IMPLEMENTAÇÃO DE CONTROLE AUTOMÁTICO PARA O AUTO NIVELAMENTO DE PENEIRAS 1 AUTOMATIC CONTROL IMPLEMENTATION FOR SELF-LEVELING OF SIEVES

Documentos relacionados
DESENVOLVIMENTO DO PROTÓTIPO DE UM BRAÇO ROBÓTICO DE JUNTAS ROTATIVA-ELÉTRICA E PRISMÁTICA-PNEUMÁTICA 1

TECNOLOGIAS INOVADORAS PARA A AGRICULTURA FAMILIAR 1 INNOVATIVE TECHNOLOGIES FOR FAMILY AGRICULTURE

DESENVOLVIMENTO DE UM ROBÔ PNEUMÁTICO PARA ESTUFAS AGRÍCOLAS 1 DEVELOPMENT OF A PNEUMATIC ROBOT FOR GREENHOUSES

Acadêmico do Curso de Ciência da Computação, bolsista PIBITI/CNPq da UNIJUI 3

Aluno do curso de graduação em Engenharia Mecânica da UNIJUÍ, bolsista PIBIC/CNPq, 3

REPROJETO DE UM ROBÔ DO TIPO GANTRY COM ACIONAMENTO PNEUMÁTICO 1

DESENVOLVIMENTO DE UMA GARRA ROBÓTICA DO TIPO VENTOSA PARA UM ROBÔ GANTRY COM ACIONAMENTO PNEUMÁTICO 1

ESTUDO E PROJETO DE UM ROBÔ ACIONADO PNEUMATICAMENTE PARA APLICAÇÃO INDUSTRIAL 1

ANÁLISE DAS NECESSIDADES DE UMA PLANTADORA DE MUDAS DE CAPIM TIFTON 1 NEED ANALYSIS OF A MACHINE FOR PLANTING OF GRASS SEEDLINGS

PROJETO EM SISTEMAS MECÂNICOS, MECATRÔNICA E ROBÓTICA 1. Everton Luís Jahnel 2, Luiz Antonio Rasia 3.

Aluno do Curso de Graduação em Engenharia Mecânica,Voluntário em pesquisa, 3

Aluno do Curso de Graduação em Engenharia Elétrica, bolsista PIBITI/CNPq 3

ESTUDO DE UMA BANCADA PARA ENSAIO DE PÓRTICOS 1

PROJETO E CONSTRUÇÃO DE UMA PROTEÇÃO DE UMA BANCADA DIDÁTICA PARA ENSAIO DE ESTRUTURAS 1

DESENVOLVIMENTO E CONSTRUÇÃO DE UMA BANCADA COM MOTOR HIDRÁULICO INSTRUMENTALIZADA PARA TESTES 1

PLATAFORMA PARA CARACTERIZAÇÃO DE ELEMENTOS SENSORES PIEZORESISTIVOS 1

PROJETO ASSISTIDO POR COMPUTADOR DE UMA BANCADA AUTOMATIZADA PARA ALIMENTAÇÃO DE PEÇAS 1

Evento: XXV SEMINÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

Acadêmica do Curso de Engenharia Mecânica, Bolsista de Iniciação Científica PROBIC/FAPERGS, 3

DESENVOLVIMENTO DE UM APLICATIVO EM SMARTPHONE PARA AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL 1

PROJETO ASSISTIDO POR COMPUTADOR DE UM MANIPULADOR ROBÓTICO ACIONADO POR ATUADORES PNEUMÁTICOS 1

DESENVOLVIMENTO DE MÓDULOS ROBÓTICOS DIDÁTICOS COM AUXÍLIO DE UM SISTEMA CAD/CAM 1

DESAFIOS DA MODELAGEM MATEMÁTICA DE UM ROBÔ GANTRY COM ACIONAMENTO PNEUMÁTICO 1

MODELAGEM CINEMÁTICA DE UM ROBÔ ANTROPOMÓRFICO COM DOIS GRAUS DE LIBERDADE 1

Evento: XXV SEMINÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

PROJETO CONCEITUAL DE UM VEÍCULO AUTÔNOMO PARA A AGRICULTURA DE PRECISÃO 1 CONCEPTUAL PROJECT OF AN AUTONOMOUS VEHICLE FOR PRECISION AGRICULTURE

