esteira seletora e contadora de objetos metlicos

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE 
SÃO PAULO 
CAMPUS SÃO JOSÉ DOS CAMPOS 
 
 
 
Allan Cesar Seiji Yamamoto 
 Caio Felipe Drago da Silva 
João Marcio de Oliveira Ribeiro 
Marcelo Rezende do Nascimento 
Rômulo Augusto Cesare 
 
 
 
Esteira Seletora e Contadora de Objetos Metálicos 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso 
apresentado ao Instituto Federal de 
Educação, Ciência e Tecnologia de São 
Paulo – Campus São José dos Campos, 
como exigência para obtenção do Título 
de Técnico em Automação Industrial sob 
a orientação do Professor Cláudio Luis 
dos Santos e Co-orientação do Rômulo 
de Campos Gosmes. 
 
 
 
 
 
 
 
São José dos Campos 
2014
 
 
i 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Aos pais, amigos e professores. 
 
Toda a brandura, 
 
Dedicamos 
 
 
 
 
 
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Agradecimentos 
 
Primeiramente a Deus por sempre nos proporcionar força para que 
realizase – mos este trabalho. 
 
Aos nossos pais e amigos, por seus incentivos, preocupações e idéias 
construtivas que ajudaram a constituir todo o trabalho. 
 
Ao IFSP-Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de São 
Paulo campus São José dos Campos/PETROBRAS, seu corpo docente, direção, 
setor administrativo. 
 
Ao Prof. Cláudio Luis Santos, nosso orientador, por sempre estar 
empenhado e motivado a nos ajudar perante todas as dificuldades presentes em 
torno do projeto. Também pela orientação, correção e revisão do trabalho teórico, 
pois, a todo o momento nos proporcionou grandes idéias de crescimento pessoal e 
profissional. 
 
À Prof.ª Vania Battestin por todo seu apoio didático e profissional na 
construção desta monografia. 
 
Aos técnicos de bancada Danilo e Everson, por auxiliar-nos em diversos 
testes realizados no laboratório e na adaptação dos componentes utilizados em 
nosso projeto. 
 
Ao prof. André Luiz Mendes Moura por todo o auxilio e orientação em 
métodos de desenvolvimento para solução de problemas eletrônicos e mecânicos. 
 
Contudo, todos aqueles que sempre acreditaram em nossa capacidade de 
realização e de comprometimento, obrigado! 
 
 
iv 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“O êxito da vida não se mede pelo caminho 
que você conquistou, mas sim 
pelas dificuldades que superou no caminho”. 
 
Abraham Lincoln 
 
 
 
 
 
 
v 
 
SUMÁRIO 
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................... vi 
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS ................................................................ vii 
RESUMO.................................................................................................................. viii 
ABSTRACT ................................................................................................................ ix 
1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 1 
2. OBJETIVO .............................................................................................................. 2 
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................... 3 
3.1. CLP ............................................................................................................... 3 
3.2. Sensor indutivo ................................................................................................. 4 
3.3. Motor de passo ................................................................................................. 5 
3.4. Sensor óptico .................................................................................................... 6 
3.5. Driver ULN 2003 ............................................................................................... 7 
3.6. TIP 31C ............................................................................................................. 8 
3.7. Robô ................................................................................................................. 8 
4. MATERIAIS E MÉTODOS ....................................................................................... 9 
4.1. Materiais ........................................................................................................... 9 
4.2. Métodos .......................................................................................................... 10 
4.2.1. Construção da esteira .............................................................................. 10 
4.2.2. Acionamento do motor de passo com Driver ULN 2003 ........................... 13 
4.2.3. Acionamento do motor de passo pelo TIP31C ......................................... 15 
4.2.4. Confecção artesanal do circuito na placa de fenolite ............................... 17 
4.2.1. Acoplamento dos equipamentos no projeto ............................................. 23 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES ........................................................................... 26 
6. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ..................................................... 27 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 28 
Anexo 2- Programação de lata pequena e grande do robô.. ..................................... 33 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
vi 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 .....................................................................................3 
Figura 2 .....................................................................................5 
Figura 3 .....................................................................................6 
Figura 4 .....................................................................................7 
Figura 5 .....................................................................................8 
Figura 6 .....................................................................................10 
Figura 7 .....................................................................................11 
Figura 8 .....................................................................................11 
Figura 9 .....................................................................................12 
Figura 10 .....................................................................................12 
Figura 11 .....................................................................................13 
Figura 12 .....................................................................................14 
Figura 13 .....................................................................................15 
Figura 14 .....................................................................................16 
Figura 15 .....................................................................................17 
Figura 16 .....................................................................................18 
Figura 17 .....................................................................................19 
Figura 18 .....................................................................................19 
Figura 19 .....................................................................................20 
Figura 20 .....................................................................................21 
Figura 21 .....................................................................................22Figura 22 .....................................................................................22 
Figura 23 .....................................................................................23 
Figura 24 .....................................................................................25 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
vii 
 
