Plano_de_Trabalho_Estagio_Eng_Eletrica_Adaptado_B

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PLANO DE TRABALHO 
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
Reformulação devido à Pandemia COVID-19 
 
 
 
 
 
Sumário 
1. PLANO DE TRABALHO: ESTÁGIO EM ENGENHARIA ELÉTRICA ............................................................................... 3 
1.1 ORIENTAÇÕES PARA AS ATIVIDADES .................................................................................................................. 3 
2. ESTÁGIO A – Desenvolvimento de hardware ........................................................................................................... 4 
2.1 Projeto do circuito (CH: 30h)................................................................................................................................ 4 
2.2 Elaboração do firmware (CH: 20h) ..................................................................................................................... 5 
2.3 Simulação (CH: 30h) .............................................................................................................................................. 5 
2.4 Projeto de layout de placa de circuito impresso (CH: 60h)............................................................................. 5 
2.5 Orçamentos e cotações (CH: 20h)....................................................................................................................... 6 
3. ESTÁGIO B – Automatização de processo.................................................................................................................. 7 
3.1 Determinar elementos da automação (CH: 30h) ............................................................................................. 9 
3.2 Programação de CLP e Simulação (CH: 50h)..................................................................................................... 9 
3.3 Parametrização de inversor de frequência (CH: 30h).................................................................................... 10 
3.4 Documentação do projeto de automação (CH: 50h)..................................................................................... 10 
4. PRODUÇÃO DO RELATÓRIO DE ESTÁGIO ................................................................................................................. 12 
 
 
 
 
1. PLANO DE TRABALHO: ESTÁGIO EM ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
A seguir, você terá as atividades a serem realizadas no estágio em engenharia elétrica, 
este Plano de Trabalho foi elaborado devido ao contexto da pandemia COVID-19. 
 
 
1.1 ORIENTAÇÕES PARA AS ATIVIDADES 
 
Seja bem-vindo ao Estágio em Engenharia Elétrica! 
Para o desenvolvimento do estágio curricular você pode escolher uma entre duas 
opções estágio, que são subdivididos em várias atividades cada. O estágio A é voltado para a 
área de Eletrônica, em que deve ser realizado o projeto completo de uma placa de circuito 
impresso. O estágio B, envolve conceitos voltados a área de Automação e Acionamentos 
Elétricos, em que deve ser projetada a automação de uma linha de produção. 
Assim, a primeira etapa para a realização do estágio é escolher qual deles você irá 
realizar, conforme o seu perfil profissional. Feito isso, você deve realizar todas as atividades 
descritas e apresentar os resultados no Relatório Final de Estágio. Não é possível real izar 
atividades dos dois estágios, ou seja, você não pode mudar o seu estágio no decorrer do 
período de realização. 
Durante esse estágio, teremos 5 momentos, nos quais serão delegadas as tarefas 
especificas a serem executadas. 
Você deve elaborar dois cronogramas, um para as atividades de planejamento outro 
para as atividades realizadas, ambos devem constar no relatório final. 
Fique atento as atividades postadas nos fóruns. 
 
Bons Estudos! 
Equipe de Docentes do Curso de Engenharia Elétrica 
 
 
 
 
2. ESTÁGIO A – Desenvolvimento de hardware 
 
Considere que você está trabalhando em uma empresa desenvolvedora de sistemas 
embarcados. Nessa empresa, você terá a função de projetar o hardware de um sistema de 
aquisição de dados, conforme a necessidade apresentada por um dos clientes. 
O seu cliente necessita de um sistema para a medição da tração de uma barra metálica 
que é utilizada para a movimentação de peças em um processo industrial e corriqueiramente 
apresenta ruptura. O objetivo do sistema é verificar o motivo dessa ruptura. 
Nesse processo você terá que realizar o desenvolvimento completo de uma placa de 
circuito impresso, projetando o circuito conforme a necessidade apontada, realizando a sua 
simulação, projeto da placa de circuito impresso e cotação dos componentes e placa para a 
sua fabricação. Para isso, você deve realizar as quatro atividades descritas a seguir. 
 
