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{SOLUCIONADO} [AGRADECIMENTOS]Medir altura de um elevador em metros.
Olá Galera,
Um amigo por quem tenho grande estima, trouxe para falar comigo um amigo de faculdade dele que tá concluindo curso e tá pra fazer TCC.
O TCC dele é medir a altura em que um elevador se encontra do chão em metros.
Inicialmente achei a proposta muito facil, bastaria colocar sensores nos andares e cada vez que o elevador pasasse por eles, daria o andar e por conseguinte a altura.
Mas ai veio o balde de água fria, a proposta é medir o deslocamente do elevador, indicando em um visor, metro a metro quando o elevador se desloca subindo ou descendo, logo, em um predio real, teria que ter sensor pra caramba pra indicar metro a metro.
Proposta B, colocar um sensor ultrasonico pra medir a distancia do chão até o elevador e dar o resultado, BALDE DE ÁGUA FRIA 2.0 - o sensor ultrasonico do arduino só mede até 4 metros, dai numa maquete daria perfeito, mas o trabalho dele é em um elevador real, e ai o sensor ultrasonico foi descartado.
Proposta C, colocar um sensor de pulsor na roldada do cabo do elevador, ele contaria numero de voltas e a gente transformaria em metros. BALDE DE ÁGUA FRIA 3.0- O pessoal da segurança do predio não nos deixou ter acesso.
Proposta D, Parti então para o sensor BMP085 que possui a função altimetro(mandei vir no inicio do ano uma porrada de trekinho pra o arduino da china e tinha esse sensor pra aprender a usa no meio da minha bagunça). montei um altimetro. BALDE DE ÁGUA FRIA 4.0- o resultado foi sofrível, ele oscila pra caramba, fiz até a estabilização com leitura de média, mas mesmo assim ele oscila demais, até com ele parado ele fica indicando que o elevador tá subindo e descendo, resultado , não deu! e acabaram minhas ideias !!!
Resumindo, tô precisando da ajuda de vocês, tomei o desafio como pessoal, e tô querendo ajudar o carinha de verdade.
O lance é medir a altura em que o elevador esta em relação ao chão, a precisão não precisa ser algo absurdo, algo como uns 3 a 5 cm ( eu disse centimetro e não milimetros ok) daria de bom tamanho.
Então galera, podem me ajudar ?
Respostas a este tópico
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O elevador não corre sobre trilhos. Ele fica pendurado em cabos de aço. Os trilhos servem para frear em caso de rompimento dos cabos de aço (sistema de segurança). Portanto, é falso assumir que a inclinação é desprezível.
Vamos considerar que o emissor ficará no fundo do poço e os LDRs ficarão na parte inferior da cabine, para minimizar os efeitos da inclinação.
Cheguei ao mesmo desvio de 2,6cm quando ocorre 1grau de inclinação em uma cabine de 3m de altura. Porém precisa lembrar que o desvio não ocorre apenas num sentido. Se fosse num só sentido (por exemplo pra leste), sua afirmação de que seria necessário 5 LDRs estaria certa. Mas poderia ser no sentido contrário também, ou seja, a inclinação poderia ser 1grau pra oeste. Portanto seriam necessários 10 LDRs para contemplar as duas possibilidades (desde 1 grau inclinando pra leste até 1grau inclinando pra oeste). Agora imagine que poderíamos piorar mais ainda, ou seja, esse 1 grau de inclinação poderia ocorrer para qualquer sentido!!!! Portanto, os LDRs extras deverão estar dispostos de forma a contemplar a possibilidade dos desvios estarem longe até 2,6cm do centro supostamente correto. Veja na imagem a seguir:
Mas o balde de água fria não acaba por aí não.