 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS 
 
CLP Controlador Lógico Programável 
DC Direct current (Corrente contínua) 
CC Corrente contínua 
I/O Input/Output (Entrada/Saída) 
GND Ground (Terra) 
V 
S 
Tensão 
Sensor 
NEMA (National Electrical Manufacturers Association) 
MDF (Medium Density Fiberboard - Fibra de Média Densidade) 
NA Normalmente Aberto 
NF Normalmente Fechado 
Ω Ohms 
β Ganho 
ω Velocidade ângular 
vest Velocidade da esteira 
vm Velocidade do motor 
Hz Frequência 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
viii 
 
 
RESUMO 
Esta monografia apresenta o projeto de um sistema de controle de uma 
esteira seletora de latas a partir de uma seleção de tamanho no início que é 
controlada através do hardware CLP (Controlador Logico Programável). Logo, 
quando os sensores indutivos, pela combinação de acionamentos detectarem que a 
lata transportada está de acordo com o tipo desejado, o processo continuará 
normalmente e após a passagem da tal pela detecção será realizada 
simultaneamente a contagem do produto e depois ele será armazenado em um 
compartimento específico. Porém, caso haja uma lata fora do padrão adotado no 
início, os sensores irão detecta-la, logo, a esteira irá parar e a retirada será realizada 
pelo braço robótico. 
Palavras chave: CLP, controle, esteira e seleção. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ix 
 
ABSTRACT 
This monograph presents the design of a control system of a treadmill 
selector cans from a size selection at the beginning which is controlled via hardware 
PLC (Programmable Logic Controller). Therefore, when the inductive sensors, 
actuators detected by the combination of the can is transported in accordance with 
the desired type, the process continues normally and after the passage of such 
detection will be performed simultaneously by counting the product and then it is 
stored in a specific compartment. However, if there is a can off the standard adopted 
earlier, sensors will detect it, so the treadmill will stop and the withdrawal will be 
performed by the robotic arm. 
Keywords: PLC, control, track and selection. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
As esteiras transportadoras são equipamentos comuns encontrados nas 
indústrias. Em todos os tipos de operações de montagem, de microeletrônicos à 
indústria automotiva, as esteiras transportadoras, sejam elétricas ou não, suspensas 
ou no chão, são literalmente a espinha dorsal do sistema de produção, pois agilizam 
e evitam a necessidade de funcionários realizando essa tarefa. 
Será possível efetuar o controle da esteira através da utilização de um 
CLP para a programação, onde serão tomadas as decisões cabíveis, como 
contagem e separação das latas. 
Neste projeto serão apresentados dispositivos eletrônicos (sensores, 
transistores), eletromecânicos (motor de passo) e mecânicos (rolamentos, polias, 
correia, eixos). 
Para que a esteira execute as tarefas desejadas, será utilizada a 
linguagem de programação Ladder usada para desenvolver o código no CLP. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
2. OBJETIVO 
 
O objetivo é projetar uma esteira que transporte, selecione e conte latas, 
sendo que, a triagem é feita por meio de um sistema lógico constituído de dois 
sensores indutivos controlados por um CLP e que seja feita a remoção das latas 
rejeitadas por meio de um manipulador robótico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
3.1. CLP 
 
 O Controlador Lógico Programável (CLP) ou pela sigla de expressão 
inglesa PLC (Programmable logic controller), é um equipamentos que através de 
uma de suas linguagens, no caso a usada é a neste trabalho Ladder, programa 
microprocessadores que basicamente controlam no geral toda a parte de comandos 
elétricos através de suas Entradas (I) e Saídas (Q). (Apostila Bit9 CLP140IF, 2012). 
 
