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1 Unip – Universidade Paulista APS “Atividade Prática Supervisionada” Engenharia Básica - 3° semestre 2016. APS – Carrinho elétrico Bruno Matias Minervino C613ID6 Fabio Augusto B de Morais C6339C2 Mateus dos Santos C51IDF7 Paulo Sergio S. de Oliveira C60CEE7 Pedro Henrique C Perandre C519AI2 Victor Felipe Tatanjo Bispo C49EFG3 Wellington Chaves Nascimento C675920 São Paulo 2015 2 Unip – Universidade Paulista APS “Atividade Prática Supervisionada” Engenharia Básica - 3° semestre 2016. APS – Carrinho elétrico Bruno Matias Minervino C613ID6 Fabio Augusto B de Morais C6339C2 Mateus dos Santos C51IDF7 Paulo Sergio S. de Oliveira C60CEE7 Pedro Henrique C Perandre C519AI2 Victor Felipe Tatanjo Bispo C49EFG3 Wellington Chaves Nascimento C675920 São Paulo 2015 3 Sumário 1. Introdução ............................................................................................................. 4 2. Objetivo ................................................................................................................. 5 3. Metodologia .......................................................................................................... 6 4. Desenvolvimento Teórico ..................................................................................... 7 5. Etapas de Construção ............................................................................................. 9 6. Tabela de custo ..................................................................................................... 16 7. Conclusão ............................................................................................................. 17 8.Webgrafia................................................................................................................18 4 1. Introdução Este trabalho acadêmico tem por base gerenciar e controlar um processo mecânico por meio da eletrônica. Utilizando conceito de eletrônica, tais como circuitos integrados ou circuitos de chaveamento, que além de realizar controle também possui a finalidade de converter energia elétrica em energia mecânica. Desse modo alcançando a norma preestabelecida pela instituição. O restante deste trabalho apresentará componentes e etapas que seguimos para realizar com êxito este projeto. 5 2. Objetivo Este trabalho tem como objetivo construir e projetar um protótipo de um carro elétrico. Onde por meio de um controle remoto que gera impulsos elétricos, assim passando para os motores e possibilitando realizar movimentos para frente e para trás. Tendo em vista que o protótipo tem que estar dentro das normas, possuindo no máximo 2,0kg, com um tamanho de no máximo 300mm x 200mm (Comprimento x Largura) e com um sistema independente de faróis funcionais. Nosso Protótipo de carro devera percorrer uma distância satisfatória em uma pista que possui 20m de comprimento com uma largura de 1m desse modo formando um circuito com retas e curvas. Outro objetivo que pode ser destacado é a introdução ao estudante de Engenharia conceitos acadêmicos que será dele exigido para eventual realização de projetos Técnicos-científicos que venha aparecer no futuro. 6 3. Metodologia Baseando-se em trabalhos similares desenvolvemos nossa metodologia. Primeiramente, buscando por tutoriais e vídeos de montagem, para assim desenvolvermos um ideia básica do que faríamos e então irmos atrás dos materiais necessários. Depois realizamos a escolha de matérias resistentes e com de baixo peso, mensuramos e cortamos para adequá-los as normas e ao tamanho que achamos conveniente para não prejudicar nosso trabalho. Feito este processo, por meio de pesquisas escolhemos o melhor circuito elétrico, esquematizando o modo como ele gera energia para que o protótipo realize seus movimentos e fazendo sua conexão com o controle remoto, também buscamos métodos para fazer o sistema de faróis. Através de ajuste na base e regulando a posição do eixo das rodas descobrimos a melhor forma para ganharmos flexibilidade ao realizar curvas. Com todo este processo pronto realizamos testes para verificar se as baterias seriam uma alimentação suficiente para ligar os faróis e movimentar o carrinho. Devido ser um trabalho em que devemos ter um equilíbrio entre o sistema elétrico e mecânico verificamos se os eixos estavam alinhados e estáveis. 