GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO

Transcrição

1 Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO Etec JORGE STREET TRABALHO DE CONCLUSÃO DO CURSO TÉCNICO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Esteira Seletora Caique de Siqueira Flavio Daniel Ferreira da Silva Coelho Gabriel Siqueira Genilson Cunha de Sousa Luan Soares Dias Natan Vilela Silva Professor Orientador: Salomão Choueri Junior São Caetano do Sul / SP 2012

2 Esteira Seletora Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como pré-requisito para obtenção do Diploma de Técnico em Automação Industrial. São Caetano do Sul / SP

3 AGRADECIMENTOS Agradecemos a todos os familiares que nos ajudaram no desenvolvimento da Esteira Seletora, não só na parte financeira, mas também com a parte psicológica e moral de cada integrante. Nos também queremos agradecer a Van Maq por ter oferecido todo o apoio necessário no desenvolvimento do nosso projeto. A todos os professores da grade curricular do ensino técnico em Automação Industrial, mas principalmente ao Professor Salomão Choueri Junior, por ter nos oferecido todo suporte e ajuda no desenvolvimento da parte logica do projeto. Muito Obrigado a todos! 3

4 RESUMO O Projeto tem como objetivo modernizar e facilitar a separação de objetos por seu tamanho. Ou seja, ela fara a separação de vários tipos de objetos por seu tamanho, utilizando duas barreiras óticas como sensores de tamanho, que determinara seu curso através do acionamento do motor de passo ao fim da esteira. Palavras-chave: Separação Automática Tamanho. 4

5 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Diagrama de Blocos 09 Figura 2 Fluxograma de processo 10 Figura 3 Sensores óticos ( barreira ótica ) 13 Figura 4 Interface de Potencia 14 Figura 5 CI Ponte H para motor de passo 15 Figura 6 Escopo 28 5

6 Sumario Introdução... 7 Tema e delimitação... 7 Objetivos... 7 Justificativa... 7 Metodologia Fundamentação Teórica Descrição do projeto Circuitos eletrônicos Planejamento do Projeto Parte elétrica / eletrônica: Parte Lógica: Parte Mecânica: Desenvolvimento do Projeto Parte Mecânica: Parte Eletro eletrônica: Microcontrolador Atmel AT89S Sensor ótico (barreira ótica) Interface de Potencia para o motor: CI Ponte H para motor de passo: Parte Logica Resultados Obtidos Conclusão Referências Apêndice A Apêndice B

7 Introdução No inicio pensamos em criar uma esteira que separaria metais dos não metais, mas com a orientação do professor concluímos que era viável fazer algumas modificações, então surgiu a idéia de fazer a esteira seletora de materiais pelos seus respectivos tamanhos. Um projeto com custo beneficio grande e praticidade maior. A esteira como principal exige a aplicação de conhecimentos em automação industrial juntamente com o esforço de cada integrante da criação da esteira. Tema e delimitação A Esteira Seletora se adequa na área industrial e atua na separação de peças de determinados tamanhos que pode substituir o processo manual. Objetivos O nosso Projeto tem como objetivo otimizar o tempo ser mais eficaz no processo de seleção de peças e sendo automatizado pode trabalhar mais tempo que um ser humano, eliminando gastos da empresa com salários de funcionários, aumentando o lucro mensal e diminuindo a margem de erros na hora da seleção. Justificativa Escolhemos a Esteira Seletora pois abrange mais as matéria vistas em nosso curso. Seu desenvolvimento nos chamou mais a atenção por ser mais desafiador entre os demais projetos e também por exigir bastante atenção na sua montagem, em geral. Metodologia Foi o usado o método de engenharia onde nós avaliamos alternativas de soluções 7

8 1 Fundamentação Teórica Para desenvolver o projeto, nos baseamos em alguns projetos parecidos, como uma esteira de reciclagem que separava metal, vidro e plástico. A maquina utilizava pistões pneumáticos para empurrar os objetos em seus devidos lugares. Baseado nesse projeto, em nossa esteira terá como propósito separar tipos de peças por tamanho, irá utilizar a esteira com um motor de passo para desviar as peças e microcontrolador para contar o numero de peças e avisar quando o limite for atingido. 2 - Descrição do projeto Através de duas barreiras óticas será capaz de selecionar objetos por tamanho e redirecionar o curso da esteira para seu respectivo destino. 2.1 Circuitos eletrônicos A Esteira Seletora possui hardware composto por diversos circuitos. Como podemos ver detalhadamente sobre cada um deles no capitulo 4. 3 Planejamento do Projeto Parte elétrica / eletrônica: Entradas e Saídas O Projeto utiliza duas barreiras óticas para fazer a seleção por tamanho dos materiais, que serão depositados em uma esteira. A esteira será acionada por um botão com trava, que quando acionado ativa o motor, dando inicio ao processo de separação. Os sinais das barreiras óticas são conectados a um microcontrolador que acionara o motor de passo que determinara seu cur 8

