Alimentador Automático p/ Animais Domésticos - Préprojeto

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Engenharia
Elétrica
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE - UFAC
CCET - CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
MICROPROCESSADORES II
RIO BRANCO - AC
2017
Engenharia
Elétrica
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DISCENTES
DISCENTES
Lucas Costa Vichinsky
Estudante de
Bacharelado em Eng.
Elétrica - UFAC
Francisco Willian
Estudante de
Bacharelado em Eng.
Elétrica - UFAC
Josilene Claret Ramos
Arancibia
Estudante de
Bacharelado em Eng.
Elétrica - UFAC
DOCENTE:
Roberto Chura Chambi
Mestre em Eng. Elétrica
Pré-relatório: Projeto de alimentador automático
de animais.
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Introdução
“Me dê seis horas para derrubar uma árvore, eu demorarei quatro
horas apenas amolando o machado.” - Abraham Lincoln.
Existem diversas situações onde o ser humano se depara com
problemas simples, mas que ocupam muito tempo. No cotidiano é
comum se deparar com situações onde as pessoas devem escolher
entre uma obrigação e outra. Nem sempre é possível realizar diversas
tarefas de uma vez, o tempo é uma variável preciosa nesse quesito.
Diversas vezes nos deparamos com situações onde existem
alternativas que podem ser melhoradas e implementadas. Situações
onde com um pouco mais de visão podem poupar uma quantidade
alarmante de tempo das pessoas, que elas consequentemente podem
utilizar para outras coisas.
Quando se fala de animais domésticos, os bichinhos se associam
facilmente com conceitos de carinho, amor e afeto. É comum no
cotidiano das pessoas elas quererem oferecer cada vez mais conforto
e afeto para os animais. E é ai que o projeto referente a esse texto
entra.
Nossa proposta de projeto é uma máquina que satisfaça as
necessidades fisiológicas de alimentação e de hidratação do animal. A
metodologia do trabalho será descrita. Sente-se e tenha uma boa
leitura.
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Motivação
Durante o curso de Engenharia Elétrica é comum se deparar com
uma etapa simples da vida do estudante (mas que pode gerar muita
dor de cabeça) que se chamam os projetos. Os projetos possuem
como motivação aproximar o aluno com a prática de cada disciplina,
uma vez que eles ficam muito atrelados a teoria.
Diante disso uma das motivações para realizar a montagem do
projeto é justamente essa: aprendizado. A garantia que qualquer
aluno saia da faculdade e apenas com os conhecimentos que foram
adquiridos dentro de sala de aula arrume um emprego é muito baixa.
Quanto mais próximos eles tiverem da prática, maior a chance de ter
um melhor desempenho no mercado de trabalho.
A escolha do projeto se deu pelo fato de estarmos usando o
projeto para duas disciplinas Controle Linear I e Microprocessadores
II. O projeto de controle deve ser um pouco mais bonito e robusto,
então decidimos associar o útil ao agradável. Um projeto que seria
bom, bonito e interessante no ponto de vista pessoal, uma vez que as
pessoas gostam de animais de estimação.
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Funcionamento
O funcionamento do projeto dependerá inteiramente das
componentes e da programação desenvolvida para o mesmo.
Primeiramente o circuito contará com um display que exibirá algumas
informações (ainda não definidas). O projeto funcionaria com dois
circuitos separados:
Circuito de alimentação: O circuito de alimentação deverá
determinar uma quantidade de ração pré-definida na vasilha do
animal, além disso deverá contar com um sistema temporizador cuja
função é determinar de quanto em quanto tempo o animal se
alimenta. Um motor rodando uma hélice vertical será reponsável por
preencher a vasilha do animal.
Circuito de hidratação: O circuito de hidratação por sua vez é
responsável por deixar a vasilha do animal sempre cheia de água.
Isso significa que depois de um certo tempo o compartimento
responsável por água do animal deve ser preenchido. Para preencher
a vasilha o sistema contará com uma bomba de aquário ou uma
válvula solenóide.
Algumas sugestões que nós ouvimos:
 Controlar a quantidade de ração por peso: Uma excelente
sugestão dada por um aluno durante a pré-apresentação na aula de
Controle Linear I, aumentaríamos a precisão em compensação o
componente deveria funcionar de maneira correta e deveria ser
encontrado;
 Controlar a quantidade de ração por LDR: uma boa sugestão
da professora Ana Beatriz, o LDR é fácil de encontrar e de fácil
manuseio, mas nos dá um controle pobre sobre a alimentação do
animal.
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Planejamento
Uma etapa importantíssima da elaboração do projeto constitui no
planejamento do projeto. O planejamento é fundamental uma vez
que podemos definir como o projeto deve funcionar principalmente e
a maneira que podemos previnir futuros problemas. Então o
planejamento é fundamental nesse sentido. Vamos definir o
planejamento em algumas etapas. Entre elas estão:
Componentes: Os compnentes
são o coração do projeto. Eles
que vão definir como o projeto
irá se comportar e a maneira
que o código vai se comportar e
definir a modelagem do projeto.
Sem os componentes o projeto
não pode nem ser iniciado.
Maquete: Devido ao fato do
projeto ser mais robusto, o
projeto deve possuir uma
maquete estrutural construída
de maneira costumizada para
encaixar melhor nas
pré-definições. A maquete é o
corpo do projeto.