"Aparelho eletrônico digital que utiliza uma memória programável para o 
armazenamento interno de instruções para implementação de funções 
específicas, tais como lógica, seqilenciamento. temporização, contagem e 
aritmética para controlar, através de módulos de entradas e saídas, vários 
tipos de máquinas ou processos. Um computador digital que é utilizado para 
desempenhar as funções de um controlador programável é considerado 
dentro deste escopo. Estão excluídas as chaves ambores e outros tipos de 
seqilenciadores mecânicos” (NEMA - ICS3, parte ICS3-304, 1978). 
 
 
Abaixo se encontra a Figura 1, onde mostra a composição física do CLP140IF 
utilizado em nosso projeto: 
 
 
 
Figura 1 - CLP140IF (Manual do Usuário, 2012). 
 
 
 
4 
 
3.2. Sensor indutivo 
 
Os sensores de proximidade indutiva são empregados nas aplicações em 
locais que necessitem um nível de vedação e robustez como, por exemplo: óleos em 
geral e vibrações. Este dispositivo tem como princípio a abertura ou fechamento de 
seus chaveamentos elétricos internos quando acionado a partir da permeabilidade 
magnética emitida pelo produto que se aproxima do sensor, mas, não o toca. Os 
contatos variam de acordo com o modelo, podendo ter contatos NA. As modificações 
do comportamento do oscilador são demoduladas e interpretadas pelo trigger de 
modo a obter-se uma saída de sinais high-low, ou seja, uma onda quadrada bem 
definida, capaz de excitar um circuito de potência, tal como um transistor ou um 
efetuar um chaveamento sobre bobinas de relés, pequenos contatores, ou mesmo 
circuitos lógicos. (Normalmente aberto) que fecha contato quando o sensor é 
acionado, e NF (Normalmente fechado) que abre quando o sensor é acionado 
(WEG, 2014). 
 
 “Os sensores de proximidade indutivos são dispositivos eletrônicos 
capazes de detectar a presença ou aproximação de elementos metálicos 
diversos. Esta detecção ocorre sem o contato físico entre o sensor e o 
elemento detectado. Estes sensores são totalmente vedados, com 
invólucros robustos, não possuem partes móveis, o que aumenta em muito 
sua vida útil. Possuem características de velocidade e confiabilidade 
superiores aos equipamentos eletromecânicos equivalentes. São 
largamente empregados na indústria, em máquinas, injetoras de plástico, 
linhas transportadoras, etc” (Novus, 2009). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
Abaixo se encontra a Figura 2, onde mostra a composição física do 
sensor indutivo utilizado em nosso projeto: 
 
 
 
Figura 2 - Sensor indutivo (Novus, 2009). 
 
3.3. Motor de passo 
 
Segundo Brites e Santos (2008), os Motores de Passo são dispositivos 
eletromecânicos que convertem pulsos elétricos em movimentos mecânicos que 
geram variações angulares discretas. O rotor ou eixo de um motor de passo é 
rotacionado em pequenos incrementos angulares, denominados “passos”, quando 
pulsos elétricos são aplicados em uma determinada sequencia nos terminais deste. 
A rotação de tais motores é diretamente relacionada aos impulsos elétricos que são 
recebidos, bem como a sequencia a qual tais pulsossão aplicados reflete 
diretamente na direção a qual o motor gira. A velocidade que o rotor gira é dada pela 
frequência de pulsos recebidos e o tamanho do ângulo rotacionado é diretamente 
relacionado com o número de pulsos aplicados. A energização de uma e somente 
uma bobina de cada vez produz um pequeno deslocamento no rotor. 
 
 
 
 
 
6 
 
Abaixo se encontra a Figura 3, onde mostra a composição física do Motor 
de passo utilizado em nosso projeto: 
 
 
Figura 3 - Motor de passo (Neoyoma, 2013). 
 
