Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Engenharia. Protótipo de um carro movido à energia elétrica. Protótipo de um carro movido à energia elétrica. Engenharia civil – Turma 2015-3 SEMESTRES. Carro Nº 05 Da Gincana Unip. Integrantes do grupo. RA: NOME: RA: RA: RA: RA: RA: RA: RA: RA: RA: Protótipo de carro movido à energia elétrica Este trabalho vai ser apresentado na Universidade Paulista Para obter a nota do terceiro semestre na disciplina de Atividade Pratica Supervisionada – APS. Ribeirão Preto /SP. 2015. Resumo. Os carrinhos de controle remoto Poderão ser de dois tipos: Controlado por transmissão de radio frequência ou por um fio ligando o controle e o carro. Neste projeto consiste basicamente um carrinho controlado por controle remoto, por um fio ligando o controle e o carinho, assim permitido o comando de um circuito elétrico, seja transmitido do controle remoto para o carro, ligar e desligar a carga da bateria, locomovendo-se de acordo com o comando de circuito elétrico programado no controle remoto, Locomovendo-se para frente e para trás, Direção para o lado direito e para lado esquerdo. Para obtermos o resultado desejado foram feitos varias pesquisar e testes, constado nesse relatório para facilitar a sua fabricação, encontramos varias dificuldades na montagem da parte mecânica e na parte dos comandos de circuito elétricos. Sumario. - Introdução___________________________________01. - Objetivo - Funcionamento _______________________________02. - Materiais e métodos - Especificações Ponte HL298N ___________________03. - A tabela de ativação dos motores_________________04. - As principais características do microcontrolador Atmega 328p utilizada na placa Arduino Uno________________05. - As principais características do microcontrolador Atmega 328p utilizada na placa Arduino Uno________________06. - Montagem do STUCAR_________________________07. - Montagem do STUCAR_________________________08. - Cálculos (com Bse no livro Ralliday Resnick fundamentos de física vol.3, ed. 8).____________________________09. - Programação do STUCAR em linguagem “C”________10. - Programação do STUCAR em linguagem “C”________11. - Programação do STUCAR em linguagem “C”________12. - Programação do STUCAR em linguagem “C”________13. - Listra de Materiais e preços - Conclusão___________________________________ 14. - Referencias Bibliográficas_______________________15. 01. Introdução. Atualmente os estudos na área de comandos de circuito elétrico vêm crescendo de acordo com a necessidade humana, pelas novas tecnologias é aplicada de varias maneiras na engenharia elétrica, na engenharia mecânica e na engenharia civil. Com base na construção civil os comandos de circuito elétrico são usados na construção Comercial, Industrial e Residencial na parte da instalação elétrica, na ligação da rede elétrica, na iluminação de ambientes, nas tomadas, interruptores elétricos e bocais de lâmpadas. Para funcionamento de aparelhos elétricos e eletrônicos ligado na rede elétrica. O carrinho foi projetado e construído de forma simples e bastante eficiente para o melhor entendimento de comandos de um circuito elétrico e seu funcionamento. Objetivo. Projetar e construir um protótipo de um carro movido à energia elétrica (pilhas ou baterias), com um controle remoto com fio ligando o controle e o carrinho, Para controlar os comandos de circuito elétrico, para direciona-lo para direita e para esquerda, fazendo se locomover para frente e para trás, fazendo-o percorrer em uma pista de dimensões e percurso pré-estabelecidos. 