Aplicações Engenharia Mecatrônica

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INSTITUTO FEDERAL DE SANTA CATARINA 
ENGENHARIA MECATRÔNICA 
PROJETO INTEGRADOR I 
 
 
 
MATEUS GONÇALVES MADER SEVERO 
 
 
 
 
 
 
ENGENHARIA MECATRÔNICA E APLICAÇÕES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Criciúma 
Junho de 2021 
 
 
 
MATEUS GONÇALVES MADER SEVERO 
 
 
 
 
 
 
ENGENHARIA MECATRÔNICA E APLICAÇÕES 
 
 
 
 
 
 
Artigo sobre contextualização da 
Engenharia Mecatrônica nos dias atuais, 
disciplina de Projeto Integrador I. 
 
Prof. Me. Fernando Rodrigues dos 
Santos e Prof. Me. Giovani Batista de 
Souza. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Criciúma 
 
 
Junho de 2021 
 
1. INTRODUÇÃO A ENGENHARIA MECATRÔNICA 
 
1.1. Contextualização 
 
Nos dias de hoje em uma indústria é necessário economia, eficácia e velocidade, em 
face desta demanda, é preciso máquinas eficientes, baratas e dinâmicas, com isso, surge 
a Engenharia Mecatrônica para facilitar o cotidiano nas fábricas. Porém a atividade não 
ficou somente nisso, mostrando-se uma ferramenta facilitadora da vida humana, gerando 
automação e praticidade para coisas que antigamente eram burocráticas. Dessa forma, 
para adentrar à área do conhecimento é necessário conhecer a contextualização e 
aplicações reais que abordam a Engenharia Mecatrônica. 
 
1.2. Nomenclatura 
 
A Engenharia Mecatrônica tem como função e objetivo dentro da sociedade como 
um todo, ser a pratica e estudo que integra múltiplas áreas do conhecimento, como 
computação, mecânica, eletrônica e controle. A junção de todos esses termos supracitados 
forma esse ramo multidisciplinar ou sistema no qual se conhece por Engenharia 
Mecatrônica. A nomenclatura desse estudo foi dada por Tetsuro Mori em 1969, com a 
finalidade de introduzir um significado para o conjunto, então ele combinou a palavra 
Mecânica, do inglês, “mechanical” e Eletrônica, “eletronics” assim formando “Mecatrônica” 
(MOHAMED, 2020). 
 
Figura 1: Diagrama Radial da Engenharia Mecatrônica 
 
 
2. CONCEITUAÇÃO E APLICAÇÃO 
2.1. Sistema Mecatrônico 
 
Sistema Mecatrônico 
 
Sistema Biológico 
Cérebro Computador, CLP 
Conhecimento Software 
Órgão dos Sentidos Sensores 
Membros Inferiores e Superiores Atuadores e Motores 
Sistema Nervoso Central Rede de Comunicação 
Alimentação Energia do Sistema, pode ser ar, 
elétrica ou óleo 
Sistema Sanguíneo Condutores de Energia, tubos e 
cabeamento 
Esqueleto Estrutura Mecânica 
 
Para entender a aplicação e o que a mecatrônica estuda, é necessário conhecer a 
base de um sistema mecatrônico, então para facilitar isso, pode-se assimilar o sistema 
mecatrônico com um sistema biológico. Porém, vale ressaltar que essa similaridade não é 
totalmente legítima, então é preciso distinguir algumas características significativas 
(DONADON, 2011). 
 
2.1.1. Componentes de um Sistema Mecatrônico 
 
Para a compreensão do sistema, é necessário entender a função de cada 
componente, então neste tópico será descrito os conceitos e aplicações dos principais 
indivíduos desse sistema. 
 
Controlador Lógico Programável (CLP) 
 
 
Com a estrutura parecida com a de um computador comum, contendo memória ram 
e processador, este é um dispositivo programável com entradas e saídas podendo ser 
digitais ou analógicas. Nele podem ser implementadas lógicas combinatórias, sequenciais 
e controladoras, de modo geral é possível denotar que os CLPs podem armazenar e enviar 
dados para o resto do sistema mecatrônico. 
 
