APS Carro Eletrico UNIP - Trabalho Escrito

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UNIVERSIDADE PAULISTA
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS
CARRO ELÉTRICO COM CONTROLE REMOTO
RIBEIRÃO PRETO
2015
Wellington Rodrigo Gomes Penetra C0401I2 EE3P18
José Roberto Moraes Almeida B995IF9 EE3P18
Ricardo dos Santos Figueiredo C0515J1 EE3P18
Felipe Zanini de A. Paulino C340D7 EE2P18
William Batista C16DCB4 EE3P18
Carro Nº47
I - Introdução
Com o crescimento acelerado da sociedade, o homem busca cada vez mais ferramentas que o 
ajudem a facilitar as tarefas do dia a dia.
Em meados do século XVIII com a explosão da industrialização dos bens consumiveis, veio 
também a necessidade de novas formas de se obter o trabalho necessário para a produção. No 
começo as fabricas utilizavam tração animal, e logo depois com o invento do motor a vapor se passou 
a utilizar essa maravilha tecnologica cada vez mais. Tempos depois foi inventado o primeiro motor a 
explosão interna movido a óleo chamado de “bulbo quente” que consistia em um enorme cilindro 
previamente aquecido (dai o nome) que continha um pistão que comprimia óleo cru vegetal ou de 
origem animal para ocasionar a explosão desse líquido.
À partir dai começou a se usar essa nova fonte de trabalho para diversos fins como por exemplo 
o maquinário das fábricas, bombas d’água, máquinas agrícolas, embarcações e geração de energia 
elétrica. Mas como esse motor não era muito eficiente, logo se procurou a busca por novas soluções. 
Em 1867, o alemão Nicolaus Otto inventou e patenteou o primeiro motor movido a mistura de 
gasolina e ar. Muito mais eficiente que o motor à óleo, esse motor começou a ser explorado e usado 
nos primitivos meios de transporte pois tinha um tamanho relativamente pequeno e uma potencia 
razoável.
Até os dias de hoje, o invento de Otto praticamente não mudou. Apenas algumas melhorias no 
sentido de se conseguir cada vez mais potencia com menos combustivel, atravez de modernos 
sensores e a injeção de combustivel computadorizada. Porém mesmo com uma eficiência melhorada 
este tipo de motor gera resíduos tóxicos provenientes da queima do combustível. 
Recentemente novas tecnologias vem sendo exploradas afim de diminuir ou mesmo substituir 
um dia este antigo método de geração de trabalho. Uma da mais promissoras é o uso de motores 
elétricos em substituição aos de explosão interna. Alguns fabricantes tem tido sucesso em criar 
motores muito eficientes e leves juntamente com baterias de longa duração que fazem o automóvel ter 
praticamente o mesmo desempenho de outro movido à combustivel. A grande aposta para o futuro é a 
geração de energia elétrica para o automóvel atravez do uso de gás hidrogênio. Este reage com o 
oxigênio do ar gerando uma corrente elétrica e o “resíduo” da reação é água pura.
Neste trabalho de APS descrevemos de forma simples um carro movido a energia elétrica 
provida de uma fonte recarregavel que simula praticamente todos os aspectos de um automóvel de 
passeio, por ser totalmente funcional, provando-se que a tecnologia é possivel e muito interessante.
II - Objetivos
O objetivo principal é a construção de um modelo capaz de cumprir uma pista de prova de 
dimensões pré estabelecidas em tempo hábil. Através dessa tarefa será possivel provar o 
funcionamento do carro o comparando à um automóvel de passeio em escala reduzida. 
III - Metodologia
A idéia inicial do projeto foi utilizar materiais de 
reaproveitamento (sucatas) que tinhamos a disposição, 
como partes e peças de eletrônicos. Utilizamos sucatas 
de duas impressoras jato de tinta antigas pois possuiam 
peças bastante interessantes para a construção do 
modelo.
A escolha do projeto foi se basear por observação 
às partes mecanicas de um carro de verdade, como o 
sistema de direção utilizando dois eixos móveis e a 
tração na parte trazeira utilizando um eixo interiço. (FIG. 
01). Fig. 01
O material escolhido para as partes foi o aluminio, por ser leve e fácil de trabalhar à frio. Detalhe 
na foto para o motor e a relação de engrenagens para a tração do carro, incluindo as rodas. Todas 
essas peças foram utilizadas de uma impressora HP Deskjet 690 fora de uso.
A base para a montagem foi uma chapa de aluminio recheada com acrílico. Esta placa é 
utilizada em placas de identificação e sinalização, e é também bastante leve.
Definida a parte mecanica partimos para a parte elétrica. Basicamente o carro possui um 
sistema de controle remoto sem fio de 4 comandos. Para frente, para tráz, direita e esquerda. Abaixo 
um rascunho do sistema de controle remoto sem fio. (FIG. 02)
Foram utilizados os circuitos integrados HT12D e HT12E, que são um par de encoder/decoder 
de sinais seriais tanto com fio ou sem fio. Para trabalhar em conjunto foram utilizados dois módulos de 
rádio frequência de 433mhz com modulação por FSK / OOK. Este sistema é muito utilizado em 
controles de acionamento de portão e alarmes dado a simplicidade do circuito. Abaixo imagens das 
placas do transmissor e do receptor já prontas com os componentes.