 
3.4. Sensor óptico 
 
Este dispositivo tem como princípio o mesmo do indutivo, a abertura ou 
fechamento de seus contatos internos quando acionado, porém, a partir do bloqueio 
de luz emitido pelo próprio. Os contatos variam de acordo com o modelo, podendo 
ter contatos NA (Normalmente aberto) que fecha contato quando o sensor é 
acionado, e NF (Normalmente fechado) que abre quando o sensor é acionado. 
(Alves, 2008). 
 
 
 
 
 
7 
 
Abaixo se encontra a Figura 4, onde mostra composição física do Sensor 
óptico. 
 
 
Figura 4 - Sensor óptico (WEG, 2014). 
 
 
3.5. Driver ULN 2003 
 
Segundo Texas Instruments (2013) o ULN2002A, ULN2003A, ULN2003AI, 
ULN2004A, ULQ2003A e ULQ2004A são de alta tensão de corrente alta Darlington 
conjuntos de transistores. Cada um consiste de sete pares de Darlington NPN que 
apresentam saídas de alta tensão com diodos braçadeira comum de cátodo para 
comutação de cargas indutivas. A classificação coletor de corrente de um único 
Darlington par é de 500 mA. Os pares de Darlington pode ser comparado para maior 
capacidade de corrente. As aplicações incluem o relé motoristas, martelo, motoristas 
de lâmpadas, drivers de vídeo (LED e de descarga de gás), drivers de linha, e 
buffers lógicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
Abaixo se encontra a Figura 5, onde mostra da composição física do 
Driver ULN 2003 utilizado em nosso projeto: 
 
Figura 5 - Driver UNL2003 (Texas Instruments, 2013). 
 
3.6. TIP 31C 
 
O transistor é um dispositivo semicondutor que consiste em duas 
camadas de material do tipo n e uma camada do tipo p ou em duas camadas do tipo 
p e uma camada do tipo n. O primeiro é denominado transistor npn e o outro, pnp. ( 
Boylestad, 03/2004). 
Segundo Wendling (2009), a forma mais simples de se usar um transistor 
é como chave, significando uma operação na saturação ou no corte e em nenhum 
outro lugar ao longo da reta de carga. Quando um transistor está saturado, é como 
se houvesse uma chave fechada do coletor para o emissor. Quando o transistor está 
cortado é como uma chave aberta. 
 
3.7. Robô 
Segundo o Robotics Institute of America (Instituto Americano de 
Robótica): “Um robô é um manipulador multifuncional reprogramável, criado para 
mover materiais, peças, ferramentas ou dispositivos especializados, por meio de 
diversos movimentos programados para a realização de diversas tarefas.” 
 
 
 
9 
 
 
4. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
4.1. Materiais 
 
Os materiais utilizados no projeto da esteira são listados a seguir: 
A base da estrutura constitui – se de uma placa de madeira MDF (Fibra 
de Média Densidade) (35x82x2,5cm). As vigas de sustentação da esteira são feita 
de uma placa de madeira MDF (14x82cm) e parafusos. Para sustentar e fixar o 
Sensor 2 uma placa feita de lâmina de acrílico com dimensões: (10x21cm) e cola 
3M. 
Os eixos são acoplados em rolamentos 608Z que são fixados nas vigas 
de sustentação da esteira, permitindo que os eixos girem livremente e sem atrito 
com as vigas. 
O CLP utilizado no acionamento do motor de passo é o modelo 140IF 
CLIC 02, fabricado pela indústria brasileira Weg. 
Com o objetivo de elaborar a programação e efetuar as simulações, 
utilizou-se o software Clic02LAD. 
Para que as saídas do CLP estejam em contato com o motor de passo 
proporcionado seu acionamento sem que ambos sejam danificados, foi fabricado um 
circuito eletroeletrônico de forma artesanal em uma placa de fenolite. 
O circuito conta com 4 transistores do modelo TIP 31C configurados em 
emissor comum, 2 bornes para cabos banana, 4 bornes para cabos mini banana, 5 
bornes com dois terminais parafusados KF-3000, 4 resistores de 330Ω e 4 diodos 
1N4007. 
O motor de passo escolhido para dar movimento a esteira contém seis 
fios, suporta 1A e atende 5V por fase, sendo que o comum foi alimentado com 12V. 
 