2.1 Projeto do circuito (CH: 30h) 
 
A primeira atividade dentro do seu estágio será realizar o projeto do circuito eletrônico 
de um sistema de aquisição de dados. O circuito desse sistema deve conter um 
microcontrolador, e o modelo disponível na empresa é ATmega328 com encapsulamento 
TQFP. Além disso, deve ser utilizado um extensômetro e um circuito de condicionamento com 
um amplificador de instrumentação, com modelos a serem determinados por você. Esse sinal 
será aplicado em uma entrada A/D do microcontrolador. Somado a isso, um pino de saída 
deve ser utilizado para acionar um relê, com o seu devido circuito de potência. Os passos dessa 
atividade são: 
 Projetar os circuitos de condicionamento e acionamento de relê; 
 Determinar o modelo de todos os componentes que serão utilizados, consultando os 
datasheets para averiguar se atendem a necessidade de projeto; 
 Faça a previsão de um conector ligado nos pinos corretos para a programação do 
microcontrolador; 
 Montar o esquemático completo do circuito, com o microcontrolador e todos os 
outros componentes necessários, conforme as necessidades apontadas; 
 Ligar os pontos de alimentação, terminais para a ligação do extensômetro e as três 
saídas do relê (NA, NF, e COM) em um conector. 
 
 
 
2.2 Elaboração do firmware (CH: 20h) 
 
Desenvolva um firmware para verificar o funcionamento da placa desenvolvida, 
utilizando a IDE arduino. O software a ser embarcado no microcontrolador deve ser capaz de 
realizar a leitura de um pino A/D a sua escolha (leitura do sinal vindo do sensor) e cas o a tensão 
lida for maior que 2,5 V, acionar um pino de saída, onde estaria ligado o circuito com o relê. 
Para realizar essa atividade busque exemplos que como utilizar os periféricos 
necessários do arduino, que estão disponíveis na própria IDE. Com isso, você conseguirá 
realizar o desenvolvimento do algoritmo. 
 
2.3 Simulação (CH: 30h) 
 
Nessa etapa do processo, você deve realizar a simulação do circuito projetado 
previamente, verificando a sua funcionalidade. O principal objetivo é verificar se o sinal 
recebido na entrada do microcontrolador está adequado, conforme a variação do 
extensômetro. Também simule o firmware desenvolvido. Para isso, siga os passos a seguir: 
 Montar o circuito de condicionamento de sinais em um simulador e verificar se a sua 
saída está dentro da faixa aceitada pela entrada do microcontrolador; 
 Montar o circuito de acionamento do relê em um software de simulação e verificar se 
o seu funcionamento está adequado; 
 Fazer ajustes aos circuitos conforme os resultados obtidos na simulação. 
 Realizar a simulação do firmware desenvolvido, em um ambiente que simule um 
arduino. A sugestão é utilizar o ambiente online https://www.tinkercad.com/. Tente 
adicionar os circuitos externos ao microcontrolador na simulação, ou equivalentes que 
permitam verificar a funcionalidade do código desenvolvido. 
 
2.4 Projeto de layout de placa de circuito impresso (CH: 60h) 
 
Com o circuito validado pela simulação e seu esquemático finalizado, você deve 
https://www.tinkercad.com/
 
 
 
realizar o projeto da placa de circuito impresso. Para isso, você deve escolher um software de 
sua preferência que permita o roteamentoda placa. Feito isso, você deve realizar os seguintes 
passos: 
 Escolha a utilização todos dos componentes no formato SMD ou somente o 
microcontrolador; 
 Determine o footprint de todos os componentes. Verifique a necessidade de criá-los 
conforme caso não o encontre na biblioteca do software; 
 Aplique soluções para garantir a compatibilidade eletromagnética da placa; 
 Adicionar os componentes na placa de circuito impresso, de forma que ela fique com 
as menores dimensões possíveis; 
 Realizar o projeto das trilhas da placa, prevendo conectores para alimentação, 
entrada/saída de sinais e programação do microcontrolador; 
 
2.5 Orçamentos e cotações (CH: 20h) 
 
A partir do esquemático do circuito gere a lista de materiais necessários para a 
montagem da placa. Não se esqueça dos conectores. Com a lista em mãos você deve gerar um 
orçamento, seguindo os seguintes passos: 
 Crie uma planilha contendo o custo de cada componente utilizado na placa de circuito 
impresso e chegue ao custo unitário de fabricação da placa; 
 Realize duas cotações: em sites nacionais e internacionais de componentes 
eletrônicos; 
 Para a cotação internacional, considere os custos de importação e os apresente na 
planilha; 
 Conclua se a melhor opção é comprar os componentes dentro do Brasil ou importa -
los. 
 
