Como exibir informações para o cliente final

Após toda coleta, análise e processamento de dados, há diversas informações que podem ser exibidas para o cliente final, como: tabela de produção por hora, gráficos, alertas de baixa produção, entre outros. Essa é uma das funções principais do projeto, pois é preciso informar o cliente como a produção se comporta.

Foram consideradas quatro formas de “relatório final” e será apontado as vantagens e desvantagens de cada um.

Relatório fixo:

Aqui o servidor, responsável pelo processamento dos dados, gera um relatório de formato padrão mostrando as informações de forma fixa.

Vantagens:
  • Prático em relação ao desenvolvimento, e portanto de baixo custo (no nosso caso, baixo consumo de tempo).
Desvantagens:
  • Altamente engessado, tirando a possibilidade do usuário gerar um relatório excelente para ele.
  • Pode não fazer bom uso de todas informações.
  • Caso seja feito streaming de vídeo o relatório em formato texto não suporta esse tipo de dado, sendo necessário mais meios de expor informações para o cliente.

Página WEB:

Uma página que um usuário consegue acessar de qualquer lugar e tem as informações coletadas.

Vantagens:
  • O usuário tem acesso às informações em qualquer lugar, uma vez que é uma página online.
  • É possível dar opções para usuário melhorar seu relatório da melhor forma possível, deixando esse relatório menos engessado.
Desvantagens:
  • Não tão prático em relação ao desenvolvimento e portanto possui um custo um pouco mais alto (em relação à forma anterior).
  • O fato de ser acessível por qualquer lugar pode ser visto como uma falha de segurança.

Aplicativo para Android:

É muito similar à página WEB, porém o acesso é ainda mais prático.

Vantagens:
  • O usuário tem uma grande praticidade para acessar o relatório.
  • E assim como a página WEB é possível modificar o relatório para ficar da forma que mais se adapte ao usuário.
Desvantagens:
  • Não tão prático quanto ao desenvolvimento e portanto possui um custo um pouco mais alto (em relação à forma anterior).
  • O fato de ser acessível por qualquer lugar pode ser visto como uma falha de segurança.

Software no servidor:

É um software local que acessa os dados e exibe para o usuário, basicamente é um intermediário entre o relatório fixo e as outras opções.

Vantagens:
  • É possível modificar o relatório para ficar da forma que mais se adapte ao usuário.
  • Tem desenvolvimento prático, uma vez que todos membros da equipe tem muito contato com desenvolvimento de software para desktop (baixo custo).
Desvantagens:
  • Não é acessível de qualquer lugar.
  • Pode exigir que o usuário tenha certo conhecimento de informática.

Medidas de Desempenho

De acordo com Slack (1997), medida de desempenho é o processo de quantificar ação, onde medida significa o processo de quantificação e o desempenho da produção é presumido como derivado de ações tomadas por sua administração. O desempenho é definido como o grau em que a produção preenche os cinco objetivos de desempenho: Qualidade, Velocidade, Confiabilidade, Flexibilidade e Custo.

No nosso projeto estamos interessados no controle direto da produção, avaliando a performance de desempenho da máquina principalmente, então não trabalharemos com a questão de custo e consumidor.

OEE

Do tempo total de um equipamento, deve-se considerar para cálculo do OEE apenas o tempo que é de responsabilidade da equipe de produção.

Ou seja, o tempo que o equipamento não produziu devido à empresa não estar em seu horário de funcionamento, ou aquele tempo que o equipamento não produziu, apesar de estar no horário de trabalho, por razões alheias à equipe de produção – não produziu porque não havia pedidos, por exemplo, também não entra no cálculo do OEE.

Retirando estes tempos do tempo total sobra o tempo de responsabilidade da equipe de produção, que é de responsabilidade da equipe de produção, para produzir o que precisa ser produzido, e é com base neste tempo que se calcula o OEE, que pode ser facilmente compreendido através da figura abaixo:

oee

Para se calcular o OEE basta realizar o produto entre os fatores de Disponibilidade, Performance e Qualidade, conforme abaixo:

equaçao

Controle de velocidade dos Motores DC

Para o controle total de um motor DC é interessante controlar a velocidade e o sentido da rotação do motor. Uma forma simples de se controlar é utilizando uma ponte H e sinal PWM.