Placa com as trilhas pronta
para corrosão
Placa do transmissor já pronta Placa do rádio receptor e
do transmissor
Como a corrente de saída da etapa do receptor é muito baixa foi necessário a utlização de um 
controle de potencia. Um método bastante interessante e simple foi o uso de pares de transistores que 
alteram o sentido da corrente de acordo com a porta de entrada. Esse tipo de circuito é chamado de 
Ponte H.
Para o controle de direção foi utilizado um servo motor com um circuito de controle customizado 
para esse tipo de trabalho. O circuito consiste de duas portas de controle. Quando uma porta é ligada o 
servo rotaciona X graus para a direta, quando a outra porta é acionada rotaciona X graus para a 
esquerda e quando nenhuma porta é acionada ele permanece centralizado. Existem potenciometros 
na placa de controle que determina o angulo de trabalho da direção do carro. Abaixo fotos com as 
descrições dos componentes.
Fig. 02
Mecanismo ação para
a esquerda
Mecanismo ação para
a direita
Placa de controle do servo motor
Detalhe: potenciometros de ajuste
Controle de potência do motor
de tração (Ponte H)
Motor de tração final.
Relação de engrenagens aumentada
para maior torque.
Visão geral da base
Uma bateria de 10,9 volts por 1,5 ampere foi utilizada no projeto. A maior preocupação era com 
relação aos motores, porem consultando o datasheet dos mesmos constatamos 350mA em regime 
ideal no motor de tração e 100mA no servo. 
Tinhamos em mente que para ter um carro em escala reduzida seria necessário também uma 
capa fechando o carro, protegendo os componentes e ao mesmo tempo passando a sensação de um 
carro de verdade. Conseguimos criar um molde em cimento em escala, esperamos a secagem e 
fizemos o trabalho utilizando fibra de vidro e resina para confecção da carenagem. 
O controle remoto foi inspirado em um controle profissional de modelos de competição pois é 
um controle extremamente confortavel e bastante interessante pois utiliza uma roda no lugar de 
alavancas ou botões, facilitando a orientação de direção do carro em qualquer sentido. Para o 
comando de frente e ré foi utilizado o mesmo principio do controle profissional: um gatilho.
Abaixo seguem etapas da montagem e finalização do projeto.
Aplicação de massa plástica
na carcação para acabamento
Detalhe da traseira Carcaça lixada e com 
fundo aplicado
Pintura e colocação dos leds
(faróis dianteiros)
Leds instalados embaixo
(efeito neon)
Leds traseiros
Projeto finalizado Controle remoto
Feito com partes de sucata
(caixa plástica de alarme, cano pvc,
placas de identificação e Jog de 
um videocassete velho)
Comparação do controle do projeto com um controle profissional
Um cálculo muito útil foi feito para o projeto. Inicialmente estavamos encontrando problemas 
com relação a comunicação do transmissor com o receptor. Este estava recebendo comandoserrados 
e também a distancia de controle era muito curta, no máximo 5 metros. Recorremos ao cálculo de 
comprimento de onda para corrigir o tamanho da antena o qual estava errado segundo algumas 
suspeitas.
IV - Planilha de custos
Segue abaixo uma planilha descrevendo partes que foram necessárias ser adquiridas á parte.
01
01
Circuitos integrados HT12D e HT12D + frete
Par circuitos RX/TX
R$ 21,00
R$ 12,00
20
20
Parafusos fenda 30x3mm c/ porcas
Parafusos philips 10x3 c/ porcas
R$ 4,00
R$ 3,50
01
15
Barra de parafuso 0,5m 5mm
Porcas 5mm
R$ 6,00
R$ 2,30
15
02
Arruelas de fixação 5mm
Placas de circuito impresso 1 face 10x10
R$ 4,00
R$ 9,00
01
01
Resina poliester 1L
Catalizador poliester 30gr
R$ 15,00
R$ 2,50
01
05
Manta fibra de vidro 1m²
Lixa 80
R$ 12,00
R$ 3,00
05
02
Lixa 100
Lixa 180
R$ 3,00
R$ 1,50
02
01
Lixa 300
Spray Azul Cobalto
R$ 2,20
R$ 14,00
01
01
Spray Branco
Spray Preto Fosco
R$ 14,00
R$ 12,00
01
01
Tubo de estanho p/ solda
Circuito integrado 74HC08
R$ 7,00
R$ 1,20
01
02
Circuito integrado 74HC02
Bateria 9V
R$ 1,20
R$ 26,00
R$ 176,40TOTAL
V - Conclusões
Dado a simplicidade do projeto, o tempo gasto e os materiais necessários pudemos perceber 
que a eficiência do modelo é bastante interessante. Concluímos o teste da pista de prova sem 
problemas e em tempo rasoável, atingindo o objetivo principal do desafio proposto. Em alguns 
aspectos pudemos aprender, desenvolver raciocinio e ter experiência em alguns campos novos 
principalmente da eletrônica digital. 
VI - Referências Bibliográficas
www.alldatasheet.com - papers e datasheets dos componentes
www.wikipedia.org - história dos motores à combustão
www.rcmasters.com.br - fórum sobre modelismo e rádio controle