FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA CURSO TÉCNICO EM MECÂNICA 1º SÉRIE DO ENSINO MÉDIO Turma 3111 Trabalho Trimestral de Física Cortina Elétrica com Controle Remoto Arian Müller (03) Lucas Cardoso Pereira (20) Suzane Rodriguez Cardoso (28) Prof. Luiz André Mützenberg (orientador) Novo Hamburgo, março de 07
SUMÁRIO SUMÁRIO 2 1 - INTRODUÇÃO 3 2 - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 4 3 - DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL 7 4 - ANÁLISE DOS DADOS 7 5 - CONCLUSÃO 9 6 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 10
1 - INTRODUÇÃO Este trabalho trata-se de uma pesquisa e montagem de uma cortina elétrica com controle remoto, feita com placas eletrônicas, motor de passo, uma fonte, um eixo com rosca, transistores, resistores, porcas, parafusos, madeiras, trilho de cortina e um pano para ser a cortina. Tínhamos como objetivo melhorar a cortina feita anteriormente e ainda baratear o custo da mesma. Continuamos construindo esta cortina, pois nos interessamos por este projeto, e tínhamos recursos suficientes para melhorá-la. Para conseguir fazer este projeto corretamente, tivemos que fazer várias pesquisas bibliográficas sobre polias, roldanas, engrenagens, motor de passo e outros assuntos relacionados a este trabalho.
2 - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Motores de passo Muitos dispositivos computadorizados (drives, CDRom etc.) usam motores especiais que controlam os ângulos de giro de seus rotores. Em vez de girar continuamente, estes rotores giram em etapas discretas; os motores que fazem isso são denominados 'motores de passo'. O rotor de um motor de passo é simplesmente um ímã permanente que é atraído, seqüencialmente, pelos pólos de diversos eletroímãs estacionários, como se ilustra:
5 Num motor de passo, o rotor é atraído por um par de pólos do estator e a seguir, por outro. O rotor movimenta-se por etapas discretas, pausando em cada orientação, até que novo comando do computador ative um jogo diferente de eletroímãs. Estes eletroímãs são ligados/ desligados seguindo impulsos cuidadosamente controlados de modo que os pólos magnéticos do rotor se movam de um eletroímã para outro devidamente habilitado. Motores de passo não usam escovas ou comutadores. Os motores de passo possuem um número fixo de pólos magnéticos que determinam o número de passos por revolução. Os motores de passo mais comuns possuem 200 passos completos/revolução, significando que ele leva 200 passos completos para completar uma volta. Controladores avançados de motores de passo podem utilizar modulação de largura de pulso para realizarem micropassos, obtendo uma maior resolução de posição e operação mais macia. Alguns controladores de micropassos podem aumentar a resolução dos passos de 200 passos/revolução para 50,000 micropassos/revolução. Os motores de passo são classificados pelo torque que produzem. Uma característica única deste tipo de motor é a sua habilidade de poder manter o eixo em uma posição segurando o torque sem estar em movimento. Para atingir todo o seu torque, as bobinas de um motor de passo devem receber toda a sua corrente marcada durante cada passo. Os controladores de motor de passo devem possuir circuitos reguladores de corrente para poderem fazer isto. A marcação de tensão (se houver) é praticamente sem utilidade. O controle computadorizado de motores de passo é uma das formas mais versáteis de sistemas de posicionamento, particularmente quando digitalmente controlado como parte de um servo sistema. Os motores de passo são usados em drives de disquete, scanners planos, impressoras, injeção eletrônica nos automóveis e muitos outros dispositivos.