Na sua simulação, vc usou uma altura de poço de 15m. Em 15m de poço, até concordo que a distância entre os LDRs é grande o suficiente para que os desvios causados por 1grau de inclinação não prejudique a leitura. Mas vamos extrapolar isso. Vamos simular diversas alturas de poço e saber qual a distância entre os LDRs para que eles detectem alturas de metro em metro:
Essa tabela mostra que quanto mais alto o poço, menor a distância entre 2 LDRs para que eles sejam capazes de detectar a altura de metro em metro. Por exemplo, num poço de 15m de altura, os LDRs deverão estar dispostos a 13,3cm de distância um do outro para detectar a nova posição (em metros) da cabine.
Mas se o poço tiver 50m de altura, os LDRs deverão estar longe 4cm um do outro. Aí começa o problema causado pela inclinação da cabine. Ora, a inclinação de 1grau faz a cabine deslocar 2,6cm, haverá regiões onde não teremos certeza se o elevador está numa altura ou outra (por exemplo, não haverá certeza se o elevador está a 5 ou 6m de altura). Veja no desenho a seguir:
Nessa figura acima, a região em verde é justamente a região onde não há certeza, pois os desvios de um LDR se sobrepõe ao do outro LDR.
Agora vamos inserir mais um complicante: e se a inclinação não for 1 grau? E se for mais? Aí danou-se de vez.
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Permalink Responder até Almir Bispo dos S.Filho em
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Amigo.
Não afirmei de modo algum que a inclinação seja desprezível e tanto que até apresentei cálculos que foi confirmado com os seus.Quando assumimos o desnível de 1 grau no cálculo,considerei que 0,5 poderia ser para esquerda enquanto 0,5 graus para direita.
Mas vamos usar um calculo extremista:
Sugerimos um prédio de 80 andares (80 * 3m por andar =240 m de altura )
Agora vamos supor que haja 6 graus de desnível com exagero absurdo (3 para esquerda e 3 para direita)
R= (6,28 x150 cm) // que equivale a meia altura do elevador 150 cm
ou seja, R=(942 cm)
//Deslocamento do foco (D)
D=(R/360) x 6 graus ,logo D=15,7 centimetros
Pronto.Sabemos que em 80 andares o foco desloca-se 15,7 cm ,quando o elevador torce 6 graus dentro do fosso.(isso equivale 3 graus para direita e 3 graus esquerda ,certo ?)
( Lembre se que o laser está fixo no fundo do poço e não se move nem um grausinho.O que torce é o elevador onde estariam os LDRs )
como sabemos que do deslocamento total (15,7 cm) pode ser em em qualquer direções podemos dividir por 2 para acharmos o centro:
15,7 /2 =7 ,85 centimetros é o centro do foco.
Então cada LDR deve possuir um sistema de convecão reflexiva (aço inox ) no fundo do elevador
Caso o elevador possua 2 metros,então são possiveis 12,73 refletores no fundo (linearmente ,lado a lado).
//Representar andar por posição
80 andares/12,73 numero de ldrs =6,28 andares por posição reflexiva
ou seja, a cada 6,28 andares,um nivel de refletor será ativado.
Isso mostrando cálculos exageradamente negativos com desvio de 6 graus (que é um absurdo) e prédio de 80 andares (muito raro).
como informado,os elevadores são suspensos por cabo,mas sobre trilhos.Ele não fica pendurado como um pêndulo.
*(Aconselho a usar para predios até no máximo 10 andares em função do desvio absurdo dos trilhos).Talvez os desvios de torção não ultrapasse 0,5 graus...Vou consultar uma empresa especializada...
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Não sei se entendi direito, mas no seu exemplo chegou-se numa resolução (ou precisão) de 6,28 andares, o que é muito grotesco, ou seja, completamente inútil. Se cada andar tiver 3m, seria mais de 18m de incerteza. Entendi errado?
O carro fica sim suspenso por cabos (vários), igual pêndulo. Ele não fica preso ao trilho, não deve encostar no trilho quando em funcionamento normal. O trilho só é usado caso os cabos se rompam. Em se rompendo os cabos, um dispositivo mecânico é acionado e aí sim o freio entra em ação, usando o trilho para auxiliar na fre agem do carro, impedindo que o carro vá em direção ao fundo em queda livre. Li alguns textos no google sobre isso, então não pensem que sou entendido de elevadores :)
Talvez seja lorota, mas esses textos sobre o mecanismo de funcionamento de elevadores fazem sentido
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Precisão é grotesca realmente.Foi isso que afirmei ao te informar que isso se considerássemos um desvio de 6 graus (o que é um absurdo).
