Relatório Carrinho Elétrico APS UNIP

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UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP CAMPUS ANCHIETA 
ENGENHARIA BÁSICA 
 
 
 
 
 
 
 
AMANDA PECANHA DE SOUZA – G795DE3 
DIOGO GEREMIAS LOPES – G795DE3 
EDUARDO GIUROLO – T724EC0 
FELIPE ARAUJO DE SOUZA – N070HA7 
FELIPE VIANA DA SILVA FERNANDES – N0646A6 
NAYARA JULIA SOARES – T747JC6 
SILAS GORDIANO DE OLIVEIRA – R002055 
 
 
ENGENHARIA BÁSICA – APS 
3º SEMESTRE – 2024 
 
 
SÃO PAULO 
 2024 
 
 
 
 
CARRINHO ELÉTRICO 
 
 
Atividade prática supervisionada apresentada ao corpo docente de Engenharia do ciclo 
básico, Campus Anchieta, como parte dos requisitos para conclusão da grade curricular do 
3°Semestre. 
 
 
 
Banca Examinadora: 
 
Prof. Drª Mirtes Mariano Instituição: Universidade Paulista (UNIP) 
Julgamento Assinatura ______________ 
 
 
Prof. Ms. Amanda Afonso Instituição: Universidade Paulista (UNIP) 
Julgamento Assinatura ______________ 
 
 
Prof. Ms. Umberto Ollita Jr. Instituição: Universidade Paulista (UNIP) 
Julgamento Assinatura ______________ 
 
 
Dedicamos este trabalho a toda equipe de mentores do curso de engenharia da UNIP, 
que puderam proporcionar o conhecimento e o desafio necessários para o desenvolvimento e 
construção deste trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
Sumário 
 
1. OBJETIVO ............................................................................................................. 4 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ................................................................................. 5 
2.1 HISTÓRIA DOS CARROS ELÉTRICOS ................................................................. 5 
2.2 CARROS ELÉTRICOS DA ATUALIDADE .............................................................. 6 
3. ETAPAS DE CONSTRUÇÃO .................................................................................... 8 
3.1 CHASSI ........................................................................................................... 8 
3.2 HARDWARE .................................................................................................... 9 
3.3 SOFTWARE ................................................................................................... 13 
3.4 FECHAMENTO .............................................................................................. 13 
4. APRESENTAÇÃO DO PROJETO ............................................................................ 16 
5. PLANILHA DE CUSTO DO PROJETO ...................................................................... 18 
6. CONCLUSÃO ..................................................................................................... 19 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................... 20 
 
 
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1. OBJETIVO 
 
Com os grandes avanços da mobilidade elétrica e os desafios que esta propõe, tivemos 
como missão de projetar e construir um protótipo de um veículo movido a energia elétrica (com 
ou sem fio) para percorrer uma pista pré-estabelecida. 
O presente trabalho seguiu as seguintes especificações: 
- Chassi 
- Farol funcional dianteiro e traseiro (integrar o acendimento das luzes à inversão dos 
motores); 
- 4 rodas de qualquer material e tamanho; 
- Design de livre escolha; 
- Peças de brinquedos já fabricados não poderão ser usadas; 
- Não serão aceitos Kits de montagem (Lego e similares); 
- Será permitido o uso da placa de programação Arduino; 
- A interface de comunicação (relação controle/carrinho) não poderá ser pré-fabricada. 
- Acionamento: por motores elétricos e de corrente contínua 
- Comprimento 200mm 
- Largura 100mm 
- Altura (livre escolha) 
 
 
 
 
 
 
 
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2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
O desenvolvimento do carro elétrico anda avançando cada vez mais devido a 
tecnologia, trazendo uma mudança significativa no setor automotivo. Seus benefícios 
ambientais andam tornando cada vez mais populares, pois os carros elétricos reduzem os gases 
poluentes durante a operação e são mais eficientes; os carros que são movidos a combustível 
tendem a emitir grande quantidade de dióxido de carbono e outros gases que contribuem para 
o aquecimento global e poluição atmosférica. 
Os motores elétricos convertem cerca de 75% da energia das baterias em energia 
mecânica, enquanto os motores a combustão interna convertem apenas cerca de 20% da energia 
do combustível em energia mecânica. Isso significa que os carros elétricos são mais eficientes 
no uso da energia, o que se traduz em uma economia de combustível significativa. 
 