6 Polias e Roldanas Associando polias e roldanas podemos elaborar diversas configurações que proporcionam vantagens mecânicas e, por isso, são de grande utilidade em aplicações práticas. Com elas podemos multiplicar a força de dispositivos como motores, solenóides, acionadores de diverso tipos e até nossa força muscular. Uma polia ou roldana é um disco dotado de um eixo em torno do qual pode girar, que possui um sulco denominado gola por onde pode passar uma linha, uma corda ou mesmo uma corrente. As polias podem ser fixas ou móveis, em função do modo segundo o qual sejam usadas. Assim, na polia fixa prendemos o eixo a um suporte de maneira que o objeto a ser levantado fica numa extremidade da corda e a força é aplicada à outra extremidade. Na polia móvel, uma das pontas da corda é fixada a um suporte e na outra ponta aplicamos a força para levantar o objeto. O objeto é preso ao eixo da polia. Na prática é comum fazermos a associação de polias de modos a combinar seus feitos e também obter maior comodidade no acionamento. Assim sendo, uma primeira associação simples de polias é onde temos uma polia fixa e uma móvel. Para projetos mecatrônicos, há diversas possibilidades de aplicações práticas para as associações ou polias. Podemos fazer um elevador que pode ser montado com a ajuda de corrente continua e uma redução simples. A primeira redução é feita pelo sistema de correia, que já proporciona uma boa força de levantamento. Engrenagens Engrenagem é um grupo de duas ou mais rodas ou eixos de periferia denteada, em conjugação. A engrenagem é um dispositivo mecânico próprio para a transmissão de forças, de modo que outra ou outras peças se movam também. As engrenagens podem fazer com que o movimento mude de direção e podem, igualmente, com que a força de rotação ou torque, aumente ou diminua.
3 - DESENVOLVIMENTO Primeiramente, para fazer a montagem desta cortina, utilizamos a cortina já montada anteriormente, mas em vez de usarmos o carrinho que empurrava e puxava a cortina, nós usamos o controle remoto do carrinho para acionar um motor de passo que fica em cima da cortina. Para este motor de passo ser acionado, nós tivemos de montar placas eletrônicas com CIs, resistores, transistores, fontes, clock, fios e outras coisas. 3.1 - Experimento Na hora de testar a cortina, notamos que o CI 74LS194, estava queimado, mas não havia mais como comprarmos um novo, então a cortina funcionou. 3.2 - Análise dos dados Elementos que compõem a cortina: ->Fonte: a fonte é composta por um transformador de 220 V para 16V, nessa saída existe uma ponte retificadora que transforma CA em CC. A partir disto a fonte alimenta 3 reguladores de tensão distintos, 12V para o motor e para o clock, 5V para o sequenciador e 8V para o receptor do controle remoto. ->Circuito de acionamento: ele é composto basicamente por 3 partes. *CLOCK: formado por um CI 555, capacitores e resitores. É ele quem determina a frequência da comutação das saídas do sequenciamento e por consequencia a velocidade do motor. *SEQUENCIADOR: possui 4 saídas acionadas sequencialmente de a cordo com os pulsos que recebe do clock, seu circuito é formado por um CI 74LS194, transistores e diodos. *RECEPTOR DO CONTROLE REMOTO: seu circuito é formado por um receptor de controle remoto extraído de um carrinho, cuja saída que originalmente era para um motor agora aciona dois relés que determinam o sentido de giro do motor de passo.
8 ->Motor de passo: È um motor de 12V, 75 por passo, corrente de 500 ma e a potência de 6W. ->Cortina: utilizaremos a mesma cortina do outro projeto, que é composta po duas estacas de madeira, um trilho, uma cortina e uma plataforma que fica em cima do trilho, por onde irá passar o gancho entre a porca do eixo do motor e a cortina. ->Eixo do motor: é constituído por uma "rosca sem fim" que eatá acoplada no real eixo do motor
4 - CONCLUSÃO Concluímos assim, com este trabalho, que a montagem de uma cortina com placas eletrônicas, motor de passo e outras coisas eletrônicas, é complicada e difícil para nós que somos alunos do curso de mecânica, porém tivemos ajuda o suficiente para construí-la. Concluímos também que a nossa cortina não funcionou corretamente, pois um CI que fazia parte da cortina queimou, fazendo com que o motor de passo não ligasse. Mas este trabalho foi muito importante para aprendermos a trabalharmos mais unidos e mais dispostos para um próximo trabalho.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] Polias e Roldanas. Mecatrônica Fácil.nº 15. março. 2004. [2] Motor de Passo. Mecatrônica Fácil.nº 15. março. 2004. [3] Enciclopédia Exitus.Engrenagem.São Paulo. Editora Britannica. 1981. Volume 5, página 70. [4] Motor de passo. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/motor_de_passo>. Acessado em: 02/11/06 [5] NETO, Luiz Ferraz. Motores elétricos. Disponível em:<http://www.feiradecien cias.com.br/sala22/motor_teoria1.asp. Acessado em: 25/11/06 9,5