 
 
3. ESTÁGIO B – Automatização de processo 
 
Imagine que você é estagiário de uma empresa de engenharia que desenvolve projetos 
de automação industrial. Em um novo desafio, você ficou encarregado de realizar o 
dimensionamento de todo um sistema de automação a ser instalado em uma planta industrial. 
O projeto se trata da automação de uma linha de envase de líquidos. De maneira 
simplificada, a estrutura mecânica projetada é a contida na Figura 1, aonde os itens 1, 2 e 4 
são esteiras transportadoras munidas de motores para movimentar o frasco (chamado de 
“bolha”), acionados via inversor de frequência. O item 3 é uma mesa de esferas transferidores, 
cujo movimento é livre. A esta mesa será também acoplada um atuador linear, que empurra 
para a esteira 4 o frasco após seu completo enchimento. O item 5 é a caixa aonde ficam 
alocados todos os elementos de automação industrial e também a bomba peristáltica 
responsável por bombear o líquido para dentro do frasco. 
 
Figura 1: esboço do projeto mecânico da planta de automação. 
 
Fonte: elaborado pelo autor. 
 
 
 
 
De maneira simples, o processo ocorre de tal forma que o frasco é colocado vazio no 
início da esteira 1, percorre seu caminho até o local de enchimento (item 3) e depois é 
empurrado para a esteira 4. 
Como norte para a inserção dos elementos de automação, o cliente forneceu um 
fluxograma contendo o processo resumido de envase dos recipientes, que está descrito na 
Figura 2. O controlador desse sistema deve necessariamente ser um CLP. 
 
Figura 2: fluxograma do processo de envase. 
 
Fonte: elaborado pelo autor. 
 
 
 
 
3.1 Determinar elementos da automação (CH: 30h) 
 
Seu primeiro passo é determinar todos os elementos necessários para realizar a 
automação da planta sugerida. Para isso, você deve listar os componentes de atuação 
(motores e atuadores), sensores, controladores, botoeiras e outros elementos que 
possivelmente estarão dentro do quadro de automação. Para isso, realize os passos 
apresentados a seguir: 
 Considerando a descrição do processo que foi apresentada, determine todos os 
elementos necessários para que essa linha de produção entre em funcionamento; 
 Indique a marca, modelo e especificações técnicas de todos os componentes 
escolhidos, bem como uma justificativa da escolha; 
 Sobre o projeto mecânico apresentado na Figura 1, indique a posição de cada um dos 
elementos; 
 Crie uma tabela que indica quais elementos estarão ligados nas entradas e quais 
estarão nas saídas do CLP. 
 
3.2 Programação de CLP e Simulação (CH: 50h) 
 
Todos os elementos escolhidos fazem parte de um sistema de automação. Os sensores 
são entradas do sistema e as saídas são tanto os possíveis atuadores como os sinais enviados 
aos inversores de frequência iniciar/parar a rotação das esteiras. 
A partir desse cenário, a próxima tarefa é escrever um código em linguagem ladder que 
contenha as entradas/saídas especificadas no item 3.1 para atender à lógica de comando que 
faça as tarefas apresentadas no fluxograma da Figura 2. Para isso escolha um software de sua 
preferência e escreva um código em linguagem ladder (exemplos de software: IPSoftware, 
ZelioSoft, Altus MasterTool, Logo!, entre outros). A escolha do ambiente de criação do código 
fica a seu critério, mas você deve ter em mente que cada controlador lógico programável 
possui sua interface de programação específica. Portanto, escolha uma com a qual você se 
sinta mais confortável. 
Uma etapa fundamental antes da implementação física da automação projetada é a 
 
 
 
simulação. Para isso, você deve simular o funcionamento do seu código ladder escrito. Isso é 
feito através da utilização de funções do software que você escolheu. A simulação deve 
permitir que você mude o estado das entradas e observe o comportamento do seu código, 
para garantir que o resultado obtido esteja de acordo com o esperado. 
 
