Setor técnico

[001 ] A presente invenção pertence ao setor tecnológico da automação e telemetria e se refere, mais especificamente, a um horímetro com capacidade de processamento interno e capaz de monitorar e registrar o tempos transcorrido (hora, minutos, segundos e até milissegundos) com a simples transição de contato seco NA (normalmente aberto) para NF (normalmente fechado), gravando no data logger interno os registros dos períodos em que se iniciou o fechamento dos contatos até que esses contatos voltem à abrir-se. Esse intervalo de tempo de fechamento dos contatos é registrado e gravado em arquivo txt, em cartão de memória existente no data logger do horímetro e fica disponível para acesso de usuário, via browser de qualquer navegador de internet através de notebooks, tablets ou telefone celular, através de rede wi-fi digitando-se o endereço da rede. Existe também a possibilidade de transmissão automática por e-mail ou FTP. A invenção também se refere ao método de gerenciamento do horímetro programável com transmissão wi-fi.

Estado da técnica

[002] É sabido que existe, já há muito tempo, horímetros mecânicos ou digitais, sem qualquer conexão com a internet e sem transmissão de dados wi-fi. Os horímetros conhecidos, por não serem dotados deste recurso, têm a característica e o grave inconveniente de exigir a leitura e o registro manual e mecânico dos dados, por parte de pessoa, o que gera grandes erros em sua leitura, transcrições imprecisas de dados, demora, alto custo operacional e de mão de obra e perda de tempo, tendo em vista ser todo o processo manual e com interferência humana que o estado da técnica atual exige.

[003] Com o avanço da tecnologia da indústria 4.0 e dos sistemas de fabricação just in time e real time, tornou-se necessário e imperioso o controle preciso e eficaz sobre tempo de trabalho de máquinas, equipamentos e processos, bem como em atividades humana ou animal, de forma que os dados coletados, sejam transmitidos de forma eletrônica, automática, sem erros, integrando esses dados aos demais sistemas e softwares ERPs, existentes no mercado. No entanto, os horímetros existentes no mercado para controle de tempos não apresentam esse recurso de arquivamento de dados e transmissão wi-fi, gerando ineficiência para o controle de tempos em diversos segmentos, impedindo a tomada de decisão rápida, precisa, automática e integrada aos demais sistemas de automação e software, o que gera a imperfeição e baixa qualidade de vários processos produtivos, inclusive de outros controles de tempo e custo em geral.

[004] Atualmente estão disponíveis apenas horímetros off-line sem qualquer tipo de conexão com a internet ou transmissão automática via wi-fi, dos dados de tempos colhidos nesses aparelhos. Ou seja, todos os horímetros conhecidos no mercado, são mecânicos ou digitais, sem nenhum recurso de transmissão e compartilhamento automático de dados, o que obriga a leitura manual dos dados coletados. São também conhecidos outros dispositivos com a função de data loggers, que são de alto custo e visam o registro, leitura e armazenamento de sinais lógicos ou analógicos de máquinas, com registro de data e hora, porém sem a função específica de horímetro e tão pouco com a capacidade de geração de arquivos e comunicação.

[005] Portanto, o mercado se ressente de horímetros wi-fi para os mais diversos fins, especialmente para automóveis de uso popular. Essa deficiência impede, por exemplo, que se monitore a data, hora, minuto e segundo de uso de veículos de passeios e outros veículos automotor. A ausência, desse recurso fundamental causa inúmeros problemas de gestão do uso de veículos, tanto para pessoas físicas, como para pessoas jurídicas.

[006] Exemplos de horímetros sem capacidade de comunicação estão descritos nos documentos de patente BR PI 0304817-9, BR PI 0404734-6, US 3,854,218, US 4,181 ,883, US 4,617,639, US 7,649,810, US 8,970,396 e US 2005/0249042. Novidades e objetivo da invenção

[007] O objetivo da presente invenção é um horímetro programável com transmissão por wi-fi que é capaz de superar os inconvenientes do estado da técnica acima referidos.

