UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASILPR-REITORIA DE GRADUAODEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELTRICA

TRABALHO DE CONCLUSO DE CURSO

DESENVOLVIMENTO DE UM DISPOSITIVO PARA COLETA E ARMAZENAMENTO MASSIVO DE FALHAS

Andr Martins de OliveiraOrientador: Msc. Eng. Eletricista Dalton Vidor

INTRODUO (1 de 2)Surgimento de novas Tecnologias de Comunicao

Necessidade de controle/gestoINFRA-ESTRUTURAQualidade de servios para as tecnologias

INTRODUO (2 de 2)INFRA-ESTRUTURA Sistemas de alimentao eltrica Sistemas de aterramento e pra-raios Controle de temperatura Meios de transmisso

Desenvolvimento de um dispositivo eletrnico para monitorao constante do meio

PROBLEMA DE ENGENHARIAUSURIOS DOS SERVIOS DE TELECOMUNICAES: No conseguem antecipar uma falha grave No possui um histrico seguro das ltimas falhas Ausncia de estatsticas Caso opte por mudar de fornecedor, no consegue avaliar o ganho real da mudana

ESCOPO DO PROJETOPROJETO E DESENVOLVIMENTO: Dispositivo robusto e confivel Em caso de falha detectada, armazena eventos em memria de grande capacidade Grava mais de 1 tipo de falha Possui base de tempo confivel Dispositivo que no interfira no funcionamento de um sistema de comunicao em operao

MEIO DE TRANSMISSOAPROXIMAOImpedncia caracterstica Se R e G -> 0ouj-> INFINITO

CONVERSO DE SINAIS Transformar o sinal de voz para ser transmitido no meio Converso analgica para digital PCM com tempo de amostragem de 2,1s Banda de udio 300 a 3400Hz:85% Intelegibilidade68% Energia de voz Freq. de amostragem 8KHz

CODIFICAO HDB3 Utilizada para transmitir bits 0 e 1s por uma longa distncia Evita o afastamento da referncia do sinal (strings longas (0s e 1s) Realiza a supresso da componente DC do sinal Possibilidade de deteco de erros Auto sincronizao e oferece melhor imunidade a rudos

MULTIPLEXAO TDM Tcnica que possibilita a transmisso de vrios canais em um mesmo meio de transmisso Utilizada no Brasil a TDM (Multiplexao por Diviso de Tempo) Como o Tfreq.amost=125S (1/8000) e Tamost=2,1s

H um tempo 122,9s de ociosidade por ciclo de amostragemNo Brasil TDM PCM padro Europeu32 canais x 64kbps=E1

ITU-T uma rea da ITU (Unio Internacional de Telecomunicaes) responsvel por coordenar padronizaes Recomendao G.775 Deteco de falhas LOS e AIS Recomendao G.703 - Caractersticas eltricas

Tolerncias eltricas dos pulsos presentes em linhas do tipo E1

PERDAS NA TRANSMISSO Atenuao Distoro Por atenuao Falta de sincronismo Descasamento de impedncias Rudo Trmico Impulsivo

DISPOSITIVO DESENVOLVIDO (1 de 2) Foi concebido para ser ligado em paralelo com um meio de transmisso em campo Monitora permanentemente uma linha de transmisso digital com interface G.703 E1 (32 canais de 64kbps) Em caso de anomalia na linha, avalia tipo de falha e l dados de tempo e gravando em uma memria SD-Card uma palavra de 8 bytes Pode operar tambm em modo de manuteno, onde atravs da porta serial de um PC, podem ser efetuadas diversas operaes, inclusive descarga dos eventos armazenados

DISPOSITIVO DESENVOLVIDO (2 de 2)

C PIC18F4520

SISTEMA DE COMUNICAO REAL

DISPOSITIVO PARA DETECCO DE FALHAS

RTC (RELGIO DE TEMPO REAL)

DISPOSITIVO DESENVOLVIDO

MEMORIA MASSIVA SD CARD - 2 Gb

CIRCUITO PARA CASAMENTO DE IMPEDNCIA(75 OHMS)

DETECO DE FALHASMONOESTVEL - Clculo do resistor e capacitor com base em uma largura de pulso desejada de 1100ns

GERAO DE TEMPO (RTC) Chip DS-1302 com comunicao SPI (Serial Protocol Interface) a 3 fios (RST, SCLK e I/O) e bateria de backup Fornece segundos, minutos, horas, dia, data, ms, e ano. A cada falha detectada realizada uma leitura para anexar ao evento informaes de tempo da falha

Envia endereo de memria desejado + Leitura / Escrita

1

Envia ou recebe os dados seriais

2

3

Seleo DispositivoPino CE

ARMAZENAMENTO MASSIVO (1 de 3) SD-Card (Secure Digital - Card) com comunicao SPI 2Gbytes de capacidade nominalA cada falha ocorrida no meio de transmisso so gravados 8 bytes de informaes no cartoStatus-Falha-Dia-Ms-Ano-Hora-Min-Seg

ARMAZENAMENTO MASSIVO (2 de 3)CARACTERSTICAS DO SD-CARD Tenso de Alimentao de 2,7V a 3,3V Taxa de transferncia at 25Mbps Proteo de dados por senha / chave mecnica Possui alta confiabilidade dos dados gravadosUtilizado para o projeto um adaptador para carto micro-SD

ARMAZENAMENTO MASSIVO (3 de 3)PROCESSO DE GRAVAO / LEITURA (SPI)

Palavra de comando com 48 bits = 6 bytes Palavra de resposta com 8 bits = 1 byte Bloco de dados varivel (default = 512 bytes) Inicializao deve seguir sequncia de comandos

