Buscar

TCC_Final

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 3, do total de 25 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 6, do total de 25 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 9, do total de 25 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Prévia do material em texto

CENTRO UNIVERSITÁRIO NOSSA SENHORA DO PATROCÍNIO 
FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA 
CURSO DE TECNOLOGIA EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL 
 
 
 
 
 
CONTROLE DE MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA ATRAVÉS DE 
MODULAÇÃO PWM E PLATAFORMA ANDROID 
 
 
 
 
Thiago Martins Budini 
Andrei José dos Santos 
Leandro Castilho da Silva 
Reginaldo de Souza Santana 
Rodrigo Francomano 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Salto - SP 
2014 
1 
 
 
 
 
 
 
Thiago Martins Budini, RGM: 085669 
Andrei José dos Santos, RMG: 086166 
Leandro Castilho da Silva, RGM: 086894 
Reginaldo de Souza Santana, RGM: 089922 
Rodrigo Francomano, RGM: 085669 
 
 
 
CONTROLE DE MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA ATRAVÉS DE 
MODULAÇÃO PWM E PLATAFORMA ANDROID 
 
 
 
 
Trabalho de Conclusão do Curso de Tecnologia 
em Automação Industrial apresentado ao Centro 
Universitário Nossa Senhora do Patrocínio, em 
cumprimento parcial às exigências para obtenção 
do diploma de graduação. 
 
 
 
 
 
 
Orientador: Prof. Wellington Roque 
 
 
 
 
 
 
Salto 
2014 
 
2 
 
Thiago Martins Budini, Nº: 21, RGM: 085669 
Andrei José dos Santos, RMG: 086166 
Leandro Castilho da Silva, RGM: 086894 
Reginaldo de Souza Santana, RGM: 089922 
Rodrigo Francomano, RGM: 085669 
 
 
 
CONTROLE DE MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA ATRAVÉS DE 
MODULAÇÃO PWM E PLATAFORMA ANDROID 
 
 
 
 
 
Este trabalho de conclusão de curso foi julgado 
adequado à obtenção do título de Tecnólogo em 
Automação Industrial e aprovado em sua forma 
final pelo Curso de Automação Industrial do 
Centro Universitário Nossa Senhora do Patrocínio. 
 
 
 
 
 
 
Salto, 8 de Dezembro de 2014. 
 
 
 
 
 
______________________________________________ 
Prof. Orientador Wellington Roque 
Centro Universitário Nossa Senhora do Patrocínio 
 
3 
 
RESUMO 
 
Este projeto consiste no desenvolvimento de um sistema supervisório para 
controle de rotação de um motor de Corrente Continua (DC), através de modulação 
PWM, que realiza, também, a leitura de temperatura do circuito. Ele utiliza um 
Smartphone com sistema Android, que, por sua vez, se comunica com um 
Microcontrolador Arduino, mediante o protocolo de comunicação Bluetooth. 
Em síntese, para o envio e recebimento de informações, entre os dois 
dispositivos, foi desenvolvido um programa, através de um APP, denominado 
Microcontroller BT, responsável pela interface entre homem / máquina, o qual foi 
programado pelo IDE do Arduino, mediante linguagem de programação C. 
 
Palavras-chave: Bluetooth, Arduino, Android, Temperatura, Motor, PWM. 
 
 
4 
 
ABSTRACT 
 
This design is the development of a supervisory system for speed control of a 
DC motor through PWM, which carries also the temperature reading circuit. It utilizes 
an Android smartphone system, which, in turn, communicates with a microcontroller 
Arduino through the Bluetooth communication protocol. 
In short, for sending and receiving information between the two devices, a 
program was developed by an APA, called Microcontroller BT, responsible for the 
interface between man/machine, which was programmed by the Arduino IDE by 
language programming C. 
 
Keywords: Bluetooth, Arduino, Android, Temperature, Engine, PWM. 
 