 
 
 
10 
 
 
4.2. Métodos 
 
4.2.1. Construção da esteira 
 
Inicialmente, foram confecçionados os dez furos nas laterais da esteira de 
madeira MDF para a fixação por parafusos, sendo, cinco em cada coluna. Os furos 
do eixo e dos dois sensores também foram realizados, onde, o furo do sensor de 
latas grande realizou - se em uma placa de acrílico, e colinearmente abaixo o de 
latas pequenas na madeira MDF. 
Na Figura 6 é mostrado o procedimento do furo. 
 
 
Figura 6 - Confecção do furo do eixo. 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
A Figura 7 mostra o alargamento do furo do eixo. 
 
 
Figura 7 - Alargamento do furo do eixo. 
 
Na Figura 8 mostra – se a etapa de confecção do furo vazado no acrílico. 
 
 
Figura 8 - Confecção do furo do suporte para o sensor indutivo. 
 
Após esta etapa, foi realizado a fixação das colunas por meio dos dez 
 
 
12 
 
parafusos, sendo, cinco para cada coluna. Também foram efetuados o encaixe do 
rolamento no furo do eixo, o engastamento do eixo nas colunas laterais da esteira, a 
fixação do suporte de acrílico dos sensores e posteriormente, o firmamento do tecido 
de lona na esteira. 
A Figura 9 mostra a esteira montada. 
 
 
Figura 9 - Esteira finalizada na etapa de confecção da tal. 
 
Na Figura 10 tem - se uma visão aérea da esteira montada. 
 
 
Figura 10 - Esteira finalizada na etapa de confecção da tal com um produto teste. 
 
 
 
13 
 
 
 
4.2.2. Acionamento do motor de passo com Driver ULN 2003 
 
Inicialmente, foi elaborado um circuito no CLP, onde, através de um 
acionamento sequêncial e temporizado das saídas Q chavea as bobinas do motor 
de passo com 5V como específicação do equipamento, assim, tendo a mesma 
aplicação que um circuito de programação em linguagem C, porém, este 
acionamento é feito através de linguagem ladder. 
A Figura 11 abaixo modificada demonstra o sequenciamento em bits que 
deve – se aplicar para que o motor gire conforme o esperado. 
 
 
Figura 11 - Sequênciamento no acionamento das bobinas (Rogercom, 2006). 
 
A velocidade do motor foi obtida através de testes em bancada. Logo o 
resultado obtido foi de vm = 20 rpm . A velocidade da esteira é a mesma, pois, a 
mesma está acoplada juntamente com o eixo do motor, logo, sua velocidade é de 
vest = 20 rpm 
 Através do datasheet do CLP observou – se que não poderia obter um 
chaveamento direto do CLP para as bobinas do motor, pois, cada saída do CLP só 
suporta 0,3A, enquanto que, a cada chaveamento o motor estaria consumindo uma 
 
 
14 
 
corrente de 0,8A. Para solucionar o problema, aplicamos um circuito eletrônico 
utilizando o driver ULN2003A que conectado as saídas do CLP, executava o 
chaveamento suportando e controlando uma corrente maior. Também isola as saídas 
do CLP das bobinas do motor através de diodos internos de roda livre que impedem 
uma corrente reversa chegue às saídas digitais do CLP. 
A Figura 12 mostra o esquemático do circuito. 
 
 
Figura 12- Esquemático do circuito de acionamento com ULN2003 do motor de passo (Rogercom, 
2006). 
 
Após serem realizados testes em bancadas percebeu– se que a corrente 
que o motor consumia sem carga era de 0,6A, porém, a corrente máxima em que o 
driver trabalha é de 0,5A, logo, chegou – se a conclusão de que o circuito elaborado 
não apresentava os requisitos mínimos para o acionamento do motor de passo. Para 
a solução do problema foi desenvolvido um circuito para executar o chaveamento 
das bobinas do motor por meio de transistores do tipo TIP31C configurados em um 
esquemático de emissor comum, onde, todos os terminais emissores dos 
componentes estão interligados no comum do circuito. 
 
 
 
 
15 
 
4.2.3. Acionamento do motor de passo pelo TIP31C 
 
 Primeiramente é elaborado um circuito padrão na configuração emissor 
comum para ter – se uma base da disposição dos componentes e cálculos a serem 
realizados no circuito. 
A Figura 13 demonstra o circuito na configuração emissor comum. 
 
