% -------------------------------------------------------------
% |  Template de tese da UA, em língua portuguesa             |
% |  Lista completa de opções e comandos em uaThesis.sty      |
% -------------------------------------------------------------
% |  Fevereiro, 2011                                          |
% |  Universidade de Aveiro                                   |
% |  Criado por T. Oliveira e Silva                           |
% |  Modificado/adaptado por F. Teixeira-Dias & M. Paulino    |
% -------------------------------------------------------------
% \documentclass[11pt,twoside]{report}    % Estilo relatório
\documentclass[11pt,twoside,openright,a4paper]{report}    % openright: página inicial de cada capítulo sempre ímpar
%
% -------------------------------------------------------------
% Preâmbulo do documento - pacotes
% -------------------------------------------------------------
\usepackage[usecolor,MEng]{uaThesis}              % Package para teses UA
\usepackage{amssymb}                              % Símbolos da American Mathematical Society
\usepackage{hyperref}                             % Links activos no pdf
                                                  % Opção citebordercolor={0.9 0.9 0.9} para cor do border
                                                  % Opção linkbordercolor={0.9 0.9 0.9} para cor do border
\usepackage{textcomp}                             % Símbolos e caracteres especiais
%\usepackage{indentfirst}                          % Indentação do primeiro parágrafo de cada secção
\usepackage{fancyhdr}                             % Utilização de fancy headings
%\usepackage{natbib}                       % Ordenação e gestão de referências bibliográficas
\usepackage{epsfig}                               % Permite utilização de figuras em formato EPS
\usepackage{subfig}                               % Ambiente para gestão de subfiguras
\usepackage{multirow}                             % Agrupamento de linhas em tabelas
\usepackage{layout}
%  PEDRO
\usepackage{graphicx}
\usepackage{array}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{color}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{scopes}
\usetikzlibrary{calc}
\usepackage{SevenSeg}
\usepackage{verbatim}
%Para o plots bonitinhos:
%\usepackage{packages/pgfplots/pgfplots}
%\pgfplotsset{compat=1.3}
%\pgfplotsset{compat = 1.3}
\usepackage{pdfpages}
\usetikzlibrary{shapes,arrows}
\usepackage{fancyhdr}

\setcounter{secnumdepth}{3}
\setcounter{tocdepth}{3}

% -------------------------------------------------------------
% Preâmbulo do documento - Escrita em língua portuguesa
% -------------------------------------------------------------
\usepackage[latin1]{inputenc}                     % Caracteres acentuados do Português
\usepackage[portuguese,english]{babel}            % Hifenização e títulos
\usepackage[T1]{fontenc}                          % Codificação das fontes
\usepackage{float}
\usepackage{placeins}
% -------------------------------------------------------------
% Preâmbulo do documento - Definições da tese
% -------------------------------------------------------------
\newcommand{\authorname}{Pedro Filipe Pinto Pinheiro}         % Nome do autor da tese
\newcommand{\thesistitle}{Sistema Automático para Gestão da Caixa de Velocidades do AtlasCar \\ Automatic Management System for the AtlasCar Gearbox} % Título da tese
\newcommand{\thesisyear}{2012}                                % Ano da tese
\newcommand{\thesisdegree}{Mestrado}                          % Grau
\newcommand{\sciarea}{Engenharia Mecânica}                    % Área científica da tese
% -------------------------------------------------------------
% Preâmbulo do documento - Equipa de orientação
% -------------------------------------------------------------
\newcommand{\profdoc}{Prof. Doutor}                            % Grau geral
\newcommand{\supervisor}{Vítor Manuel Ferreira dos Santos}     % Orientador
\newcommand{\supdegree}{Professor Associado}                   % Grau académico do orientador
\newcommand{\supfili}{Departamento de Engenharia Mecânica}     % Filiação do orientador
%\newcommand{\cosupervisor}{António Moreira dos Santos}        % Co-orientador
%\newcommand{\cosupdegree}{Professor Catedrático}              % Grau académico do co-orientador
%\newcommand{\cosupfili}{Departamento de Engenharia Civil}     % Filiação do co-orientador
%\newcommand{\cosupuni}{Universidade do Minho}                 % Instituição do co-orientador
% -------------------------------------------------------------
% Preâmbulo do documento - Membros do júri
% -------------------------------------------------------------
\newcommand{\tribpresident}{Jorge Augusto Fernandes Ferreira}  % Presidente do júri
\newcommand{\tribpresidentcat}{Professor Auxiliar}             % Categoria do presidente do júri
\newcommand{\tribi}{António Manuel Ferreira Mendes Lopes}      % Elemento do júri 1
\newcommand{\tribicat}{Professor Auxiliar}                     % Categoria do elemento do júri 1
\newcommand{\tribifili}{Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto}               % Filiação do elemento do júri 1
%\newcommand{\tribii}{Nuno Freitas Crato}                      % Elemento do júri 2
%\newcommand{\tribiicat}{Professor Auxiliar}                   % Categoria do elemento do júri 2
%\newcommand{\tribiifili}{Instituto Superior de Gestão}        % Filiação do elemento do júri 2