 
5 
 
 
Sumário 
 
1. FORMA TRADICIONAL DE CONTROLE DE VELOCIDADE ............................ 8 
2. PROJETO DE CONTROLE DE ROTAÇÃO E AQUISIÇÃO DE DADOS. ......... 8 
3. FUNDAMENTOS TEÓRICOS .......................................................................... 9 
3.1. SISTEMA SUPERVISÓRIO ....................................................................... 9 
3.2. ARDUINO UNO ......................................................................................... 9 
3.3. PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO BLUETOOTH ................................. 10 
3.4. MODULAÇÃO PWM ................................................................................ 12 
3.5. SOFTWARE ............................................................................................ 13 
3.6. SENSOR DE TEMPERATURA LM35 ...................................................... 14 
3.7. MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA ..................................................... 15 
4. METODOLOGIA ............................................................................................. 16 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................... 16 
5.1. PROGRAMA DE CONTROLE ................................................................. 16 
5.1.1. CONFIGURAÇÃO DO CONVERSOR ANALÓGICO / DIGITAL ............. 16 
5.1.2. TRANSMISSÃO DE DADOS IHM x ARDUINO. ..................................... 17 
5.1.3. PROGRAMAÇÃO PARA ENVIO E AQUISIÇÃO DE DADOS ................. 18 
5.2. INTERFACE HOMEM / MÁQUINA (IHM) ................................................ 19 
5.3. DADOS DO CIRCUITO ........................................................................... 21 
6. CONCLUSÃO ................................................................................................. 23 
7. BIBLIOGRAFIA ............................................................................................... 24 
 
 
6 
 
Lista de Figura 
 
Figura 1 - Arduino Uno ....................................................................................................... 10 
Figura 2 - Comunicação Bluetooth ................................................................................... 12 
Figura 3 - Modulação PWM ............................................................................................... 13 
Figura 4 - Software Microcontroller BT ............................................................................ 13 
Figura 5 - Sensor de Temperatura LM 35 ....................................................................... 14 
Figura 6 - LM 35 .................................................................................................................. 15 
Figura 7 - Interface Homem / Máquina (IHM) ................................................................. 20 
Figura 8 - Circuito de Controle .......................................................................................... 21 
 
Lista de Tabela 
 
Tabela 1 - Dados do sistema de alimentação ................................................................ 21 
Tabela 2 - Relação entre os valores adotados e porcentagem de duty cycle........... 22 
 
 
 
 
7 
 
INTRODUÇÃO 
 
No mundo industrial existem diversas formas de controlar a velocidade dos 
motores. Entretanto, via de regra, os projetos de controle de velocidade e 
temperatura de máquinas industriais possuem alguns problemas básicos, como 
dependência de estruturas complexas, equipamentos aprimorados e custo muito 
elevado para implantação. Estes fatores acabam por se tornar uma barreira para as 
pequenas e médias indústrias, por conta das soluções limitadas e inflexíveis 
existentes no mercado. 
Diante deste cenário, surgiu a ideia de criar uma nova tecnologia para 
melhorar o desempenho de máquinas automatizadas e, consequentemente, 
contribuir com o desenvolvimento das indústrias de pequeno porte. 
Assim, conforme será demonstrado, com ferramentas acessíveis e de baixo 
custo, foi desenvolvido um sistema supervisório para realizar o controle de rotação 
de um motor de corrente continua através da modulação PWM, além de obter o 
valor da temperatura do sistema, mediante a utilização de um software compatível 
com o sistema operacional Android, visando, principalmente, viabilizar o controle de 
velocidade dos motores, através de uma interface simples, prática e acessível a 
todos: o celular. 
Esta nova forma de controle está adequada aos preceitos modernos de 
tecnologia, sendo apta a substituir os métodos de controle, consagrados ao longo do 
tempo e geralmente utilizados para automação de máquinas industriais. 
 