 
Figura 13 - Esquemático da configuração do emissor comum 
 
 Em um segundo momento realiza – se o cálculo do resistor de base, 
pois, a corrente da base é de suma importância para o controle de chaveamento no 
circuito devido ao fato que, a corrente de base irá controlar a tensão de saída no 
emissor. Abaixo seguem – se os cálculos realizados para obter – se o valor do 
resistor de base. 
IC = β.IB → 1 = 25 . IB  IB = (1/25)  IB = 0,040A 
 Vcc – Vb – Vbe = 0  12 – (Rb. IB) – 0,7 = 0  Rb = ((12- 0,7) / 0,040)  Rb = 282,5Ω. 
 
Aproximando o valor do resistor calculado para um valor comercial, 
obteve – se um resistor de 330Ω, 1/4 W. 
O chaveamento do transistor quando atinge a região de corte é feita 
sequencialmente, sendo que, o primeiro transistor a ser chaveado é Q1 que aciona a 
saída Q4 do CLP com uma tensão de coletor igual a 5V, porém, o controle é feito 
 
 
16 
 
através de uma corrente de base igual a 0,04A e tensão de 12V. As saídas 
subsequentes seguem o mesmo procedimento. 
Em certo momento do projeto foi calculado a frequência em que os 
transistores chaveam e acionam o motor. Através do valor máximo do temporizador 
no CLP que é de 0,01s, sendo que, tem – se quatro temporizadores contabilizando 
um valor final de 0,04s foi obtido o seguinte cálculo abaixo: 
f = 1/T  f = 1/ 0,04  f = 25Hz 
Foi observado através do datasheet que a frequência calculada está 
dentro do esperado e dos padrões para um bom funcionamento do componente 
eletrônico. 
Na Figura 14 segue – se o circuito de acionamento com os valores dos 
componentes já cotados. 
 
 
Figura 14 – Circuito de acionamento do motor de passo. 
 
 A programação em linguagem ladder elaborada, que aciona o motor de 
passo teve seu desenvolvimento no software Clic02. A programação completa está 
demonstrada no Anexo 1. 
 
 
17 
 
 
4.2.4. Confecção artesanal do circuito na placa de fenolite 
 
 A primeira etapa para a confecção do circuito foi o desenvolvimento no 
software Proteus. 
 O software Proteus nos possibilita a criação e a elaboração de circuitos 
eletrônicos, onde após a criação do circuito, permite a impressão para a confecção 
de forma artesanal. 
 A seguir, serão demonstrados cada um dos procedimentos envolvidos 
na confecção do circuito. 
 Abaixo é demonstrado na Figura 14 a placa de fenolite sem o 
procedimento de limpeza. 
 
 
Figura 15 - Placa de fenolite. 
 
Após obter - se a placa de fenolite é necessário um procedimento de 
limpeza da oxidação na placa através de uma esponja de aço. Após a limpeza deve 
– se passar um pano limpo na face superior da placa onde foi removida a oxidação. 
 
 
 
 
18 
 
 
 
 
 
 A Figura 16 demonstra o produto final da placa após o procedimento. 
 
 
Figura 16 - Placa de fenolite após o procedimento de limpeza. 
 
Concluído a etapa de limpeza, deve – se elaborar o circuito de 
acionamento no software de simulação proteus, onde, primeiramente se realiza o 
esquemático do circuito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A Figura 17 mostra o esquemático do circuito elaborado. 
 
 
Figura 17 - Esquemático do circuito no software proteus. 
 
 Em um segundo momento, é elaborado um modelo de placa em 
circuito impresso. 
A Figura 18 demonstra um circuito elaborado no proteus. 
 
 
Figura 18 - Modelo de placa em circuito impresso. 
 
Em um terceiro momento foi simulado o modelo de placa final do projeto 
para ter – se um embasamento do layout. 
 
 
20 
 
 Abaixo a Figura 19 representa a parte superior da placa e como os 
componentes ficariam dispostos. 
 
 
Figura 19 - Modelo simulado da face superior placa do projeto no software proteus. 
 
