Alexandre A. Guimarães, MSc, MBA


Ir para o conteúdo

Livro

"Eletrônica Embarcada Automotiva"

. Autor: Alexandre de Almeida Guimarães
. ISBN 9788536501574
. Editora Érica
. 1a Edição em Abril 2007



Prefácio


"É de suma importância que se dê ao público em geral a oportunidade de conhecer, consciente e inteligentemente, as tentativas e os resultados da pesquisa científica. Não basta que cada resultado seja conhecido, elaborado e aplicado por poucos especialistas, em cada ramo. Quando a ciência se restringe a um pequeno grupo, o espírito filosófico de um povo decai, e ele caminha para a indigência espiritual"


Albert Einstein

In: Barnett, Lincoln. Dr. Einstein e o Universo, Prefácio,
Princeton, New Jersey, 10 set 1948



O tema Eletrônica Embarcada tem sido amplamente pesquisado em todo o mundo e os diversos grupos de pesquisa existentes, geralmente, empenham seus esforços em uma aplicação específica. Entre as mais importantes destacamos a aeroespacial, agrícola, naval e automotiva. O foco principal deste livro é exatamente a última mencionada - automotiva.

O leitor há de concordar que são muitas as referências bibliográficas existentes sobre o tema, e também já deve ter notado que quase a totalidade das referências encontra-se em inglês que, apesar de ser o "idioma universal", ainda não é dominado por todos os profissionais que atuam nesta área ou estudam-se. Ter um livro sobre este tema, em português, foi o primeiro ponto que me levou a iniciar este projeto.

A segunda razão para ter escrito este livro foi tentar agregar, na mesma publicação, informações dos principais componentes e sistemas encontrados em um automóvel. A maioria das referências disponíveis atualmente não trata o tema desta forma. Geralmente são focadas em um sistema ou componente específico. Apesar disso, não há a pretensão de transformar este livro em uma espécie de Bíblia da Eletrônica Embarcada Automotiva. O objetivo principal é dar uma visão geral sobre o tema, possibilitando ao leitor contato com informações básicas de cada sistema e capacitá-lo à realização de pesquisas mais aprofundadas.

Um contraponto ao colocado no parágrafo anterior é o fato de alguns capítulos trazerem vários detalhes sobre os componentes e sistemas abordados. Este é o caso dos capítulos que tratam de Arquiteturas Elétricas, Protocolos de Comunicação, Diagnóstico Veicular e Compatibilidade Eletromagnética. A razão para esses capítulos terem sido mais detalhados é o fato de esses subtemas influenciarem fortemente os demais. No dia-a-dia dos profissionais que lidam com a disciplina Eletrônica Embarcada, freqüentemente surgem questões relacionadas à Compatibilidade Eletromagnética, por exemplo. Neste sentido, alguns detalhes adicionais se mostraram necessários.

Por fim, gostaria de escrever um livro com linguagem que motivasse os profissionais de formação não eletroeletrônica a estudarem os principais conceitos de Eletrônica Embarcada que, inúmeras vezes, se relacionam com os componentes de carroçaria e chassi. Todos os profissionais ligados ao projeto e desenvolvimento de um automóvel deveriam estudar um pouco este tema. Afinal, os veículos estão cada vez mais povoados de elétrons.

O Autor



Objetivos do livro:

O objetivo deste livro é apresentar os principais sistemas e componentes eletroeletrônicos existentes em um veículo automotivo. Apesar de alguns capítulos mencionarem várias minúcias e detalhes de alguns sistemas, na média, o livro apresenta uma visão geral dos componentes, possibilitando ao leitor a assimilação imediata dos conceitos básicos e preparando-o tecnicamente para eventuais pesquisas futuras, mais específicas e aprofundadas. Ele procura atuar como um roteiro de estudos nesta área.

Os exercícios e atividades propostos também seguem esta linha de raciocínio. Destacamos algumas atividades que foram adicionadas ao livro com o intuito de estimular a pesquisa de novas informações, análise de soluções técnicas atualmente utilizadas, comparação de produtos em comercialização e discussão em grupo dos conceitos apresentados no livro.