02. Funcionamento. Sendo assim, o objetivo principal desse projeto é construir um carrinho que possa ser controlado através de controle remoto e que seja móvel tanto na parte mecânica como na parte eletrônica que apresente resultados confiáveis e de baixo custo para seu uso. O protótipo pode ser controlado por qualquer usuário através da leitura e interpretação dos comandos do controle remoto. O carrinho sempre respondera quando receber o comando dos circuitos elétricos do controle, podendo se direcionar para o lado direito e o lado esquerdo. Se locomover para frente e para trás, ele possui um motor e um sistema de comandos elétricos, simples e eficazes para o seu funcionamento. Materiais e métodos. Chave de acionamento elétrico, Baterias, Fios de cobre e Motor elétrico. Esses materiais foram utilizados na construção do carro além de quatro rodas que usamos na movimentação do carro, além do chassi para fixação dos componentes mecânicos e da lataria do carro, usamos também parafusos de diversas dimensões para fixação dos componentes mecânicos. Todos esses materiais foram usados nesse projeto, além disso, foram usadas outras ferramentas como, lixas, serras, chave de fendas, alicate, furadeira, multímetro, paquímetro, trena para os ajustes das metidas. Agora abaixo as fotos dos mateais e componentes do projeto. 03. Especificações Ponte HL298N. Tensão de Operação: 4~35v Chip: ST L298N (Datasheet) Controle de 2 motores DC ou 1 motor de passo Corrente de Operação máxima: 2A por canal ou 4A Max Tensão lógica: 5 v Corrente lógica: 0~36mA Limites de Temperatura: -20 a +135°C Potência Máxima: 25 W Dimensões: 43 x 43 x 27 mm Peso: 30g A ponte H L298N, foi escolhida para o protótipo devido a sua versatilidade tais como: dimensões pequenas, leve, suporta até 4 amperes de corrente máxima, controla até dois motores de corrente contínua que não ultrapasse a corrente máxima, permite o controle de sentido de rotação dos motores (horário e anti-horário), fácil adaptação e programação via placa Arduino. 04. A tabela mostra a ordem de ativação dos motores. Como observado na tabela, ao injetarmos uma tensão de 5v em IN1 e 0v em IN2 da ponte H, os motores irão girar no sentido Horário, e quando aplicarmos uma tensão de 0v em IN1 e 5v em IN2, os motores inverterão o sentido e passarão a girar em anti-horário. Essa aplicação se dará através de um software criado em linguagem “C”, que além dessas, também controlará a direção do veículo. Outra placa utilizada para construção do protótipo é denominado Arduino Uno em que está inserido microcontrolador ATmega 328P. Figura xx– Placa Arduino Uno. Fonte: Evans et all, 2011. 05. As principais características do microcontrolador Atmega 328p utilizada na placa Arduino Uno: Tensão de alimentação de 7 a 12 Volts; 14 portas configuráveis como saídas ou entradas digitais, nas quais seis delas permitem saídas de sinais PWM; Seis portas de leitura de sinais analógicos; Corrente elétrica de saída máxima por pino de 40mA(Miliamperes); Memória FLASH de 32KB dos quais 0,5KB é usada pelo bootloader; Memória EEPROM de 1KB; Memória SRAM de 2KB; Comunicação serial UART; Conversor analógico/digital de 10bits; Velocidade de clock de 16MHz (Mega Hertz). Para que o veículo se movimentasse para frente e para trás, para direita e para esquerda, foi inseridoum controle joystick, que é composto de dois potenciômetros controlados através de software, assim temos: 06. Movimentação para trás. Movimentação para frente. Movimentação para esquerda. Movimentação para direita. Para fácil manejo e implementação, motores foram adquiridos com redução e rodas. Motor de duplo eixo; Tensão de funcionamento: 3 ~ 12V; Velocidade de rotação: 125RPM em 3V; Torque (6V): 5,5Kg.cm. 07. Montagem do STUCAR. Para confecção do chassi foi utilizado um retalho de compensado de madeira de dimensões 30cm x 30cm, após o desenho e recorte da madeira chegou-se na seguinte forma: 20cm de comprimento por 14cm de largura. Com a ideia já formada começou-se a montagem