COMO FAZER UM PAINEL ORGANIZADOR DE ATENDIMENTOS (‘CHAMA-GARÇOM ELETRÔNICO’) USANDO UM ATMEGA8

Nos tempos modernos, aumentar a eficiência no atendimento ao público é uma prioridade. Somente os ‘eficientes’ sobrevivem a nossa ‘selva da concorrência’. Será que um painel de atendimento ajudaria seu negócio? Gostaria de fazer um você mesmo? Tem um pouco de habilidade com programação de microcontroladores e eletrônica? Então, veja este projeto….

Já há algum tempo, vemos a tendência de se usar paineis para orientar filas em caixas de banco e em supermercados. Agora, a mesma tecnologia está sendo usada para melhorar o atendimento na área de restaurantes e lanchonetes : O chamado ‘Garçom Eletrônico’ ou ‘Chama-Garçom’ , e muitos outros nomes divertidos. Alguns são implementados com complexos programas de computadores, rodando em rede, usando paineis de cristal liquido ou mesmo monitores de TV para a apresentação do atendimento.
Alguns fornecedores até mesmo implementam sistemas que monitora a eficiência de atendimento via relatório que podem ser impressos, etc. Lógicamente, não entraremos neste tipo de sistema. Usaremos o velho e bom microcontrolador para fazer um sistema caseiro com painéis de leds para mostrar em digitos de 7 seguimentos (ou poderá comprar um display gigante). Para o acionamento, usaremos controles remotos (chaveirinhos) que usem a tecnologia do ci Ht6p20b.
Veja o esquema abaixo:

DESCRIÇÃO GERAL DO CIRCUITO

O coração do sistema é o microcontrolador ATMEGA8. ‘Por que não um PIC ?’ , talvez você questione. Porque poucos pic’s tem 1 kbyte de Ram, 512 bytes de EEprom interna, e 8 kbytes de flash a um preço acessível. Neste projeto, desejava-se a gravação de 100 controles remotos de uso normal, mais 100 controles para reserva (pane do principal). Mas, usa-se 3 bytes por controle remoto na EEprom, com isto, percebe-se que daria para gravar na EEprom interna até 170 controles remotos. Mas não 200 no total. Para contornar esta ‘falta de memória EEprom’ foi feito o seguinte: São gravados apenas 100 controles na EEprom interna, e mais 100 controles na EEprom externa (24c08), via barramento i2c para comunicação nos pinos 27 e 28 do ATMEGA8. Foi usado os recursos internos do próprio ATMEGA8 que já disponibiliza por hardware interno esta comunicação (TWI), bastando apenas configurar inicialmente.
Para gravar ou apagar os controles na EEprom externa devemos retirar o jumper no conector J1, no pino 9 do ATMEGA8. No pino 14, entra o sinal provindo de um receptor comercial de rf 433 MHZ, destes usados em portões automáticos. Ele receberá as transmissões dos chaveirinhos (tx na mesa), tendo que ser da mesma frequencia também. Nos pinos 17 e 18 do microcontrolador, ficam respectivamente a chave ‘DEL’ = Deletar e ‘UP’ = Incrementar. Quando são apertadas juntas ao mesmo tempo, após 10 segundos, o painel entra em modo de programação. Se a chave ‘DEL_ALL’ for acionada junto com as anteriores, entrará em modo de apagamento geral das EEprom’s. Dependendo se estiver com o jumper em J1 ou não, será apagado uma ou outra memória. O botão ‘UP’ deverá ser usado para navegar entre os números 1 a 99. Se nesta ocasião apertarmos um chaveirinho (tx de mesa), este será gravado no endereço apontado, e incrementará para o próximo número. Agora, se apertarmos ‘DEL’ apagaremos o controle que estiver gravado na posição mostrada e depois irá incrementar. O objetivo é, em caso de errar a programação, corrigir de forma individual, um controle programado erroneamente, evitando ter que regravar tudo de novo.
Para sair do modo de programação, deve-se dar um ‘RESET’ ou desligar a alimentação.
Foi previsto uma saida de som que deverá ser ligado a um ci amplificador de som (LM 386 ou outros). Neste projeto, são geradas 3 notas em sequência, usadas para chamar atenção as mudanças no painel pelos garçons ou atendentes.
A fonte de alimentação de 5 volts pode ser externa ou interna com transformador 9 v, retificadores, capacitores,regulador de tensão de 5 volts,etc.