 
8 
 
1. FORMA TRADICIONAL DE CONTROLE DE VELOCIDADE 
De forma geral, os processos de controlede velocidade de motores de 
corrente contínua são feitos através conversores estáticos. Trata-se de um 
dispositivo que transforma a corrente fornecida pela rede (entrada) em corrente 
contínua pulsativa, através de componentes semicondutores, como Diodo, Tiristor, 
GTO, Triac. 
O sistema de controle é realizado através de uma malha fechada, a qual 
necessita de um transdutor acoplado ao eixo do motor DC, que varia de 0 a 10V 
para enviar a informação ao controlador e, para casos menos críticos, pode-se 
utilizar a tensão da armadura para estimar a rotação do motor. 
A interface IHM deste dispositivo utiliza teclas e geralmente 4 displays de 7 
segmentos que fornece ao usuário o valor medido pelo transdutor. Este tipo de 
interface se limita a informação de rotação do motor, o que torna este equipamento 
inflexível quanto a informações disponíveis ao usuário. Além disso, para aquisição 
de dados, é necessário montar uma rede de comunicação, baseada geralmente nos 
protocolos RS-232, Profibus e DeviceNet. 
2. PROJETO DE CONTROLE DE ROTAÇÃO E AQUISIÇÃO DE 
DADOS. 
Este projeto de controle de rotação, por sua vez, é diferente do modelo 
normalmente utilizado e acima relatado, pois possui uma interface IHM que 
possibilita a configuração da disposição de todas as funções de controle e aquisição 
de dados, tornando possível desenvolver painéis convenientes e agradáveis para 
qualquer tipo de máquina. 
Além de uma interface completamente configurável, o projeto possui 
disponibilidade para entrada e saída de dados: 
 5 entradas analógicas para instalação de transdutores (conversor A/D) 
 6 saídas PWM para controle de motores 
 6 entradas / saídas digitais 
 
9 
 
O projeto foi desenvolvido em uma malha fechada, comandada por meio do 
protocolo de comunicação Bluetooth e interface da plataforma Android, a qual 
comanda o dispositivo Arduino, que, por sua vez, envia comando de controle da 
rotação ao sistema, e o sistema retorna ao usuário informação sobre sua 
temperatura de trabalho. 
3. FUNDAMENTOS TEÓRICOS 
Para melhor compreensão do projeto e da forma como ele foi desenvolvido, 
se faz necessário esclarecer alguns conceitos teóricos básicos que foram utilizados 
para desenvolver o trabalho. 
3.1. SISTEMA SUPERVISÓRIO 
Sistema Supervisório trata-se de uma interface, na maioria das vezes 
amigável e de fácil interpretação, cujo objetivo é viabilizar a supervisão e controle de 
um sistema automatizado, também conhecida como interface Homem / Máquina 
(IHM). 
3.2. ARDUINO UNO 
Se trata de uma placa desenvolvida na Itália, inicialmente utilizada como 
plataforma de prototipagem (desenvolvimento de protótipos) com intuito de tornar a 
robótica mais acessível a todos. 
São constituídos por controladores da Atmel modelo AVR de 8 bits, pinos 
digitais e analógicos de entrada e saída, entrada USB que permite a comunicação 
com PC’s ou serial, e possui código aberto. Este dispositivo não possui recursos de 
rede, mas podem ser conectados a outros Arduinos, criando extensões chamadas 
Shields. Sua tensão de alimentação varia de 7 a 20V, e possui saídas de 
alimentação de 5 e 3,3V tornando possível a ligação de periféricos. 
10 
 
