Desenvolvimento de um sistema de estacionamento automatizado

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Trabalho Interdisciplinar Dirigido IV
INSTITUTO POLITÉCNICO – Centro Universitário UNA
Desenvolvimento de um sistema de estacionamento automatizado
CURSO: Engenharia Mecânica - Professor TIDIR: Alexander Fischer
André Felipe Vale da Silva, Déborah Carolina Gomes de Oliveira, Estevão Henrique, Gracileyde 
Soares Henrique, Leandro Raul, Márcio Alves Francisco.
Resumo
Este trabalho tem com intuito apresentar um novo modelo de estacionamento 
veicular automatizado, capaz de contribuir de forma positiva quanto aos problemas 
relacionados à falta de vagas de estacionamento, otimizando assim espaço físico e 
tempo demandado no processo. O modelo de protótipo apresentado é acionado por 
um motor elétrico que a partir de um comando de um software transmite para todo o 
sistema um torque que assim movimenta as gaiolas de armazenamento dos veículos 
direcionando assim as vagas devidas. 
Palavras-chave: motores elétricos, estacionamento veicular automatizado, torque.
1. Introdução 
Diante do aumento significativo da população e consequentemente de seus 
meios de transportes, principalmente veículos de pequeno porte, tem se observado 
a necessidade de criar novas formas de se acondicionar estes veículos, uma vez 
que os modelos já existentes não atendem a demanda. Com base nestes dados, 
este trabalho tem como objetivo apresentar uma possível solução para suprir a 
déficit por vagas de estacionamento.
2. Referencial Teórico
De acordo com o livro Da Arquitetura (2002), os primeiros relatos que se tem na 
história referente a elevadores vem do arquiteto romano do século I A.C. Marcos 
Vitrúvio Polião. Ele criou uma cabina suspensa em poço vertical, movida por tração 
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humana, animal ou hidráulica, com o auxílio de um contrapeso para elevar pessoas 
ou cargas. Na metade do século XIX, o americano Elias Graves Otis introduziu no 
elevador, movido a vapor, o uso do sarilho, cilindro horizontal onde o cabo é 
enrolado e tracionado.
Atualmente, os elevadores a cabo consistem em uma torre, em cujo interior se 
move em uma cabine, tracionada por um cabo de aço, que se enrola no carretel de 
um guincho, movido por um motor elétrico. A tensão expressa no cabo é a força que 
puxa o cabo de elevação, quando o elevador está abaixo do cabo é puxado para 
baixo conforme visto na Figura 1. As forças ocorrem em pares de ação da reação, 
de modo que a reação à força de tensão seria exercida pelo cabo sobre o elevador. 
Os pares de ação de reação atuam em direções opostas, mas com igual magnitude.
 
(a) 
 
(b) 
Figura 1. Tensão expressa no cabo do elevador, onde (a) elevador descendo e (b) Diagrama de 
corpo livre sendo T=tensão; p=peso; m=massa e g=aceleração da gravidade. Fonte: Ciência na Mão
Nos grandes centros urbanos acumulam-se problemas de ordem urbanística 
devido ao crescimento populacional e ao crescimento do poder aquisitivo, esse 
último torna possível a aquisição de veículos automotivos por várias pessoas de 
tipos diferentes de classe social, gerando problemas como o excesso de veículos 
causam cada vez mais congestionamentos e a falta de vagas para estacionar se 
tornam cada vez mais escassas.
De acordo com o Detran-SP (2013), a frota de veículos na cidade de São 
Paulo chegou a 7.429.805. Destes 5.355.919 são carros, 973.000 motos, triciclos e 
quadricíclos, 823.131 micro-ônibus, caminhonetes e utilitários, 148.398 caminhões e 
43.466 ônibus.
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Para solucionar estes problemas algumas propostas estão sendo implantadas 
em países como Japão e Coréia do Sul, onde a necessidade de agilidade no 
processo de estacionar e ao mesmo tempo a exigência de aproveitamento do 
espaço vertical são indispensáveis. O estacionamento automático ou automatic 
parking vem sendo uma forma de resolver tais problemas. 
A fábrica da Volkswagen, na Alemanha, goza de um sofisticado sistema de 
armazenamento para os novos veículos. Esse sistema possibilita uma melhor 
organização e otimização do espaço físico, como pode ser observado na Figura 2. 
De acordo com a multinacional o sistema implantado economiza 20% do espaço 
para armazenamento de veículos.
Segundo a D.Y. Park (2013), empresa especializada no desenvolvimento de 
automatic parking, o sistema de estacionamento automatizado facilitou o tráfico e 
tornou-se essencial dentro de grandes cidades, na maioria das áreas urbanas no 
mundo assim como na Coréia, desde as primeiras implantações ao redor de 30 anos 
atrás. Os engenheiros especializados da D. Y. Park já desenvolveram mais de 10 mil 
sistemas de estacionamento automatizado na Coréia. O sistema utilizado na Figura 
3 é composto de gaiolas para armazenamento dos veículos, tracionadas por moto 
redutor que recebe comandos elétricos gerenciados por software.
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Figura 2. Estacionamento da Volkswagen. 
Wolfsburg, Alemanha.
Figura 3. Estacionamento desenvolvido pela 
D. Y. Park. Coreia do Sul.
Um motor elétrico é responsável pela locomoção de todo o sistema, 
transmitindo o seu torque para as polias e catracas. 
Todos os motores elétricos valem-se dos princípios do eletromagnetismo, 
mediante os quais condutores situados num campo magnético e atravessados por 
correntes elétricas sofrem a ação de uma força mecânica, ou eletroímãs exercem 
forças de atração ou repulsão sobre outros materiais magnéticos. Na verdade, um 
campo magnético pode exercer força sobre cargas elétricas em movimento. Como 
uma corrente elétrica é um fluxo de cargas elétricas em movimento num condutor, 
conclui-se que todo condutor percorrido por uma corrente elétrica, imerso num 
campo magnético, pode sofrer a ação de uma força. 
3. MATERIAIS E MÉTODOS
METODOLOGIA DE TRABALHO
Para confecção do projeto proposto se fez necessário a realização de 
pesquisas de embasamento sobre aplicações já existentes, a fim de delimitar qual 
método adotar para construir o mesmo. Depois de concluídas as pesquisas e 
determinado o método a ser utilizado iniciou-se a etapa de obtenção dos materiais 
necessários para a construção do projeto como Circuitos Integrados, Cabos, 
Motores de Passo, Software CAD, entre outros pertinentes para a confecção do 
projeto. Seguindo o raciocínio foi avaliado o software para que haja a comunicação 
entre a parte virtual e a parte física do projeto, com o intuito de obter conhecimento 
em seus comandos básicos e necessários ao projeto. Posteriormente após 
adquiridos os materiais deu-se a construção do protótipo desenvolvendo os 
comandos do software CAD e paralelamente o protótipo físico realizando-se testes 
comparativos de atuação e desempenho.
SOFTWARE DE ACIONAMENTO E FRENAGEM DO SISTEMA 
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O Software utilizado para acionamento e frenagem do sistema foi o CAD. 
Para a programação do software foram utilizadas técnicas de condição, onde é feita 
a troca de acionamentos, SE o motor é acionado o freio desacionado,. Para o 
funcionamento do software faz-se necessário um operador que definirá por si só as 
gaiolas a ser direcionadas a entrada e saída.
CIRCUITO DE ACIONAMENTO DO MOTOR 
Para o funcionamento do sistema foi utilizado um circuito de recepção com sinais de 
porta paralela. Para a construção do circuito foi utilizada uma placa de fenolite onde 
todo o circuito foi desenhado, composto por dois diodos para evitar que a corrente 
retorne pelo sistema podendo ocasionar a queima do sistema; dois transistores com 
a função de receber o sinal do computar e transmiti-lo para o motor conforme visto 
na Figura 4.
 