PROGRAMAÇÃO DO SISTEMA
Para realizar a porgramação no Atmega8, foi usado o Prog_Avr (hardware), junto com o programa PonyProg2000 rodando em um PC.
Após carregar o arquivo Hex no ATMEGA8 e coloca-lo no circuito, conforme esquema, se tudo estiver ‘ok’ deverá aparecer nos displays apenas ‘– — –‘ , ou seja , traços. Eles indicam que nenhuma mesa requisitou serviços. O próximo passo será programar os tx das mesas.
Passos para a programação:
1) Os controles deverão ser montados ou fixados juntos a identificadores com o número da mesa( veja sugestões abaixo).
2) Coloque todos os controles principais juntos (máximo de 100 controles). Deverão estar com baterias novas em todos.
3) Coloque o Jumper no conector J1. Iremos programar a memória EEprom interna do ATMEGA8.
4) Aperte os botões ‘UP’ e ‘DEL’ juntos até aparecer a letra ‘P’. Solte imediatamente os botões. Entrou em modo de programação.
5) Aperte o tx da mesa 1, em seguida voce ouvirá um toque musical e o mostrador incrementará o número para ‘P 02’.
6) Aperte o próximo tx , ou seja, da mesa 2. E assim sucessivamente até o total máximo de 99 mesas.
7) Se errar (pois ‘não a homem que não erre’), marque qual foi o número que errou, incremente até chegar novamente a ele e apague usando o botão ‘DEL’. Incremente de novo até o número e aperte o tx correto e siga dai com a programação dos próximos.
8) Para finalizar, dar um ‘RESET’ ou desligue a alimentação do painel.
9) Após programar os controles principais, poderá gravar um jogo inteiro de reserva. Para isto, retire o jumper do conector J1 (programação da EEprom externa).
10) Ao entrar em modo de programação, sem o jumper, aparecerá ‘P r 01’ (sendo o ‘r’ de reserva).
11) Com todos os controles de reserva já identificados por número de mesa, repita os passos de 4 a 8.
12) Dar um ‘RESET’ ou desligue a alimentação para sair do modo de programação.
13) Caso se perca com toda a programação, e não saiba mais o que fez, poderá apagar a memória interna e depois a externa e refazer os passos de 1 a 12.

APAGAMENTO GERAL

Retire o jumper do conector J1 e após ligar a alimentação, aperte ‘DEL’ , ‘UP’ e ‘DEL_ALL’ ao mesmo tempo por 10 segundos.
Quando aparecer a mensagem ‘APAGOU’ solte os botões. Desligue a alimentação ou de um ‘RESET’. Coloque o jumper no conector
J1. Repita a operação apertando ‘DEL’ , ‘UP’ e ‘DEL_ALL’ ao mesmo tempo por 10 segundos. Após a mensagem ‘APAGOU solte os botões. Desligue a alimentação ou de um ‘RESET’ para voltar ao modo normal ou aguarde para introduzir controles em modo de programação.

USANDO O SISTEMA

Após devidamente programado, ao apertar o botão do tx na mesa, irá gerar um número no painel e um toque sonoro. Após isto,não adianta apertar mais, que não produzirá nenhuma ação, visto que já está na fila para o atendimento. A visualização deste primeiro atendimento ficará no display mais a esquerda (dig5 e dig4). Se mais uma mesa fizer uma chamada, irá aparecer nos digitos do meio (dig3 e dig2). Mais uma chamada, nos digitos mais a direita (dig1 e dig0). Novas chamadas serão brevemente mostradas nos digitos mais a direita e retornando o número anterior. A fila de chamadas comportar até 100 atendimentos sequenciais. Após uma mesa ser atendida, o garçom aperta o botão de cancelar ( ou passa um imã que aciona o reed switch que liga o botão do tx). Toca-se o som, pisca traços, e desloca a inteira coluna de atendimentos. Cada atendimento irá gerar um deslocamento até que todos sejam atendidos.