 
Figura 1 - Arduino Uno 
 
Os programas de controle são escritos em linguagem C/C++, que possui uma 
interface escrita em Java. Trata-se de um software gratuito de desenvolvimento, 
para escrever o programa e configurar a “placa”, é capaz de desenvolver objetos 
interativos, admitindo entradas de uma série de sensores ou chaves, controlando 
uma variedade de luzes, motores e outras saídas físicas. 
A linguagem de programação do Arduino é uma implementação do Wiring, 
uma plataforma computacional física semelhante, que é baseada no ambiente 
multimídia de programação Processing. Pode-se dizer que com este dispositivo é 
possível criar qualquer coisa que se imagine, pois além de possuir uma linguagem 
de configuração simples e muitas funcionalidades, possui inúmeros acessórios que 
podem ser conectados a ele. 
Projetado principalmente para prototipagem, apresenta uma característica de 
fácil conexão com demais circuitos, além de ser facilmente configurado através da 
conexão USB. 
Vale ainda dizer que este trabalho possibilitou a utilização de todas as 
funções disponíveis no Microcontrolador Arduino Uno. 
3.3. PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO BLUETOOTH 
É uma tecnologia cujo objetivo é prover um meio de comunicação de baixo 
custo, baixo consumo de energia e baixa complexidade de configuração. Esta 
tecnologia é utilizada para interligar dispositivos eletrônicos diversos e periféricos em 
geral. 
A tecnologia Bluetooth é um protocolo de curto alcance, cujo objetivo é 
eliminar os cabos nas conexões entre dispositivos eletrônicos, tanto portáteis como 
11 
 
fixos. As principais características desta tecnologia são suas confiabilidades, baixo 
consumo e mínimo custo. Dispositivos Bluetooth operam na faixa ISM (Industrial, 
Scientific, Medical) e são classificados de acordo com a potência e alcance, em três 
níveis: 
Classe 1 (100mW, com alcance de até 100m), classe 2 (2,5mW com alcance 
de até 10m), e classe 3 (1mW com alcance de 1 m). Cada dispositivo é dotado de 
um número único de 48 bits que serve de identificação. 
O dispositivo Bluetooth se comunica entre si e forma uma rede denominada 
piconet, na qual podem existir até oito dispositivos interligados, sendo um deles o 
mestre (master), e os outros dispositivos escravos (slave). Uma rede formada por 
diversos "masters" (com um número máximo de 10) pode ser obtida para maximizar 
o número de conexões. 
A banda é dividida em 79 portas espaçadas de 1 MHz, portanto cada 
dispositivo pode transmitir em 79 diferentes frequências. Para minimizar as 
interferências, o dispositivo "master", depois de sincronizado, pode mudar as 
frequências de transmissão dos seus “slaves" por até 1600 vezes por segundo. 
Sua velocidade pode chegar a 3 Mbps em modo de transferência de dados 
melhorada (EDR), e possui três canais de voz. Toda transferência de dados se dá 
no canal físico, que se subdivide em unidades de tempo denominadas ranhuras. Os 
dados intercambiados entre os dispositivos, transitam em forma de pacotes, estes 
por sua vez deverão chegar a estas ranhuras para que a transmissão de dados 
ocorra com sucesso. 
Uma das características da tecnologia Bluetooth é a capacidade de 
transmissão de dados bidirecional, e isso se deve a técnica por ela utilizada de 
múltiplo acesso ou Duplex por divisão de tempo (TDD). Sobre o canal físico 
podemos dizer que é composto por uma camada de enlace físico e canais com seus 
devidos protocolos de controle. A hierarquia abaixo e acima dos níveis de enlaces é 
a seguinte: Canal físico, enlace físico, comunicação lógica, enlace lógico e canal 
L2CAP. 
12 
 
 
Figura 2 - Comunicação Bluetooth 
 
3.4. MODULAÇÃO PWM 
PWM (PULSE WIDTH MODULATION), ou MODULAÇÃO POR LARGURA DE 
PULSO, é uma forma de controle de tensão por recorte onde os tiristores ou 
transistores de potência são ligados ou bloqueados de modo a obter na saída o valor 
de tensão desejada, geralmente variável para que o controle seja possível. 
A modulação determina: 
• A frequência dos pulsos de comando; 
• A duração dos pulsos de comando; 
• A sequência dos pulsos de comando; 
• O sincronismo dos pulsos de comando. 
Na maioria das aplicações industriais é necessário ter variação de velocidade 
afim de controlar rotação de motores. Em motores CC isso é possível controlando a 
tensão de saída, já no caso de motores AC, é possível através do controle da tensão 
e frequência. 
Os sinais pulsados de ciclo de trabalho variável podem ser utilizados de duas 
formas: 
(I) Para controlar atuadores de forma variável e gradual, entre um máximo e 
um mínimo, pode ser o controle da sua posição, velocidade de rotação, 
luminosidade, temperatura, etc. 
13 
 
(I) Para a troca de informações entre módulos de controle.Neste caso, o que 
importa é o ciclo de trabalho do sinal e não o seu valor médio. Esta característica é 
utilizada, por exemplo, em alguns sistemas de injeção eletrônica para informar o 
consumo de combustível ao computador de bordo. 
Neste trabalho será abordado a primeira forma desta modulação. 
 
