Carrinho aps 4º Periodo

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ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA
CARRO ELÉTRICO COM BRAÇO ARTICULADO E ELETROÍMÃ
CURSO: ENGENHARIA – CICLO BÁSICO
3º/ 4º PERÍODOS
TURMAS: EB3A34 / EB4A34
ALUNOS:
AYRTON JOSÉ CASTRO BATALHA / RA: C9920C-7
BRENDO PEREIRA DA CUNHA / RA: N995CD-9
FABRÍCIO ARRUDA ALVES / RA: C94GBH-0
JAMES FIGUEIREDO SOARES / RA: N1036B-0
JULIO AUGUSTO C. S. DE OLIVEIRA / RA: D12652-0
MATHEUS LIMA AVINTE / RA: C9696BC-7
RUAN GONZALEZ P. DE SOUZA / RA: C9779A-7
CARRO ELÉTRICO COM BRAÇO ARTICULADO E ELETROÍMÃ
 
Trabalho em grupo para aproveitamento da disciplina Atividades Práticas Supervisionadas do curso de Engenharia Básica, 3º/4º semestres, da Universidade Paulista - UNIP, sob orientação do professor Willians Telles.
UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP
MANAUS-AM
2017
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO...............................................................................................04
2. OBJETIVOS DO TRABALHO.........................................................................04
3. METODOLOGIA DO TRABALHO E DESENVOLVIMENTO TÉCNICO.........04
3.1. A ESCOLHA DO MODELO E MATERIAL....................................................04
3.2. PASSO A PASSO DA CONSTRUÇÃO.......................................................05
3.2.1. O CIRCUITO ELÉTRICO.................................................................................05
3.2.2. O FUNCIONAMENTO...................................................................................05
4. RELAÇÃO DOS MATERIAIS UTILIZADOS............... ........................................06
5. CÁLCULOS REFERENTES AO SISTEMA ELÉTRICO E HIDRÁULICO.......06
6. FOTOS DO DESENVOLVIMENTO DO PROJETO........................................08
7. CONCLUSÃO................................................................................................14
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...............................................................14
INTRODUÇÃO
Dentre os desafios da engenharia, a busca por uma maior eficiência energética ocupa um lugar de destaque. Uma solução para o problema das emissões de dióxido de carbono (CO2) é o veículo elétrico, que não produz nenhum tipo de emissão. O motor de combustão interna é substituído por um motor elétrico, movido a baterias recarregáveis em vez de gasolina ou outros combustíveis fósseis. Neste trabalho iremos explanar acerca do carro elétrico.
OBJETIVOS DO TRABALHO
Construir um carro elétrico com braço articulado de controle remoto movido à bateria ou pilhas, sendo o controle com ou sem fio, para realizar um percurso em uma pista de 1m de largura e 20m de comprimento em circuito misto (curvas e retas, subidas e descidas) em no máximo 10 minutos. Com pontos de carga e descarga pré-determinados no dia da prova. 
Durante o percurso o protótipo com o guindaste ou braço articulado montado sobre este deverá:
Iniciar o percurso, parar em um ponto A, pré-determinado, e içar um primeiro corpo de massa de 10 gramas, transportar até o ponto B para descarga;
Mover-se da posição B até a posição C;
Içar o corpo de prova de 40g na posição C e transportar até o ponto D para descarga;
Fazer todo o percurso da pista, passando por britas, rampas e lobadas.
Deve ser construído conforme as normas da Universidade Paulista UNIP. Um grupo formado com até 10 pessoas, deve elaborar um circuito elétrico para o funcionamento do carrinho, assim como o braço articulado podendo ser hidráulico ou elétrico, confeccionar o eletroímã e planejar a parte estética.
3. METODOLOGIA DO TRABALHO E DESENVOLVIMENTO TÉCNICO
3.1. A escolha do modelo e material
Inicialmente, o grupo teve como objetivo montar um carro do modelo de guindaste hidráulico, atendendo aos critérios estabelecidos para a confecção do carrinho. Contudo, as dificuldades em estabelecer uma estrutura ao mesmo tempo potente e arrojada que ficasse dentro dos padrões de construção fizeram com que o grupo optasse por um design mais simples.