1 RESUMO. Palavras-chave: Controle, encoders, motor CC. 2 INTRODUÇÃO

REPROJETO COM REDUÇÃO DE MASSA DA CARENAGEM PARA ISOLAMENTO ACÚSTICO DE UM MICROTRATOR VOLTADO PARA A AGRICULTURA FAMILIAR. 1

SISTEMA NIVELADOR DE PENEIRAS AGRÍCOLAS 1. Jordan Passinato Sausen 2.

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA COLÉGIO TÉCNICO INDUSTRIAL DE SANTA MARIA Curso de Eletrotécnica

CONSTRUÇÃO DE UM MODELO DIDÁTICO DE UM ENCLAUSURAMENTO PARA UM COMPRESSOR BUSCANDO CONFORTO ACÚSTICO E TÉRMICO 1

MECATRÔNICA COMO OBJETO DE INTERAÇÃO ENTRE O CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA E O MESTRADO/DOUTORADO EM MODELAGEM MATEMÁTICA 1

Modelagem Matemática e Validação Experimental de um Atuador Pneumático para uma Bancada de Ensaios de Estruturas¹ 1

SISTEMA DE CONTROLE DE TEMPERATURA RESULTADOS PRÁTICOS

8º CONGRESSO IBEROAMERICANO DE ENGENHARIA MECANICA Cusco, 23 a 25 de Outubro de 2007

Evento: VII SEMINÁRIO DE INOVAÇÃO E TECNOLOGIA

Sistemas de Controle 2

PROJETO CONCEITUAL DE DOSADOR A TAXA VARIÁVEL COM ACIONAMENTO ELÉTRICO 1 CONCEPTUAL DESIGN OF A VARIABLE RATE DOSER WITH ELECTRIC OPERATION

ESTUDO DA MODELAGEM DINÂMICA DO PÊNDULO SIMPLES 1

MATRIZ CURRICULAR ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO - IFES - CAMPUS SERRA

RESULTADOS OBTIDOS NA PESQUISA E NO DESENVOLVIMENTO DO PROJETO DE MECANIZAÇÃO DA AGRICULTURA FAMILIAR NO PERÍODO

REPOTENCIALIZAÇÃO DE UM AMOSTRADOR AUTOMÁTICO PARA ANÁLISES QUÍMICAS

ESTUDO DAS CARACTERÍSTICAS DE UMA ESTRUTURA TIPO PÓRTICO 1

Palavras-Chave: Controle de posição; Servoposicionador pneumático linear.

6. O SISTEMA DE CONTROLE COMO FERRAMENTA DIDÁTICA

Introdução à Plataforma ARDUINO

PROJETO DE UM MÓDULO DE COMANDO E GEOGERENCIAMENTO PARA CONTROLE AUTOMÁTICO DE INCLINAÇÃO EM MÁQUINAS AGRÍCOLAS

Sistema Experimental. Figura 40: Robô original de onde foram aproveitadas a base da estrutura de alumínio, motores, rodas e eletrônica de potência.

PERFIL PROFISSIONAL DE CONCLUSÃO DO TÉCNICO EM MECATRÔNICA

Conceitos Básicos de Automação. Prof. Jeferson L. Curzel 2019/01

FABRICAÇÃO DE UMA MESA QUE TEM COMO SUA FINALIDADE PROPORCIONAR UMA MELHORA ERGONÔMICA PARA O USUÁRIO. 1

CONCURSO PÚBLICO DE PROVAS E TÍTULOS EDITAL ESPECÍFICO 087/ CAMPUS SABARÁ

MODELAGEM MATEMÁTICA E SIMULAÇÃO DO MOTOR BRUSHLESS 1

Proposta de uma plataforma de monitoramento e acionamento remoto voltada para sistemas de hardware industriais utilizando LabVIEW