9 Diagrama em Blocos: Reset Botões liga/desliga Barreira Ótica 1 Microcontrolador Atmel AT89S51 Motor 127 V Motor de passo LCD Led 1 Barreira ótica 2 Led 2 Figura 1 Diagrama de Blocos. Previsão de Custos: R$ 231,50 9

10 3.2- Parte Lógica: Fluxograma do Processo: start N S2 S Ligar motor N Inicia contagem das peças P Inicia contagem da peças G S1 S Aciona motor de paço para esquerda Aciona motor de paço para direita 1 N N contar 10 peças S N contar 10 peças S Acender led1 Acender led 2 10

11 1 N Reset 1 Apaga led1 Zera cont1 Reset 2 S Apaga led2 N Zera cont2 Figura 2 Fluxograma do Processo. Programa em assembly: Segue em documento anexo A Parte Mecânica: Croqui: Segue em documento anexo B 11

12 4 Desenvolvimento do Projeto A o desenvolvimento da Esteira Seletora foi dividida em três partes: - Mecânica - Eletro eletrônica - Programação do Microcontrolador Atmel AT89S Parte Mecânica: A parte mecânica foi desenvolvida na empresa Van maq, onde eles nos disponibilizaram todo o material e ajuda na construção da estrutura, engrenagens para o motor, roletes, enfim toda parte mecânica do projeto. Nos utilizamos dois motores na esteira, o motor de vidro elétrico de carro que tem como função fazer a esteira levar a peça para seu destino; e também temos o motor de passo que será utilizado no fim da esteira fazendo a separação das peças de acordo com o seu tamanho Parte Eletro eletrônica: Na parte Eletro eletrônica foi onde nos tivemos que fazer mas pesquisas, pois é a parte mas importante do nosso projeto, com todas as nossas pesquisas chegamos na conclusão de usar o microcontrolador Atmel AT89S52, para controlar todas as nossas entradas e saída, facilitando nosso trabalho, que estão sendo explicados nos tópicos abaixo Microcontrolador Atmel AT89S52 Os pinos de VCC e GND do microcontrolador possuem um capacitor (C2) para que não ocorram ruídos na alimentação. O cristal (X1) fornece a velocidade de processamento do sistema e os capacitores (C3 e C4) devem ser conectados em cada terminal do cristal para dar estabilidade ao sistema de oscilação do mesmo. O pino Reset, que deve receber nível lógico alto sempre que o microcontrolador for ligado, possui uma ligação em série de um resistor (R1) e um capacitor (C1) para que essa ação seja realizada de forma automática. O resistor R2 tem a função de pull-up para que a memória interna fique em nível lógico 1 (5 volts). O microcontrolador é o componente principal dos circuitos eletrônicos, pois controla todas as saídas do sistema através da análise das entradas e da programação de controle. Este microcontrolador emite e recebe apenas nível lógico baixo ou alto, compatível com sinais TTL (+ 5 VCC ou 0 VCC). 12

13 Sensor ótico (barreira ótica) A barreira ótica é alimentada por um sinal de 5 volts fazendo circular uma corrente pelo resistor R1, que possui a função de reduzir e limitar o valor da corrente que segue para o led infravermelho para aproximadamente 27,7 ma. A foto transistor recebe o sinal infravermelho enviado pelo LED infravermelho, saturando e permitindo a condução da corrente para o resistor R5, que baixa essa corrente para aproximadamente 0,91 ma saturando o transistor Q1. Dessa forma, a corrente que estava em R2 começa a passar pelo resistor R3, reduzindo a corrente novamente para que o LED apague e indique que alguma coisa interrompeu o sinal e concedendo uma tensão no pino saída. Na esteira seletora dois sensores óticos como este terão a função de identificar o tamanho dos objetos colocados sobre a esteira, assim mandando um sinal para o motor de passo pra determinar se curso. A figura a seguir mostra o esquema de ligação dos componentes que formam o sensor ótico barreira ótica. Figura 1- Sensor ótico (barreira ótica). 13