Figura 3 - Modulação PWM 
 
3.5. SOFTWARE 
O desenvolvimento do software foi realizado com o App Microcontroller BT, 
responsável pela interface homem / máquina, que recebe e envia informações do 
circuito de controle do sistema. 
O projeto apresenta interface simples e amigável para controle do sistema e 
aquisição de dados do circuito. 
 
Figura 4 - Software Microcontroller BT 
 
14 
 
3.6. SENSOR DE TEMPERATURA LM35 
O LM35 é um sensor de precisão, fabricado pela National Semiconductor. 
Possui uma tensão de alimentação de 4 a 20Vdc e GND, sua tensão de saída é 
linear e relativa à temperatura em que se encontra exposto. O valor da tensão de 
saída será de 10mV para cada Grau Celsius, sendo assim, esse sensor não 
necessita de subtração de variáveis para obter uma escala de temperatura em graus 
Celsius, como a maioria dos dispositivos semelhantes. Não necessita de calibração 
externa ou trimming para fornecer com exatidão, valores de temperatura com 
variações de ¼ºC ou até mesmo ¾ºC dentro da faixa de temperatura de –55ºC à 
150ºC. 
Possui baixa impedância na saída, tensão linear, e calibração inerente muito 
precisa, fazendo com que a interface para a leitura seja especificamente simples, 
por esse motivo o sistema apresenta um menor custo. A alimentação do sensor 
poderá ser simples ou simétrica, dependendo do que se deseja como sinal de saída, 
porém independentemente disso, a saída continuará sendo de 10mV/ºC. Ele drena 
apenas 60µA para a alimentação, sendo assim, seu auto aquecimento é de 
aproximadamente 0.1ºC ao ar livre. 
Possui aparência de um transistor e é produzido em diversos modelos de 
encapsulamento, tornando útil a muitas aplicações, o mais comum é o TO-92. A 
relação custo benefício é bastante vantajosa, pois se trata do sensor mais barato 
dos modelos com a mesma precisão 
 
Figura 5 - Sensor de Temperatura LM 35 
15 
 
 
Figura 6 - LM 35 
 
3.7. MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA 
É um dispositivo capaz de converter qualquer energia inserida em seus polos, 
em energia mecânica, tornando possível a movimentação de máquinas ou veículos, 
por exemplo. 
As máquinas de corrente contínua podem ser utilizadas tanto como motor 
quanto como gerador. Porém, uma vez que as fontes retificadoras de potência 
podem gerar tensão contínua de maneira controlada a partir da rede alternada, 
pode-se considerar que, atualmente, a operação como gerador fica limitada aos 
instantes de frenagem e reversão de um motor. 
É constituído basicamente de duas partes, Estator e Rotor, e subdividido da 
seguinte forma: 
Estator: formado pela Carcaça, Polos de excitação, Polos de comutação, 
Enrolamento de compensação e Conjunto porta escovas 
Rotor: Rotor com Enrolamento, Comutador, Eixo. 
O funcionamento de um motor de corrente contínua (MCC) está baseado nas 
forças produzidas da interação entre o campo magnético e a corrente de armadura 
no rotor, que tendem a mover o condutor num sentido que depende do sentido do 
campo e da corrente na armadura (conforme regra de Fleming ou da mão direita). 
16 
 