CONTROLE DE NÍVEL ATRAVÉS DE UMA VÁLVULA ESFÉRICA

CONTROLE DE UM PROTÓTIPO EDUCATIVO DE UMA ESTEIRA INDUSTRIAL

Fundamentos de Automação. Atuadores e Elementos Finais de Controle

ESTUDO DO DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS CRIATIVAS PARA CONFORTO TÉRMICO 1

CONTROLE DE TRAÇÃO E DIREÇÃO DE UM VEÍCULO AUTÔNOMO NÃO TRIPULADO. Carla Real Amorim Cardoso Prof. Antônio Carlos Tavares - Orientador

CONTROLE DA TEMPERATURA DE SECAGEM ARTIFICIAL DE GRÃOS 1

PIBIC/PIBITI/IC Jr Relatório das Atividades de Pesquisa 23ª SEMIC

CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO LATO SENSU AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL E SISTEMAS DE CONTROLE - MECATRÔNICA

DESENVOLVIMENTO DE UM MICRO TRATOR PARA AUXILIAR NA AGRICULTURA FAMILIAR 1

PROJETO CONCEITUAL DE UMA UNIDADE DE CONTROLE AUTOMÁTICO DE INCLINAÇÃO PARA MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS

CURSO: ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO EMENTAS º PERÍODO

DESENVOLVIMENTO DE UM AUTOAMOSTRADOR DE BAIXO CUSTO PARA FIA FLOW INJECTION ANALYSIS

CURSO: ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO EMENTAS º PERÍODO

Aplicação de um Processador Digital de Sinais em um Sistema de Nível de Líquido

Evento: XXV SEMINÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

Capitulo 3 O Aparato Experimental

Congresso de Inovação, Ciência e Tecnologia do IFSP

Introdução à Automação Industrial

Desenvolvimento de um sistema de irrigação automático

Introdução ao controle de conversores

Arduino Básico: As versatilidades desta plataforma na prática

SISTEMA DE CONTROLE AUTOMATIZADO DE SIRENE ESCOLAR COM MÚLTIPLAS ENTRADAS E SAÍDAS DE ÁUDIO USANDO ARDUINO

UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO. Currículo Pleno

TÍTULO: CÁLCULO NUMÉRICO APLICADO AO CONTROLE DE ATUADORES EM SISTEMAS EMBARCADOS POR MEIO DE CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL

DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE CONTROLE DE TEMPERATURA PID, ATRAVÉS DE ARDUINO E LABVIEW

CONCEPÇÃO DE UM SISTEMA ELETROMECÂNICO DESENVOLVIDO PARA APOIO À PESQUISA 1

INSTRUMENTAÇÃO MECATRÔNICA

PLATAFORMA DIDÁTICA PARA O ENSINO DE CONTROLE 1 DIDACTIC PLATFORM FOR THE TEACHING OF CONTROL SYSTEMS

TÍTULO: ESTUDO E IMPLEMENTAÇÃO DE UM CONTROLADOR PI EM UM SISTEMA DE EXTRAÇÃO DE ÓLEO DA CASCA DA LARANJA

Automação da Manufatura

UNIVERSIDADE SÃO JUDAS TADEU

Desenvolvimento de um kit didático para o controle de temperatura baseado em uma célula de efeito Peltier

Congresso Nacional de Engenharia Mecânica VIII CONEM Laboratório de Avaliação de Medição em Petróleo Universidade Federal do Rio Grande do Norte

Kit didático para controle de velocidade e posição de um motor de corrente contínua

COMUNICADO Nº 051 QUADRO DE VAGAS Nº 07

ROBÔ PARA INSPEÇÃO DE ÁREAS CLASSIFICADAS E DE DIFÍCIL ACESSO COM TRANSMISSÃO DE IMAGENS SEM FIO

MODELAGEM E CONTROLE DE UM TROCADOR DE CALOR FEIXE TUBULAR

DESENVOLVIMENTO DE CONVERSOR PARA CHUVEIRO COM AQUECIMENTO POR INDUÇÃO

Lista de Exercícios 2 (L2)