7 4. Desenvolvimento Teórico Um carro alimentado por baterias recarregáveis, nos séculos passados pareciam uma revolução futurista. Carros elétricos, a vapor e gasolina, no começo do século XX, possuíam condições para competir de maneira igual. Em Nova York por volta de 1900 o carro elétrico fabricados chegava a ser cerca de 20% dos carros fabricados. Thomas Edson era um dos investidores mais prestigiados, aonde além de promover também tomava parte de seu desenvolvimento. Devido a produção em serie de carros, os elétricos estavam manufaturados. No fim do ano de 1900 foram contabilizados uma produção 936 carros movidos a gasolina somente, enquanto os carros elétricos chegaram a serem produzidos 1575. A revista Scientific American 1899 havia dito que: "A eletricidade é ideal para veículos, pois elimina os dispositivos aplicados associados aos motores movidos a gasolina, vapor e ar comprimido, evitando ruído, vibração e calor associado". "A eletricidade preenche melhor os requisitos de um sistema de tração do que as máquinas a vapor ou mesmo motores a combustão." Este foi a fala de um dos fabricantes mais prestigiados da época. Muitas mulheres na época preferiam carros elétricos, devido não haver necessidade de utilizar uma manivela e nem ao menos manipular um sistema de marchas. Em 1909 a produção de carros elétricos teve uma queda de 4,4% comparando com a produção de veículos movidos a combustão em anos anteriores. Chegando 1910 a Ford começou a desenvolver carros que se moviam a gasolina e ainda possuía um design mais baratos e bonitos. Por volta de 1912, Thomas Edson aperfeiçoando baterias de níquel e ferro, com uma capacidade de armazenamento de 35%, fez com que o entusiasmo pelo carro elétrico voltasse durante o período de 1912 e 1925. Na década de 1960, a poluição gerada pelos automóveis das regiões urbanas se tornou uma preocupação frequente, em 1967 o governo dos Estados Unidos da América divulgou normas e regulamentos sobre a poluição. Com isso no final da década o surgimento de carros elétricos utilizando técnicas de conservação para tentar aumentar sua velocidade máxima e conseguir uma maior autonomia. Mas para isso era necessário que os carros elétricos conseguisse um performance ao nível de carros a gasolina, que em questão possuiu um grande avanço em desenvolvimento durante o século. Com a Ford e a GM produzindo protótipos de carros elétricos, o Comuta em 1967 foi criado pela Ford, no ano seguinte foi a vez da GM entrar no mercado com o GM512. Ambos era carros de passageiros, com dois acentos que pesavam cerca de 550Kg e completamente elétricos. O GM512 mesmo possuindo um melhor desempenho,continuava longe de alcançar velocidades típicas de uma autoestrada. A autonomia do Comuta era apenas 38km em percursos urbanos, já o carro da GM 8 atingia uma velocidade de 60 km nos trajetos urbanos e atingia uma velocidade constate de 91 km nas estradas. A Renault produziu um protótipo na Europa, onde se projetava alcançar 1860 Km, porém mesmo com baixa aceleração atingia uma autonomia de 107 Km. A década de 60 ficou praticamente marcada pelo fracasso em construir carros elétricos. Nem o fato de reduzir a poluição nas cidades era uma motivação forte o bastante para ressurgir uma nova tecnologia arcaica e inferior. O embargo imposto pelo OPEP associado a crise do petróleo trouxe esperanças novas para os carros elétricos, devido aos motivos da época serrem essencialmente políticos. Os EUA era significativamente dependente dos países Árabe e o congresso americano querendo reduzir suas dependências. Fez com que as questões ambientais não fossem efetivamente criticadas, devido não se considerar apenas o uso de carros elétricos fosse melhorar a qualidade do ar. Um programa para desenvolvimento de carros elétricos e híbridos havia sido estabelecido pelo departamento de energia dos EUA no ano de 1976, com o intuito de promover pesquisas sobre veículos elétricos e demostrar o quanto esta tecnologia era viável de modo que conquistasse a aceitação do publico.O motor elétrico tem como principio ser uma unidade de propulsão ideal. Pequeno, não é poluente, possui excelente característica de torque x velocidade, silencioso e com alta eficiência. Os carros híbridos elétricos nos EUA retornou com um foco principal na segurança energética do país, devido substituir o petróleo geralmente importado em energia elétrica, com isso invés de depender de outros países conseguiram uma produção