Integração dos Subsistemas - Projeto WeDrink

Introdução

O projeto WeDrink é composto por três áreas principais: Software, Eletrônica/Energia e Estruturas, que devem trabalhar de forma integrada para garantir o funcionamento eficaz e coordenado do sistema. A integração entre essas áreas é essencial para garantir que o software comunique-se adequadamente com os componentes eletrônicos, e que a estrutura física do dispositivo suporte adequadamente os sistemas eletrônicos e mecânicos.

Este documento descreve como as áreas irão se integrar durante o desenvolvimento do projeto, detalhando a comunicação entre elas, os desafios previstos, as ações de mitigação e as dependências entre os subsistemas.

Integração de Software e Eletrônica

Função do Software

A área de Software tem como responsabilidade principal o desenvolvimento da aplicação web, que permitirá a interação do usuário com o sistema. O software gerenciará o pedido de bebidas, a personalização do cardápio e a interação com o hardware da máquina WeDrink.

O sistema de comunicação entre o software e o hardware será baseado em MQTT, um protocolo eficiente e leve, ideal para comunicação em tempo real e controle de dispositivos embarcados.

Função da Eletrônica

O subsistema de Eletrônica/Energia irá garantir que todos os componentes físicos necessários para o preparo das bebidas (sensores de fluxo, bombas peristálticas, válvulas e ESP32) estejam operando corretamente, transmitindo as informações necessárias de volta para o software. A integração entre o hardware e o software será crucial para que o sistema receba comandos do backend via MQTT e execute as ações físicas de forma precisa.

Desafios da Integração

Desafio 1: Comunicação em Tempo Real
Solução: A utilização do protocolo MQTT garantirá que a comunicação entre o software e os dispositivos embutidos seja eficiente e sem latência significativa.
Impacto: Permite a execução de comandos instantâneos e garante que o status da máquina seja atualizado em tempo real, permitindo que o administrador monitore a produção.

Como a Integração Funciona

Backend (API) envia mensagens via MQTT para o ESP32, que controla as bombas e sensores.
O ESP32 monitora os sensores e fornece feedback sobre o status de níveis e fluxo dos líquidos.
O software exibe o status em tempo real para o usuário, permitindo ajustes na quantidade de bebida preparada.

Integração de Eletrônica e Estruturas

Função da Estrutura

O componente estrutural é responsável por fornecer o suporte físico necessário para o sistema. Isso inclui a montagem da estrutura que sustenta os componentes eletrônicos, além de permitir a movimentação precisa dos elementos físicos, como as bombas peristálticas e os sensores de fluxo. A resistência e a estabilidade da estrutura são essenciais para garantir que o sistema funcione com precisão.

Como a Estrutura Apoia a Eletrônica

Suporte para Componentes Eletrônicos: A estrutura deve acomodar os componentes eletrônicos, incluindo o ESP32, as bombas peristálticas, as válvulas e os sensores, garantindo que fiquem fixos e seguros durante a operação.

Desafios da Integração

Desafio 1: Acomodação de Componentes
Solução: A estrutura deve ser modular e expansível, com espaço suficiente para a instalação de componentes eletrônicos e acessórios, permitindo ajustes futuros.
Impacto: A estrutura será adaptável para acomodar diferentes configurações de componentes e facilitar a manutenção.
Desafio 2: Manutenção e Substituição de Componentes
Solução: O projeto da estrutura deve prever acessibilidade para substituição fácil de peças como bombas e sensores.
Impacto: Garantia de que a manutenção do sistema seja simplificada, o que aumenta a durabilidade e a confiabilidade do WeDrink.

Integração de Software e Estruturas

Função do Software

O software terá uma interface com o usuário, permitindo que ele interaja com a máquina WeDrink de forma simples e intuitiva, escolhendo bebidas, personalizando ingredientes e monitorando o preparo. A aplicação web será a principal interface entre o usuário final e o sistema automatizado.

Função da Estrutura

A estrutura física do WeDrink será responsável por dar suporte à máquina, mantendo os componentes no lugar e garantindo sua operação eficiente. O software se integrará diretamente com a estrutura, enviando comandos para a máquina e recebendo feedback sobre a produção e a disponibilidade de ingredientes.

Como o Software e a Estrutura Interagem

Interface de Usuário (Frontend) recebe dados em tempo real sobre a operação da máquina e a quantidade de bebida preparada.
O backend faz a comunicação com o hardware (bombas, válvulas e sensores), controlando a execução de comandos baseados nas interações do usuário.
O software envia comandos para o subsistema eletrônico que aciona as válvulas e bombas, e o sistema informa ao usuário sobre o andamento da operação, alertando sobre qualquer erro ou falha.

Desafios da Integração

Desafio 1: Otimização de Recursos
Solução: A integração entre os três subsistemas garantirá que os recursos sejam usados de forma otimizada, reduzindo desperdícios de energia e líquidos.
Impacto: A experiência do usuário será mais eficiente e o sistema funcionará de maneira mais econômica e sustentável.
Desafio 2: Manutenção e Ajustes na Estrutura
Solução: O software será capaz de detectar falhas e informar ao usuário sobre a necessidade de manutenção ou substituição de peças da estrutura.
Impacto: Facilita a manutenção proativa e evita falhas no sistema durante a operação.

Conclusão

A integração entre Software, Eletrônica/Energia e Estruturas no projeto WeDrink é essencial para o sucesso do sistema, pois garante a comunicação eficiente entre os componentes e a execução precisa das funções. A cooperação entre as áreas permitirá um produto funcional, escalável e fácil de manter. A identificação e mitigação dos desafios de integração durante o desenvolvimento proporcionarão um sistema robusto e eficiente, alinhado com as expectativas de qualidade e usabilidade do usuário.

Tabela de versionamento

Versão	Data	Responsável	Descrição
1.0	24/11/2024	Nicolas	Criação do Documento
2.0	13/01/2025	Guilherme Brito	Ajustes do Documento para o PC2