[008] A invenção consiste de novo horímetro que é dotado de recursos de microprocessamento interno, com software embarcado que apresenta características inovadoras na gestão do armazenamento de dados e transmissão automática desses dados, via internet, por e-mail, arquivo ftp (file transfer protocol), que permite o acesso aos dados através de browser de navegador WEB, com endereço IP próprio, gerando arquivos de dados, no formato txt com alta precisão dos tempos de trabalho ou tempos de paradas de máquinas, de forma totalmente autônoma e independente, sem que haja necessidade de interferência humana.

[009] É importante destacar que a invenção prevê um horímetro que também possui a função de contador de pulsos, com a integração automática entre as máquinas, processos e os sistemas de softwares para gestão industrial, administrativo e comercial, com comunicação através de wi-fi através da internet. Em especial destaca-se a novidade para a aplicação do novo horímetro wi-fi em qualquer veículo automotor, para o controle de tempos de funcionamento ou de não funcionamento.

[010] O horímetro programável com transmissão por wi-fi proposto pela invenção possui o positivo de sua alimentação instalado no circuito pós chave de qualquer veículo automotor, conforme a norma DIN da elétrica automotiva. O horímetro tem seu relé de acionamento polarizado com 12 volts toda vez que a ignição do veículo for acionada. Isto fará com que o horímetro seja capaz de monitorar e gravar em seu data loggertodas as datas, horas, minutos e segundos em que o veículo esteve ligado, como também registrará todo o período em que o veículo estiver desligado, independentemente de haver sinal de internet ou não. Ou seja, o horímetro possui a importante característica inovadora de possibilitar que o veículo (motos, carros, caminhões, ônibus, tratores, etc.) registre automaticamente os tempos de seu funcionamento. Esse novo recurso abre enormes possibilidades para gestão e controle, de qualquer tipo de veículo, automotor, de passeio ou comercial. Descrição dos desenhos anexos

[01 1 ] A fim de que o horímetro programável com transmissão por wi-fi da presente invenção seja plenamente compreendida e levada à prática por qualquer técnico desse setor tecnológico, a mesma passa a ser descrita de forma clara, precisa e suficiente, com base os desenhos anexos, abaixo listados, que ilustram formas preferenciais de realização do implemento incorporador de sementes:

Figura 1 - esquema de ligação externa do horímetro;

Figura 2 - esquema do circuito elétrico do horímetro;

Figura 3 - vista em planta da placa do circuito impresso do horímetro;

Figura 4 - diagrama em blocos do horímetro;

Figura 5 - fluxograma do método de gerenciamento do horímetro;

Figura 6 - tela de configuração do horímetro;

Figura 7 - tela de preenchimento dos dados do wi-fi;

Figura 8 - tela de atualização do relógio interno;

Figura 9 - tela de preenchimento dos dados;

Figura 10 - tela com dados registrados;

Figura 11 - tela de preenchimento dos dados do FTP.

[012] A figura 1 ilustra a aplicação do dispositivo para monitoramento de tempos com transmissão wi-fi da invenção que compreende um horímetro (1 ) com terminais (11 ) para conexão dos fios de alimentação elétrica (não ilustrados) e com ligação externa de relé (2) através de terminais sensores (12 e 13), que por sua vez, está conectado ao equipamento (3) que será monitorado. Assim, o horímetro (1 ) é instalado nas saídas de relé mecânico (2) que é conectado em qualquer equipamento (3), de modo que quando o relé (2) receber tensão de alimentação em sua bobina, possa fechar, magneticamente, seus contatos ligados aos terminais sensor (12 e 13), o que provoca o início automático da contagem do tempo sem que para isto haja qualquer contato elétrico direto entre o horímetro (1 ) e o equipamento (3). Deste modo, garante-se a isolação total entre o horímetro (1 ) e qualquer dispositivo (3) a ele acoplado, provocando assim a automação da contagem do tempo de funcionamento, bem como o registro interno do tempo total de parada do mesmo, de forma segura.