4. METODOLOGIA 
Para realização deste trabalho foram utilizados os seguintes componentes: 
Arduino UNO; Módulo Bluethoot (porta serial), Motor de corrente continua, 
Smartphone (sistema operacional Android), Sensor de Temperatura LM35; Mosfet 
IRF640; Regulador de tensão 7805; Resistores. 
Após a aquisição dos componentes acima mencionados, será realizada a 
seleção do aplicativo de controle através da ferramenta Play Store, disponível em 
todos Tablets e Smartphones que utilizam o sistema Android. A parte de 
programação do Microcontrolador, foi desenvolvida através do IDE do Arduino, que 
utiliza linguagem de programação C, disponível em www.arduiono.cc, o programa 
será projetado através de apostilas disponibilizadas pelo professor Wellington 
Roque, e pesquisas de internet. 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Através da função “analogWrite” do Microcontrolador, foi desenvolvido, na 
prática, o controle de rotação do motor de corrente continua. 
Conectando o sinal do sensor LM35, na entrada analógica “A0” do 
Microcontrolador, se obteve o valor de temperatura, ao passo que o valor da 
temperatura e o controle PWM do circuito foram transmitidos através da porta serial 
(TX / RX), a qual também é responsável pela comunicação Bluetooth entre a 
interface homem / máquina (IHM). 
5.1. PROGRAMA DE CONTROLE 
Para desenvolver um software aplicável a tecnologia proposta, foi necessário 
desenvolve-lo em três estapas, sendo: 
5.1.1. CONFIGURAÇÃO DO CONVERSOR ANALÓGICO / DIGITAL 
float tempC; 
int temp= 0; 
int verde=3; 
void setup() 
http://www.arduiono.cc/
17 
 
{Serial.begin (9600); 
pinMode (verde, OUTPUT); 
} 
void loop() 
{ 
int tempC = analogRead (temp); 
tempC= (5.0 * tempC *100.0)/1024.0; 
if (tempC <=28) 
{ 
pinMode (verde, HIGH); 
} 
else if (tempC >28) 
{ 
pinMode (verde, LOW); 
} 
Serial.write(temp); 
delay(100); 
} 
5.1.2. TRANSMISSÃO DE DADOS IHM x ARDUINO. 
float tempC; 
int tempPin= 0; //Define a entrada analógica "0" para leitura do sensor 
int motor= 9; //Define a porta digital "9" para acionamento do motor 
void setup() 
{ 
Serial.begin(9600); //Abre a porta serial e configura para 9600bps 
pinMode(motor, OUTPUT); //Determina a porta "9" como saída 
} 
void loop() 
{ 
analogWrite (motor, 127); //Configura a modulação PWM em 50% 
int tempC = analogRead (tempPin); //Lê o valor do sensor 
tempC = (5.0 * tempC * 100.0) / 1024.0; // Converte o valor de temperatura 
18 
 
{ 
Serial.write(201); // Envia o valor da temperatura pela porta serial 201 
Serial.write (highByte(tempC)); 
Serial.write (lowByte(tempC)); 
delay(100); 
} 
if (tempC >=45) //Define 45° para segurança do circuito 
{ 
pinMode (motor, LOW); 
delay(100); 
}} 
5.1.3. PROGRAMAÇÃO PARA ENVIO E AQUISIÇÃO DE DADOS 
float tempC; 
int tempPin= 0; // Define a entrada do sensor como sendo a Porta Analógica 0 
int motor= 11; 
int led= 8; 
void setup() 
{ 
Serial.begin(9600); // Abre a porta serial e configura para 9600 bps 
pinMode(motor, OUTPUT); 
pinMode(led, OUTPUT); 
} 
void loop() 
{ 
if (Serial.available()) // Recebe informação através da porta serial 
{ 
int key = Serial.read(); // Lê a informação recebida pela porta serial 
int val = Serial.read(); // Lê a informação recebida pela porta serial 
analogWrite(motor, key); // Atua na porta 'motor' através do valor recebido em 
"key" 
analogWrite(motor, val); // Atua na porta 'motor' através do valor recebido em 
"val" 
19 
 