14 Interface de Potencia para o motor: Figura 2- Interface de potência para motor. 14

15 CI Ponte H para motor de passo: Entradas do micro controlador. Figura 3 CI Ponte H para motor de passo. 15

16 Parte Logica A programação foi a parte que mas complicada do nosso projeto porque sempre tinha que ficar arrumando algumas problemas que tinha na programação ou ficar corrigindo detalhes, como ajuste de tempos, ângulo do motor de passo para separação, limite de peças e etc... Mas com a ajuda do nosso professor Orientador Salomão, conseguimos fazer o nosso programa rodar do jeito que nos queríamos. Programa em assembly: Segue em documento anexo A 5 Resultados Obtidos A esteira seletora foi um grande desafio que trouxe grande satisfação a cada integrante do grupo depois de pronta porque foi um esforço que gerou resultados agradáveis a todos durante o desenvolvimento. A esteira exerce a função de separar as peças conforte o seu respectivo tamanho, então cumprindo o desejado pelo grupo. 16

17 Conclusão Ao longo do projeto foram obtidas mudanças tanto na parte moral dos integrantes do grupo, como no conhecimento adquirido através da montagem da Esteira Seletora. O grande desafio exigido para da montagem do projeto nos trouxe a oportunidade de crescer profissionalmente por exigir de cada integrante uma responsabilidade que somadas geraram tal crescimento. No desenvolvimento da esteira conseguimos expressar nosso intuito que tinha a finalidade de criar, executar e apresentar algo que mostre nossos conhecimentos em automação. 17

18 Professor: Salomão Choueri Junior Referências Apostila: microcontroladores família mcs-51 professor Salomão 18

19 Apêndice A Programação em assembly pino 1 - GND, pino 2 - VCC, pino 3 - contraste ; pino 5 - RW aterrado (GND) ; pinos 4 e 6 - ligados ao microcontrolador ; pinos 7 a 10 - abertos ; pinos 11 a 14 - bits menos significativos do port do microcontrolador ; TECLADO ; bit0 do port em aberto ; bits 1 a 7 ligados em sequencia a C1,C2,C3,L1,L2,L3 e L4 INF EQU P2 ;pinos 11 (LSB) a 14(MSB) LCD(END.PORT) RS EQU P2.4;pino 4 do LCD (END. BIT PORT) EN EQU P2.6;pino 6 do LCD (END. BIT PORT) GND EQU P2.5 MOTOR EQU P1.0 LED1 EQU P1.3 LED2 EQU P1.4 START EQU P1.2 STOP EQU P1.5 BO1 EQU P3.2 BO2 EQU P3.3 RST1 EQU P3.0 RST2 EQU P3.1 CONTG EQU 10H CONTP EQU 11H SM EQU 12H ORG 0000H ; PROGRAMAÇÃO DO LCD ************************************** INIC: CLR EN 19

20 CLR GND CLR RS ; MOV SCON,#40H ;#### PARA TESTE C/ UART ##### LCALL AT100MS MOV A,#33H ; RESET LCALL ECMD LCALL AT40MS MOV A,#32H ; RESET LCALL ECMD LCALL AT40MS MOV A,#28H ; PROGRAMA MODO LCALL ECMD MOV A,#0CH ; LIGA DISPLAY E ATIVA CURSOR LCALL ECMD MOV A,#06H ; CURSOR DESLOCANDO PARA DIREITA LCALL ECMD MOV A,#01H ; CLEAR DISPLAY LCALL ECMD ;********************************************************** SETB LED1 SETB LED2 CLR MOTOR MOV CONTG,#00H MOV CONTP,#00H MOV SM,#10H MOV P0,SM MOV A,#80H LCALL ECMD MOV DPTR,#MSG1 LCALL EMSG MOV A,#0C0H LCALL ECMD MOV DPTR,#MSG2 LCALL EMSG 20

21 LCALL AT2S MOV A,#80H LCALL ECMD MOV DPTR,#MSG3 LCALL EMSG MOV A,#0C0H LCALL ECMD MOV DPTR,#MSG4 LCALL EMSG LCALL AT2S INI: JB START, INI SETB MOTOR LOOP: JB BO1, VERBO2X JNB RST1, ZERA1 JNB RST2, ZERA2 JNB STOP, PARA LJMP LOOP VERBO2X: LJMP VERBO2 PARA: CLR MOTOR LJMP INI SM1X: MOV R4, #08 ; Nº DE PASSOS SM1A: MOV A, SM LCALL RODAD MOV SM, A MOV P0, A LCALL AT100MS DJNZ R4, SM1A LCALL AT2S MOV R4, #08 ; Nº DE PASSOS SM1B: MOV A, SM LCALL RODAE MOV SM, A MOV P0, A LCALL AT100MS 21