LIMITAÇÕES DO SISTEMA

Como o sistema trabalha em mão única ( do tx para o rx), se vários tx de mesa forem apertados ao mesmo tempo, não funcionará , ou talvez o de sinal mais forte seja registrado. Se alguém intencionalmente, manter apertado um controle remoto, o inteiro sistema pode não funcionar. Para remediar isto, poderá ser montado junto aos transmissores,um pequeno circuito temporizador que permita um acionamento por um periodo apenas e impedindo acionamento continuo. Pode se tentar colocar um capacitor de 4,7 uF em paralelo com resistor de 470 k e em serie com o botão e ver se funciona. Ou um ci 555 temporizando, ou um transistor em polarização monoestavel (criatividade, avante!!!).
Interfêrencias externas como maquinas industriais, radioamadores, etc podem ser fonte de problemas. Dependendo da sua região, poderá atenuar a situação, por escolher as frequencias dos tx e receptor para uma que tenha pouca interferência. Existe controles e receptores para 230 MHZ, 315MHZ, 433MHZ, etc, além da possibilidade de recalibrar todos para uma faixa sua ‘exclusiva’. Mas exigiria muito trabalho fazer isto.
Alguns tx de mesa poderão sair da frequência com o uso por descalibrar ou bateria fraca. Portanto, deve-se optar por tx que tenham cristal para controle de frequencia ao invés de simples circuito LC com trimmer (que facilmente se descalibram). Baterias alcalinas devem ser a escolha mais correta, além da constante verificação de suas cargas, antes de operar o sistema.
Outro problema é a queda da energia elétrica. Visto que a fila de chamadas está armazenada na RAM, com o desligamento da energia será perdido todas as informações. Para contornar o problema, o painel poderá ter uma alimentação por bateria que garanta que não se perca as informações em caso de falta de energia e mantenha o sistema funcionando por um periodo suficiente. Como sugestão plauzivel: uma ou mais baterias de motocicleta em paralelo, cuja tensão é de 6 volts, com um diodo em série para reduzir a 5,3 volts, alimentando o Vcc. Deve-se prever a carga automática desta bateria quando em situação normal, como é feito nas luzes de emergências (algumas tem bateria de 6 volts, podendo fornecer a energia para o painel também).

ARQUIVO ASM

O sistema foi desenvolvido em volta da rotina de recepção do Ht6p20b, e a multiplexação foi embutida dentro de rotinas como ‘DELAYM’ de atrasos de tempo e outros lugares convenientes. Não se usa interrupção, de nenhuma espécie. Poderia-se usar o timer para cadenciar a multiplexação, como opção. De tempos em tempos, os botões ‘UP’ e ‘DEL’ são examinados quanto a entrar em modo de programação. Poderia-se usar mais os ponteiro ‘Y’ e ‘Z’ do ATMEGA8, o que reduziria código, más como temos memória flash sobrando, não fiz muito caso disto.
Os primeiros 100 endereços da RAM começando por 0x0060, inicia-se a pilha da fila de atendimento. Foi deixado um espaço generoso para operações do Stack da Pilha principal, usada nas instruções de ‘RCALL’ , ‘PUSH’ e ‘POP’. Procurei marcar as partes principais do programa, com cabeçalhos específicos, facilitando o entendimento do programa.
O sistema foi testado apenas em protoboard, sendo um protótipo didático para compreensão de operação e pode estar sujeito a bugs ainda não identificados que poderão surgir com o uso na prática. Como está sendo fornecido o arquivo asm, cada hobista poderá sentir a vontade para alterar o arquivo a medida que for necessário ou por aperfeiçoamentos no sistema, a seu próprio risco.

(Obs: Confira a palavra de ‘configuração’ para certificar que esteja como abaixo:)
Segue abaixo, sequência de ‘Print Screen’ da tela do PonyProg realizando a leitura da palavra de configuração do ATmega8 :

Para alterar o arquivo asm se desejado, poderá usar o Avr_Studio para compilar.
Abaixo temos uma sequência de telas que mostram como se pode fazer isto. Inicialmente, ao abrir o programa AvrStudio irá mostrar o abaixo.

Clique em ‘NEW PROJECT’. Irá aparecer a tela abaixo, em seguida, clique em Atmel Avr Assembler e em Project Name, digite um nome para seu projeto, no caso, ‘CHAMA_G’.

Em sequencia, deverá definir o microcontrolador a usar (no caso, Atmega8) :

A seguir, clique em ‘NEXT’, irá aparecer a tela abaixo, mostrando um arquivo em branco:

A seguir, copie o arquivo asm fornecido (usando o Control_c e control_v) dentro deste arquivo vazio. Ficará como abaixo:

Agora, faça as alterações desejadas e compile novamente com a função ‘BUILD’ ou tecla ‘F7’. como abaixo:

Se tudo correu bem, veremos uma mensagem de ‘compilação bem sucedida’, e com ‘0’ erros. Senão, corrija os erros e tente recompilar de novo.
Veja abaixo uma tela, com compilação ‘ bem sucedida’:

Procure na pasta do arquivo ASM, que junto deverá estar o arquivo HEX, já pronto para ser usado com o PonyProg.