[013] A figura 2 detalha o circuito elétrico do horímetro programável com transmissão wi-fi da invenção que inicia seu funcionamento quando qualquer fonte de alimentação, preferencialmente 12 VDC, é conectada em seus terminais (1 1 ) instalados em CN1 (14) num conector JACK P4 para PCI (1 1 ), para que quando receberem a tensão de 12 VDC, seja regulada internamento para 5 VDC, no regulador de tensão interno (15), que é a tensão de entrada e posteriormente regulada, internamente pelo próprio microcontrolador (16), para 3,3 VDC. A tensão de entrada seja automaticamente regulada para 5V e esta possa alimentar imediatamente o microcontrolador (16) e o data logger (17), que são gerenciados pelo firmware interno, somente iniciarão a contagem de tempo, de máquina funcionando, assim que os terminal AO (12) e GND (13) estiverem em curto/fechados. Nesta situação o diodo LED (19) será conduzido ao Ground (13) que acenderá, pois estará polarizado positivamente através resistor (20), que se conecta ao regulador de tensão (15) e segue ao microcontrolador (16), de modo que ao fechamento de contato do terminal (12) e do terminal (13) o microcontrolador (16) detecte a variação do estado lógico de sua porta e inicia a contagem de tempo, registrando no data logger (17). Conforme se infere na figura 3, com o horímetro programável com transmissão wi-fi da invenção ligado, toda vez que houver o fechamento de contato seco (um curto) na posição A0 do terminal (12) e o GND do terminal (13) de seus contatos fará com que o microcontrolador (16) detecte a variação do estado lógico de sua porta, que normalmente é alto (5 volts), para o estado baixo (0 volts) e inicia a contagem de tempo, baseando-se na data, hora, minuto e segundos controlados pelo relógio de tempo (171 ) do data logger (17) e termina a contagem e o controle de tempo somente quando este contato se abrir, voltando para ao estado NA (normalmente aberto). Neste momento, o firmware do horímetro grava no cartão de memória (172) presente no data logger (17) a data, hora, minuto e segundo inicial da contagem, a data, hora, minuto e segundo final da contagem, bem como o tempo transcorrido entre estes dois momentos. De forma imediata, após findar e gravar o tempo de funcionamento da máquina, o horímetro também inicia um novo registro do tempo em que os contatos externos da posição A0 (12) e o GND (13), estiverem abertos, até o momento em que forem fechados, gravando na memória interna (172) do data logger (17), o período de tempo com data, hora, minuto e segundo, como o tempo em que a máquina ficou parada. Todo este processo ocorre sem que para isto seja necessária a conexão do dispositivo em qualquer rede de internet. Ou seja, o horímetro funciona e armazena seus registros automaticamente em seu data logger interno (17), sem que para isto seja necessária a conexão com rede de internet externa, conforme o fluxograma do firmware na figura 5, passos de (1 ) à (1 1 ).

[014] Na figura 4 observa-se o horímetro que é dotado de um microcontrolador (16) com um processador de arquitetura RISC (161 ) capaz de gravar em altíssima velocidade no cartão (172) do data logger (17), onde registra uma linha de dados com data, hora, minuto e segundos para cada evento ou pulso de interrupção aberto e fechado na posição A0 (12) e o GND (13), registrando e contando todas as datas, horas, minutos e segundos, bem como os intervalos de tempos de cada evento ou pulsos que ocorrerem durante o acionamento/curto e desacionamento, entre esses terminais (12 e 13), de forma a registrar o período de tempo em que a máquina (3) esteve em funcionamento, bem como registrar, separadamente, o período de tempo em que a máquina estava parada ou sem funcionamento. Assim o usuário poderá obter todos os registros de tempo por e- mail, FTP (file transfer protocol) ou download, conforme o fluxograma do firmware na figura 5, passos de (13) à (22), de todas as vezes em que os contatos do horímetro foram conectados um ao outro, ou não. Estes eventos ou pulsos, serão considerados como período de tempo de máquina ligada ou em funcionamento, em operação/trabalho, bem como tempo de máquina desligada ou fora de operação. Segue abaixo exemplo do arquivo padrão TXT, gravado na memória (172) do data logger (17):