22 DJNZ R4, SM1B RET SM2X: MOV R4, #08 ; Nº DE PASSOS SM2A: MOV A, SM LCALL RODAE MOV SM, A MOV P0, A LCALL AT100MS DJNZ R4, SM2A LCALL AT MOV R4, #08 ; Nº DE PASSOS SM2B: MOV A, SM LCALL RODAD MOV SM, A MOV P0, A LCALL AT100MS DJNZ R4, SM2B RET RODAD: RR A CJNE A, #08H, FIMD MOV A, #80H FIMD: RET RODAE: RL A CJNE A, #01H, FIME MOV A, #10H FIME: RET EBCD: MOV R3, A SWAP A ANL A, #0FH ADD A, #30H LCALL ECAR MOV A, R3 ANL A, #0FH ADD A, #30H 22

23 LCALL ECAR RET ZERA1: SETB LED1 MOV CONTP, #00H LJMP LOOP ZERA2: SETB LED2 MOV CONTG, #00H LJMP LOOP VERBO2: JB BO2, PECA2 ESPBO: JB BO1, ESPBO MOV A, CONTP INC A CLR C DA A MOV CONTP, A MOV A,#0CAH LCALL ECMD MOV A, CONTP LCALL EBCD LCALL SM1X MOV A, CONTP CJNE A, #10H, LOOPX CLR LED1 LOOPX: LJMP LOOP PECA2: JB BO1,PECA2 MOV A, CONTG INC A CLR C DA A MOV CONTG, A MOV A,#08AH 23

24 LCALL ECMD MOV A, CONTG LCALL EBCD LCALL SM2X MOV A, CONTG CJNE A, #10H, LOOPX CLR LED2 LJMP LOOP ;**; SUBROTINAS DO LCD (COLOCAR NO FINAL DO PROGRAMA)** ECMD: SETB EN CLR RS MOV B,A MOV SBUF,#0DH ;#### PARA TESTE C/ UART ##### SWAP A ANL A,#0FH ANL INF,#0F0H ORL INF,A LCALL AT1 CLR EN LCALL AT1 SETB EN MOV A,B ANL A,#0FH ANL INF,#0F0H ORL INF,A LCALL AT1 CLR EN LCALL AT1 SETB EN RET EMSG: MOV R1,#00H CONT: MOV A,R1 INC R1 24

25 MOVC CJNE A,#0FFH,CONTM RET CONTM: SETB EN SETB RS MOV B,A MOV SBUF,A ;#### PARA TESTE C/ UART ##### SWAP A ANL A,#0FH ANL INF,#0F0H ORL INF,A LCALL AT1 CLR EN LCALL AT1 SETB EN MOV A,B ANL A,#0FH ANL INF,#0F0H ORL INF,A LCALL AT1 CLR EN LCALL AT1 SETB EN SJMP CONT ECAR: SETB EN SETB RS MOV B,A MOV SBUF,A ; #### PARA TESTE C/ UART ##### SWAP A ANL A,#0FH ANL INF,#0F0H ORL INF,A 25

26 LCALL AT1 CLR EN LCALL AT1 SETB EN MOV A,B ANL A,#0FH ANL INF,#0F0H ORL INF,A LCALL AT1 CLR EN LCALL AT1 SETB EN RET ;*******************; SUBROTINAS *********************************** ; RETORNO TECLA ACIONADA OU 0FH SEM TECLA AT1: MOV R6,#02 AT0: LCALL AT1MS DJNZ R6,AT0 RET AT40MS: MOV R6,#40 LJMP AT0 AT100MS: MOV R6,#100 LJMP AT0 AT2S: MOV R5,#20 AT2: LCALL AT100MS DJNZ R5,AT2 RET AT1MS: ; RET ;########### TESTE SEM ATRASO ############## MOV R7,#249 26

27 AT1M: NOP NOP DJNZ R7,AT1M RET ;********************************************************** ; TABELAS COM MENSAGENS (COLOCAR NO FINAL DO PROGRAMA) MSG1: DB " BEM-VINDO A ",0FFH MSG2: DB " 36a EXCUTE ",0FFH MSG3: DB "PECAS G = 00 ",0FFH MSG4: DB "PECAS P = 00 ",0FFH ;********************************************************** 27

28 Apêndice B Escopo Figura 4 Escopo da Esteira Seletora. 28