Logo após imprimi – se o circuito em papel vegetal, e é de suma 
importância que este procedimento seja realizado necessariamente em uma 
impressora a laser para que as estapas seguintes sejam completadas com êxito. 
Após a impressão enrola – se o lado impresso paralelamente com a face que foi 
limpa para que haja fusão total. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
21 
 
A Figura 20 mostra mais esta etapa do projeto com um segundo circuito 
elaborado, onde, o processo continua o mesmo. 
 
 
Figura 20 - Circuito impresso enrolado na placa de fenolite para fusão. 
 
 Com mais uma etapa terminada começa – se a da fusão, onde, um 
ferro de passar comum é ligado no modo sem aporização onde é colocado sobre a 
placa com o circuito enrolado. O procedimento realiza - se em torno de 20 minutos, 
pois, neste período o deve – se transferir o calor da maneira mais homogenia 
possível para que haja total fusão do toner contido no circuito impresso do papel 
para a placa de fenolite. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
22 
 
A Figura 21 representa a etapa comentada. 
 
 
Figura 21 - Fusão do circuito para a placa de fenolite. 
 
 Em um último momento é realizado o banho da placa fundida em 
percloreto de ferro para que ocorra a corrosão do cobre em excesso e que não faz 
parte do circuito elaborado. Posteriormente, o procedimento de solda na placa é 
confeccionado para a fixação dos componentes na placa. A Figura 22 abaixo 
demonstra o processo de soldagem na placa. 
 
 
Figura 22 - Fusão do circuito para a placa de fenolite. 
 
 
 
23 
 
Contudo, nesta etapa de confecção da placa foram elaborados três tipos 
de circuitos, devido ao fato que, no primeiro foi detectado um erro, pois, o driver ULN 
não suportava a corrente com carga do motor, então foi necessário elaborar um novo 
circuito de acionamento. No segundo circuito foi detectado um erro, logo, foi 
necessário elaborar um novo circuito, layout e placa impressa para a adequação do 
projeto. 
Abaixo segue na Figura 23 o esquemático do terceiro e ultimo circuito 
elaborado em placa de circuito impresso corrigido, onde, o diodo de roda livre foi 
ajustado para a posição correta, que situa – se na entrada do coletor com os 12V do 
comum que alimenta as bobinas do motor. O diodo é polarizado reversamente, para 
que, como ja comentado, ele impessa uma corrente reversa que possa danificar e 
alterar o funcionamento do motor de passo e as saídas do CLP. 
 
 
Figura 23 – Circuito corrigido para o acionamento do motor de passo. 
 
4.2.1. Acoplamento dos equipamentos no projeto 
 
Neste momento do projeto é realizada a junção das partes 
confecçionadas durante todo o processo. Os sensores de dois fios utilizados 
 
 
24 
 
inicialmente foram substituídos por outros dois a quatro fios, pois, por questões de 
fixação e configuração são mais viáveis para montagem, porém, o alcançe que tinha 
– se de 8 mm, é reduzido para uma distânciasensorial de 2 mm. A Figura 24 mostra 
a fixação dos sensores no projeto. 
Após este procedimento, é colocada a placa de circuito impresso na 
lateral da esteira. Tendo fixado o circuito impresso no projeto, o motor é acoplado 
juntamente com o eixo da esteira para que possa realizar – se o teste do projeto. Ele 
é colocado diretamente no eixo da esteira como mostra a Figura 25. 
Em um ultimo momento todas as ligações são feitas começando com a 
ligação no painel do CLP alimentando – o com 24 V em suas entradas, e suas 
saídas que vão para a placa de acionamento do motor de passo com 5V. A saída do 
CLP e da placa devem estar na sequência correta sendo ela: Q4, Q2, Q3, Q1 para 
que ao acionar a esteira o motor gire normalmente e que a fase não fique em falta, 
onde, caso ocorra pode ocasionar um travamento no eixo do motor que, aumentará 
a corrente que circula pelos TIP’s, com isso, danificando os componentes da placa. 
Em relação à fonte externa, ela deve ser regulada utilizando – se dois 
canais, sendo, o primeiro com 5V para as saídas do CLP, e o canal 2 com 12V para 
a alimentação da placa de circuito impresso. Lembrando – se que os dois terminais 
negativos da fonte devem estar interligados entre si e não com o terra do CLP. 
Os sensores são ligados à entrada do CLP para que forneçam os sinais 
necessários para realizar – se a lógica necessária e também mande um pulso para o 
braço robótico que irá descartar a lata, através de uma programação realizada no 
software Scorbase, para retirar a lata, deslocando-a para a lateral externa da esteira. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A Figura 24 retrata o resultado final do projeto montado. 
 
