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Trata-se do desenvolvimento do meio, do protocolo e dos sistemas de transmissão e recepção de sinais entre partes do produto com inteligência nelas alocadas.
A definição do protocolo e estrutura do sistema de comunicação implica, respectivamente, na definição do formato de dados a ser utilizado na transmissão e recepção de sinais entre as partes do produto e na determinação da quantidade e da função dos microprocessadores utilizados no projeto.
O formato de dados pode ser baseado em padrões existentes no mercado, tais como o sistema de comunicações de sete camadas OSI utilizado em redes locais (LANs), o protocolo TCP-IP que implementa a Intenet, o protocolo 802-1-1 que implementa redes sem fio (WI-FI) etc. Nesse caso, o formato de dados é pré-definido pelo padrão e pode-se encontrar com certa facilidade dispositivos semicondutores que implementam parte do protocolo o que reduz o trabalho necessário ao projeto.
O formato de dados pode ser baseado em padrões existentes no mercado, tais como o sistema de comunicações de sete camadas OSI utilizado em redes locais (LANs), o protocolo TCP-IP que implementa a Intenet, o protocolo 802-1-1 que implementa redes sem fio (WI-FI) etc. Nesse caso, o formato de dados é pré-definido pelo padrão e pode-se encontrar com certa facilidade dispositivos semicondutores que implementam parte do protocolo o que reduz o trabalho necessário ao projeto.
Um sistema de comunicação prove transferência de dados entre dois ou mais processadores digitais remotos compreendendo um sistema de controle distribuído. Os sistemas de controle distribuídos permitem a utilização de diversos processadores simples para executar operações de controle complexas, além de permitir o uso de estratégias de modularização de produtos através de sistemas plug-and-play.
O projeto do sistema de controle quando existe no produto mecatrônico implica em requisitos a serem atendidos pelo projeto eletrônico do equipamento uma vez que demanda o condicionamento dos sinais trocados pelas partes do equipamento com base no protocolo de operação do produto. O projeto do sistema de comunicação aqui apresentado é baseado na proposição de BRADLEY (1991) adicionado de discussões apresentadas em CHRISTIANSEN (1996).
Caso o produto a ser desenvolvido for operar em um ambiente no qual haja um sistema de comunicação em operação, esse sistema deve ser identificado na especificação do produto. Um sistema já em operação significa já haver um protocolo de comunicações bem definido. Isso ocorre, por exemplo, em equipamentos utilizados na área espacial. Os órgãos reguladores determinam o protocolo a ser utilizado e isso implica na adequação dos sistemistas ao mesmo.
No caso da arquitetura do equipamento pressupor um processamento distribuído, o projeto do sistema de comunicação consiste na determinação do tipo de informação a ser trocada entre as diferentes partes do produto. Isso deve ser realizado a priori uma vez que podem haver diferentes equipes de projeto para as partes diferentes.
O projeto do sistema de controle quando existe no produto mecatrônico implica em requisitos a serem atendidos pelo projeto eletrônico do equipamento uma vez que demanda o condicionamento dos sinais trocados pelas partes do equipamento com base no protocolo de operação do produto. O projeto do sistema de comunicação aqui apresentado é baseado na proposição de BRADLEY (1991) adicionado de discussões apresentadas em CHRISTIANSEN (1996).
Caso o produto a ser desenvolvido for operar em um ambiente no qual haja um sistema de comunicação em operação, esse sistema deve ser identificado na especificação do produto. Um sistema já em operação significa já haver um protocolo de comunicações bem definido. Isso ocorre, por exemplo, em equipamentos utilizados na área espacial. Os órgãos reguladores determinam o protocolo a ser utilizado e isso implica na adequação dos sistemistas ao mesmo.
No caso da arquitetura do equipamento pressupor um processamento distribuído, o projeto do sistema de comunicação consiste na determinação do tipo de informação a ser trocada entre as diferentes partes do produto. Isso deve ser realizado a priori uma vez que podem haver diferentes equipes de projeto para as partes diferentes.