Segue o arquivo ASM:

CHAMA_G_ASM

Segue o arquivo Hex:

CHAMA_G_HEX

Segue abaixo, uma versão com som e piscadas mais rápidas:

chama_garcon_sr_asm
chama_garcon_sr_hex

E a versão para catodo comum:

CHAMA_GARCOM_K_ASM
CHAMA_GARCOM_K_HEX

Segue opção de um drive para display anodo comum para maior brilho:

Saida_transistores_anodo_comum

Segue abaixo, um vídeo caseiro com apagamento geral da memória externa sendo realizado. Observe que foi apertado os 3 botões juntos (‘DEL_ALL’,’UP’ E ‘DEL’) e sem usar o JUMPER.

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Segue abaixo, o apagamento geral da memória interna do ATmega8. Note que inicia colocando o ‘jumper’. Após acionar os 3 botões juntos (‘DEL_ALL’,’UP’ E ‘DEL’), irá aparecer a mensagem ‘APAG I’, indicando apagamento da EEprom interna.

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Segue abaixo, video com o acionamento de vários controles de mesa. Note que o ultimo display ( o mais a direita) apresenta o novo controle que entrou na fila por alguns instantes e volta a apresentar o 3° a ser atendido na fila de espera.

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Segue abaixo, video com o acionamento inicial de 2 controles de mesa (mesa 3 e 2) e como aparecem no display.

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Segue abaixo, video mostrando a programação de controles reservas. Inicialmente, são apertados os botões ‘UP’ E ‘DEL’ por 5 segundos, para entrar em ‘MODO DE PROGRAMAÇÃO’ e o ‘JUMPER’ deve ser retirado (sem jumper). O display passa a apresentar ‘P R 01’, indicando que se for apertado um controle de mesa brevemente, irá ser gravado como controle reserva na EEprom externa. Obs. O aperto têm que ser breve, para que não comece a gravar o mesmo controle na próxima posição.

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Segue video com o uso do botão ‘UP’ e ‘DEL’ em modo de programação, para incrementar manualmente a posição a gravar ou apagar. Se erramos uma gravação, podemos com ‘UP’ acessar a posição a apagar e depois apertar ‘DEL.

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Segue video mostrando o programa PonyProg rodando no PC, o gravador caseiro (hardware) Prog_Avr e o Protoboard com a montagem experimental do ‘Chama-Garçom’.

[stream base=x:/picsource.com.br/wp-content/photos/2012/12/ flv=pony_prog_avr_proto.flv embed=false share=false width=640 height=360 dock=true controlbar=over bandwidth=high autostart=false /]

Sugestão de tx de mesa N1 -> aqui
Sugestão de tx de mesa N2 -> aqui
Sugestão de tx de mesa N3 -> aqui

Segue abaixo, um esquema para impedir que alguém apertando o controle continuamente, atrapalhe o funcionamento (TRAVA_GRAÇA). Usa-se um PIC nos botões de acionamentos e ele que acionará os botões do ht6p20b.

Segue o arquivo ASM para o ‘Trava_graça’:

TRAVA_GRACA_ASM

Segue o arquivo HEX com temporização no botão de ‘chamada de garçom’:

TRAVA_GRACA_T_HEX

Segue o arquivo HEX com único acionamento do botão de ‘chamar o garçom’:

TRAVA_GRACA_NT_HEX

Ainda uma versão que, após 5 min., desliga o led de indicação e envia automaticamente transmissão para cancelar vinda do garçom:

TRAVA_GRACA1_ASM

E o seu HEX:

TRAVA_GRACA1_HEX

Segue a versão do ‘TRAVA_GRACA_SLEEP_ASM (versão de baixo consumo):

TRAVA_GRACA_SLEEP_ASM

Segue a versão do ‘TRAVA_GRACA_SLEEP_HEX (versão de baixo consumo):

TRAVA_GRACA_SLEEP_HEX

Manuais:
Datasheet atmega8
datasheet 24c08

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Até o próximo artigo!!!