- 1 -30/09/2020, 16:1 1 :00, 30/09/2020, 16:21 :10, 0000:10:10, ON - 2-30/09/2020, 16:21 :10, 30/09/2020, 16:55:15, 0000:34:05, OFF

- 3-30/09/2020, 16:55:15, 30/09/2020, 20:58:26, 0004:03:23, ON

- 4-30/09/2020, 20:58:26, 30/09/2020, 22:59:58, 0002:01 :32, OFF

- Total de tempo em funcionamento: 4:13:33 - (hhhh:mm:sss)

- Total de tempo SEM funcionamento: 2:35:37 - (hhhh:mm:sss)

[015] Observa-se que também existe a função de contador de pulsos, por eventos de acionamento, tendo em vista que toda vez que seus contatos externos A0 (12) e GND (13) são fechados (em curto) e posteriormente abertos, o firmware interno do dispositivo grava em seu data logger (17) e conta, de forma incrementai 1 (um) novo evento ou pulso. Esta importante característica faz com que o horímetro seja considerado como contador de pulsos por eventos de acionamento, garantindo assim também a função de contador de pulsos ou acionamentos, podendo registrar pulsos no delay de até 300 milissegundos, tendo em vista ser o microcontrolador (16) dotado de um processador RISC (161 ).

[016] Devido a estas características, pode ser monitorado, gravado e registrado o tempo de funcionamento ou de parada de qualquer equipamento elétrico, eletrônico, mecânico ou até mesmo monitorado o tempo de qualquer atividade humana ou animal, que se dá com acionamento manual ou automático de seus terminais A0 e GND, bastando para tal controle e contagem de tempo de fechamento ou abertura, de forma mecânica dos dois contatos disponíveis no dispositivo ligados aos terminais, independentemente de estar conectado à qualquer rede de internet externa, pois o dispositivo registra e grava seus dados no data logger interno (17) que possui, deixando as informações disponíveis para acesso futuro, através do pareamento, via sinal wi-fi, com qualquer notebook ou telefone celular, utilizando a conexão wi-fi que possui e o acesso pelo browser de qualquer navegador de internet, através do comando de acesso em endereço específico da internet, conforme descrito no fluxograma do firmware descrito na figura 5 e em seus 22 passos. Para a comunicação o microcontrolador (16) possui um módulo wireless com antena embutida (162). [017] O acesso ao arquivo de dados com os registros das datas, horas, minutos e segundos, gravados no cartão de memória (172) do data logger (17) é gerenciado pelo firmware, descrito no fluxograma da figura 5 passos 17,18 e 19, que está embarcado e gravado no microcontrolador (16), conforme as imagens das telas do software demonstrado nas figuras 6 a 10, bem como no fluxograma da descrito na figura 5, e se dá via o browser de qualquer navegador da web, através do acesso do endereço da internet ao dispositivo quando devidamente detectado e registrado na rede wi-fi existente no local de sua instalação. Há também a possibilidade de configuração para o envio deste arquivo de dados, de forma automática, via e-mail ou por protocolo de transferência de arquivos FTP (file transfer protocol), se houver sinal de internet no local onde o dispositivo estiver operando.

[018] O horímetro também possui recurso de reset através de push buttom (18) representado nas figuras 2 e 3 e tem a função de que quando pressionado indicar ao firmware embarcado no microcontrolador (16) que deve zerar suas configurações de rede wi-fi e forçar todas as configurações de software e funcionamento do horímetro a voltar ao estado inicial de fabricação.