Um design mais leve permitiu a fácil movimentação do carrinho e a inserção de recursos elétricos. Por isso, optou-se por fazer o chassi em compensado, e rodas de madeira com câmera de pneu usado para se ter um bom atrito com o chão.
Para a confecção, foram utilizados alguns recursos, como serra tico-tico, martelo, colas, parafusos para a fixação, porcas, arruelas e solda para a parte elétrica.
3.2. Passo a passo da construção
O primeiro passo foi entender o teorema de Pascal, desta forma, fomos pesquisar qual tipo de guindaste hidráulico atenderia as normas propostas pelo trabalho. Procuramos pesquisar a melhor maneira de produzi-lo visando um custo benefício e uma boa estética, então fomos atrás dos materiais. Em seguida compramos algumas partes dos materiais e começamos a montagem.
3.2.1. O circuito elétrico
O circuito elétrico está esquematizado abaixo e é composto por:
4 motores de 12 Volts.
1 eletroímã confeccionado pelo grupo.
1 bateria recarregável de 12 Volts.
3.2.2. O Funcionamento
Acionando-se a chave na posição FRENTE, alimentam-se os motores com polaridade padrão (Positivo da bateria - Positivo motor / negativo da bateria – Negativo do motor). 
Acionando-se a chave na posição TRÁS, alimentam-se os motores com polaridade invertida (Positivo da bateria – Negativo do motor / Negativo da bateria – Positivo do motor) 
Acionando-se a chave na posição FRENTE + DIREITA, desliga-se o motor direito, e, com apenas o motor esquerdo funcionando, o carrinho rotaciona para a direita.
Os momentos de rotação são dados apenas pelos quatro motores das rodas. Optamos por esse modelo, uma vez que poderá ser melhor aproveitado em esquemas de robótica. A rotação também acontece no sentido TRÁS, porém com movimentos inversos ao do sentido FRENTE.
4. RELAÇÃO DOS MATERIAIS UTILIZADOS
	MATERIAIS
	VALORES (R$)
	4 MOTORES
	40,00
	MDF (COMPENSADO)
	22,50
	PARAFUSOS DIVERSOS, PORCAS E ARRUELAS
	16,75
	1 CAIXA DE DUREPOX
	3,50
	1 COLA SUPER BOND
	37,00
	3m SONDA DE SORO HOSP.
	9,00
	1 SERINGA 10ml
	2,00
	2 SERINGAS 5ml
	3,00
	2 CHAVES 10A / 6 TERM.
	55,00
	5m ARAME ESMALTADO
	2,50
	2m ESTANHO DE SOLDA
	4,00
	1 CÂMERA DE MOTO USADA
	1,00
	1 Y DIV. P/ SONDA 5mm 
	5,00
	1 BATERIA 12V/5 A 
	50,00
	1 PACOTE ABRAÇADEIRA DE NYLON
	6,00
	TOTAL:
	Ʃ= 257,25
5. CÁLCULOS REFERENTES AO SISTEMA ELÉTRICO E HIDRÁULICO
Muitos líquidos podem ser considerados incompressíveis, ou seja, são fluidos que não podem se comprimir, logo apresentam forças reativas às forças de compressão através de variações imperceptíveis no espaçamento entre suas moléculas.
A força de compressão a que nos referimos relaciona-se à pressão sofrida pelo líquido que é dada pela fórmula geral p=∆F/∆A, onde “p” é a pressão, “∆F” é a variação da força aplicada no sistema e “∆A” é a superfície de interesse (área). Em 1652, o físico e matemático francês Blaise Pascal (1623-1662) propôs que:
“A pressão aplicada a um fluido enclausurado é transmitida sem atenuação a cada parte do fluido e para as paredes do reservatório que o contém. ” 
Ou seja, se aumentarmos a pressão em um ponto do fluído, esta será sentida em todo e qualquer ponto com a mesma intensidade. Nosso projeto visa a aplicação do Princípio de Pascal, sendo esta teoria perceptível em um elevador de carros, o sistema hidráulico de um carro, ou a simples ação de abrir e fechar a porta de um ônibus.
