LABSI
2023/2024
Autores:
Xavier Barata (Nº: 1200785)
1200785@isep.ipp.pt
Ana Camelo (Nº: 1210673)
1210673@isep.ipp.pt
Figura 1 - Protótipo do projeto
Desta maneira, o projeto engloba a aquisição de dois parâmetros fundamentais, isto é, peso e altura, com o intuito de realizar posteriormente o cálculo do respetivo Índice de Massa Corporal (IMC).
O design deste protótipo foi inspirado na Balança de Farmácia (Figura 2), onde para iniciar o processo o utilizador insere uma moeda num moedeiro eletrônico. Em seguida, o utilizador sobe à balança, onde são registados o peso e a altura, permitindo a determinação do Índice de Massa Corporal (IMC). Após a obtenção do IMC correspondente, os resultados são exibidos em uma interface gráfica na própria máquina.
Figura 2 - Balança de Farmácia
Figura 3 - Diagrama de Blocos
Figura 4 - Fluxograma geral
Figura 5 - Funções do programa
Figura 6 - Interrupções
Figura 7 - ATmega 328P
Figura 8 - Pinout ATmega 328P
A implementação do hardware levou em conta as capacidades do microcontrolador ATmega 328P (Figura 7), que atendeu completamente aos requisitos estabelecidos para este projeto, considerando todo o seu layout de pinos disponível (Figura 8). Dessa maneira, o SONAR HC-SR04 (Figura 9) desempenha a função de obter o tempo do eco para, indiretamente, calcular a distância, mais especificamente a altura, conforme indicado na expressão a seguir.
Figura 9 - SONAR HC-SR04
Figura 10 - Equação da distância do SONAR
A Balança Digital (Figura 11) tem a finalidade de registrar o peso do indivíduo. Portanto, foi feitauma ligação entre as quatro células de carga da balança em uma configuração de Ponte de Wheatstone (Figura 12) para assegurar uma distribuição uniforme do peso.
Figura 11 - Balança Digital
Figura 12 - Ponte de Wheatstone para as células de carga
Após obter a tensão de saída da Ponte de Wheatstone, foi necessário condicionar esse sinal por meio de um Amplificador de Instrumentação. Nesse processo, aplicou-se um ganho para obter um sinal na faixa de [0-5] V, que então foi direcionado para o ADC0 do microcontrolador. Para realizar essa etapa, utilizou-se os integrados TL084 (Figura 13) e foram estabelecidas as conexões correspondentes, conforme ilustrado na Figura.
Figura 13 - TL084
Figura 14 - Amplificador de Instrumentação
Utilizando um display LCD 16x2 visualizamos os resultados obtidos através das medições.
Figura 15 - Display LCD 16x2
Esquema Elétrico
Na Figura 16 encontra-se o esquema elétrico de ligações de todo o circuito ao ATmega 328P.
Figura 16 - Esquema elétrico de ligações ao ATmega 328P
Uma melhoria futura do projeto, seria a navegação pelo LCD, ou seja, escolher através de botões cada um dos parâmetros a ser obtidos pelo protótipo.
[2] SONAR HC-SR04: https://cdn.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Proximity/HCSR04.pdf
[3] ATmega 328P: https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf