto pode-se
destacar o impasse em encontrar os componentes utilizados para montar as placas.
Muitas vezes foi necessária a compra pela internet de dispositivos, implicando em
atrasos.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 83
5 Conclusão
O projeto em questão teve como objetivo desenvolver um sistema de
telemetria para envio de comandos e recepção de informações de um robô móvel.
Para isto, foram utilizados conhecimentos sobre Algoritmo e Programação,
Eletrônica Digital, Laboratório de Eletrônica Digital, Circuitos Elétricos, Laboratório
de Circuitos Elétricos, Eletrônica Analógica, Laboratório de Eletrônica Analógica e
Sistemas Microcontrolados adquiridos durante a formação no curso de Engenharia
da Computação.
O sistema desenvolvido consegue enviar e receber informações com
eficiência, apresentando uma interface gráfica com o usuário que possibilita emitir os
comandos bem como visualizar as informações que são recebidas.
O trabalho desenvolvido pode ser utilizado, entre outras aplicações, para
rondas de vigilância, contribuindo para a segurança do usuário vigilante que, por sua
vez, estará afastado de regiões muitas vezes inóspitas.
Além do mais, são diversas as situações em que são necessárias
atualizações e reparos em sistemas que, por motivos de distância, não podem ser
feitos diretamente pelo homem, ou seja, é inviável o contato físico entre o
equipamento e a pessoa responsável em fazer a manutenção. Dessa forma, é
necessário o envio de comandos via rádio-frequência que podem executar essas
atividades de forma prática e eficiente.
5.1 Trabalhos Futuros
Podem-se listar algumas sugestões para possíveis melhorias e/ou expansão
do projeto implementado:
� Adicionar outros sensores no carro, tais como temperatura e umidade;

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 84
� Adaptar uma câmera de CCD (Charge-Coupled Device ou Dispositivo
de Carga Afixada) ao carrinho para que o operador veja o ambiente em
que o carrinho está navegando;
� Usar o XBee no modo API para o envio de informações em frames,
possibilitando assim: transmitir dados para múltiplos destinos sem ser
necessário entrar no modo comando; os dispositivos receberem
estados de sucesso ou falha para cada pacote transmitido; identificar o
endereço de onde partiu cada pacote.
� Implementar um banco de dados para salvar os dados obtidos;
� Implementar um servidor web para fazer o controle via internet;
� Plotar gráficos com os valores do nível de bateria para análise e melhor
gerenciamento de energia.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 85
6 Referências
ABECASIS, D, Telemetria: Conceitos e Aplicações. Workshop Telemetria, Centro
de Ciências do Mar-Universidade do Alga, 2010.
BEKEY, George A. Autonomous Robots. From Biological Inspiration to
Implementation and Control. MIT Press, 2005.
BRAGA, Newton. Telemetria médica com o CMX990. Disponível na internet em:
. Acesso em 24 de
Nov. de 2010.
BRANCO, Agatha. Telemetria. Disponível na internet em:
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TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 89
7 Anexos
Tabela 8. Funções de cada pino do PIC16F877A.
Pino Tipo Nome Descrição
1 ST
-
2 TTL
Analógico
3 TTL
Analógico
4 TTL
Analógico
Analógico
Analógico
5 TTL
Analógico
Analógico
6 ST
ST
-
7 TTL
Analógico
TTL
-
8 TTL
Analógico
TTL
9 TTL
Analógico
TTL
10 TTL
Analógico
TTL
Vpp
RA0
AN0
RA1
AN1
RA2
AN2
Vref-
CVref
RA3
AN3
Vref+
RA4
T0CKI
C1OUT
RA5
AN4
C2OUT
RE0
AN5
RE1
AN6
RE2
AN7
Master Clear Reset
Entrada de tensão de programação (12V)
Entrada analógica utilizada para capturar a tensão da bateria, a
fim de monitorar a quantidade de carga.
