Manual APS 3°/4° Sem 2014

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Engenharias – Ciclo Básico - APS
Orientações para 
Trabalho Integrado
3/4º Semestre de 2014
TEMA
PROPOSTA DO TRABALHO
APRESENTAÇÃO DO TRABALHO
TRABALHO INTEGRADO – 3/4º SEMESTRE – ENGENHARIAS CICLO BÁSICO
I. TEMA: 
“CONSTRUÇÃO E FUNCIONAMENTO DE UM ROBO DE COMBATE”
II. PROPOSTA DO TRABALHO
O Trabalho Integrado de Atividade Prática Supervisionada (APS) deverá ser desenvolvido por um grupo de DEZ ALUNOS de acordo com as seguintes instruções:
Fundamentado no programa das disciplinas relacionadas à Dinâmica dos Sólidos, Cinemática dos Sólidos, Complementos de Física e Engenharia de Meio Ambiente. 
O grupo deverá criar um protótipo de robô (similar a um carro elétrico) em que sejam estudados os comportamentos da dinâmica e cinemática do movimento do protótipo. 
 O grupo deverá apresentar junto com o protótipo funcional um material didático feito dentro dos moldes de um trabalho acadêmico, tendo como pontos abordados: 
I. Capa.
II. Contra Capa.
III. Introdução.
IV. Objetivo
V. Revisão Bibliográfica.
VI. Metodologia. 
VII. Resultados e Discussões. 
VIII. Conclusão. 
IX. Referências Bibliografias.
III. APRESENTAÇÃO DO TRABALHO ESCRITO (Material didático)
Todo o projeto deverá ser escrito em fonte ARIAL 12, espaçamento 1,5, margem direita 2,5 cm e margem esquerda 2,5 cm. O trabalho deverá ter formato A4 e após a conclusão ser encaminhado na data SOLICITADA PELO ORIENTADOR no site:
http://trabalhosacademicos.unip.br
IMPORTANTE RESALTAR QUE A POSTAGEM DO TRABALHO ESCRITO DEVE SER FEITA EM GRUPO, CASO O LIDER DO GRUPO NÃO CONSIGA POSTAR PARTE DOS INTEGRANTES, ESTE DEVERÁ NOMEAR UM SEGUNDO LIDER REFERENTE À PARCELA DO GRUPO QUE NÃO POSTOU E ESSE LIDER POSTAR O RESTANTE DOS INTEGRANTES O MESMO TRABALHO COM O NOME DE TODOS OS INTEGRANTES NA CAPA.
3.1 Avaliação do trabalho
A nota atribuída ao projeto do ROBÔ será baseada nos parâmetros apresentados na tabela 1 a seguir:
Tabela 1 – Valores gerais para acumulação de pontos da avaliação 
	Parâmetro
	Pontuação (pt)
	Parte escrita 
	Até 5,0
	Estética
	Até 1,0
	Norma de construção
	1,0
	Movimento articulado para frente
	1,0
	Movimento articulado para trás 
	1,0
	Movimento articulado para os lados
	1,0
IV. NORMAS GERAIS DE CONTRUÇÃO
O protótipo deverá ter um painel de controle para os movimentos livres. Os movimentos devem ser realizados em todos os sentidos, conforme o painel de chave da figura 1.
Figura 1 – Movimentos operacionais dos chaveamentos de A e B.
V. DESCRIÇÃO DO ROBÔ
O protótipo deverá funcionar por controle via cabo e pela transmissão por acoplamento direto do motor às rodas, evitando assim o uso de caixas de redução. 
5.1 Parte Elétrica
Para a parte elétrica será utilizado um circuito simples, onde usando chaves reversíveis de 3 posições conforme figura 2. Cada uma das chaves controla (por um cabo de 4 x 26, 4 fios AWG 26 bem flexível) os dois motores que ficam montados no veículo.
As chaves são fixadas numa caixa, juntamente com as quatro pilhas pequenas que propulsionam o veículo. 
Figura 2 – Circuito elétrico do protótipo.
A parte importante da montagem eletrônica é mostrar que pode-se controlar os motores (sentido de rotação), invertendo o sentido da corrente através das chaves S1 e S2.
