Sistema de Monitorização e Comunicação de Dados para Aplicação em Pavement Energy Harvesting

• Autor(a) principal: Azevedo, Luís Pedro Cadeco Cunha Lobato de
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/19794
• topic: Sistema de Monitorização; Barramento de dados; CANFD; I 2C; Pavement Energy Harvesting; Monitoring System; Data Bus

Neste projeto foi desenvolvido um sistema de monitorização de comunicação de dados para aplicar nos módulos NEXT-road, da empresa Pavnext. Estes módulos são desenhados para serem instalados no pavimento e são capazes de gerar energia com a passagem de veículos. Além da quantificação da energia gerada, o sistema desenvolvido tem como objetivo monitorizar a temperatura e humidade internas, assim como quantificar o número de veículos que por ele passam, e a que velocidades. O sistema é composto por três tipos de controladores, interligados através de dois barramentos, em formato de hierarquia. Os barramentos foram construídos utilizando como base o protocolo CANFD, uma variante mais recente do protocolo CAN, muito utilizado na indústria automóvel. Para o desenvolvimento do projeto, foram estudados vários tipos de microcontroladores e respetivos IDE, assim como diferentes protocolos de comunicação. Utilizaram-se microcontroladores da família G4, da empresa STMicroelectronics, e desenvolveram-se PCB para cada um dos controladores. Em termos de sensores, foram escolhidos um sensor de temperatura e humidade HTS221, um acelerómetro ADXL345 e um sensor de monitorização de energia PAC1934, todos capazes de comunicar por I2C. Devido à falta de componentes eletrónicos no mercado, numa fase mais avançada do projeto, foi necessário substituir o PAC1934 por um sensor de corrente e utilizar o ADC do microcontrolador. Além do hardware, foi desenvolvido todo o firmware para o sistema através do software STM32Cube. Durante o processo de implementação, foram realizados diversos testes: periféricos, protocolos, sensores e diferentes montagens. Numa fase mais avançada, o hardware desenvolvido foi implementado nos protótipos NEXT-road e foram realizados novos testes, simulando a passagem de veículos. Finalmente, o sistema foi montado em uma estrada no concelho de Matosinhos, permitindo realizar testes com veículos.