Serial.println(key, val); // Imprimi o valor no Serial Monitor 
Serial.write(202); // Envia valor do PWM para o Android através da porta 202 
Serial.write(highByte(key)); 
Serial.write(lowByte(val)); 
delay(50); // Espera 5 milisegundos para repetir o loop 
} 
int tempC = analogRead(tempPin); // Lê o valor do sensor LM35 
 tempC = (5.0 * tempC * 100.0)/1024.0; // Converte o valor de temperatura 
{ 
Serial.write(201); // Envia o valor da temperatura pela porta serial 201 
Serial.write(highByte(tempC)); 
Serial.write(lowByte(tempC)); 
} 
if(tempC <45) 
{ 
digitalWrite (led, LOW); 
} 
if(tempC >=45) 
{ 
digitalWrite (led, HIGH); // Aciona led de emergencia 
} 
if(tempC <50) 
{ 
digitalwrite (motor, LOW); 
} 
delay(50); // Espera 5 milisegundos para repetir o loop 
} 
5.2. INTERFACE HOMEM / MÁQUINA (IHM) 
Interface de Controle e Aquisição de dados do circuito: 
 
20 
 
. 
Figura 7 - Interface Homem / Máquina (IHM) 
- STATUS CONEXÃO: 
Mostra ao usuário o status da conexão Bluethoot entre a Interface (IHM) e o 
dispositivo automatizado. 
- REPRESENTAÇÃOGRÁFICA DA TEMPERATURA 
A finalidade desta barra, é demonstrar ao usuário, de maneira gráfica, o nível 
de temperatura do dispositivo, que, ao chegar no limite de seu curso, representa 
também o limite de temperatura segura pré-definida. 
- TEMPERATURA DO SISTEMA 
Exibe ao usuário o valor de temperatura exato em tempo real do sistema. 
21 
 
- PWM 
Exibe o valor, em BIT, do valor de PWM que o usuário está enviando ao 
controlador. Esta informação é recebida pelo sistema e retornada à interface. 
- BARRA DE CONTROLE DA ROTAÇÃO 
Esta barra permite ao usuário controlar a rotação do motor, através da 
movimentação do cursor. 
5.3. DADOS DO CIRCUITO 
Tabela 1 - Dados do sistema de alimentação 
Alimentação Tensão Corrente máxima 
Motor 24 V 4 A 
Arduino 5 V 500mA 
Circuito de controle 24 V 8A 
 
O motor de corrente continua é alimentado através de uma fonte chaveada 
externa (110 - 220 / 24V), a qual é controlada por uma placa de controle, que recebe 
o pulso 5V proveniente da modulação PWM fornecida pelo Arduino. 
 
Figura 8 - Circuito de Controle 
 
22 
 
Tabela 2 - Relação entre os valores adotados e porcentagem de duty cycle 
PWM (Octadecimal) Duty Cycle (%) Tensão (V) Corrente (A) 
0 0 0,00 0,35 
64 25 6,25 0,35 
127 50 12,30 0,35 
191 75 18,15 0,35 
255 100 24,00 0,35 
 
A tabela acima apresenta o valor de tensão na saída do controlador, medida 
através do voltímetro em relação ao ponto negativo do circuito. 
Ressalte-se que uma das principais características da modulação PWM, é a 
estabilidade da corrente do circuito em qualquer nível do controle, esta característica 
pode ser evidenciada através da 4° coluna da Tabela 2. 
 