 
Figura 24 – Projeto montado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
No projeto apresentado abordou – se uma forma de controle 
automatizado de esteira seletora por CLP, onde, esperava – se que a partir do 
tamanho de lata selecionada pelo operador a mesma fosse capaz de detectar, 
realizar a lógica de seleção e com estes dados poder dar ou não continuidade no 
processo. 
Enquanto desenvolvia – se o projeto foi realizado formas de controle 
automatizado a partir do CLP, ou seja, a partir dos dados enviados pelos sensores 
as decisões eram tomadas e a atuação necessária era realizada. 
Ao percorrer do projeto foram elaborados e testados métodos até que 
encontra – se um que suprisse a demanda real de corrente que o motor necessitava. 
Ao realizar o teste com a esteira foram apresentados e realizados planos 
de ações que retificassem as folgas e interferências mecânicas referentes ao 
funcionamento correto da estrutura. 
Após o processo de estrutura foi acoplado com sucesso o braço robótico 
junto ao sistema de controle CLP. No processo de medição foram encontradas 
dificuldades para ajuste de precisão da área de remoção da lata fora de 
especificação, porem foi obtido um resultado satisfatório referente ao processo de 
retirada. 
Ao se testar o projeto a mesma obteve êxito em seu funcionamento 
realizando a lógica de programação elaborada no trabalho com sucesso. Assim, tem 
– se que a utilização do CLP é uma aplicação atual sendo capaz de realizar controle 
de diferentes tipos de processos por meio de uma programação mais fácil e habitual 
para quem tem familiaridade com diagramas de comandos, sendo ele atualmente no 
âmbito da automação industrial. 
Ainda no teste, o CLP demonstrou ser capaz de atuar como controlador 
integrado com o braço robótico, fazendo o uso de suas entradas e saídas para emitir 
e receber os pulsos necessários para o início e o fim do ciclo da programação do 
braço robótico. 
 
 
27 
 
6. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS 
 
Para melhor automatizar o nosso projeto, aconselhamos que o processo 
de expulsão seja automatizado com um sistema pneumático. Sugerimos que o 
acionamento e controle do motor de passo sejam feito por um microcontrolador pic. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
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Brasil, 2008. Disponível em: 
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Guaratinguetá – Engenharia de Telecomunicações. Brasil, 2007. Disponível em: 
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Brasil, 2009. Disponível em: 
<http://www.novus.com.br/site/default.asp?TroncoID=621808&SecaoID=619288&Su
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NOVUS. Sensores de Proximidade Indutivo Manual de instruções 5000310 V1A. 
NOVUS Produtos eletrônicos LTDA – Brasil, 2009. Disponível em: 
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NEOYAMA. Motor de Passo P/N: AK23/ 4.6F6FL1.8. NEOYAMA Automação. Brasil, 
2013. Disponível em: 
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passo/motor-de-passo-nema-23-torque-4-.html 
 
NEOYAMA. Motor de Passo AK23/ 4.6F6FL1.8. NEOYAMA Automação – Desenho 
técnico em 2D. Brasil, 2013. Disponível em: 
<http://www.neoyama.com.br/produtos-para-fabricantes-de-maquinas/motor-de-
passo/motor-de-passo-nema-23-torque-4-.html 
 
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Bit9. Kit Didático de CLP teoria e prática. Bit9 Automação. Brasil, 2012. 
 
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Disponível em:< http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/1-492.pdf 
 
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Acionamento do motor de passo disponível em: 
http://www.rogercom.com/pparalela/IntroMotorPasso.htm Acessado em: 03/2014. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
30 
 
Anexo 1 – Programação do acionamento do motor de passo31 
 
 
 
 
 
32 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
33 
 
Anexo 2 – Programação de lata pequena e grande do robô 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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