3.3 Parametrização de inversor de frequência (CH: 30h) 
 
 
Para realizar o acionamento dos motores acoplados às esteiras serão utilizados inversores 
de frequência, que devem ser configurados corretamente para que o seu funcionamento 
aconteça conforme a necessidade de projeto. Assim, você deve garantir que o motor da 
esteira 1 tenha velocidade de rotação de 600 RPM, com corrente de partida de no máximo 3 
vezes o valor de corrente nominal. O motor da esteira 2 deve girar em 850 RPM, com corrente 
de partida de até 4 vezes a corrente nominal. O motor da esteira 4 deve girar em 1000 RPM, 
com corrente de partida de até 4,5 vezes a corrente nominal. Todos os motores devem ser 
acionados com torque máximo de partida. Desta forma, você deve realizar os seguintes 
passos: 
 Buscar o manual do inversor de frequência selecionado por você para ser utilizado no 
projeto; 
 Realizar a configuração de todos os parâmetros do inversor, conforme indicado no 
manual, para garantir que a necessidade de projeto seja atendida em sua plenitude; 
 Realizar a documentação da parametrização realizada; 
 Apresentar um diagrama com a ligação do motor ao inversor, bem como os 
elementos de segurança necessários para a instalação; 
 
3.4 Documentação do projeto de automação (CH: 50h) 
 
É necessária a realização do projeto de automação, contendo a relação de I/Os 
escolhidos no CLP e como se realizará a comunicação com os elementos de campo (sensores 
 
 
 
e atuadores). Para isso, deve constar o esquemático elétrico dessas conexões. A 
documentação técnica deve ser realizada em forma de projeto em uma ferramenta de 
desenho auxiliado por computador. Para a elaboração desta etapa, você deve seguir os 
seguintes passos: 
 Utilizar os I/Os definidos na Etapa 3.2 e desenhar os slots do CLP escolhido para a 
elaboração do projeto; 
 Realizar a conexão elétrica dos dispositivos de campo (sensores, atuadores) aos slots 
do CLP; 
 Desenhar o diagrama elétrico do quadro com os dispositivos de proteção para os 
circuitos que serão implementados; 
 Desenhar as especificações das dimensões do quadro (comprimento x largura x 
altura) com as vistas em isometria, além do layout da tampa e da alocação de todos 
os dispositivos de comando e automação; 
 Configurar os layouts de impressão para plotagem, inserindo margens e legenda ao 
projeto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. PRODUÇÃO DO RELATÓRIO DE ESTÁGIO 
 
Para a elaboração do relatório final de estágio, você deverá fazer o download do 
Modelo no AVA e reunir todo o material elaborado no desenvolvimento das diferentes 
atividades descritas no Plano de Trabalho. 
 
2.1 Elementos pré-textuais 
 
Inserçãode elementos de apresentação/identificação do estudante e do estágio 
cursado no semestre, conforme Modelo disponibilizado no AVA: 
• Capa; 
• Folha de rosto; 
• Sumário. 
 
2.2 Elementos textuais 
 
Inserção das atividades realizadas, conforme descritas no Plano de Trabalho, seguindo 
o Modelo disponibilizado no AVA: 
• Introdução: inserção de texto com a contextualização sobre o estágio realizado. 
• Desenvolvimento: inserção, em sequência, de todos os materiais elaborados nas 
atividades, conforme Modelo disponibilizado no AVA e orientações descritas no 
Plano de Trabalho. 
• Considerações finais: inserção de reflexões decorrentes da realização do estágio. 
 
Atenção: 
 Verifique o plano de trabalho específico do estágio que você está cursando no semestre. 
 Apresente imagens de todos os processos realizados em software, que comprovem que 
você realizou as atividades. 
 O relatório deve ser postado em formato word (.doc ou .docx). 
 Apresentar o cronograma das atividades planejadas e das realizadas. Ambos devem estar 
 
 
 
contidos no relatório final. Para montá-los utilize um gráfico de Gantt, que possui estrutura 
semelhante a apresentada na Figura 3. 
Figura 3: Exemplo de diagrama de Gantt. 
 
Fonte: elaborado pelo autor. 
 O relatório de estágio deve ser redigido de forma INDIVIDUAL. Caso seja identificado plágio, 
os alunos envolvidos poderão ser reprovados. 
 
 
2.3 Elementos pós-textuais 
 
Inserção de elementos complementares para fechamento do relatório, conforme 
Modelo disponibilizado no AVA: 
• Referências; 
• Anexos; 
• Apêndices.