propriamente dita do STUCAR, veículo movida à bateria com controle remoto contendo fio. Os motores foram fixados com cola quente e as placas devidamente parafusadas para não causar maus contatos nas ligações entre placas e motores. A figura a seguir mostra a separação dos componentes: Para direção do STUCAR utilizou-se de uma roda boba, pois a confecção de um sistema de direção iria inviabilizar o protótipo, elevando seu peso com mais um motor para controlar esse sistema, essa roda boba pode ser vista na figura anterior. Fixação dos motores e rodas: 08. Furação, fixação das placas, faróis, lanternas e baterias: Projeto já montado no chassi. 09. Com base nas fotos do carrinho temos uma noção do seu funcionamneto, podemos observar e entender como é o funcionamento dos comandos de circuito elétrico. Transmissor: O controle remoto com fio, envia o comando do circuito elétrico para acionar o receptor. Receptor: O carrinho recebe o comando do circuito elétrico proveniente do transmissor, que esta ligando o controle e o carrinho através de um fio. Colocando em funcionamento os motores elétricos no interior do carrinho de acordo com os comandos recebido do transmissor. Fonte de energia: Bateria. O transmissor aciona carga de energia da bateria, envia um comando de circuito elétrico de controle para o receptor através de um fio ligando o controle remoto e o carrinho, acionam o motor, provocando uma ação especifica de direção e locomoção. O motor no carrinho pode fazer com que as rodas girem. A fonte de energia é uma bateria recarregável, e em alguns casos em pilhas normais. Cálculos (com Bse no livro Ralliday Resnick fundamentos de física vol.3, ed. 8). 10. Programação do STUCAR em linguagem “C” int 14otenciômetro = A1; // Define que o pino analógico 1 será usado(como trata-se de um pino analógico, é obrigatoriamente entrada). Int potenciometro2 = A0; // Saidas digitais para uso diverso int I1 = 2; int I2 = 4; int I3 = 3; int I4 = 5; // Pinos do arduino para controle da ponte H (Pinos IN) int IN1 = 6; int IN2 = 7; int IN3 = 8; int IN4 = 9; int lepotenciometro = 0; // Cria a variável “lepotenciometro” int valordesaida1 = 0; // Cria a variável “valordesaida1” int lepotenciometro2 = 0; // Cria a variável “lepotenciometro2” int valordesaida2 = 0; // Cria a variável “valordesaida2” void setup // Declaração dos pinos como saída. pinMode(I1, OUTPUT); pinMode(I2, OUTPUT); pinMode(I3, OUTPUT); pinMode(I4, OUTPUT); pinMode(IN1, OUTPUT); pinMode(IN2, OUTPUT); pinMode(IN3, OUTPUT); pinMode(IN4, OUTPUT); Serial.begin(9600); // Possibilita o acompanhamento de variáveis através da janela de comunicação do Arduino void loop // Enquanto o Arduino estiver sendo alimentado, tem-se um loop de tudo que está dentro dessa função 11. digitalWrite(I1, LOW); digitalWrite(I2, LOW); digitalWrite(I3, LOW); digitalWrite(I4, LOW); digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, LOW); digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, LOW); Lepotenciometro = analogRead(potenciometro); // Define que a varíavel "lepotenciometro" lerá o valor do potenciômetro. Lepotenciometro2 = analogRead(potenciometro2); // Define que a varíavel "lepotenciometro2" lerá o valor do potenciômetro. //O range de 0 a 255 representam a faixa de valores possíveis recebidos pelo Arduino através do potenciômetro. //0 e 255 são os limites mínimo e máximo do potenciômetro, respectivamente. //Tem-se que o Arduino converte os valores recebidos através do potenciômetro em valores virtuais, com uma faixa de 0 a 1023. if (lepotenciometro > 700){ // Se o valor virtual for maior que 528, algumas ações serão feitas e o motor rotaciona no sentido direto valordesaida1 = map(lepotenciometro, 700, 1023 , 0, 200); // A variável "valordesaida1" mapeia os valores virtuais