MICROCONTROLADOR (1 de 2)PIC 18F4520 Tecnologia RISC (Reduced Instruction Set Computer) Frequncia de Clock de 8MHz no projeto (mximo 40) Ciclo de mquina de 500 ns Memria de programa de 32768 bytes 4 timers (1 de 8 bits e 3 de 16 bits) Portas A, B, C, D com 8 pinos de I/O cada

MICROCONTROLADOR (2 de 2)TOPOLOGIA DE LIGAO

C PIC18F4520

DISPOSITIVO PARA DETECCO DE FALHAS

RTC (RELGIO DE TEMPO REAL)

Pinos D1,D2 e D3

Pinos C2,C3,C4 e C5Schmitt Trigger

TIMER 1Pino C0

CONEXO SERIAL

Pinos C6 e C7

DISPLAY LCD 16X2

Porta B

MEMORIA MASSIVA SD CARD - 2 Gb

SISTEMAS DE INFORMTICA (1 de 2) Compilador em C - CCS PCWHD Compiler v. 4.0.57 Gravao do firmware WinPIC 800 v. 3.64c Interface para visualizao dos resultados: Planilha padro com macro desenvolvida em MS Excel 2003

SISTEMAS DE INFORMTICA (2 de 2) Integrao Homem-Mquina (IHM)Menu interativo via conexo serial ao PC

TESTES PRELIMINARES (1 de 2) TESTE DE CAPACIDADE DA MEMRIA SD Devido a grande capacidade 2Gb, no consegui-se encher toda a memriaA capacidade efetiva do SD foi de 1.967.128.576 bytes (3.842.048 setores x 512 bytes cada) Anlise realizada pelo software free Roadkils Sector Editor v1.4 TESTE DE FALHA DE ENERGIA DURANTE GRAVAO O dispositivo tornou-se vulnervel, porm o tempo de gravao muito inferior ao tempos restantes do processoSoluo: Utilizar alguma bateria externa para backup

TESTES PRELIMINARES (2 de 2) MONITORAO DA PRECISO DO RELGIOObservou-se um atraso de 1 segundo a cada 24 horas TESTE DE COMPATIBILIDADE COM OUTROS SD-CARDsFuncionamento OK com cartes do tipo MMC e SD, porm a limitao ficou ao tamanho de 2Gb TELA DE DESCARGA DOS EVENTOS DE FALHAS OCORRIDAS

INTEGRAO COM SISTEMA REAL Foram utilizados dois PABX de fabricantes diferentes Alcatel-Lucent Simulao Real em produo Siemens Equipamento de laboratrio ALARME LOSALARME LOSALARME SIASiemensAlcatel-Lucent

Mdulo ISDN

Mdulo R2

Loop

INTEGRAO COM SISTEMA REALDispositivo conectado ao PABX Alcatel-LucentDispositivo conectado ao PABX Siemens

COMPARATIVO DOS RESULTADOSTela gerenciamento PABX Alcatel-LucentEventos descarregados no dispositivo desenvolvido

RESULTADOS FINAISQuantitativoQualitativo

CONCLUSES O mtodo para deteco de falhas foi eficiente, porm pode apresentar falhas em raras situaes O programa desenvolvido para gravao do SD card pode no ser eficiente em caso de falta de energia no momento da gravao Manipulao de dispositivos de tecnologia de ponta Eficincia e robustez do dispositivo desenvolvido

SUGESTES PARA TRABALHOS FUTUROS Gravao do SD Card em formato FAT16 Windows Deteco de mais tipos de falhas G.703 Deteco em meios com tecnologias mais recentes como telefonia IP - ITU-T G.729 Uso de memrias com capacidades acima de 2Gb

REFERNCIASFOROUZAN, Behrouz A. Comunicao de dados e redes de computadores 4. Ed. So Paulo:McGraw-Hill,2008PINES, Jos; BARRADAS, Ovidio Csar Machado - Sistemas Multiplex - 2a. Ed. Rio de Janeiro: Livros Tcnicos e Cientficos Editora, 1978LATHI,P.B.. Sistemas de Comunicao 1a. Ed - Rio de Janeiro: Editora Guanabara, 1987KRAUS, John D. Eletromagnetismo 2. Ed. Rio de Janeiro: Editora Guanabara,1986ROCHOL, Jrgen - Redes de Computadores 1.Ed - Porto Alegre: Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Informtica, 1999.ITU-T (Telecommunication Standardization Sector of ITU). G.703 - Physical/electrical characteristics of hierarchical digital interfaces. Genebra, 2001.Disponvel em: < http://www.itu.int/ITU-T/publications/recs.html> Acesso em: 10/10/10ITU-T (Telecommunication Standardization Sector of ITU). G.775 - Loss of Signal(LOS), Alarm Indication Signal (AIS) and Remote Defect Indication (RDI) defectdetection and clearance criteria for PDH signals. Genebra, 1998. Disponvel em:< http://www.itu.int/ITU-T/publications/recs.html> Acesso em: 10/10/10Technical Committee SD Card Association SD Specifications - Part 1 -Physical Layer - Simplified Specification - Version 3.01. San Ramon, 2010. Disponvel em: Acesso em: 10/2010Technical Committee SD Card Association SD Specifications Part A2 SD Host Controller Simplified Specification Version 2.00. San Ramon, 2007. Disponvel em: Acesso em: 10/2010

UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASILPR-REITORIA DE GRADUAODEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELTRICA

TRABALHO DE CONCLUSO DE CURSO

OBRIGADO!!!

Andr Martins de OliveiraOrientador: Msc. Eng. Eletricista Dalton Vidor

********************************