O protocolo, pode, entretanto, ser especificado pela própria equipe de projeto baseado em experiências anteriores. Nesse caso é importante estabelecer o formato do frame a ser utilizado para a comunicação entre os diferentes componentes do sistema.
A estrutura de comunicação implica na possibilidade de modularização do produto mecatrônico. Esse aspecto potencializa o uso da inteligência do produto para customizar soluções e aumentar o retorno potencial do produto.
Para equipamento nos quais haja monitoramento remoto com controle de condições de operação à distância é importante definir formatos de dados nos quais estejam implícitos, respectivamente, sinais de telemetria e de telecomando. O primeiro lê o estado atual do equipa-mento e o segundo envia comandos de controle de parâmetros do sistema.
O sistema de antenas é parte imprescindível do projeto dos equipamentos mecatrônicos operados remotamente. Em equipamentos utilizados no espaço é necessária a utilização redundâncias no projeto das antenas de transmissão e recepção de sinais. É necessário observar o trade-off entre potência de transmissão e taxa de transmissão (bit rate). Equipamentos que implementam tecnologias WI-FI, por outro lado, utilizam pequenas chapas dielétricas como antenas montadas sobre placas de circuito impresso. Essas antenas (microstrip antennas) são utilizadas por exemplo em mouses ópticos sem fio e conectores USB a eles relativos.
A estrutura de comunicação implica na possibilidade de modularização do produto mecatrônico. Esse aspecto potencializa o uso da inteligência do produto para customizar soluções e aumentar o retorno potencial do produto.
Para equipamento nos quais haja monitoramento remoto com controle de condições de operação à distância é importante definir formatos de dados nos quais estejam implícitos, respectivamente, sinais de telemetria e de telecomando. O primeiro lê o estado atual do equipa-mento e o segundo envia comandos de controle de parâmetros do sistema.
O sistema de antenas é parte imprescindível do projeto dos equipamentos mecatrônicos operados remotamente. Em equipamentos utilizados no espaço é necessária a utilização redundâncias no projeto das antenas de transmissão e recepção de sinais. É necessário observar o trade-off entre potência de transmissão e taxa de transmissão (bit rate). Equipamentos que implementam tecnologias WI-FI, por outro lado, utilizam pequenas chapas dielétricas como antenas montadas sobre placas de circuito impresso. Essas antenas (microstrip antennas) são utilizadas por exemplo em mouses ópticos sem fio e conectores USB a eles relativos.
Enfim, e também em função da aplicação e do tipo de sistema de comunicação utilizado tem-se o projeto dos circuitos transmissores e receptores. Esses circuitos devem ser tais que reduzam o ruído do sinal.
A atividade de projeto do sistema de comunicação do produto tem como insumos o plano técnico do projeto, as especificações do produto e, eventualmente, o esboço da aplicação das novas tecnologias desenvolvidas. As saídas são as especificações da antena utilizada, a especificação do circuito de transmissão e recepção necessário e a especificação do protocolo de comunicações com a estrutura do sistema microprocessado utilizado no produto.
A atividade pode ser retomada caso o protótipo ALFA não cumpra as métricas estabelecidas na matriz de verificação do produto ou caso a análise realizada no gate da fase considere os resultados insatisfatórios.
A atividade de projeto do sistema de comunicação do produto tem como insumos o plano técnico do projeto, as especificações do produto e, eventualmente, o esboço da aplicação das novas tecnologias desenvolvidas. As saídas são as especificações da antena utilizada, a especificação do circuito de transmissão e recepção necessário e a especificação do protocolo de comunicações com a estrutura do sistema microprocessado utilizado no produto.
A atividade pode ser retomada caso o protótipo ALFA não cumpra as métricas estabelecidas na matriz de verificação do produto ou caso a análise realizada no gate da fase considere os resultados insatisfatórios.