Figura 4. Circuito desenvolvido para o Motor.
MOTOR
O motor utilizado funciona comuma tensão de 6 volts, com uma potencia de 6 
watts, e sua transmissão e feito por meio de uma polia de 20mm de diâmetro.
SISTEMA DE TRANSMISSÃO 
A transmissão em primeiro momento é feita por uma correia que é fixada na 
polia do motor e na polia fixada a um eixo, eixo que transmite para uma catraca 
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fixada na outra extremidade do mesmo. Através de corrente é feita a transmissão da 
primeira catraca para uma segunda fixada à roda onde as gaiolas são fixadas. 
GAIOLAS
As quantidades de gaiolas definem a capacidade de armazenamento de 
veículos no sistema. As gaiolas também são responsáveis pela transmissão dos 
movimentos entre as rodas.
Figura 5. Vista plana vista lateral e vista frontal do Estacionamento com quatro gaiolas.
RESULTADOS EXPERIMENTAIS
Para os testes experimentais, o estacionamento foi carregado com carros em 
miniatura escala de 1:36 com o peso de 0,100 kg cada. Basicamente todo o sistema 
é reduzido para a mesma escala. Os resultados encontrados foram satisfatórios 
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visto que os processos utilizados foram basicamente direcionados para o nível de 
protótipo.
Para os sistemas estudados foram encontrados processos aperfeiçoados, 
onde as vagas são pré-definidas e identificadas para o software. O próprio software 
controla o sistema conforme a solicitação do próprio usuário, que é identificado 
através de um ticket retirado após o mesmo estacionar o seu veículo. O sistema é 
travado após a conclusão da rotina, sendo destravado apenas após uma nova 
solicitação.
Os resultados foram satisfatórios, visto a simplicidade do sistema, não 
necessitando de grande tecnologia, mostrando que a sua implantação é possível.
Referencia Bibliográfica
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2005.
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<http://www.detran.sp.gov.br/frota/frota.asp> Acesso em 10 de abril 2013
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<http://www.arq.ufsc.br/arq5661/trabalhos_2002-2/Transportes_ 
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Lagonegro, Marcos Aurélio. Da Arquitetura de Marco Vitrúvio Polião. Ed São Paulo; 
Editora Annablume 2ª edição 2002.
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<http://www.woehr.de> Acesso em: 14 março 2013.
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REZENDE, E. M. Sistemas de Estacionamento Vertical Modulado em Estrutura 
Metálica. Universidade Federal de Ouro Preto, 2005.
Volkswagen. Wolfsburg, Alemanha. Disponível em: 
<http://armazemgeralcuriosidades.blogspot.com/2009/11/modernidade-pelo-
mundo.html> Acesso em 14 março 2013.
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	1. Introdução 
	2. Referencial Teórico
	3. MATERIAIS E MÉTODOS