Protótipo de um carro movido à energia elétrica - RIBEIRÃO PRETO SP.docx

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Engenharia. 
Protótipo de um carro movido à energia elétrica. 
 
 
 
Protótipo de um carro movido à energia elétrica. 
Engenharia civil – Turma 2015-3 SEMESTRES. 
Carro Nº 05 Da Gincana Unip. 
Integrantes do grupo. 
 
RA: NOME: 
RA: 
RA: 
RA: 
RA: 
RA: 
RA: 
RA: 
RA: 
RA: 
 
Protótipo de carro movido à energia elétrica 
Este trabalho vai ser apresentado na Universidade Paulista 
Para obter a nota do terceiro semestre na disciplina de 
Atividade Pratica Supervisionada – APS. 
 
 
Ribeirão Preto /SP. 2015. 
 
 
Resumo. 
 
Os carrinhos de controle remoto Poderão ser de dois tipos: 
Controlado por transmissão de radio frequência ou por um 
fio ligando o controle e o carro. 
Neste projeto consiste basicamente um carrinho controlado 
por controle remoto, por um fio ligando o controle e o 
carinho, assim permitido o comando de um circuito elétrico, 
seja transmitido do controle remoto para o carro, ligar e 
desligar a carga da bateria, locomovendo-se de acordo 
com o comando de circuito elétrico programado no controle 
remoto, Locomovendo-se para frente e para trás, Direção 
para o lado direito e para lado esquerdo. 
Para obtermos o resultado desejado foram feitos varias 
pesquisar e testes, constado nesse relatório para facilitar a 
sua fabricação, encontramos varias dificuldades na 
montagem da parte mecânica e na parte dos comandos de 
circuito elétricos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sumario. 
 
- Introdução___________________________________01. 
- Objetivo 
- Funcionamento _______________________________02. 
- Materiais e métodos 
- Especificações Ponte HL298N ___________________03. 
- A tabela de ativação dos motores_________________04. 
- As principais características do microcontrolador Atmega 
328p utilizada na placa Arduino Uno________________05. 
- As principais características do microcontrolador Atmega 
328p utilizada na placa Arduino Uno________________06. 
- Montagem do STUCAR_________________________07. 
- Montagem do STUCAR_________________________08. 
- Cálculos (com Bse no livro Ralliday Resnick fundamentos 
de física vol.3, ed. 8).____________________________09. 
- Programação do STUCAR em linguagem “C”________10. 
- Programação do STUCAR em linguagem “C”________11. 
- Programação do STUCAR em linguagem “C”________12. 
- Programação do STUCAR em linguagem “C”________13. 
- Listra de Materiais e preços 
- Conclusão___________________________________ 14. 
- Referencias Bibliográficas_______________________15. 
 
01. 
Introdução. 
 
Atualmente os estudos na área de comandos de circuito 
elétrico vêm crescendo de acordo com a necessidade 
humana, pelas novas tecnologias é aplicada de varias 
maneiras na engenharia elétrica, na engenharia mecânica 
e na engenharia civil. Com base na construção civil os 
comandos de circuito elétrico são usados na construção 
Comercial, Industrial e Residencial na parte da instalação 
elétrica, na ligação da rede elétrica, na iluminação de 
ambientes, nas tomadas, interruptores elétricos e bocais de 
lâmpadas. Para funcionamento de aparelhos elétricos e 
eletrônicos ligado na rede elétrica. 
O carrinho foi projetado e construído de forma simples e 
bastante eficiente para o melhor entendimento de 
comandos de um circuito elétrico e seu funcionamento. 
 
Objetivo. 
 
Projetar e construir um protótipo de um carro movido à 
energia elétrica (pilhas ou baterias), com um controle 
remoto com fio ligando o controle e o carrinho, Para 
controlar os comandos de circuito elétrico, para direciona-lo 
para direita e para esquerda, fazendo se locomover para 
frente e para trás, fazendo-o percorrer em uma pista de 
dimensões e percurso pré-estabelecidos. 
 
 
02. 
Funcionamento. 
Sendo assim, o objetivo principal desse projeto é construir 
um carrinho que possa ser controlado através de controle 
remoto e que seja móvel tanto na parte mecânica como na 
parte eletrônica que apresente resultados confiáveis e de 
baixo custo para seu uso. 
O protótipo pode ser controlado por qualquer usuário 
através da leitura e interpretação dos comandos do 
controle remoto. O carrinho sempre respondera quando 
receber o comando dos circuitos elétricos do controle, 
podendo se direcionar para o lado direito e o lado 
esquerdo. Se locomover para frente e para trás, ele possui 
um motor e um sistema de comandos elétricos, simples e 
eficazes para o seu funcionamento. 
Materiais e métodos. 
Chave de acionamento elétrico, Baterias, Fios de cobre e 
Motor elétrico. 
Esses materiais foram utilizados na construção do carro 
além de quatro rodas que usamos na movimentação do 
carro, além do chassi para fixação dos componentes 
mecânicos e da lataria do carro, usamos também parafusos 
de diversas dimensões para fixação dos componentes 
mecânicos. 
Todos esses materiais foram usados nesse projeto, além 
disso, foram usadas outras ferramentas como, lixas, serras, 
chave de fendas, alicate, furadeira, multímetro, paquímetro, 
trena para os ajustes das metidas. Agora abaixo as fotos 
dos mateais e componentes do projeto. 
 