% -------------------------------------------------------------
% Preâmbulo do documento - Outros comandos
% -------------------------------------------------------------
\newcommand{\dd}{\textrm{d}}                                  % Operador diferencial
\newcommand{\ngs}{\sigma}                                     % Sigma minúsculo
\newcommand{\nga}{\alpha}                                     % Alfa minúsculo
\newcommand{\ngb}{\beta}                                      % Beta minúsculo

% -------------------------------------------------------------
% Preâmbulo do documento - Margens e mancha gráfica
% -------------------------------------------------------------
\setlength{\textwidth}{147mm}                                 % Largura da mancha gráfica
\setlength{\textheight}{225mm}                                % Altura da mancha gráfica
\setlength{\topmargin}{0mm}                                   % Margem de topo (default=1in)
\setlength\oddsidemargin{5mm}                                 % Margem direita páginas direitas
\setlength\evensidemargin{5mm}                                % Margem esquerda páginas esquerdas
\setlength{\headheight}{15pt}
%\renewcommand{\baselinestretch}{1.1}
% -------------------------------------------------------------
% Início do documento
% -------------------------------------------------------------
\begin{document}
%\oddsidemargin 0.6in 
%\evensidemargin 0.0in % -------------------------------------------------------------
% Definição da capa (com e sem figuras)
% -------------------------------------------------------------
\iffalse                                  % \iffalse: capa sem imagem, \iftrue: capa com imagem
   \TitlePage                             % Capa da tese com uma imagem
%      \DRAFT                             % Escreve "Documento Provisório" na página inicial
%      \GRID                              % Desenha grelha rectangular de 3mm
      \HEADER{\BAR\FIG{\includegraphics{./Imagens/nice.pdf}}}    % Imagem para a capa
             {\thesisyear}
      \TITLE{\authorname}
            {\thesistitle}
   \EndTitlePage
\else
   \TitlePage                                    % Capa da tese sem imagens, com citação
%     \DRAFT                                    % Escreve "Documento Provisório" na página inicial
%      \GRID                                     % Desenha grelha rectangular de 3mm
      \HEADER{\BAR\FIG{\begin{minipage}{100mm}   % Largura da caixa da citação (<120mm)
             {}    % Citação 1. Colocar {} para retirar citação
         \begin{flushright}
            {}  % Citação 2. Colocar {} para retirar citação
         \end{flushright}
      \end{minipage}}}
          {\thesisyear}
      \TITLE{\authorname}
            {\thesistitle}
\EndTitlePage
\fi
 \titlepage\ \endtitlepage                        % Página de verso em branco
% -------------------------------------------------------------
% Definição da capa interior
% -------------------------------------------------------------
 \TitlePage
%   \PGRID                                       % Desenha grelha rectangular de 3mm
    \HEADER{}{\thesisyear}
    \TITLE{\authorname}
         {\thesistitle}
   \vspace*{15mm}
   \TEXT{}
        {Dissertação apresentada à Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de \thesisdegree{} em \sciarea, realizada sob orientação científica de \supervisor, \supdegree{} do \supfili{} da Universidade de Aveiro.}% e de \cosupervisor, \cosupdegree{} do \cosupfili{} da \cosupuni.}
 \EndTitlePage
 \titlepage\ \endtitlepage                        % Página de verso em branco


%\maketitle
\thispagestyle{empty}
\topskip0pt
\vspace*{5cm}
\hspace*{\fill}
Para ti, Xaninha :)%              DEDICATORIA
\hspace*{\fill}
\vspace*{\fill}