23 
 
 
6. CONCLUSÃO 
Neste trabalho abordamos a disponibilidade de novas tecnologias, a fim de 
automatizar máquinas e processos, através de uma plataforma simples, com 
mínimas necessidades de utilização e passagem de cabos de comunicação, 
mediante protocolo aberto de fácil configuração. 
Os objetivos propostos foram alcançados e demonstrados através de um 
projeto prático, onde foi possível controlar a velocidade de um motor de corrente 
continua, comandado por meio do protocolo de comunicação Bluetooth e um 
software de interface instalado na plataforma Android. O Arduino, é o responsável 
por enviar os comandos de controle da rotação ao sistema, e retornar ao usuário 
informação, sobre sua temperatura de trabalho. 
Em termos práticos, o projeto desenvolvido se mostrou altamente aplicável à 
Indústria, pois todo sistema foi constituído por componentes já utilizados neste tipo 
de ambiente, como é o caso do microprocessador da Atmel modelo AVR de 8 bits, 
que equipa o Microcontrolador Arduino, e também de dispositivos móveis com 
sistema operacional Android, os quais são projetados para suportar impactos e 
vibrações. 
Além disso, os componentes eletrônicos utilizados na placa de controle, são 
de utilização comercial, aplicados desde prototipagem até projetos mais complexos. 
Todos estes aspectos e características comerciais favoráveis, além de proporcionar 
alta confiabilidade, proporcionam baixo custo de implantação e de manutenção, 
além de baixa complexidade de implantação, manutenção e operação. 
Por fim, importante ressaltar a importância deste projeto para nosso 
conhecimento, pois nos proporcionou uma compreensão aprofundada sobre a gama 
de materiais e métodos para automatização de máquinas, permitindo, também, o 
desenvolvimento de uma tecnologia que atende às necessidades do mercado, 
levando-se em consideração a facilidade e custos reduzidos de implantação. 
24 
 
 
7. BIBLIOGRAFIA 
SILVA, Davison Fellipe, Sistema de Comunicação Bluethoot Utilizando 
Microcontrolador. Monografia apresentada a Escola Politécnica de Pernambuco: 
Recife – PE, 2009. 
RENNA, Roberto; BRASIL Rodrigo; CUNHA, Thiago; BEPPU, Mathyan; FONSECA, 
Erika, Introdução ao Kit de Desenvolvimento Arduino. Universidade Federal 
Fluminense: Niterói – RJ, 2013. 
FUENTES, Rodrigo Cardozo, Apostila de Automação Industrial. Universidade 
Federal de Santa Maria: Santa Maria – RS, 2005. 
Disponível em: http://www.ic.unicamp.br/~ducatte/mo401/1s2009/T2/079779-t2.pdf, 
acessado em 17/09/2014. 
Disponível em: http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-curso-dt-3-caracteristicas-
e-especificacoes-de-motores-de-corrente-continua-conversores-ca-cc-artigo-tecnico-
portugues-br.pdf, acessado em 17/09/2014. 
Disponível em: http://www.marioloureiro.net/tecnica/electrif/motoresCC2.pdf, 
acessado em 17/09/2014. 
Disponível em: http://www.significados.com.br/android/, acessado em 17/09/2014. 
Disponível em: http://ferpinheiro.wordpress.com/2011/04/21/26/, acessado em 
17/09/2014. 
Disponível em: http://www.arduino.cc/, acessado em 21/09/2014. 
Disponível em: http://www.mecatronicaatual.com.br/educacao/985-controle-de-
motores-cc?showall=&limitstart=0, acessado em 21/09/2014. 
Disponível em: http://www.arduinoecia.com.br/, acessado em 21/09/2014. 
 
http://www.ic.unicamp.br/~ducatte/mo401/1s2009/T2/079779-t2.pdf
http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-curso-dt-3-caracteristicas-e-especificacoes-de-motores-de-corrente-continua-conversores-ca-cc-artigo-tecnico-portugues-br.pdf
http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-curso-dt-3-caracteristicas-e-especificacoes-de-motores-de-corrente-continua-conversores-ca-cc-artigo-tecnico-portugues-br.pdf
http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-curso-dt-3-caracteristicas-e-especificacoes-de-motores-de-corrente-continua-conversores-ca-cc-artigo-tecnico-portugues-br.pdf
http://www.marioloureiro.net/tecnica/electrif/motoresCC2.pdf
http://www.significados.com.br/android/
http://ferpinheiro.wordpress.com/2011/04/21/26/
http://www.arduino.cc/
http://www.mecatronicaatual.com.br/educacao/985-controle-de-motores-cc?showall=&limitstart=0
http://www.mecatronicaatual.com.br/educacao/985-controle-de-motores-cc?showall=&limitstart=0
http://www.arduinoecia.com.br/

Continue navegando

Outros materiais