MÉTODO DE AVALIAÇÃO DO ESTADO DE FUNCIONAMENTO DOS SERVO MOTORES DE UMA AERONAVE RÁDIO CONTROLADA

XLVI Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola - CONBEA 2017 Hotel Ritz Lagoa da Anta - Maceió - AL 30 de julho a 03 de agosto de 2017

Palavras-chave: Controle de temperatura, microcontrolador, sistema didático

Projeto realizado junto ao Grupo de Automação Industrial e Controle (GAIC) da UNIJUÍ. 2

Evento: XXV SEMINÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

Controle de Ventilador de Fonte de PC em Malha Aberta

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO STRICTO SENSU EM MODELAGEM MATEMÁTICA - PPGMM

Transcrição:

IMPLEMENTAÇÃO DE CONTROLE AUTOMÁTICO PARA O AUTO NIVELAMENTO DE PENEIRAS 1 AUTOMATIC CONTROL IMPLEMENTATION FOR SELF-LEVELING OF SIEVES Felipe Oliveira Bueno 2, Odmartan Ribas Maciel 3, Andrei Fiegenbaum 4, Marcia Regina Maboni Hoppen Pörsch 5, Antonio Carlos Valdiero 6, Luiz Antônio Rasia 7 1 Projeto Institucional desenvolvido no Departamento de Ciências Exatas e Engenharias da UNIJUI 2 Bolsista de Iniciação Científica (PIBITI/CNPq) e acadêmico do curso de Engenharia Mecânica, E- mail: felipe.ob127@yahoo.com 3 Bolsista de Iniciação Científica (PIBIC/CNPq) e acadêmico do curso de Engenharia Mecânica, E- mail: odeijui@hotmail.com 4 Mestrando em Engenharia Mecânica - UFSC, E-mail: andrei.fig@hotmail.com 5 Doutoranda em Modelagem Matemática, UNIJUI/DCEENG - Departamento de ciências Exatas e Engenharias, E-mail: marcia_porsch@hotmail.com 6 Bolsista CNPq Produtividade em Desenvolvimento Tecnológico e Extensão Inovadora, Líder do Grupo de Pesquisa Projeto em Sistemas Mecânicos, Mecatrônica e Robótica, e docente do Curso de Engenharia Mecânica do Departamento de Ciências Exatas e Engenharias; E-mail: valdiero@unijui.edu.br 7 Professor do Departamento de Ciências Exatas e Engenharias e Orientador; Líder do grupo de pesquisa - Projeto em Sistemas Mecânicos, Mecatrônica e Robótica; E-mail: rasia@unijui.edu.br INTRODUÇÃO Este trabalho descreve a implementação de controle automático em uma peneira acionada pneumaticamente para auto nivelamento, sendo resultado de uma pesquisa e desenvolvimento (P&D). O objetivo principal é desenvolver um controle de baixo custo e de fácil entendimento para nivelar um conjunto de peneiras para evitar a perda de grãos. Muitos equipamentos agrícolas perdem sua eficiência quando realizam trabalho em algum terreno desnivelado, principalmente as colhedoras de grão. A inclinação do terreno ocasiona perda de grãos nas colhedoras, consequentemente, diminuindo o lucro. Porém, com o avanço da informática e da eletrônica, torna-se viável opções para a correção desse erro (PÖRSCH et al., 2016). O método de controle PID associado à técnica de PWM (modulação larga de pulso) são geralmente utilizados para realizar o controle em sistemas servopneumáticos com acionamentos por válvulas on/off. De fato, um controlador PID empregado à técnica PWM é um dos métodos mais utilizado para prover controle (LOCATELI, 2011). Para a elaboração de um sistema de controle, consideram-se os módulos de sensoriamento e monitoramento para o controlador, que são responsáveis pela realimentação de grandezas como velocidade e deslocamento. Um controlador pode fornecer dados/sinais para o mecanismo realizar esse movimento ou ele pode capturar o sinal para um monitoramento dessas grandezas (ROSÁRIO, 2005). Portanto, este trabalho apresenta o desenvolvimento do sistema de controle de nivelamento para