digitalWrite (I1, HIGH); digitalWrite (I2, HIGH); digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW); digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, HIGH); 12. if (lepotenciometro < 255){ // // Se o valor virtual for menor que 526, algumas ações serão feitas e o motor rotaciona no sentido reverso valordesaida1 = map(lepotenciometro, 526, 30 , 15, 255); // A variável "valordesaida1" mapeia os valores virtuais digitalWrite (I1, HIGH); digitalWrite (I2, HIGH); digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, HIGH); digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW); if (lepotenciometro2 > 700) valordesaida2 = map(lepotenciometro2, 700, 1023 , 0, 200); digitalWrite (I1, HIGH); digitalWrite (I2, HIGH); //Gira o Motor A no sentido anti-horario digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, HIGH); //Gira o Motor B no sentido anti-horario digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, HIGH); if (lepotenciometro2 < 255) valordesaida2 = map(lepotenciometro2, 526, 30 , 15, 255); digitalWrite (I1, HIGH); // O LED 1 será desligado ou não será ligado digitalWrite (I2, HIGH); //Gira o Motor A no sentido horario digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW); //Gira o Motor B no sentido horario digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW); 13. Serial.println(lepotenciometro); // Possibilita o acompanhamento da variável "lepotenciometro" através da janela de comunicação do Arduino Serial.println(valordesaida1); // Possibilita o acompanhamento da variável "valordesaida1" através da janela de comunicação do Arduino Serial.println(lepotenciometro2); // Possibilita o acompanhamento da variável "lepotenciometro" através da janela de comunicação do Arduino Serial.println(valordesaida2); Listra de Materiais e preços. Listra de Materiais e preços. Jogo de rodas (traseira). R$ 37,80 + frete R$ 12,00 = R$ 49,80 Ponte HL298n para o motor. R$ 23,00 + frete R$ 10,22 = R$ 33,22 Arduino Uno R$ 43,90 + frete R$ 13,80 = R$ 57,70 Joystick R$ 15,95 + frete R$ 8,00 = R$ 23,95 Baterias de 9V R$ 22,80 Roda boba (dianteira) R$ 29,98 + frete R$ 13,80 = R$ 47,78 Chave liga/desliga R$ 5,00 Leds para faróis e lanternas R$ 6,00 Porta leds R$ 6,00 Rodas (dianteira) R$ 10,00 Fios, cola, termo retrátil, chassi do carrinho e outros R$ 30,00 Shield Relé R$ 15,00 + frete R$ 10,00 = R$ 25,00 Total com frete R$ 317,25 Total sem frete R$ 239,63 14. Conclusão. Podemos concluir que os resultados obtidos tanto nos comandos de circuito elétrico e também na parte da mecânica podem ser usados em áreas de pesquisas, são área de grande relevância é relacionadas com a engenharia elétrica, engenharia mecânica e engenharia civil. Nosso objetivo geral foi projetar e construir um carro de controle remoto, com comandos de circuito elétrico, teve como objetivo principal,o desenvolvimento de um protótipo de um carrinho capaz de se mover através de um controle remoto com fio, podendo se direcionar para o lado direito e o lado esquerdo. Se locomover para frente e para trás, apresentando resultados confiáveis com uma excelente qualidade e um valor de custo menos elevados pelo reaproveitamento e reciclagem de materiais de fabricação do projeto. 15. Referencias Bibliográficas. http://pt.slideshare.net/IvairReisdeAlmeida/circuitos- eletricos-cc-ca-marco-markus http://pt.slideshare.net/littlevic4/circuitos-eletricos-em- cc-e-ca http://pt.wikipedia.org/wiki/carrinho_de_controle_remot http://www.sabereletronica.com.br https://automacaoifrsrg.wordpress.com/2013/07/04/cir cuito-teste-de-acionamento-e-controle https://automacaoifrsrg.wordpress.com/2013/07/04/cir cuito-teste-de-acionamento-e-controle http://www.ebah.com.br/content/ABAAAgrK0AL/funda mentos-fisica-vol-1-8-ed-resnick-halliday-walker
Compartilhar