[019] As figuras 6 a 1 1 demonstram a imagem real das telas geradas pelo firmware de configuração do horímetro embarcado no microcontrolador (16).

O funcionamento do horímetro em qualquer veículo automotor, se dá com a instalação elétrica no positivo da bateria (12 VDC) do veículo, presente na linha 30, conforme o código DIN para veículos automotores, e do negativo da bateria, presente na linha 31 , ligados diretamente nos terminais de alimentação (11 ) do dispositivo, instalados em CN1 (14) em um conector JACK P4 para PCI, para que quando receberem a tensão de 12 VDC, seja regulada internamento para 5 VDC, no regulador de tensão interno (15), que é a tensão de entrada e posteriormente regulada, internamente pelo próprio microcontrolador (16), para 3,3 VDC da figura 2. Para acionamento da contagem de horas de tempo de máquina funcionando, basta que haja a ligação da linha 15, também conhecida de pós-chave, em um dos lados da bobina de acionamento do relé (2), demonstrado na figura 2, e que o outro borne da bobina do relé (2), seja sempre ligado na linha 31 (negativo da bateria), conforme descrito no código DIN para veículos automotores. Toda vez que o veículo tiver a chave de ignição acionada, o relé (2) terá sua bobina polarizada e acionará seus contatos, forçando o início da contagem de tempo de veículo funcionando, até o momento em que a chave de ignição for desligada, iniciando a contagem de tempo do veículo desligado. [020] Preferencialmente, o microcontrolador (16) possui a especificação ESP 8266 com clock de 80 MHz e processador com arquitetura RISC 32 bits (161 ) e módulo wireless padrão 802.1 1 b/g/n com antena embutida (162).

[021 ] Preferencialmente, o data logger (17) possui especificação RTC DS1307 com slot para cartão de memória do tipo micro SDHC (171 ) e relógio em tempo real RTC (172).

[022] Preferencialmente, o endereço do sítio é http://192.168.4.1 .

[023] A figura 5 ilustra o fluxograma do método de gerenciamento do horímetro programável com transmissão por wi-fi que compreende as seguintes etapas:

1 ) Após ligar o horímetro na fonte de 12 Volts DC, utilizando qualquer aparelho celular ou notebook, selecione e conecte-se à rede wi-fi que o horímetro automaticamente irá criar, com o nome de HORÍMETRO;

2) Através do uso do browser de qualquer navegador da WEB, digitando o endereço acesse o IP: 192.168.4.1 e acesse a tela principal do horímetro;

3) Faça as configurações iniciais: Preencha o formulário com o nome do horímetro, horas já acumuladas e intervalo para envio dos dados. Salve os dados e clique OK. Assim o horímetro reinicia volta a página inicial;

4) Escolha se deseja trabalhar de modo OFF-LINE (sem conexão à internet) ou ON-LINE, com conexão à internet;