 \titlepage\ \endtitlepage
 %\titlepage\ \endtitlepage
% -------------------------------------------------------------
% Definição da página do júri da dissertação (PT/EN)
% -------------------------------------------------------------
 \TitlePage
   \vspace*{55mm}
   \TEXT{\textbf{O júri~/~The jury\newline}}
        {}
   \TEXT{Presidente~/~President}
        {\textbf{\profdoc{} \tribpresident}\newline {\small
         \tribpresidentcat{} da Universidade de Aveiro}}
   \vspace*{5mm}
   \TEXT{Vogais~/~Committee}
        {\textbf{\profdoc{} \tribi}\newline {\small
         \tribicat{} da \tribifili}}
 \vspace*{5mm}
   \TEXT{}
        {\textbf{\profdoc{} \supervisor}\newline {\small
         \supdegree{} da Universidade de Aveiro (orientador)}}
   \vspace*{5mm}
%   \TEXT{}
%        {\textbf{\profdoc{} \cosupervisor}\newline {\small
%         \cosupdegree{} da \cosupfili{} (co-orientador)}}
%   \vspace*{5mm}
   
%   \TEXT{}
%        {\textbf{\profdoc{} \tribii}\newline {\small
%         \tribiicat{} da \tribiifili}}
 \EndTitlePage

 \titlepage\ \endtitlepage                        % Página de verso em branco

% -------------------------------------------------------------
% Definição da página dos agradecimentos
% -------------------------------------------------------------
 \TitlePage
   \vspace*{55mm}
   \TEXT{\textbf{Agradecimentos~/\newline Acknowledgements}}
        {Ao Professor Doutor Vítor Santos, pelo acompanhamento constante, pela motivação, por estimular o interesse pela robótica e pela programação e pela luta constante para que eu soubesse sempre qual o caminho a seguir.\\
         Ao Miguel Oliveira e ao Jorge Almeida, por tantas vezes partilharem o conhecimento, e apontarem a direção mais certa a seguir, em alturas cruciais do trabalho.\\
         Ao Doutor Ricardo Pascoal, por ter partilhado a sua vastíssima experiência, transversal a inúmeras áreas técnicas e científicas, pela sua extraordinária paciência para ensinar e pelas achegas que foi dando na área da eletrónica.\\
         Aos meus colegas e amigos do LAR, por manterem a boa disposição, pela companhia nas noitadas de trabalho e por me aturarem nos momentos de pessimismo e de mau humor.\\
         Aos meus pais, avós e irmã, pelo apoio exemplar ao longo de toda a minha vida. Sem eles nada teria sido possível.\\
         Resta-me mencionar os meus enormes Amigos Ana Matos e Dilas Fortes, a quem terei de agradecer pessoalmente e com um grande abraço. Ao longo destes cinco anos ajudaram-me tanto, de tantas formas e em tantos momentos, que sinto que tentar fazê-lo aqui, por escrito e numa só frase, não seria suficiente.}
 \EndTitlePage
 \titlepage\ \endtitlepage                        % Página de verso em branco

% -------------------------------------------------------------
% Definição da página do resumo (PT)
% -------------------------------------------------------------
 \TitlePage
    \vspace*{55mm}
    \TEXT{\textbf{Palavras-chave}}
         {Controlador Lógico Programável; Caixa Automática; \textit{Arduino}; Motor DC; Ponte H; Simulador \textit{Hardware-in-the-Loop}}
    \vspace*{5mm}
    \TEXT{\textbf{Resumo}}  
         {O veículo AtlasCar é um protótipo desenvolvido pelo Laboratório de Automação e Robótica do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Aveiro, e tem como principais objetivos o estudo de sistemas de segurança ativos e passivos, técnicas de apoio à condução e soluções para a condução autónoma.\\Até ao momento, uma das maiores limitações a nível da atuação de mecanismos essenciais para a condução autónoma, verificada no AtlasCar, era a ausência de um sistema que permitisse o controlo da caixa de velocidades.\\ Embora o comutador de caixa estivesse já projetado e construído, não possuía nenhum sistema de controlo que permitisse a sua utilização. Com este trabalho pretende-se executar todo o projeto, a construção e a programação de baixo nível de um controlador robusto e eficaz para desempenhar o seu papel no âmbito do projeto AtlasCar. Um protocolo de comunicação fiável entre o \textit{firmware} do presente mecanismo e o \textit{software} do AtlasCar será também implementado, devido á grande responsabilidade do dispositivo em questão, de forma a permitir uma condução segura.\\ Outros softwares acessórios á correta utilização deste mecanismo no âmbito do projecto AtlasCar, como um software de calibração e um nodo de ROS para comunicação com o mesmo serão apresentados.\\ É também objetivo deste trabalho a realização de alguns testes de bancada, necessários de forma a comprovar o funcionamento correto quer da programação, quer do protocolo de comunicação criado, recorrendo a um simulador com \textit{Hardware-in-the-Loop} simplificado, programado em Matlab.}
 \EndTitlePage
 \titlepage\ \endtitlepage                        % Página de verso em branco