5.1.1 Ligação das chaves
As chaves devem ser fixadas numa caixa plástica que irá servir de controle remoto. A caixa deve ser furada para que as chaves se encaixem e haja lugar para colocar as pilhas. Uma saboneteira de plástico serve perfeitamente para essa finalidade.
Começamos por soldar os 6 fios de aproximadamente 5 cm da forma apresentada nas figuras 3 à 6.
Figura 3 – Ligações das chaves.
Figura 4 – Fios cortados e chaves (S1 e S2).
Figura 5 – Soldando os fios nas chaves.
Figura 6 – Ligação das chaves.
5.1.2 Preparação do Cabo
O cabo é preparado cortando-se aproximadamente 7 cm de capa que recobre as duas extremidades. As figuras 7 e 8 mostra o cuidado que deve-se tomar para que os 4 fios internos não sejam danificados. As pontas dos fios internos devem ter 0,5 cm descascados para soldagem.
Os cabos desse tipo possuem condutores com cores diferentes que devem ser identificados com os números 1, 2, 3 e 4, por exemplo.
 Figura 7 – Corte da capa dos fios. Figura 8 – Fios desempacados.
5.1.3 Soldagem do cabo aos motores
Os fios 1 e 2 serão soldados a um dos motores, enquanto os fios 3 e 4 serão soldados ao outro motor. Posteriormente, se os motores ficarem com sentidos invertidos bastará inverter a ligação dos fios de um deles. As figuras 9 e 10 mostram como proceder a essa operação.
Figura 9 – Solda dos fios ao cabo do motor. Figura 10 – Conexão dos cabos.
O cabo deve ser preso junto à base móvel para evitar que eles forcem os terminais dos motores, em caso de um puxão forte.
5.1.4 Soldagem do cabo às chaves
O próximo passo consiste na soldagem dos fios do cabo às chaves. Nas figuras 11 e 12 podemos notar a correspondência escolhida da numeração dos fios. Caso haja troca dos fios o protótipo não irá funcionar. 
Figura 11 – Solda dos fios. Figura 12 – Montagem das chaves aos cabos.
A figura 13 mostra o circuito elétrico montado para o robô.
Figura 13 – Circuito final montado.
A figura 14 mostra um exemplo de caixa plástica para fixação das chaves S1 e S2.
Figura 14 – Exemplo de caixa plástica para as chaves.
5.2 Parte Mecânica
A figura 15 apresenta o robô na sua versão básica, em que as rodas traseiras são confeccionadas com a junção de dois CDs colados em rodinhas de carrinhos com movimento livre, para a transmissão do movimento na borda do CD. Isso possibilita uma redução natural da velocidade e um aumento de torque dado justamente pela relação entre o diâmetro do CD e do diâmetro do eixo do motor.
Figura 15 – Características mecânicas gerais do protótipo.
A eficiência do sistema pode ser melhorada com a adoção de 3 medidas:
Se colocar-se uma pequena “luva” no eixo do motor, que pode ser um pedaço de capa de fio plástico rígido;
O recobrimento do CD com uma espécie de “pneu” que pode ser feito envolvendo-o com fita isolante;
Montar o motor em um suporte flutuante (móvel) com um elástico para pressioná-lo sobre o CD.
A figura 16 ilustra como a suspensão móvel é feita, garantindo que o motor não trave. A roda dianteira é do tipo “livre”, podendo ser obtida de cadeiras de escritório, por exemplo. O chassi poderá ser feito de papelão, madeira ou plástico.
Figura 16 – Detalhes do sistema de propulsão.
5.2.1 Montagem do chassi
O chassi pode ser feito de papelão, plástico ou madeira com as dimensões: 25 cm x 12 cm. A figura 17 mostra uma montagem de chassi em plástico de capa de CD.
Figura 17 – Chassi em caixa de CD.
5.2.2 Roda frontal
Na parte frontal deve ser fixada a roda livre. Há duas possibilidades, conforme o tipo de roda adquirida. Algumas possuem 4 furos para fixação por parafuso, enquanto que outras possuem apenas um pino. Nas figuras 18 e 19 mostra-se a fixação de uma exemplo para roda com quatro furos, usando dois, no caso do chassi feito com caixas de CD.
 Figura 18 – Rodas livres. Figura 19 – Furando o chassi.
A furação é feita colocando-se uma caixinha sobre a outra na posição em que as tampas abrem para lados opostos e marcando-se com uma caneta hidrográfica o local de dois furos (não será necessário usar os quatro).