2.1 HISTÓRIA DOS CARROS ELÉTRICOS 
 
Os veículos elétricos estão entre os primeiros carros construídos durante os anos 
iniciais da indústria automobilística. O primeiro veículo independente a rodar com eletricidade 
foi construído na década de 1830, na Escócia. A fonte de energia para esse veículo não era 
recarregável, um problema considerável. 
Vários outros veículos elétricos chegaram às ruas nos anos 1800, mas o primeiro 
automóvel elétrico real surgiu em 1891, na oficina de William Morrison, de Des Moines, em 
Iowa. Em 1900, 28% de todos os carros nos Estados Unidos rodavam com eletricidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 01: Primeiro carro elétrico do mundo 
Fonte: Wikipedia 
 
 Contudo, pouco depois desse pico de popularidade, o carro elétrico caiu em declínio 
quando Henry Ford introduziu o Modelo T, com motor de combustão e produzido em massa, 
tornando os automóveis acessíveis às massas. 
 Em 1920 o carro elétrico havia praticamente desaparecido, substituído por carros que 
iam mais longe e mais rápido com mais energia, transição que foi auxiliada pelo fato de que a 
gasolina estava prontamente disponível. 
 A ideia de um carro elétrico para as massas voltou em 1960, mas só pegou na década 
de 1970, quando as preocupações com a poluição e os preços crescentes da gasolina 
aumentaram. 
 
2.2 CARROS ELÉTRICOS DA ATUALIDADE 
 
Em 2003, em São Francisco, Califórnia, dois engenheiros Martin Eberhard e Marc 
Tarpenning, fundaram a Tesla uma empresa especializada em carros elétricos, um ano após 
receberam um investimento de US$ 6,5 milhões de Elon Musk, que passou a ocupar o cargo de 
CEO e ser reconhecido como um dos cofundadores. 
 
 
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A Tesla tem sido líder no desenvolvimento de tecnologias avançadas de bateria para 
carros elétricos. Uma das inovações mais notáveis é a bateria de íons de lítio, que tem uma 
densidade de energia muito alta e permite que os carros elétricos da Tesla tenham uma 
autonomia muito maior do que outros carros elétricos no mercado. A Tesla também está 
trabalhando em novas tecnologias de bateria, como baterias de estado sólido, que prometem ser 
ainda mais eficientes e duráveis do que as baterias de íon de lítio. 
A Tesla atua também no projeto de sustentabilidade como: armazenamento de energia 
solar, bem como na comercialização de componentes elétricos como baterias industriais de 
lítio-íon 
Os carros da Tesla atendem a um mercado de luxo e até mesmo o seu modelo mais 
acessível, o Model 3, é dotado de tecnologia avançada. Os automóveis contam com capacidade 
de direção semiautônoma com o recurso Autopilot, que traz a função de piloto automático para 
os veículos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 02: Tesla Model 3 
Fonte: Quatro rodas 
 
 
 
 
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3. ETAPAS DE CONSTRUÇÃO 
 
Após definirmos a metodologia, começamos os trabalhos projetando os componentes. 
Foi realizado uma reunião com todos os participantes do grupo para decidimos todos 
os detalhes e etapas que precisava para ser realizado o carrinho. Dividindo as tarefas para cada 
participante, designer, cálculo de gastos datas, prazos e modelo de comando do nosso carrinho. 
 