Acho que você não entendeu.Agora vou fazer um cálculo mais realístico.
Considere um prédio de 80 andares (240 m)
Elevador possua 3 metros de altura e gira 0,5 grau para esquerda e 0,5 grau para direita (ou seja ,1 grau)C =6,28 x 150 cm //circunferência relativo ao raio
D= ( 942/360 ) x 1 grau //deslocamento do foco em função do raio
D equivale a 2,61 centímetros
Não importa se o elevador esteja no andar 80 ou 1000.O deslocamento sempre será 2,61 cm (por favor não duvide disso,pois não quero comentar mais neste tópico)
Isso devido que o laser está fixo no fundo do poço,enquanto o que se inclina é o elevador.
Como sabemos,um LDR tem 0,5 cm (meio centimetro).
Lembremos que a largura do poço tem 2 metros (200 cm),então podemos por :
200 cm/0,5 = 400 LDRs no fundo do poço alinhados e com uma aba reflexiva com 2,61 cm
Como estamos fazendo para 80 andares,logo :
80 andares (240 metros) / 400 LDRs = 0,6 metros por LDR.
Então,caso a inclinação do elevador seja 0,5 grau para cada lado,podemos representar
a posição de 0,6 metros para cada LDR.
Certo.Resolução é boa.Mas o altimetro seria a melhor solução.
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Companheiro, primeiramente não precisa pedir por favor para não duvidar sobre o deslocamento do foco em 2,61cm caso haja 1grau de inclinação. Ninguém aqui contestou sobre o tamanho do deslocamento.
Todos concordamos que o feixe de laser se for originado na cabine irá prejudicar seu sistema. Concordamos todos também que o feixe de laser deverá ser originado no fundo do poço, para que se garanta inclinação constante e sem possibilidade de se alterar.
O que foi contestado é que vc por diversas vezes afirmou que a inclinação da cabine não tem importância.
Não precisa ser ríspido, ninguém quer te atingir diretamente. Estamos debatendo idéias, questionamentos são naturais, não existe solução infalível. Agora se vc está tão nervoso assim a ponto de ameaçar não participar mais desse debate, sinta-se a vontade, pois ninguém está te forçando a nada.
Quando vc postou sua primeira resposta, deu impressão de arrogância, pois como vc mesmo afirmou no post, "já tinha uma solução desde o início, mas resolveu não postar para ver o que o pessoal falava". E com a frase "soluções exclusivas que já possuía desde quando o tópico foi iniciado" ficou também parecendo que vc estava julgando sua solução definitiva.
Não é verdade quando vc diz "Não afirmei de modo algum que a inclinação seja desprezível". Vc disse que era desprezível SIM (e por sinal, disse por diversas vezes, talvez com outras palavras, mas significando que considerava desprezível), e tentamos debater que a inclinação não deveria ser desprezada.
Releia aquilo que escreveu, por exemplo na sexta " (...)não haverá problema da inclinação mínima do elevador". Ou no sábado " (...) a inclinação no Elevador não alteraria muito os resultad pelo simples motivo de que o emissor estaria fixo no piso do poço. A inclinação só seria IMPORTANTE caso o emissor estivesse no elevador (...)". Ou essa do sábado também " (..) como esse desvio está no fundo do elevador e não no emissor, não haverá um efeito significante (...)"
Mas não vamos nos prender a essa discussão sobre o que foi dito ou não. Vamos debater os cálculos. E aqui, reforço novamente: não é nada contra vc pessoalmente, estou procurando falhas no raciocínio para tentar chegar a uma solução que possa ser posta em prática. Eu posso até estar compreendendo errado, mas veja que precisa haver esforço dos dois lados: de quem expõe a idéia e de quem tenta compreender a idéia.