Feita a marcação, usando a ponta de um ferro de soldar aquecido para fazer os furos, tirando (depois) as rebarbas do plástico com um estilete. A roda é presa com parafusos de 3/4 “x 1/4” ou próximo disso, com porcas e arruelas.
Uma folha de metal rígido ou mesmo plástico é colada na parte de baixo do chassi de modo a evitar que ele dobre. As figuras 20 e 21 mostram esta etapa da montagem.
Figura 20 – Inserindo a chapa de metal.
Figura 21 – Montagem dochassi com a roda móvel.
O importante na escolha da roda é que ela seja a mais leve e mole possível para poder acompanhar os movimentos rápidos do robô.
5.2.3 Rodas propulsoras
As rodas propulsoras são feitas com CDs comuns. Inicialmente colocamos em torno de cada CD fita isolante para servir de “pneus”, de modo a aumentar a aderência do robô em relação ao solo e a própria transmissão de movimento pelo motor (figura 22).
Figura 22 – Confeccionando os “pneus” com fita adesiva.
Em cada CD colamos uma rodinha de plástico e o eixo tirado de um carrinho de brinquedo. A roda plástica da outra extremidade é retirada, conforme as figuras 23 e 24.
Figura 23 – Colando uma roda de brinquedo ao CD.
Figura 24 – Conjunto de rodas e eixos do protótipo pronto.
O ponto crítico nessa fixação é que a centralização da rodinha no CD deve ser perfeita. Se houver excentricidade, a roda poderá jogar afetando a mobilidade do robô.
Deve-se atentar para que o eixo escolhido não seja muito curto (deve ter pelo menos 4 cm) de maneira que as rodas fiquem firmes, não “jogando” com o movimento do robô.
5.2.4 Fixação das rodas propulsoras
Para a fixação usam-se dois pedaços de canudinhos de refresco, que são cortados de modo a deixar aproximadamente 0,5 cm do eixo de cada roda livre.
Cortam-se depois pedaços de papelão nas formas indicadas nas figuras 25 e 26 e cola-se na base do robô da forma apresentada na figura 27.
Figura 25 – Material para fixação das rodas. Figura 26 – Peças de fixação.
Figura 27 – Peças de fixação das rodas ao chassi.
O canudinho que vai servir de bucha para a passagem do eixo das rodas é colocado entre os pedaços de papelão. Deve-se cuidar para que a sua fixação seja tal que não impeça o movimento das rodas e que não fique nenhum jogo.
Nas extremidades do eixo são colocados dois pedacinhos de capa de fio (que podem ser aproveitados do cabo) para impedir que ele escape. A figura 28 mostra esta fase da montagem.
Figura 28 – Fixação das rodas.
5.2.5 Preparação da base articulada e fixação do motor
Os motores são fixados na base articulada, que pode ser a tampa móvel da caixa de CD, de modo que eles tenham apenas os eixos apoiados nas rodas propulsoras. A pressão do eixo sobre as rodas propulsoras é garantida por um elástico, conforme revelam as figuras 29 e 30. 
Figura 29 – Colando os motores.
Figura 30 – Fixação do elástico.
Um ponto importante, ao se colar os motores é que eles devem ser alinhados com as rodas CDs de modo que seus eixos se apoiem exatamente sobre elas, sem o perigo de escapar.
Observe que no eixo de cada motor coloca-se um “prolongador”, que nada mais é do que um pedacinho de tubo de tinta de caneta esferográfica vazia.
Esse sistema tem a vantagem de não forçar o motor, mesmo em função de balanços da roda devidos a ser preso ao conjunto com a ajuda de uma braçadeira, ou outro recurso equivalente.
VI. BIBLIOGRAFIA
Vasconcelos, L. Guia de sobrevivência do integrador de PCs. Volume 1. 2012.
Site: www.Mecatronicafácil.com.br acesso data: 30/08/2013 às 14 horas
ANEXO: 
MATERIAIS UTILIZADOS:
	
	
_1439659635/ole-[42, 4D, 2E, A6, 03, 00, 00, 00]
_1439664433/ole-[42, 4D, 2A, AC, 05, 00, 00, 00]
_1439659545/ole-[42, 4D, 26, 43, 03, 00, 00, 00]