Software: o software será o
cérebro do projeto. Ele
determinará como os
componentes irão se comportar
e definir o funcionamento do
projeto.
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CrModelagem: Por último é
importante definir como
modelar o projeto. O projeto
contará com algumas
componentes que podem ser
expressas como funções de
tranferência. O objetivo é
encontrar elasonograma:
Teremos um cronograma para
Modelagem: Por último é
importante definir como
modelar o projeto. O projeto
contará com algumas
componentes que podem ser
expressas como funções de
tranferência. O objetivo é
encontrar elas.
Cronograma: Teremos um
cronograma para definir quando
e como trabalhar em cada ação.
Ele tem como função ajudar a
flexibilizar as prioridades e o
tempo de trabalho.
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Componentes
Palavras-Chave: Utilidade, custo, facilidade de manuseio e acesso.
Para o projeto funcionar de maneira adequada, deve-se escolher
os componentes do projeto de maneira igualmente adequada. De tal
forma que alguns fatores que se devem ser analisados são: a utilidade
do componente do projeto, o custo da componente do projeto e a
facilidade de manuseio e acesso dessas componentes.
Até agora, a lista de componentes principaisdo projeto se resume
em:
Componentes Essenciais:
1 Arduino Uno;
1 Motor de passo;
1 Fonte de Tensão;
Uma placa de circuito impresso.
Um sensor de distância.
Modelagem: Por último é
importante definir como
modelar o projeto. O projeto
contará com algumas
componentes que podem ser
expressas como funções de
tranferência. O objetivo é
encontrar elas.
Outras opções:
Válvula de solenóide;
Ou a bomba de aquário.
Obs.: Essas opções serão
definidas até início de Janeiro.
Componentes Essenciais:
1 Arduino Uno;
1 Motor de passo;
1 Fonte de Tensão;
Uma placa de circuito impresso;
Um sensor de distância;
Um Visor LED.
Sugestões para o controle da ração:
Um sensor LDR;
Ou uma balança (sensor de peso de uma balança);
Nota: Essas componentes serão definidas pela facilidade de acesso.
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Maquete
Palavras-Chave: Acessibilidade e praticidade.
Para a maquete deve se ter em mente algumas coisas. A primeira
é mais fácil, ela deve atender os requisitos de acessibilidade para o
animal. Isso significa que o projeto deve ser moldado para satisfazer
todos os quesitos relacionados ao seu funcionamento (isso significa
que ela deve atender todos os quesitos pré-definidos em projeto). A
segunda é que deve ser de fácil manuseio, para se evitar muita dor de
cabeça.
A maquete para o projeto é:Nota: essa maquete é preliminar, seguindo alguns conselhos e
algumas dicas ela ainda será muito modificada e o plano é que ela
fique pronta na primeira semana de Janeiro.
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Software
Palavras-Chave: Bibliotecas, funções e software.
Para o software utilizaremos a plataforma de programação
Arduino™, onde procuraremos algumas funções para as componentes
e entender como a biblioteca funciona. Para o motor por exemplo, o
funcionamento é bem semelhante ao funcionamento dos coollers que
utlizamos no projeto de Microprocessadores I.
O software relacionado ao projeto será projetado pensando no
seguinte:
Só no esboço acima por exemplo nós já sabemos que iremos usar
pelo menor uma biblioteca (a do display).
 Um temporizador para a alimentação, definindo de quanto em
quanto tempo o animal deverá comer;
 Um sensor (seja de peso ou de iluminação) para determinar a
quantidade de ração que terá na vasilha (dependendo do peso
da vasilha ou se o sensor está sendo iluminado ou não);
 Uma bomba de aquário ou uma válvula de solenóide que jogará
a água na vasilha de água;
 Um sensor de distância que determinará quando a válvula de
solenóide ou a bomba de aquário irá operar;
 Por último o controle do display que exibirá alguma informação
desejada.
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Cronograma
Foi definido um cronograma prévio sobre o que fazer e quando
fazer esse cronograma foi definido com espaços significativos para
definir o que fazer e quando fazer. O cronograma é:
Esse calendário é bem improvisado, mas já mostra alguns dos
nossos planos de trabalho em relação ao projeto até o mês de
fevereiro.
Componentes
Programas
Montagem
 Primeira semana de Janeiro: ter a lista de componentes
completa;
 Primeira semana de Janeiro: ter a maquete digital pronta;
 Segunda semana de Janeiro: pedir para a maquete física ser
construída;
 Segunda semana de Janeiro: ir atrás dos componentes (no
máximo);
 Terceira semana de Janeiro: testar um protótipo do circuito
(começar a procurar a melhor programação);
 Terceira semana de Janeiro: começar a construção do projeto.
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Modelagem
Palavras-Chave: função de transferência, análise de cada
componente e diagrama de blocos.
Para o projeto, será feita a modelagem da função de transferência
do mesmo em diagrama de blocos. Para isso deverá ser analisado
como cada componente se comporta e a definir as funções de
transferência de cada um.
Essa modelagem será feita pensando nos seguintes parâmetros:
 Procurar modelar os atenuadores através de seus datasheets,
pegando os valores de suas componentes;
 Os sensores serão definidos como uma constante (encontrada
em seu datasheet) multiplicado por um s;
 Os outros componentes serão pesquisados de maneira
pertinente.