Aliás, aproveitando a deixa, quando eu iniciei uma postagem com a frase "não sei se entendi direito", eu quis ser humilde e gentil para não ter que te perguntar o motivo pelo qual vc apresentou aqueles cálculos. Se vc mesmo sabia que a precisão de 6 andares é grotesca, não deveria nem ter perdido tempo demonstrando tais cálculos, com desvios de 6 graus. Geralmente apresentamos cálculos para corroborarem a idéia apresentada.
Eu confesso que não sei quanto uma cabine desloca, mas já pensou na possibidade de haver mais de 6 graus de inclinação? Baseado em que vc fala que é absurdo haver 6 graus de inclinação? E se um casal de "gordinhos", cada um pesando 150kg se acomodarem num cantinho do elevador? Seriam 300kg de peso acomodados dentro da cabine, o que fatalmente irá inclinar a cabine! É 1 grau que desloca? 3 graus? 6 graus? Não sei quantos graus se desloca, mas haverá deslocamento sim. E o tamanho (diâmetro) dos refletores deverá contemplar essa possibilidade de inclinação, considerando o pior cenário possível
Segue minha contribuição para que vc possa consertar seu raciocínio:
1) da primeira vez que vc calculou grau de inclinação de 3grau pra qualquer sentido, ou seja 6graus no total, suas contas para saber quantos LDR seriam necessários mostraram que deveria haver 200 / 15,7 = 12,73 refletores. Até aí faz todo sentido, porque vc usou o tamanho ocupado pelo conjunto LDR+refletor nas contas
2) agora veja que nos seus cálculos de hoje, vc usou o tamanho do LDR apenas (0,5cm cada LDR), desprezando o tamanho que o refletor tem. Minha sugestão é que esse cálculo seja refeito, considerando o tamanho do novo conjunto LDR+refletor, que é de 2,61cm.
3) agora entra minha contribuição, corrigindo seus cálculos: em 200cm existentes para dispor os aparatos, só é permitido colocar 200 / 2,6 = 76 conjuntos (cada conjunto é composto por um LDR dotado de refletor com 1,3cm de raio, ou seja, o conjunto todo ocupa 2,6cm). Lembre que não poderá haver sobreposição de conjuntos, pois senão encontraremos o problema que expus num dos desenhos, isto é, aquele desenho que possui uma região verde que é comum ao dois LDRs vizinhos)
4) em sendo possível apenas 76 conjuntos, se há 240metros de altura (80 andares), cada conjunto terá resolução de 3,16 m (= 240 / 76). Portanto, é grotesco do mesmo jeito.
5) num prédio de 10 andares, isto é 30m, a resolução seria de 0,39 m (=30 / 76). Aqui sim acredito que é viável.
6) seguindo a mesma lógica, e testando para mais quantidades de andares, veremos que essa sua técnica seria viável até uma altura de aproximadamente 75 m (ou +/- 25 andares)
7) lembrar que as pressuposições assumidas foram inclinação máxima de 0,5 grau da cabine em qualquer sentido, 2m de largura da cabine do elevador e tolerância de resolução de 1 em 1m.
"O objetivo da argumentação (ou da discussão) não deve ser a vitória, mas o progresso" (Joseph Joubert). Pense nisso antes de ser ríspido com aqueles que te interpõem questionamentos.
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Permalink Responder até Marlon Tiedt em
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Quanto maior a distância, o erro se torna cada vez menor, escrevi na pressa e nem me toquei.
Porém, uma coisa que não podemos esquecer é, as interferencias externas, como sujeira, manutenção de outras pessoas e afins. Mas teria quer ver com detalhes essas situações.
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Pensei numa solução usando emissor e receptor de infra vermelho (IR).
Funcionaria assim: na parte superior do carro, externamente, colocamos um unico receptor de IR. Numa das paredes do poço, alinharíamos uma fileira vertical de emissores IR, desde o fundo do poço até o topo. A distância entre os sensores pode ser de metro em metro, ou a cada 50cm, enfim, a distância será aquela para representar a precisão esperada.