Sensores 
 
Como o próprio nome já diz, são os dispositivos responsáveis pela percepção do 
sistema mecatrônico, medidores de variáveis, capazes de medir a temperatura externa para 
um celular, detectar a velocidade e aceleração nas quais um carro está se locomovendo e 
outras infinitas possibilidades de acordo com a demanda; 
 
Atuadores 
 
São os dispositivos que atuam os comandos fornecidos pelo computador ou CLP, ou 
seja, executam as tarefas emitidas pelo núcleo na forma de saída. 
 
2.1.2 Relação entre os principais componentes 
 
Já se sabe o que é um Sistema Mecatrônico e seus principais componentes, agora 
é imprescindível entender o ciclo desse conjunto de componentes e suas relações. Na 
figura a seguir, é representado um sistema mecatrônico com sensores, atuadores, sistema 
mecânico e um Controlador Lógico Programável (CLP). 
 
Figura 2: Processo Sistema Mecatrônico 
 
O processo funciona de modo em que o Controlador manda uma ação para que o 
atuador execute sobre o sistema mecânico de modo em que o sensor recebe a informação 
de como está a mecânica do sistema e repasse para o mesmo controlador, que 
dependendo da função pode repetir o processo ou encerrá-lo. 
 
2.2 Mecatrônica aplicada no cotidiano 
 
Muito mais do que somente uma sinergia entre diversas disciplinas, a mecatrônica 
está em vários âmbitos da indústria e cotidiano. Basicamente, toda inovação tecnológica 
tem um “dedo” da Mecatrônica, é possível alegar que esse ideal mecatrônico está 
interligado com múltiplos ramos do mercado, pois a Mecatrônica surgiu com o intuito de 
baratear os custos e substituir funções antes, burocráticas. 
Dentro de uma casa é possível perceber várias invenções relacionadas à 
mecatrônica, diversos equipamentos que antigamente eram caros e possuíam somente 
uma função, e graças a esse empreendimento da Mecatrônica, vieram a possuir mais 
recursos e ter um custo de produção menor. Fruto disso é dado pela Indústria 4.0, tal qual 
é intrinsecamente ligada à Engenharia Mecatrônica. 
 
2.3. Indústria 4.0 
 
Através de uma linha do tempo histórica da Indústria (Figura 3), nota-se a presença 
da Engenharia Mecatrônica a partir da Terceira Revolução Industrial, porém especialistas 
alegam que este ramo multidisciplinar irá ser um dos principais fatores na Indústria 4.0, 
correlacionado a comunicação entre o espaço físico com o espaço cibernético, 
extremamente atrelado a inteligência artificial. 
 
Figura 3: Evolução Industrial 
Disponível em: www.presys.com.br/blog/industria-4-0/. Acesso em 05/06/2021 
 
 
2.4 Mecatrônica em um objeto usual 
 
Caixas eletrônicos, elevadores, máquina de chocolates e caixas de supermercado 
autônomos são sistemas mecatrônicos que interagem com os usuários, porém não 
necessitando de um operador ou funcionário humano para seu funcionamento, até mesmo 
câmeras de filmagens de esportes com bola são controladas automaticamente por sistemas 
computadorizados apoiando-se em um inteligência artificial a qual fixa a bola como centro 
e locomove a câmera por trilhos automaticamente não necessitando de um humano para 
esta função. Como exemplo mais claro, e do próximo tópico, um caixa eletrônico, que após 
checar as informações de um cliente em um banco de dados a milhares de quilômetros de 
distância libera o dinheiro no caso de um saque, este processo por mais simples que se 
pensa ou possa parecer, necessita de uma grande engenharia técnica para ser produzido 
e qualquer erro na elaboração deste sistema causará enormes danos tanto para o banco 
proprietário do caixa eletrônico como para seus clientes. 
 