03. 
Especificações Ponte HL298N. 
 
 
 Tensão de Operação: 4~35v 
 Chip: ST L298N (Datasheet) 
 Controle de 2 motores DC ou 1 motor de passo 
 Corrente de Operação máxima: 2A por canal ou 4A Max 
 Tensão lógica: 5 v 
 Corrente lógica: 0~36mA 
 Limites de Temperatura: -20 a +135°C 
 Potência Máxima: 25 W 
 Dimensões: 43 x 43 x 27 mm 
 Peso: 30g 
 
A ponte H L298N, foi escolhida para o protótipo devido a 
sua versatilidade tais como: dimensões pequenas, leve, 
suporta até 4 amperes de corrente máxima, controla até 
dois motores de corrente contínua que não ultrapasse a 
corrente máxima, permite o controle de sentido de rotação 
dos motores (horário e anti-horário), fácil adaptação e 
programação via placa Arduino. 
 
 
 
04. 
A tabela mostra a ordem de ativação dos motores. 
 
 
Como observado na tabela, ao injetarmos uma tensão de 
5v em IN1 e 0v em IN2 da ponte H, os motores irão girar no 
sentido Horário, e quando aplicarmos uma tensão de 0v em 
IN1 e 5v em IN2, os motores inverterão o sentido e 
passarão a girar em anti-horário. Essa aplicação se dará 
através de um software criado em linguagem “C”, que além 
dessas, também controlará a direção do veículo. 
Outra placa utilizada para construção do protótipo é 
denominado Arduino Uno em que está inserido 
microcontrolador ATmega 328P. 
 
Figura xx– Placa Arduino Uno. Fonte: Evans et all, 2011. 
 
 
 
05. 
As principais características do microcontrolador 
Atmega 328p utilizada na placa Arduino Uno: 
 
 Tensão de alimentação de 7 a 12 Volts; 
 14 portas configuráveis como saídas ou 
entradas digitais, nas quais seis delas permitem 
saídas de sinais PWM; 
 Seis portas de leitura de sinais analógicos; 
 Corrente elétrica de saída máxima por pino de 
40mA(Miliamperes); 
 Memória FLASH de 32KB dos quais 0,5KB é 
usada pelo bootloader; 
 Memória EEPROM de 1KB; 
 Memória SRAM de 2KB; 
 Comunicação serial UART; 
 Conversor analógico/digital de 10bits; 
 Velocidade de clock de 16MHz (Mega Hertz). 
 
Para que o veículo se movimentasse para frente e para 
trás, para direita e para esquerda, foi inseridoum controle 
joystick, que é composto de dois potenciômetros 
controlados através de software, assim temos: 
 
 
 
06. 
Movimentação para trás. Movimentação para frente. 
 
 
Movimentação para esquerda. Movimentação para direita. 
 
 
 
 
Para fácil manejo e implementação, motores foram 
adquiridos com redução e rodas. 
 
 Motor de duplo eixo; 
 Tensão de funcionamento: 3 ~ 12V; 
 Velocidade de rotação: 125RPM em 3V; 
 Torque (6V): 5,5Kg.cm. 
 
 
 
07. 
Montagem do STUCAR. 
 
Para confecção do chassi foi utilizado um retalho de 
compensado de madeira de dimensões 30cm x 30cm, após 
o desenho e recorte da madeira chegou-se na seguinte 
forma: 20cm de comprimento por 14cm de largura. 
 
Com a ideia já formada começou-se a montagem 
propriamente dita do STUCAR, veículo movida à bateria 
com controle remoto contendo fio. Os motores foram 
fixados com cola quente e as placas devidamente 
parafusadas para não causar maus contatos nas ligações 
entre placas e motores. A figura a seguir mostra a 
separação dos componentes: 
 
 
Para direção do STUCAR utilizou-se de uma roda boba, 
pois a confecção de um sistema de direção iria inviabilizar 
o protótipo, elevando seu peso com mais um motor para 
controlar esse sistema, essa roda boba pode ser vista na 
figura anterior. 
Fixação dos motores e rodas: 
 
 
08. 
Furação, fixação das placas, faróis, lanternas e baterias: 
 
 
 
 
 
Projeto já montado no chassi. 
 