Ponte H e PWM

Os motores DC (direct current ou corrente continua) são cargas indutivas que demandam uma quantidade de corrente superior à que as portas do Arduino conseguem fornecer, em torno de 40mA, assim não é recomendado ligar diretamente esses tipos de motores nas portas do Arduino.

Uma forma de solucionar essa questão é utilizar transistores para o controle de corrente, porém o uso dos transistores limita o resultado a apenas um sentido de rotação do motor.

A forma mais eficiente de resolver esse problema é utilizar o circuito conhecido como Ponte H, que faz um arranjo de 4 transistores de forma a acionar simultaneamente dois motores controlando não apenas seus sentidos, como também suas velocidades.

O circuito utiliza quarto chaves (S1, S2, S3 e S4) que são acionadas de forma alternada, ou seja, (S1-S3) ou (S2-S4). Dependendo da configuração entre as chaves teremos a corrente percorrendo o motor hora por um sentido, hora por outro.

ponte h

Quando nenhum par de chaves está acionado, o motor está desligado (a). Quando o par S1-S3 é acionado a corrente percorre S1-S3 fazendo com que o motor gire em um sentido (b). Já quando o par S2-S4 é acionado a corrente percorre por outro caminho fazendo com que o motor gire no sentido contrário (c).

O CI L298N é muito utilizado para o propósito de controle de motores, e é nada mais que uma ponte H em um componente integrado. Uma das vantagens do uso desse CI é o menor espaço ocupado, a baixa complexidade do circuito e o fato de ele já possuir dois circuitos H, podendo assim, controlar dois motores. Na figura a seguir você pode conferir o diagrama de blocos do CI L298N retirado de seu datasheet (datasheet L298N):

ci ponte h

Outra vantagem desse CI é a sua resposta a sinais PWM, com os quais é possível regular a tensão de saída, e dessa forma regular a velocidade dos motores.

PWM (Pulse Width Modulation – Modulação por Largura de Pulso) é uma técnica para obter resultados analógicos por meios digitais, que consiste na geração de uma onda quadrada em uma frequência muita alta em que pode ser controlada a porcentagem do tempo em que a onda permanece em nível lógico alto. Esse tempo é chamado de Duty Cycle e sua alteração provoca mudança no valor médio da onda, indo desde 0V (0% de Duty Cycle) a 5V (100% de Duty Cycle) no caso do Arduino.

 

duty cicle

duty cicle2.gif

O duty cycle é a razão do tempo em que o sinal permanece na tensão máxima (5V no Arduino) sobre o tempo total de oscilação, como está ilustrado na figura abaixo:

Duty Cycle (%) = (x/x+y)*100% = (x/T)*100%

Vmédio = Vmax*Duty Cycle(%)

O valor do Duty Cycle usado pelo Arduino é um inteiro armazenado em 8 bits, de forma que seu valor vai de 0 (0%) a 255 (100%).

Escolha do Sistema Operacional

Primeiramente, realizou-se um estudo sobre os principais Sistemas Operacionais para o Raspberry e se levantou o seguinte:

  • Raspbian
  • Ubuntu Mate
  • Pidora

O Raspbian OS é uma distribuição Linux criada para rodar nos Raspberry Pi. Derivada do Debian, essa distro é considerada o sistema operacional padrão do computador da Raspberry Foundation. Completo e com diversos softwares de desenvolvimento, profundo controle sobre o hardware da placa, além de ferramentas de acesso à Internet, de escritório na forma do LibreOffice e de entretenimento, o Raspbian é o ponto de partida ideal para quem está começando a usar a placa.

Dito isto e analisado os outros principais OS disponíveis, o Raspbian se mostrou o mais bem documentado e com maiores ferramentas para realização das tarefas necessárias para os projetos.