2.4.1 Análise do Sistema Mecatrônico de um Caixa Eletrônico 
 
Ao retirar dinheiro de um caixa eletrônico existe uma interação entre o usuário e a 
máquina, excluindo a função de um operador do sistema, na verdade este não é excluído 
e sim substituído por ações inerentes entre usuário e o sistema computacional da máquina, 
este sistema solicita informações do cliente, que por sua vez as informa ao sistema por 
meio do cartão magnético e senha, estes dados são enviados a uma central de banco de 
dados onde são confirmados. Depois de confirmada a veracidade das informações (no caso 
de um saque) o sistema computacional aciona Atuadores Mecânicos que irão contar o 
dinheiro, e liberá-lo para o cliente. 
 
 
 
Figura 4: Processo de Saque em um Caixa Eletrônico 
Fonte: Benatti, Luiz Fabiano. Introdução a Engenharia Mecatrônica 
 
 
 
Figura 5: Análisedo acionamento dos atuadores 
Fonte: Benatti, Luiz Fabiano. Introdução a Engenharia Mecatrônica 
 
Percebe-se na figura 3 que o sistema computacional do caixa eletrônico após a 
confirmação dos dados do cliente aciona os atuadores que contarão o dinheiro e o liberarão. 
Até este ponto do sistema houve apenas coleta de informações, transferência de dados e 
processamento digital, deste ponto em diante existe o contato com o meio físico cujo qual 
mostra-se com inúmeras variáveis e que o sistema mecatrônico deve conhecer para que 
 
não sejam cometidos erros, qualquer falha neste ponto do processo demonstra que o 
projeto foi mal elaborado. 
Ao receber a informação de “liberar dinheiro” será acionado um Sensor que irá 
identificar as notas no “estoque” de notas, após esta confirmação haverá um Atuador que 
irá retirar as notas do reservatório, contá-las por meio de um outro sensor e enviá-las para 
um local intermediário onde estas passaram por outro processo semelhante onde serão 
recontadas e enfim liberadas para o cliente. 
De tal modo, este processo explica genericamente o funcionamento de um caixa 
eletrônico, porém por trabalhar com o meio físico podem ocorrer imprevistos como de uma 
nota enroscar no atuador que “conta notas”, assim o sistema de controle do caixa eletrônico 
deve conhecer cada possibilidade de erro que possa ocorrer e por meio disto saber qual 
ação deverá ser tomada para cada ocasião no ambiente. (BENATTI, 2021) 
 
3. Opinião pessoal 
 
Partindo do pressuposto momento em que a mecatrônica surgiu no final dos anos 
60, e desde lá houve e está havendo uma imensa evolução tecnológica, é de caráter avaliar 
que esta engenharia é um dos principais motivos da automação industrial que estamos 
passando. creio que a engenharia mecatrônica veio pra ficar, e graças a isso podemos 
esperar uma grande evolução no mercado como custos menores de fabricação e 
dinamicidade, que são alguns fatores que tendem a evoluir positivamente. 
Porém em contrapartida, há diversos pensamentos que alegam a automação como 
um inimigo, podendo prejudicar o ciclo social, gerando diminuição de mão de obra humana, 
em consequência disso causando desemprego, em face disso acontecerá uma reinvenção 
de empregos, semelhante aos acontecimentos de revoluções industriais passadas, no qual 
pessoas deixaram de tecer à mão para manusear um tear. 
Vendo com uma perspectiva histórica, as revoluções industriais tiveram um aspecto 
positivo na qualidade de vida das pessoas, e graças a isso nos permite olhar com bons 
olhos para o futuro. 
 
 
 
 
 
 
 
4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
VALENTIM DONADON, Lázaro. ENG031 – Introdução à Mecatrônica, Universidade 
Federal de Minas Gerais – UFMG, 2020. 
 
SHABAN OBAIA, Mohamed. Mechatronics Brief History And Applications, Mansoura 
University Computer Science department, 2017. 
 
BENATTI, Luiz Fabiano. Introdução a Engenharia Mecatrônica, Edição do Kindle, 2021.