 
 
 
 
 
 
09. 
Com base nas fotos do carrinho temos uma noção do seu 
funcionamneto, podemos observar e entender como é o 
funcionamento dos comandos de circuito elétrico. 
 
Transmissor: O controle remoto com fio, envia o comando 
do circuito elétrico para acionar o receptor. 
Receptor: O carrinho recebe o comando do circuito elétrico 
proveniente do transmissor, que esta ligando o controle e o 
carrinho através de um fio. Colocando em funcionamento 
os motores elétricos no interior do carrinho de acordo com 
os comandos recebido do transmissor. 
 
Fonte de energia: Bateria. 
O transmissor aciona carga de energia da bateria, envia um 
comando de circuito elétrico de controle para o receptor 
através de um fio ligando o controle remoto e o carrinho, 
acionam o motor, provocando uma ação especifica de 
direção e locomoção. O motor no carrinho pode fazer com 
que as rodas girem. A fonte de energia é uma bateria 
recarregável, e em alguns casos em pilhas normais. 
 
Cálculos (com Bse no livro Ralliday Resnick 
fundamentos de física vol.3, ed. 8). 
 
 
 
 
 
10. 
Programação do STUCAR em linguagem “C” 
 
int 14otenciômetro = A1; // Define que o pino analógico 1 
será usado(como trata-se de um pino analógico, é 
obrigatoriamente entrada). 
Int potenciometro2 = A0; 
// Saidas digitais para uso diverso 
int I1 = 2; 
int I2 = 4; 
int I3 = 3; 
int I4 = 5; 
// Pinos do arduino para controle da ponte H (Pinos IN) 
int IN1 = 6; 
int IN2 = 7; 
int IN3 = 8; 
int IN4 = 9; 
int lepotenciometro = 0; // Cria a variável “lepotenciometro” 
int valordesaida1 = 0; // Cria a variável “valordesaida1” 
int lepotenciometro2 = 0; // Cria a variável 
“lepotenciometro2” 
int valordesaida2 = 0; // Cria a variável “valordesaida2” 
 
void setup 
// Declaração dos pinos como saída. 
pinMode(I1, OUTPUT); 
pinMode(I2, OUTPUT); 
pinMode(I3, OUTPUT); 
pinMode(I4, OUTPUT); 
pinMode(IN1, OUTPUT); 
pinMode(IN2, OUTPUT); 
pinMode(IN3, OUTPUT); 
pinMode(IN4, OUTPUT); 
Serial.begin(9600); // Possibilita o acompanhamento de 
variáveis através da janela de comunicação do Arduino 
 
void loop // Enquanto o Arduino estiver sendo alimentado, 
tem-se um loop de tudo que está dentro dessa função 
 
11. 
digitalWrite(I1, LOW); 
digitalWrite(I2, LOW); 
digitalWrite(I3, LOW); 
digitalWrite(I4, LOW); 
digitalWrite(IN1, LOW); 
digitalWrite(IN2, LOW); 
digitalWrite(IN3, LOW); 
digitalWrite(IN4, LOW); 
 
Lepotenciometro = analogRead(potenciometro); // Define 
que a varíavel "lepotenciometro" lerá o valor do 
potenciômetro. 
Lepotenciometro2 = analogRead(potenciometro2); // Define 
que a varíavel "lepotenciometro2" lerá o valor do 
potenciômetro. 
 
//O range de 0 a 255 representam a faixa de valores 
possíveis recebidos pelo Arduino através do potenciômetro. 
//0 e 255 são os limites mínimo e máximo do 
potenciômetro, respectivamente. 
//Tem-se que o Arduino converte os valores recebidos 
através do potenciômetro em valores virtuais, com uma 
faixa de 0 a 1023. 
 
if (lepotenciometro > 700){ // Se o valor virtual for maior que 
528, algumas ações serão feitas e o motor rotaciona no 
sentido direto 
valordesaida1 = map(lepotenciometro, 700, 1023 , 0, 200); 
// A variável "valordesaida1" mapeia os valores virtuais 
digitalWrite (I1, HIGH); 
digitalWrite (I2, HIGH); 
 
digitalWrite(IN1, HIGH); 
digitalWrite(IN2, LOW); 
 
digitalWrite(IN3, HIGH); 
digitalWrite(IN4, HIGH); 
 