um bandejão de peneiras presente em colhedoras autopropelidas que consiga substituir o uso de uma dspace e uma válvula proporcial, pois possuem um elevado custo. O trabalho foi desenvolvido no Núcleo de Inovação em Máquinas Automáticas e Servo Sistemas (NIMASS) da UNIJUI, Campus Panambi, utilizando os materiais disponibilizados pela mesma. METODOLOGIA A metodologia baseia-se em uma pesquisa bibliográfica acerca do assunto em livros, periódicos, dissertações e teses para adquirir a informação necessária para a elaboração do sistema de controle. Após a pesquisa bibliográfica, estruturou-se um sistema para o controle das peneiras utilizando uma metodologia na descrita por (GONZAGA et al., 2015) e por (DEVARAKONDA et al., 2016). Desenvolveram-se placas eletrônicas para executar a função de chaveamento de tensão e outra para funcionar como um conversor de corrente-tensão, contando com o auxilio do software Proteus 8. Foi utilizado um microcontrolador (Arduino) para fazer um algoritmo de controle de acordo com o sensor de nível. Foi feito uma interface no software Elipse SCADA, conectando o arduino à essa interface, assim podendo facilitar o controle. Tendo em mente as necessidades e requisitos para o desenvolvimento do sistema de controle para o nivelamento automático, passou-se então para a construção do mesmo, que foi realizado no NIMASS da UNIJUI, Campus Panambi, utilizando os materiais disponibilizados pela Universidade. Por fim, tem-se a implementação do controle ao bandejão de peneiras, que também está disponível no NIMASS. RESULTADO E DISCUSSÃO A primeira etapa do desenvolvimento do sistema de controle foi a análise das necessidades. Nesta fase foram listadas as características do controle bem como seu funcionamento. Os principais requisitos são basicamente quanto aos componentes, a interação entre o arduino e válvulas on/off, além da utilização de circuitos elétricos para chaveamento de tensão, bem como um conversor de corrente-tensão. Desta forma, o sistema de controle deve ser de baixo custo, prover controle de uma maneira fácil, rápida e com segurança. Na etapa seguinte, desenvolveu-se um diagrama (Figura 1) com um conceito básico para fazer o nivelamento automático. O sistema possui um sensor de nível conectado à bancada que irá enviar o sinal elétrico a um controlador. Este por sua vez realiza uma análise sobre o sinal elétrico encaminhado do sensor e compara com a entrada desejada para efetuar as correções necessárias através de um atuador responsável pela movimentação das peneiras. Figura 1 - Conceito básico da Solução

Após a análise do diagrama, optou-se pela utilização de um atuador pneumático em conjunto com duas válvulas de comutação rápida (on-off), uma para o avanço e outra para o recuo. Com a utilização de um microcontrolador Atmega (Arduino) pode-se substituir o uso de uma placa dspace e uma válvula pneumática proporcional, que possuem um elevado custo. Para esse realizar o controle usando um Arduino, utilizou-se uma biblioteca denominada PID juntamente com um algoritmo de controle que foi desenvolvido no software Arduino em linguagem C/C++. O sistema de controle será feita pelo sensor de nível que será o responsável por transformar a inclinação das peneiras em um sinal elétrico, que será enviado ao Arduino. No entanto, com a utilização do microcontrolador tem-se uma tensão de saída das portas PWM (pulse width modulation), o que não possibilita o acionamento direto das válvulas on/off. Desta forma faz-se necessária a utilização de um circuito eletrônico de chaveamento através de um transistor (Figura 2 - a) para que seja possível fazer o chaveamento de uma tensão mais elevada proveniente de uma fonte externa, através de um sinal baixo da saída do microcontrolador. Como o sinal de saída do sensor de nível é uma corrente elétrica, foi necessário utilizar um conversor de corrente-tensão para que o controlador possa fazer a leitura desse sinal (Figura 2 - b). Figura 2 - (a) Circuito eletrônico de chaveamento, (b) conversor de corrente-tensão Por fim, fez-se o desenvolvimento do algoritmo de controle. Neste programa é feita Inicialmente a inclusão da biblioteca PID, que habilita a função do controlador proporcional integra derivativo. Em seguida é feita a definição dos ganhos Kp, Ki e Kd assim como do setpoint do sistema. Após a definição dos ganhos, faz-se a leitura e a conversão do sinal do sensor para inclinação em graus e esta variável será definida como a entrada do sistema de controle. Quanto à saída do controlador, será utilizada a seguinte lógica: se o valor de entrada do sistema de controle for negativo, a válvula de recuo do atuador será acionada, se o valor de entrada do sistema de controle for positivo, aciona-se a válvula responsável pelo avanço e se for zero as válvulas são desligadas. A Figura 3 mostra o sistema de controle implementado na bancada experimental. Figura 3 - Bancada experimental e sistema de controle