Público-alvo:

Este livro se destina a vários públicos diferentes. Dos estudantes de cursos técnicos, cursos de tecnologia e cursos de engenheria - que desejem atuar neste segmento - aos profissionais que já trabalham na área de desenvolvimento de veículos ou sistemas automotivos. O conteúdo do livro apresenta atrativos aos dois públicos - estudantes e profissionais já em atuação.

Vale mencionar que tanto os profissionais com formação eletroeletrônica como com formação essencialmente mecânica podem absorver, através dos capítulos deste livro, interessantes conhecimentos sobre o tema Eletrônica Embarcada. A linguagem simples utilizada e a forma como o livro foi estruturado facilitam o entendimento de ambos os profissionais. Mesmo para as pessoas que nada conhecem sobre o tema, a leitura deste livro tende a ser interessantemente elucidativa.


Histórico do livro:

Sempre gostei muito do tema Eletrônica Embarcada. Mesmo antes de entrar para a Engenharia Elétrica & Eletrônica da General Motors do Brasil e iniciar a minha vida como engenheiro de produtos (em 1999), eu já realizava pesquisas nesta área. Mas foi assim que assumi a responsabilidade pelo Módulo de Controle de Carroçaria, os Interruptores e o Sistema de Entretenimento do Novo Corsa, que o gosto pelo tema aumentou exponencialmente. A partir deste momento passei a escrever artigos técnicos, a participar de Congressos de Engenharia Automotiva e a integrar Comitês Técnicos de Associações de Engenharia.

Não demorou muito até que o primeiro e-mail, vindo de um profissional que procurava referências bibliográficas sobre Protocolos de Comunicação, chegasse. Este foi o primeiro de muitos que recebi. Em comum, as mesmas perguntas: pediam informações e referências sobre protocolos e sistemas embarcados.

Como o volume de perguntas aumentava a cada mês (especialmente após inaugurar um website com informações sobre Eletrônica Embarcada), percebi que um livro sobre o tema deveria estar disponível. Neste momento iniciei o trabalho de agregação dos conhecimentos que absorvi nos últimos anos. Projeto que culmina com esta publicação.


Estrutura do livro:


O livro está estruturado em 22 capítulos e três apêndices. Os capítulos procuram seguir uma ordem crescente de importância, do sistema em discussão, no contexto de um veículo completo. Por exemplo, tratamos antes do Sistema de Partida e depois dos Interruptores. Tratamos antes do Painel de Instrumentos e depois do Sistema de Entretenimento. Algumas informações sobre cada capítulo:

-
Capítulos 1 e 2: apresentam os conceitos elementares de eletricidade e eletrônica, que precisam ser entendidos antes de qualquer excursão pelos demais capítulos.

-
Capítulo 3: trata dos componentes básicos sempre presentes em qualquer veículo automotivo, independentemente do seu modelo ou mercado consumidor. São explorados neste capítulo os Chicotes, Relés e Fusíveis.

-
Capítulo 4: trata de outros sistemas básicos, presentes em todos os veículos automotivos. A Bateria, o Alternador e o Motor de Partida são descritos.

-
Capítulos 5, 6 e 7: descrevem de forma resumida alguns dos sistemas mais importantes em um veículo, mas que são raramente notados pelos motoristas. Abordam Interruptores, Sensores e Atuadores, Sistemas de Iluminação e Sistemas de Limpeza dos Vidros.

-
Capítulo 8: os Módulos Eletrônicos de Controle são cada vez mais utilizados nos veículos projetados atualmente, assunto deste capítulo.

-
Capítulos 9 e 10: não apresentam componentes específicos, mas sistemas que envolvem a participação de inúmeros componentes. Fala-se dos sistemas de Travas Elétricas, Vidros Elétricos, Alarme Anti Furto e do Sistema de Imobilização do Motor.

-
Capítulos 11 e 12: dois sistemas cada vez mais relacionados, especialmente na conceituação técnica envolvida, são tratados nestes capítulos. São os Painéis de Instrumentos e Displays Automotivos.

-
Capítulos 13 e 14: os sistemas de segurança ativa e passiva também são mencionados neste livro. Tratam dos Airbags, Freios ABS, Controle de Tração e Sistema ESP.