Entrada analógica utilizada pra capturar a tensão emitida pelo
sonar posicionado na parte dianteira do carro, a fim de informar
a distância de possíveis obstáculos.
Entrada analógica utilizada pra capturar a tensão emitida pelo
sonar posicionado na parte traseira do carro, a fim de informar a
distância de possíveis obstáculos.
Entrada analógica utilizada pra capturar a tensão emitida pelo
sensor posicionado na parte dianteira esquerda do carro, a fim
de informar a distância de possíveis obstáculos.
Não utilizada.
Entrada analógica utilizada pra capturar a tensão emitida pelo
sensor posicionado na parte dianteira direita do carro, a fim de
informar a distância de possíveis obstáculos.
Entrada analógica utilizada pra capturar a tensão emitida pelo
sensor posicionado na parte traseira esquerda do carro, a fim
de informar a distância de possíveis obstáculos.
Entrada analógica utilizada pra capturar a tensão emitida pelo
sensor posicionado na parte traseira direita do carro, a fim de
informar a distância de possíveis obstáculos.
Não utilizada.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 90
11 - VDD Alimentação Positiva (+5V)
12 - VSS Terra (GND)
13 Analógico
Analógico
14 Analógico
Analógico
15 ST
-
ST
16 ST
-
ST
17 ST
ST
18 ST
ST
ST
19 ST
TTL
20 ST
TTL
21 ST
TTL
22 ST
TTL
23 ST
ST
ST
24 ST
ST
25 ST
-
ST
OSC1
CLK1
OSC2
CLK0
RC0
T1OSO
T1CKI
RC1
T1OSI
CCP2
RC2
CCP1
RC3
SCK
SCL
RD0
PSP0
RD1
PSP1
RD2
PSP2
RD3
PSP3
RC4
SDI
SDA
RC5
SDO
RC6
TX
CK
Cristal oscilador
Entrada para clock Externo
Cristal oscilador
Saída de clock
Não utilizada.
Utilizada para envio do sinal PWM ao circuito controlador dos
motores.
Utilizada para detectar as variações dos sinais no sensor de
velocidade.
Utilizado para enviar o sinal de buzina.
Utilizado para controlar o sentido de rotação dos motores. É
conectado ao pino input 1 do CI L298N.
Utilizado para controlar o sentido de rotação dos motores. É
conectado ao pino input 2 do CI L298N.
Utilizado para controlar o sentido de rotação dos motores. É
conectado ao pino input 3 do CI L298N.
Utilizado para controlar o sentido de rotação dos motores. É
conectado ao pino input 4 do CI L298N.
Utilizado para acender um LED, a fim de informar que o
programa esta sendo executado no microcontrolador.
Utilizado para enviar o sinal do farol.
Transmissão Assíncrona EUSART. É conectado ao pino RX do
transmissor RF para envio dos dados.

TCC – Sistema de Telemetria para Robôs Móveis 91
26 ST
ST
ST
27 ST
TTL
28 ST
TTL
29 ST
TTL
30 ST
TTL
RC7
RX
DT
RD4
PSP4
RD5
PSP5
RD6
PSP6
RD7
PSP7
Recepção Assíncrona EUSART. É conectado ao pino TX do
transmissor RF para o recebimento dos dados.
Utilizada para configurar o Xbee que será conectado ao
computador.
Utilizada para configurar o Xbee que será conectado ao carro.
Não utilizada.
Não utilizada.
31 - VSS Terra (GND)
32 - VDD Alimentação positiva (+5V)
33 TTL
ST
RB0
INT
Não utilizada.
34 TTL RB1 Não utilizada.
35 TTL RB2 Não utilizada.
36 TTL
TTL
RB3
PGM
Não utilizada.
37 TTL RB4 Não utilizada.
38 TTL RB5 Não utilizada.
39 TTL
ST
40 TTL
ST
RB6
PGC
RB7
PGD
Não utilizada.
Não utilizada.