Ainda foi feito uma interface (Figura 4) utilizando o software Elipse SCADA para fazer a comunicação Elipse SCADA com o Arduino. Através desta interface pode-se monitorar a entrada do sistema, no caso a inclinação das peneiras e a saída do controlador a partir dos gráficos. A interface conta com três caixas de entrada de informação, nas quais se tem a opção de fazer a alteração em tempo real dos ganhos do controlador. Assim, todos os dados monitorados são capturados e podem ser exportados em formato de tabela para o Microsoft Excel. Figura 4 - Interface desenvolvida no Elipse SCADA CONSIDERAÇÕES FINAIS

A partir de uma revisão bibliográfica, estre trabalho apresenta os resultados do desenvolvimento e da implementação de um controlador para o auto nivelamento de um bandejão de peneiras para evitar a perda de grãos em terrenos inclinados. O projeto do controle parte de uma análise das necessidades e dos componentes requeridos para a construção do sistema. Em seguida, desenvolve-se o sistema utilizando circuitos eletrônicos, um microcontrolador, sensor de nível e válvulas on/off. Por fim, utiliza-se um software (Elipse SCADA) para elaborar uma interface de comando. Os resultados mostram que a aplicação do sistema automático de auto nivelamento é adequada e econômica, quando comparada à outras tecnologias similares. PALAVRAS CHAVES Microcontrolador; Sensor de nível; Elipse SCADA; AGRADECIMENTOS O presente trabalho foi realizado com apoio do CNPq, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Brasil. Os autores são agradecidos à UNIJUI pela estrutura laboratorial disponibilizada, à FAPERGS e ao FINEP pelo apoio na complementação do NIMASS, por meio da Chamada Pública MCTI/FINEP/CT-INFRA - PROINFRA - 02/2014 - Equipamentos Multiusuários, Ref.: 0141/16 (Protocolo Eletrônico: 124), com a liberação de recursos para compra de equipamentos para construção de protótipos para pesquisas de mestrado e doutorado. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: DEVARAKONDA, K; NGUYEN, K, P; KRAVITZ, K, P. ROBucket: A low cost operant chamber based on the Arduino microcontroller. In: Behavior Research Methods, v.48, p. 503-509, 2016. FERREIRA JÚNIOR, LUIZ DE GONZAGA; SILVA, FÁBIO MOREIRA DA ; FERREIRA, DANTON DIEGO ; SALES, RONAN SOUZA. Recomendação para colheita mecânica do café baseado no comportamento de vibração das hastes derriçadoras. Ciência Rural, v. 46, p. 273-278, 2015. LOCATELI, C.C; Modelagem e desenvolvimento de um sistema de controle de posição pneumático com acionamento por válvulas on/off. Florianópolis: UFSC, 2011. Dissertação. Universidade Federal de Santa Catarina, 2011. PÖRSCH, M. R. M. H.; VALDIERO, A. C.; KLEVESTON, O. L.; LOPES, C. R.; RASIA, L. A. Projeto de um módulo de comando e geogerenciamento para controle automático de inclinação em máquinas agrícolas. In: David Luciano Rosalen; Rouverson Pereira da Silva; José Eduardo Pitelli Turco. (Org.). Novas tecnologias e inovações na engenharia. 1ed.Jaboticabal: SBEA, 2016, v. 1, p. 10-19. ROSÁRIO, J.M; Princípios da Mecatrônica. São Paulo: Pearson Patience Hall, 2005.