12. 
if (lepotenciometro < 255){ // // Se o valor virtual for menor 
que 526, algumas ações serão feitas e o motor rotaciona 
no sentido reverso 
valordesaida1 = map(lepotenciometro, 526, 30 , 15, 255); // 
A variável "valordesaida1" mapeia os valores virtuais 
digitalWrite (I1, HIGH); 
digitalWrite (I2, HIGH); 
 
digitalWrite(IN1, HIGH); 
digitalWrite(IN2, HIGH); 
 
digitalWrite(IN3, HIGH); 
digitalWrite(IN4, LOW); 
 
if (lepotenciometro2 > 700) 
valordesaida2 = map(lepotenciometro2, 700, 1023 , 0, 200); 
digitalWrite (I1, HIGH); 
digitalWrite (I2, HIGH); 
//Gira o Motor A no sentido anti-horario 
digitalWrite(IN1, LOW); 
digitalWrite(IN2, HIGH); 
//Gira o Motor B no sentido anti-horario 
digitalWrite(IN3, LOW); 
digitalWrite(IN4, HIGH); 
if (lepotenciometro2 < 255) 
valordesaida2 = map(lepotenciometro2, 526, 30 , 15, 255); 
digitalWrite (I1, HIGH); // O LED 1 será desligado ou não 
será ligado 
digitalWrite (I2, HIGH); 
//Gira o Motor A no sentido horario 
digitalWrite(IN1, HIGH); 
digitalWrite(IN2, LOW); 
//Gira o Motor B no sentido horario 
digitalWrite(IN3, HIGH); 
digitalWrite(IN4, LOW); 
 
 
 
13. 
 
Serial.println(lepotenciometro); // Possibilita o 
acompanhamento da variável "lepotenciometro" através da 
janela de comunicação do Arduino 
Serial.println(valordesaida1); // Possibilita o 
acompanhamento da variável "valordesaida1" através da 
janela de comunicação do Arduino 
Serial.println(lepotenciometro2); // Possibilita o 
acompanhamento da variável "lepotenciometro" através da 
janela de comunicação do Arduino 
Serial.println(valordesaida2); 
 
Listra de Materiais e preços. 
 
 
 
 
 
 
 
Listra de Materiais e preços. 
Jogo de rodas (traseira). R$ 37,80 + frete R$ 12,00 = R$ 49,80 
Ponte HL298n para o motor. R$ 23,00 + frete R$ 10,22 = R$ 33,22 
Arduino Uno R$ 43,90 + frete R$ 13,80 = R$ 57,70 
Joystick R$ 15,95 + frete R$ 8,00 = R$ 23,95 
Baterias de 9V R$ 22,80 
Roda boba (dianteira) R$ 29,98 + frete R$ 13,80 = R$ 47,78 
Chave liga/desliga R$ 5,00 
Leds para faróis e lanternas R$ 6,00 
Porta leds R$ 6,00 
Rodas (dianteira) R$ 10,00 
Fios, cola, termo retrátil, chassi do 
carrinho e outros 
R$ 30,00 
Shield Relé R$ 15,00 + frete R$ 10,00 = R$ 25,00 
Total com frete R$ 317,25 
Total sem frete R$ 239,63 
 
 14. 
Conclusão. 
 
Podemos concluir que os resultados obtidos tanto nos 
comandos de circuito elétrico e também na parte da 
mecânica podem ser usados em áreas de pesquisas, são 
área de grande relevância é relacionadas com a 
engenharia elétrica, engenharia mecânica e engenharia 
civil. 
Nosso objetivo geral foi projetar e construir um carro de 
controle remoto, com comandos de circuito elétrico, teve 
como objetivo principal,o desenvolvimento de um protótipo 
de um carrinho capaz de se mover através de um controle 
remoto com fio, podendo se direcionar para o lado direito e 
o lado esquerdo. Se locomover para frente e para trás, 
apresentando resultados confiáveis com uma excelente 
qualidade e um valor de custo menos elevados pelo 
reaproveitamento e reciclagem de materiais de fabricação 
do projeto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15. 
Referencias Bibliográficas. 
 
 http://pt.slideshare.net/IvairReisdeAlmeida/circuitos-
eletricos-cc-ca-marco-markus 
 
 http://pt.slideshare.net/littlevic4/circuitos-eletricos-em-
cc-e-ca 
 
 
 http://pt.wikipedia.org/wiki/carrinho_de_controle_remot 
 
 http://www.sabereletronica.com.br 
 
 https://automacaoifrsrg.wordpress.com/2013/07/04/cir
cuito-teste-de-acionamento-e-controle 
 
 
 https://automacaoifrsrg.wordpress.com/2013/07/04/cir
cuito-teste-de-acionamento-e-controle 
 
 http://www.ebah.com.br/content/ABAAAgrK0AL/funda
mentos-fisica-vol-1-8-ed-resnick-halliday-walker