5) Caso deseje trabalhar em modo ON-LINE, com conexão com a internet, escolha a rede de conexão wi-fi, com a internet e digite a senha de acesso a esta rede. Se estiver ON-LINE habilite ou desabilite o NTP (Atualizador automático de hora via Internet) e ajuste a data, hora, minuto para que o dispositivo possa iniciar sua contagem de tempo, baseado no horário da Internet. Salve os dados. Após o horímetro estará pronto para iniciar sua contagem de tempo; ) Caso deseje trabalhar em formato OFF-LINE, sem conexão com a internet, ajuste a data, hora, minuto para que o dispositivo possa iniciar sua contagem de tempo, baseado no relógio interno do data logger. Salve os dados. Após o horímetro estará pronto para iniciar sua contagem de tempo (1 1 ); ) Digite o NOME (7) do equipamento que deseja monitorar o tempo de trabalho. O dispositivo OFF-LINE irá criar uma rede wi-fi automaticamente, com este nome para acesso futuro através de browser, utilizando o mesmo endereço de acesso http://192.168.4.1 . Salve a configuração do nome. Assim o horímetro irá reiniciar e gerar esta rede wi-fi independente; ) Após as configurações iniciais acima o horímetro irá reiniciar e estará habilitado para acesso OFF-LINE, como citado acima; ) Para fins de exatidão no horário verifique se o horário apresentado na tela de configuração do dispositivo está correto. Atualize este horário, se necessário, pois o software gravará e sincronizará o horário interno do horímetro com este horário digitado; 0) Existe também a opção de configurar o horário interno do dispositivo automaticamente pela INTERNET e habilitando ou desabilite o NTP (Network Time Protocol), caso utilize a opção de USO ON-LINE, salve a opção desejada; 1 ) Após todas as configurações desejadas serem realizadas, o horímetro estará pronto para transmitir os dados de forma, OFF-LINE, ON-LINE sem programação de envio automático dos dados, ou transmitir os dados com envio automático; 2) Configurar um serviço SMTP ou FTP para envio dos dados, de forma automática, por e-mail (SMTP) ou por protocolo de transferência de arquivo (FTP); 3) Acesse a página de configurações de envio, configure um serviço FTP, preenchendo o formulário com os dados do servidor FTP para recebimento dos dados;

14) O horímetro realiza um teste enviando um arquivo teste para verificar se os dados são válidos, caso retorne erro, configure novamente;

15) Acesse a página de configurações de envio, configure um serviço SMTP, preenchendo o formulário com os dados do servidor SMTP e e-mail para recebimento dos dados;

16) Para opções de envio automáticos dos dados por e-mail ou FTP, o dispositivo realizará antecipadamente testes, enviando e-mail, para verificar se os dados de cadastramento de envio estão válidos;

17) Baixe, de forma manual, os registos de tempo gravados no data logger do horímetro, acessando http://192.168.4.1 . Escolha a opção download;

18) É possível baixar os arquivos de forma individual através da listagem ou todos ao mesmo tempo. Escolha qual melhor opção;

19) É possível deletar todos os arquivos e registros de tempo do Horímetro, reiniciando a contagem de tempo no botão Deletar;

20) Programa de envio por e-mails ou por FTP - O firmware embarcado possui recurso que possibilita ao usuário programar o tempo de envio do arquivo dos dados contido no datalogger, por data limite ou quantidade acumulada de horas trabalhadas. Este recurso gera a automação da distribuição da informação contida no dispositivo, de forma periódica e recorrente, reduzindo tempo de leituras manuais e demais problemas operacionais;

21 ) Com base nos gatilhos do item 20, ao atingir a data limite ou a quantidade acumulada de hora trabalhadas, para disparo automático das informações, o firmware automaticamente lê os dados contidos no datalogger monta o layout do arquivo de dados, visando a integração com planilhas de Excel ou importação em banco de dados, via FTP, para futura transmissão;

22) Com base nos gatilhos dos itens 20 e 21 , ao atingir a data limite ou a quantidade acumulada de hora trabalhadas, para disparo automático das informações, o firmware automaticamente habilita a transmissão e o envio dos dados para o e-mail ou o servidor FTP registrado. [024] Salienta-se que as figuras e descrição aqui apresentadas não possuem o intuito de limitar as formas de execução do conceito inventivo ora proposto, mas de ilustrar e tornar compreensíveis as inovações conceituais reveladas pela invenção. Desse modo, as descrições e imagens devem ser interpretadas de forma exemplificative e não limitativa, podendo existir outras formas equivalentes ou análogas de implementação que devem ser consideradas dentro do escopo da presente invenção.

[025] O presente relatório descritivo trata de um método em um dispositivo programável de monitoramento de tempos com transmissão de dados via wi-fi que resulta em efeito técnico novo em relação ao estado da técnica, comprovando assim a sua novidade, atividade inventiva, suficiência descritiva e aplicação industrial, atendendo a todos os requisitos à concessão de uma patente de invenção.