Cada emissor localizado na parede emitiria um codigo, por exemplo, a altura onde ele foi fixado. O receptor captará ao menos um sinal. Nesse caso, o código capturado revelará a altura. Mas caso seja captado mais de um código, valerá a menor altura captada, já que o receptor encontra-se no topo do carro. Mas se o receptor de IR estivesse na parte de baixo, valeria o maior código de altura captado.
A idéia é que emissores/receptores IR só conseguem se comunicar quando os dois tiverem visada. O próprio carro do elevador serve como uma barreira para impedir a recepção de pulsos de alguns emissores IR.
O problema da inclinação do carro com o peso das pessoas não compromete a confiabilidade do sistema.
O custo de emissores IR é baixíssimo se mandar vir da china.
Precisaria mesmo é ver como implantar vários emissores em uma menor quantidade de arduinos possível, pois basicamente penso que cada emissor ocuparia uma porta. Talvez com alguma criatividade, seja possível fazer uso de mais emissores do que a quantidade de portas.
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Permalink Responder até Guilherme Mauro em
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Há duas opções:
- Colocar um módulo GPS para medir a altitude do elevador.
- Medir a pressão atmosférica de onde está o elevador. Existe um módulo sensor de pressão.(não se este é viável por causa da variação gradual e muito lenta);
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Guilherme, GPS é totalmente inviável, pois ele não seria capaz de fornecer a precisão necessária de altura. Mesmo localizando mais de 10 satélites, o erro é de 3m ou até mais. Fora isso, como vc lidaria com a possibilidade do módulo não ter visada pro céu, ou seja, como o módulo irá captar o sinal dos satélites?
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Permalink Responder até Weider Duarte em
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Galera, tô adorando isso aqui, esse esta sendo um dos maiores exercícios de raciocino técnico coletivo que já participei, vocês são fantasticos:
Bem vamos lá:
Ao Almir Bispo,
Se a busca fosse para a solução em uma torre até 40m já teríamos resolvido, como dito, meu amigo conseguiu abrir uma daquelas trenas ultrasonicas que tem no mercado livre, e que diz dá 18m mas na verdade dá 20m e conseguimos ligar ao arduino, o truque foi pegar a saida do amplificador um lm358 e filtra-la, visto que ela é PWM.
Logo, se fosse só até 40m era só meter uma trena em cima e outra em baixo do elevador, e teriamos os 40m, 20m de cada trena e com precisão de 1cm que elas dão.
Mas o lance é que como se trata de um TCC não podemos limitar a solução a algo tão limitado.
A imhugo,
Amigo, a ideia dos sensores IR é até interssante, e se pensar direito pode ser até aperfeiçoada, ou seja, bastaria ao inves de colocar um emissor ativo em vários pontos colocar simples sensores indutivos que fariam a mesma coisa, visto que como o elevador é metalico, ao passar em frente ele captaria assim como faria pelo seu metodo.
O grande problema aqui volta a ser a alta quantidade de sensores necessários pra medir as variações, se desejassemos medir apenas cada andar, esses metodos seriam perfeitos, por sinal é assim mesmo que é feito.
Porem, o que temos aqui é um exercício de raciocínio e capacidade técnica, o proposto foi mostrar metro a metro a subida e a descida do movimento do elevador.
Pense da seguinte forma pra melhor fixar: Imagine-se no bondinho do corcovado no Rio de Janeiro, e um display mostrando metro a metro o quanto o bondinho esta do chão, e de tempos em tempos uma voz falando: você esta a mil metros do chão, putz, com certeza aumentaria o frio na barriga não é mesmo ?
Bem, a ideia é essa.
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Permalink Responder até Pedro Ferreira em
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Boa tarde,
Estava a ver o topico so por curiosidade, li na diagonal, vi inúmeras respostas, mas será que não resolvem o problema com um sensor de pressão atmosferica tipo o BMP180?
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