3.1 CHASSI 
 
O primeiro deles foi o chassi, que usamos como base o modelo que estava sendo 
mostrado no arquivo de orientações da APS. Escolhemos como material a madeira, por ser defácil manuseio e obtenção. 
 
Figura 03: Projeto do Chassi do Carrinho em AutoCad 
Fonte: Própria 
 
 
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Após ser projetado, utilizando sobras de compensados de madeira, confeccionamos o 
chassi nas medidas desejadas. Foram cortados 2 modelos para termos 1 de “reserva”. 
 
 
Figura 04: Chassi cortado 
Fonte: Própria 
 
3.2 HARDWARE 
 
Com o chassi feito, iniciamos o projeto de hardware do carrinho. 
Por conta do valor, pensamos em utilizar um controle com fios, fazendo reversão dos 
motores por chaveamento, mas essa ideia foi logo descartada, pois o risco de curtos-circuitos e 
mal contato eram muito grandes e não poderíamos arriscar. 
Optamos, então, por utilizar Arduino UNO, junto com uma Ponte H (L298n) e, para 
fazermos a comunicação dos comandos com o carrinho, um módulo bluetooth HC06. Com isso 
em mente, fomos comprar os componentes. 
 
 
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Figura 05: Materiais do carrinho 
Fonte: Própria 
 Com todos os materiais adquiridos e a ideia fundamentada, nos reunimos para realizar 
a montagem dos componentes do carrinho. 
 No momento das montagens, surgiu um problema: o conjunto motor e roda ficava 
muito alto quando montado no chassi, tendo menos de 20mm de distância entre o chassi e o 
chão. Para contornar o problema fizemos um rebaixo na madeira para alojar o motor e, assim, 
aumentar a distância entre o chassi e o chão. 
 Antes de realizar a montagem do carrinho, fizemos uma projeção de como ficariam 
distribuídos os componentes. 
 
 
 
 
 
 
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Figura 06: Disposição dos componentes 
Fonte: Própria 
Visto isso, concordamos em manter os componentes dessa forma e, assim, começamos 
a instalação, fixando as placas e soldando os componentes. 
 
Figura 07: Soldando componentes 
Fonte: Própria 
 
 
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Figura 08: Instalando os componentes 
Fonte: Própria 
 
 Durante a instalação, tomamos a decisão de não instalarmos os leds nesse momento, 
e sim deixar para o final, já que eles seriam fixados na carcaça. 
 
Figura 09: Carrinho com hardware finalizado 
Fonte: Própria 
 
 
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Figura 10: Diagrama elétrico do carrinho 
Fonte: TinkerCad 
 
3.3 SOFTWARE 
 
Com o hardware finalizado, iniciamos o software. 
 Por conta de o Arduino ser um programa altamente explorado e conhecido, foi fácil 
encontrar informações dele na internet e desenvolver a programação do carrinho. 
Em poucas horas conseguimos colocar o carrinho em funcionamento, mas 1 problema 
surgiu: os motores do carrinho estavam com pouco torque. Após fazermos alguns testes, 
percebemos que o problema estava nas pilhas do carrinho. Estávamos utilizando pilhas da 
marca “Rayovac” e substituímos por pilhas da “Duracel”, o que sanou o nosso problema. 
3.4 FECHAMENTO 
 
Após o funcionamento do carrinho, começamos a projetar o seu “fechamento”. 
Optamos por utilizar policarbonato vazado, por já termos esse material e por ser um material 
leve e maleável. Como design, pensamos em utilizar um modelo semelhante ao “caveirão”, a 
viatura operacional do BOPE. 
 
 
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Figura 11: Caveirão do BOPE 
Fonte: 3DExport 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 12: Projeto do fechamento do Carrinho em AutoCad 
Fonte: Própria 
 
 
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 Após projetado, iniciamos a confecção do carrinho. Para fazer os recortes, utilizamos 
um ferro de solda aquecido e, para fazer a rebarbação foi utilizada uma folha de lixa 180. 
 Durante a instalação do fechamento foram finalizados alguns pontos que estavam 
pendentes, como ligação elétrica dos leds e programação deles no Arduino. 
 