-
Capítulo 15: algo que encanta muitas pessoas no Brasil e no mundo são os Sistemas de Entretenimento. Este capítulo traz um excelente resumo sobre os conceitos encontrados nos componentes desses sistemas.

-
Capítulo 16: apesar de ainda serem raros, os Sistemas by Wire tendem a ser cada vez mais utilizados nos projetos de novos veículos. Veja neste capítulo as razões.

-
Capítulo 17: um livro apenas não é capaz de reunir informações, mesmo que básicas, de todos os sistemas automotivos existentes. Este capítulo reúne uma seleção de outros sistemas importantes e menciona, brevemente, uma descrição de cada um. Bom ponto de partida para novas pesquisas.

-
Capítulos 18 e 19: como o leitor terá a oportunidade de conferir, todos os componentes e sistemas eletroeletrônicos de um automóvel, quando interligados, formam a chamada Arquitetura Elétrica. Estes capítulos tratam deste assunto e também dos "famosos" (e realmente importantes) Protocolos de Comunicação.

-
Capítulo 20: todo sistema precisa ser desenvolvido de forma a minimizar as chances de ocorrência de problemas. Entretanto, caso defeitos apareçam, sistemas de diagnóstico devem ser utilizados. Este capítulo trata do tema Diagnóstico Veicular.

-
Capítulo 21: muito se fala sobre a alteração do sistema de alimentação dos veículos para o chamado Sistema 42 volts. Este capítulo traz informações sobre este assunto.

-
Capítulo 22: como último capítulo aborda um assunto temido por muitas pessoas. Talvez por não ser visível, talvez por ser de fato complexo. Destaca importantes conceitos relacionados à EMC - Compatibilidade Eletromagnética.

-
Apêndice A: apresenta algumas informações úteis relacionadas à implementação de uma rede de comunicação de dados CAN Bus. Esse material será muito útil caso o leitor tenha que implementar um barramento de dados completo.

-
Apêndice B: Protocolos de Comunicação na Agricultura fazem parte de um tema muito interessante, que vai surpreender o leitor. Não se imaginava, há alguns anos, que esse tipo de tecnologia pudesse ser utilizada em um trator. Isto já é realidade.

-
Apêndice C: tema fascinante. Os Protocolos de Comunicação utilizados na aviação são muitos e suas características técnicas pouco diferem dos protocolos utilizados nos automóveis. O leitor terá neste apêndice um excelente resumo do que é utilizado atualmente nas aeronaves civis e militares.


Conteúdo Detalhado:


Capítulo 1 - Eletricidade Básica

1.1 Introdução
1.2 Tensão, corrente e resistência
1.3 Potência elétrica
1.4 Circuito com resistências em série
1.5 Circuito com resistências em paralelo
1.6 Capacitores e indutores
1.7 Corrente alternada
1.8 Comentários finais
1.9 Exercícios propostos

Capítulo 2 - Eletrônica Básica

2.1 Introdução
2.2 Semicondutores
2.2.1 Tipos de componentes semicondutores
2.3 Circuitos integrados (CIs)
2.4 Memórias semicondutoras
2.5 Microprocessadores e microcontroladores
2.6 Comentários finais
2.7 Exercícios propostos

Capítulo 3 - Componentes Automotivos Elementares

3.1 Introdução
3.2 Fusíveis
3.3 Relés
3.4 Chicotes
3.5 Diagramas elétricos
3.6 Comentários finais
3.7 Exercícios propostos

Capítulo 4 - Sistema de Carga

4.1 Introdução
4.2 Sistema de partida
4.3 Motor de partida
4.4 Bateria
4.5 Alternador
4.6 Alternadores e motores de partida integrados
4.7 Terminais importantes
4.8 Comentários finais
4.9 Exercícios propostos

Capítulo 5 - Interruptores, Sensores e Atuadores

5.1 Introdução
5.2 Interruptores
5.3 Sensores
5.4 Atuadores
5.5 Comentários finais
5.6 Exercícios propostos

Capítulo 6 - Sistemas de Iluminação

6.1 Introdução
6.2 Iluminação externa
6.3 Iluminação interna
6.4 Comentários finais
6.5 Exercícios propostos

Capítulo 7 - Sistemas de Limpeza dos Vidros

7.1 Introdução
7.2 Limpador dos vidros
7.3 Lavador dos vidros
7.4 Sensor de chuva
7.5 Comentários finais
7.6 Exercícios propostos