totalmente feita no próprio pais. Além da questão ambiental agregada como justificativa aos investimento nas produtoras de veículos elétricos, ficou tambem evidente o interesse em promover uma revolução nas indústrias automobilísticas. O Brasil no entanto vê o carro elétrico podendo se tornar uma alternativa importante, caso adotado o método seria uma politica de incentivo à sua utilização. Devido nível do crescimento da frota do país, de inicio, o uso do carro elétrico em grande número, reduzindo drasticamente o uso de carro convencional, traria benefícios ambientais em longo prazo. É valido ressaltar que nos casos em que a eletricidade é gerada por meio de combustíveis fosseis, como carvão e gás natural, o carro elétrico tem como vantagem de concentrar emissões nas fontes geradoras de energia. Porem em outro lado, um risco ambiental está agregado ao carro elétrico que funciona por baterias, que por sua vez devem ser recicladas ao final de sua vida útil ou descartada em locais corretos. A historia vem se mostrando contrária à ideia do carro elétrico. Existe barreiras politicas e institucionais, entre outras, a serem vencidas. Contudo a exaustão de recursos fósseis e a questão ambiental deixaram os veículos elétricos em condições desfavoráveis de acontecer. 9 5. Etapas de Construção 5.1Materiais Utilizados Fizemos a utilização de alguns materiais que não foram pré-estabelecidos pelo edital da APS, mas sim de nossa escolha. Onde o grupo discutiu junto qual seria o melhor material ser utilizado, visando seu custo e eficiência, um exemplo disso foi à utilização de acrílico para a carcaça do carro em nosso projeto, levando em conta o peso exercido sob os eixos e que seria suportado pelos motores. Após a decisão de como montar a carcaça e a definição do eixo fixo na fente, partimos ao principio de decidirmos a melhor maneira de fazer o circuito para controlar as movimentações do carrinho. Onde nosso projeto ficou composto por diversos materiais, 4 rodinhas de carrinho emborrachadas, 2 LED´s para realizarmos os faróis, 5 botões resistentes para mandarem o impulso para o motor e podermos realizar movimentos e acender ou desligar os faróis, 2 Baterias 9v que alimentavam os motores e os LED´s, utilizamos 2 motores bipolares de 9V onde fazem a rotação de 360° e inverte a rotação de acordo com a inversão da polaridade. 5.2 Circuito Elétrico Circuito Protheus 10 5.3 Passo a Passo da Montagem Base de acrílico 11 Colagem base e laterais 12 Motor acoplado com rodas 13 Eixo frontal 14 Caixa controle 15 Carrinho 16 6. Tabela de custo Tabela de preços Materiais Quantidade Valor em R$ Chave 4 unidades 12,00 Led 2 unidades 1,00 Fio 12 vias 2 metros 8,00 Plug para pilhas 1 unidade 5,00 Estanho 1 unidade 3,50 Fio de isolamento 1unidade 5,00 Rodas 4 unidades 12,00 Acrílico 1 metro 10,00 Motores 2 unidadeS 70,00 Fios 2 metros 10,00 Bateria 9v 4 unidades 40,00 TOTAL 176,50 17 7. Conclusão De acordo com o objetivo proposto, desenvolvemos o projeto de um carrinho de controle remoto, obedecendo as orientações e normas estabelecidas Colocamos em prática todo aprendizado que foi estudado nos semestres anteriores e o atual, desenvolvendo um trabalho em equipe, agregando novas práticas e conhecimentos aprendidos, aprimorando nosso conhecimento geral. Registrando que de inicio o grupo tentou fazer um carrinho através do circuito encoder e decoder porem não obtivemos êxito para transformar pulsos positivos em negativos para inverter a rotação do motor e consequentemente a direção do carinho, sendo assim necessária uma readequação para um circuito chaveado. O carrinho de controle construído atendeu à todas as normas de construção e dimensões permitidas, ficando com 22cm de Comprimento x 22 cm de Largura e com peso total de 300 gramas. O objetivo proposto foi efetuado com sucesso e percorreu o circuito de 1 metro de largura, 20 metros de comprimento com circuito misto (curvas e retas), tendo sucesso na conclusão do percurso. Assim concluímos este trabalho com plena compreensão de todos, adicionando benefícios e conhecimentos para o desenvolvimento acadêmico. 18 8.Webgrafia http://carroeletricoinfantil.blogspot.com.br/p/circuito-eletrico.html https://seucarroeletrico.wordpress.com/ http://dantecilli.blogspot.com.br/2015/01/carro-eletrico-unip-aps-2014.html https://www.youtube.com/watch?v=Bhz1Kmpu4J4
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