% -------------------------------------------------------------
% Definição da página do resumo (EN)
% -------------------------------------------------------------
 \TitlePage
    \vspace*{55mm}
    \TEXT{\textbf{Keywords}}
         {Programmable Logic Controller; Gearbox; \textit{Arduino}; DC Motor; H-bridge; Hardware-in-the-Loop Simulator}
    \vspace*{5mm}
    \TEXT{\textbf{Abstract}}
         {The AtlasCar vehicle is a prototype developed by the Laboratory of Automation and Robotics at the Department of Mechanical Engineering at Aveiro University with the purpose of studying active and passive safety systems, assisted driving techniques and new solutions for autonomous driving.\\ Until now, one of the major faults in what concerns to the actuation of the AtlasCar vehicle's main driving systems was the absence of a mechanism that would allow the control over the AtlasCar gearbox.\\ Although a mechanism had already been built for this purpose, it had no control system that would allow it to be automatically actuated. The purpose of this work is to present an electronic project for a robust and effective controller to this AtlasCar's gear selector mechanism. The controller's construction and its low-level programming is also executed. A reliable communication protocol between the firmware of the mechanism, and the AtlasCar software is also implemented, due to the high responsibility task to be performed by this actuator in the driving process.\\ Other accessory software, like a calibrator for the gear selector mechanism and a ROS Node to perform the communication between the AtlasCar control PC and the mechanism, are also presented.\\ It is also within the scope of this work the execution of several laboratory tests, in order to determine the robustness of both the programming and the communication protocol. These tests will be executed with a simplified Hardware-in-the-Loop simulator, written using Matlab.}
 \EndTitlePage
 \titlepage\ \endtitlepage                        % Página de verso em branco

% -------------------------------------------------------------
% Listas e definições iniciais da dissertação
% -------------------------------------------------------------
\pagenumbering{roman}          % Numeração romana para as primeiras páginas
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

\tableofcontents               % Índice da dissertação
\listoftables                  % Lista de tabelas
\listoffigures                 % Lista de figuras					UNCOMMENT THIS LATER
\cleardoublepage
\titlepage\ \endtitlepage      % Página de verso em branco
\pagenumbering{arabic}         % Numeração árabe para as páginas restantes
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%



% ----------------------------------------------------------------
% Definicao de headers e footers
% ----------------------------------------------------------------
\pagestyle{fancy}
\renewcommand{\chaptermark}[1]{\markboth{\thechapter.#1}{}} % Capítulos em minúsculas
\fancyhf{}                                                  % Reset aos headers e footers
  \fancyhead[LE,RO]{\thepage}                               % Header Left-Even (LE), Right-Odd (RO)
  \fancyhead[LO]{\leftmark}                                 % Header Left-Odd (LO)
  \fancyhead[RE]{\leftmark}                                 % Header Right-Even (RE)
  \fancyfoot[LE]{\authorname}                               % Footer Left-Even (LE)
  \fancyfoot[LO]{\authorname}                               % Footer Left-Odd (LO)
  \fancyfoot[RE]{\textit{Dissertação de \thesisdegree}}     % Footer Right-Even (RE)
  \fancyfoot[RO]{\textit{Dissertação de \thesisdegree}}     % Footer Right-Odd (RO)
  \renewcommand{\headrulewidth}{0.25pt}                     % Espessura da linha de header
  \renewcommand{\footrulewidth}{0.25pt}                     % Espessura da linha de footer
  \addtolength{\headheight}{0.5pt}                          % Espaçamento para a linha

% ----------------------------------------------------------------
% Corpo da tese - Parte I - Enquadramento
% ----------------------------------------------------------------
\input{capitulos/capitulo1}
\input{capitulos/capitulo2}
\input{capitulos/capitulo3}
\input{capitulos/capitulo4}
\input{capitulos/capitulo5}

 \renewcommand{\refname}{\chapter{References}}
 \renewcommand{\bibname}{6 \ References}
 \begin{thebibliography}{10}
 
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  \end{thebibliography}

\input{capitulos/anexos}
%\bibliographystyle{apalike}
%\bibliography{references/referencias}
 \titlepage\ \endtitlepage
 \titlepage\ \endtitlepage
 \titlepage\ \endtitlepage
 \titlepage\ \endtitlepage
% ----------------------------------------------------------------
% Fim do documento
% ----------------------------------------------------------------
\end{document}