A pressão mede a razão entre o módulo de uma força F, aplicada perpendicularmente sobre uma superfície e a área A da superfície
Fórmula da pressão
P= Onde,
P= pressão (Pa);
F= força (N);
A= área (cm²).
Fórmula da área de um cilindro
A= Onde,
A= área;
d= diâmetro.
Cálculos da pressão e área dos cilindros
Cálculo da pressão no cilindro – Movimento vertical do braço
2 Cilindros de 5 ml – Fixados no braço
Diâmetro= 7,25mm= 0,725cm
A= 0, 7995 cm²
Cilindro de 10 ml – Controlado pelo operador
Diâmetro= 14,50mm= 1,45cm
A= 1,65 cm²Para calcular a pressão e a força exercida pelos cilindros para movimentar o guindaste hidráulico, usaremos como base uma força de 10 N.
P=F/A
P= 10/1,65
P=6,06 N/cm² (pressão exercida pelo cilindro do operador)
F=A.P
F=1,65.6,06
F= 9,999
F= 10 N (força transmitida para o cilindro fixo no braço).
As forças transmitidas pelas seringas foram iguais, pois elas estavam ligadas entre si com seringas de diâmetros iguais.
Cálculos utilizados para determinar a velocidade
Dados: RPM do motor (F): 96 RPM, diâmetro da polia: 112mm, logo: r=56mm.
Fórmulas utilizadas: w=2π.f60; Vp=w.r
W=2π.6060
W=6,28 rad/s
Vp=6,28.0,056
Vp=0,351 m/s
Utilizando análise dimensional
Vp= 0,351m/s.1km1000m.3600s1h=1263,61000=1,26 km/h
6. FOTOS DO DESENVOLVIMENTO DO PROJETO
Figura 1: Cortando para alinhamento
 Figura 2: Produzindo as rodas de madeira
Figura 3: Produzindo a parte elétrica
Figura 4: Finalizando as rodas
Figura 5: Parte elétrica das rodas concluída
Figura 6: Montando braço articulado
Figura 7: Cortando o compensado
 Figura 8: Produzindo o braço
.Figura 9: Carrinho finalizado
Figura 10: Dia da apresentação, projeto concluído
7. CONCLUSÃO
O trabalho foi apresentado em 07/11/2017 e atendeu todas as expectativas. Levando-se em conta o que foi observado no decorrer dos dias em que o grupo esteve junto, planejando e confeccionando o carrinho, chegou-se à conclusão de que foi de grande importância o trabalho em equipe e a colaboração de todos. Através dessa atividade, foi dada a oportunidade de colocar em prática o que foi aprendido em sala de aula, especialmente os conhecimentos relacionados a circuitos elétricos, resistores, diferença de potencial, amperagem, isolantes elétricos, condutividade e corrente elétrica. Bem como conhecimentos de fenômenos de transportes no caso do sistema hidráulico. Algumas dificuldades surgiram, especialmente no que diz respeito à conciliação entre as especificações dos fabricantes (motores) e os cálculos da tensão e corrente. Um exemplo foi o cálculo da tensão para o motor: a tensão do fabricante indicava 4,5 V. Todo esse cálculo serviu para visualizar melhor a aplicação da lei de Ohm. Foi uma experiência gratificante, pois alguns integrantes nunca tiveram contato com elétrica e com isso pode-se aprimorar os conhecimentos práticos, sempre visando ao crescimento profissional futuro. Ficou-se com a sensação de missão cumprida e de se ter tido a oportunidade de mostrar a criatividade e engenhosidade dos alunos em geral.
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Carro de Controle Remoto Caseiro. Disponível em <https://www.youtube.com/results?search_query=carro+de+controle+remoto+caseiro >. Carros de Controle Remoto. Circuitos elétricos. Como construir seu próprio carro de controle remoto. Normas ABNT para Trabalhos Acadêmicos 2017. Disponível em <http://apoioerevisao.blogspot.com.br/2014/01/normas-abnt-para-trabalhosacademicos.html>. Projeto Carrinho de Controle Remoto via Arduíno. https://www.tricae.com.br/carrinho-de-controle-remoto/