Capítulo 8 - Módulos Eletrônicos

8.1 Introdução
8.2 Conceituação técnica
8.2.1 Entradas
8.2.2 Saídas
8.2.3 Software
8.2.4 Aplicações
8.3 O módulo de controle da carroçaria
8.4 Implementando uma ECU
8.5 Comentários finais
8.6 Exercícios propostos

Capítulo 9 - Sistema Trio Elétrico

9.1 Introdução
9.2 Sistema de alarme
9.3 Sistema de travas elétricas
9.3.1 Relação entre os sistemas de alarme e travas elétricas
9.4 Sistema levantador elétrico dos vidros
9.5 Comentários finais
9.6 Exercícios propostos

Capítulo 10 - Imobilizador de Motor

10.1 Introdução
10.2 Funcionamento
10.3 Comentários finais
10.4 Exercícios propostos

Capítulo 11 - Painel de Instrumentos

11.1 Introdução
11.2 Detalhes técnicos
11.3 Painel de instrumentos completo
11.4 Normas e regulamentações relevantes
11.5 Comentários finais
11.6 Exercícios propostos

Capítulo 12 - Displays

12.1 Introdução
12.2 Especificações
12.3 Tipos de displays
12.3.1 Alguns exemplos de aplicação
12.4 Comentários finais
12.5 Exercícios propostos

Capítulo 13 - Airbag

13.1 Introdução
13.2 Detalhes do sistema
13.3 Airbag frontal
13.4 Airbag lateral
13.5 Testes de impacto (crash tests)
13.6 Comentários finais
13.7 Exercícios propostos

Capítulo 14 - Freios ABS, Controle de Tração e Sistema ESP

14.1 Introdução
14.2 Componentes do sistema
14.3 Funcionamento do sistema
14.4 Controle de tração
14.5 ESP
14.6 Comentários finais
14.7 Exercícios propostos

Capítulo 15 - Sistemas de Entretenimento

15.1 Introdução
15.2 Teoria sobre o som
15.2.1 Rádios
15.2.2 Especificação de um rádio original de fábrica
15.2.3 Validação de um rádio automotivo
15.3 Alto-falantes
15.3.1 Tipos de alto-falantes
15.3.2 Características construtivas de um alto-falante
15.3.3 Especificação de um alto-falante original de fábrica
15.4 Antenas
15.4.1 Aplicações e tipos de antenas
15.4.2 Especificação de uma antena original de fábrica
15.5 Complementos aos sistemas de som automotivo
15.6 Comentários finais
15.7 Exercícios propostos

Capítulo 16 - Sistemas X-BY-WIRE

16.1 Introdução
16.2 Sistemas by-wire automotivos
16.2.1 Requisitos dos sistemas by-wire
16.2.2 Detalhes técnicos
16.3 Sistemas by-wire e a alimentação 42V
16.4 Protocolos de comunicação nas aplicações by-wire
16.5 O veículo conceito hy-wire
16.6 Exercícios propostos

Capítulo 17 - Outros Sistemas Automotivos

17.1 Introdução
17.2 Rear Seat Audio (RSA): sistema de áudio para o banco traseiro
17.3 Radio Data System (RDS): sistema de dados para rádio
17.4 Tracking System (TRACK): sistema de rastreamento
17.5 Navigation System (NAV): sistema de navegação
17.6 Parking Assistant System (PAS): assistente de estacionamento
17.7 Passive Entry Passive Start (PEPS): entrada passiva e ignição por interruptor
17.8 Automatic Headlamp Leveling (AHL): regulagem automática de altura dos faróis
17.9 Adaptive Forward Lighting (AFL): iluminação dianteira adaptativa
17.10 Adaptive Cruise Control (ACC): controle de cruzeiro adaptativo
17.11 Tire Pressure Monitoring System (TPMS): sistema de monitoramento da pressão dos pneus
17.12 Comentários finais
17.13 Exercícios propostos