Figura 13: Carrinho finalizado 
Fonte: Própria 
 
Em seguida, começamos os testes finais do carrinho, simulando o possível trajeto do 
dia da apresentação. O eixo dianteiro, por ser fixo, apresentou resistência no momento das 
curvas com o carrinho. Como alternativa, optamos por lubrificar essas rodinhas com silicone 
em spray, o que melhorou o desempenho. 
 
 
 
 
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4. APRESENTAÇÃO DO PROJETO 
 
Nosso projeto foi apresentado no dia 15/05/2024 com o desafio de percorrer um trajeto, 
de 20 metros, limitado no chão com fitas, em um tempo inferior a 3 minutos. 
 
Figura 14: Percurso de teste do carrinho 
Fonte: Própria 
Durante as conferências do projeto, foi notado que a largura do carrinho estava 
superior ao previsto nas normas de construção, estando com 230 mm, sendo o máximo pré-
estabelecido 200 mm, mas isso não impediu que o teste do carrinho fosse feito. 
Ao longo do percurso, mesmo com as rodas do eixo dianteiro lubrificadas, o carrinho 
apresentou uma certa resistência para virar, o que fez com que “perdêssemos um tempo maior” 
nas curvas do trajeto 
 
 
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. 
Figura 15: Carrinho executando o trajeto 
Fonte: Própria 
Podemos concluir que foi obtido um bom resultado na avaliação, haja vista que o 
carrinho executou todo o percurso de 20 m em 2m17s. 
 
 
 
 
 
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5. PLANILHA DE CUSTO DO PROJETO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Materiais utilizados 
Material Quantidade 
Valor 
Unitário 
Valor 
Total 
Chassis 1 - - 
Rodas 2 R$ 4,99 R$ 9,98 
Kit Motor DC + roda 2 R$ 13,36 R$ 26,72 
Módulo Bluetooth 1 R$ 26,05 R$ 26,05 
Kit Arduino + Protoboard + Cabos 1 R$ 64,52 R$ 64,52 
Suporte para pilha 1 R$ 9,97 R$ 9,97 
Buzina 1 R$ 8,87 R$ 8,87 
Ponte H 1 R$ 18,66 R$ 18,66 
Led's 4 - - 
Resistor 420 Ω 4 - - 
Policarbonato vazado 1 - - 
Bastão de Cola Quente 2 R$ 2,00 R$ 4,00 
Placa de acrílico 1 - - 
Pilhas AA Duracell 8 R$ 7,50 R$ 60,00 
TOTAL R$ 228,77 
Nº de participantes 7 
Valor p/ participante R$ 32,68 
 
 
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6. CONCLUSÃO 
 
 Com a realização desse projeto conseguimos praticar alguns assuntos sobre 
comandos elétricos, montagem de circuitos e programação. 
 O grupo mostrou responsabilidade e união em meios aos desafios e falhas que 
tivemos devido a baixa carga da pilha Rayovac não fez com que o nosso carinho andasse e a 
falha no eixo dianteiro durante o processo. Atingindo o percurso estabelecido pelos professores 
antes dos 3 minutos estabelecidos nas regras. 
 Apesar das complicações ficamos satisfeito com o resultado, o que nos anima a 
continuamos buscando nosso projeto de futuros engenheiros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
CANALTECH. Tudo sobre o Tesla. Disponível em: 
. Acesso em: 15 maio 2024. 
MAKERHERO. Como fazer um carrinho de controle remoto simples com Bluetooth. 
Disponível em: . Acesso em: 15 maio 2024. 
USINAINFO. Carrinho Arduino controlado por Bluetooth e sistema Android. 
Disponível em: . Acesso em: 15 maio 2024.