Capítulo 18 - Arquiteturas Elétricas

18.1 Introdução
18.2 Arquiteturas elétricas
18.2.1 Arquitetura centralizada
18.2.2 Arquitetura distribuída
18.3 Exemplos de sistemas existentes
18.4 Comentários finais
18.5 Exercícios propostos

Capítulo 19 - Protocolos de Comunicação

19.1 Introdução
19.2 Padrão OSI de sete camadas
19.3 Protocolos automotivos
19.4 CAN Bus
19.4.1 Conceituação básica
19.4.2 Formato das mensagens
19.4.3 Padrões existentes
19.4.4 Detecção de falhas
19.4.5 Aspectos de implementação - dicionário de dados
19.4.6 Aspectos de implementação - exemplo de rede
19.4.7 Aspectos de implementação - montagem da rede
19.5 Comentários finais
19.6 Exercícios propostos

Capítulo 20 - Diagnóstico Veicular

20.1 Introdução
20.2 Ferramentas de diagnóstico - Testers
20.3 Diagnóstico no final da linha de montagem
20.4 Funcionamento da programação no final da linha
20.5 Funcionamento da verificação das falhas pelos DTCs
20.5.1 Diagnóstico embarcado (on-board diagnosis ou diagnose on-board)
20.6 O painel de instrumentos e a diagnose on-board
20.6.1 Diagnóstico em campo (concessionárias e oficinas mecânicas)
20.6.2 Funcionamento da diagnose em campo
20.6.3 Protocolos de comunicação em diagnóstico - arquiteturas de veículos
20.7 Padrões e normas dos protocolos de diagnóstico
20.8 Diagnóstico via CAN Bus
20.8.1 O que é OBD II?
20.8.2 Conector padrão do OBD II
20.9 Comentário finais
20.10 Exercícios propostos

Capítulo 21 - Sistema de Alimentação 42 volts

21.1 Introdução
21.2 A relação potência x corrente elétrica
21.3 Diferenças entre os sistemas atual e 42 volts
21.4 Funcionamento do sistema atual - 12V/14V
21.5 Funcionamento dos sistemas híbridos - 12V/14V - 36V/42V
21.6 Composição de um conversor de tensão 42V - 14V
21.7 Características dos fusíveis
21.8 Razões para utilizarmos o sistema 36V/42V
21.8.1 Por que 42V e não 50V ou 100V?
21.9 Comentários finais
21.10 Exercícios propostos

Capítulo 22 - EMC - Compatibilidade Eletromagnética

22.1 Introdução
22.2 Interações eletromagnéticas
22.3 Evolução do conceito de CEM no setor automotivo
22.4 CEM nos sistemas automotivos
22.5 Minimizando a IEM
22.6 Normas de CEM em automóveis
22.7 Métodos de testes
22.8 Comentários finais
22.9 Exercícios propostos

Apêndice A
- Implementação de uma Rede de Comunicação CAN Bus

Apêndice B
- Protocolos de Comunicação na Agricultura

Apêndice C
- Protocolos de Comunicação na Aviação


O que você deve saber para entrar nesta área:


O leitor que queira trabalhar com Eletrônica Embarcada Automotiva deve procurar as atividades relacionadas ao desenvolvimento e validação de veículos e sistemas ou às áreas de suporte ao produto final, como oficinas técnicas e concessionárias.

Do ponto de vista da formação acadêmica, é necessário ter curso técnico, de tecnologia ou engenharia. A modalidade mais adequada de estudo, sem dúvida nenhuma, é a eletrônica. Nada impede que formados em cursos com ênfase em elétrica ou eletricidade desempenhem excelentes papéis em suas empresas. Tudo depende dos conhecimentos adquiridos sobre o tema.

O importante a ser mencionado é que este livro, por si só, pode ser utilizado como um roteiro de estudos. Este é um de seus objetivos principais: servir de ponto de partida para novas pesquisas e contribuir para a ampliação do conhecimento dos interessados em Eletrônica Embarcada.



Links importantes relacionados ao livro:

Deseja adquirir
um exemplar?

(várias lojas virtuais)

Inicial | Meu CV | Livro | Outros Artigos | Mec. Fácil | Curiosidades | Camaro | Trem Elétrico | Outros Temas | Alguns Links | Mapa do site


Voltar para o conteúdo | Voltar para menu principal