aps carro eletrico unip - trabalho escrito

8/17/2019 APS Carro Eletrico UNIP - Trabalho Escrito

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UNIVERSIDADE PAULISTA

ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS

CARRO ELÉTRICO COM CONTROLE REMOTO

RIBEIRÃO PRETO2015

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


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I - Introdução

Com o crescimento acelerado da sociedade, o homem busca cada vez mais ferramentas que oajudem a facilitar as tarefas do dia a dia.

Em meados do século XVIII com a explosão da industrialização dos bens consumiveis, veiotambém a necessidade de novas formas de se obter o trabalho necessário para a produção. Nocomeço as fabricas utilizavam tração animal, e logo depois com o invento do motor a vapor se passoua utilizar essa maravilha tecnologica cada vez mais. Tempos depois foi inventado o primeiro motor aexplosão interna movido a óleo chamado de “bulbo quente” que consistia em um enorme cilindropreviamente aquecido (dai o nome) que continha um pistão que comprimia óleo cru vegetal ou deorigem animal para ocasionar a explosão desse líquido.

À partir dai começou a se usar essa nova fonte de trabalho para diversos fins como por exemploo maquinário das fábricas, bombas d’água, máquinas agrícolas, embarcações e geração de energiaelétrica. 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 degasolina e ar. Muito mais eficiente que o motor à óleo, esse motor começou a ser explorado e usadonos primitivos meios de transporte pois tinha um tamanho relativamente pequeno e uma potenciarazoável.

Até os dias de hoje, o invento de Otto praticamente não mudou. Apenas algumas melhorias nosentido de se conseguir cada vez mais potencia com menos combustivel, atravez de modernossensores e a injeção de combustivel computadorizada. Porém mesmo com uma eficiência melhoradaeste tipo de motor gera resíduos tóxicos provenientes da queima do combustível.

Recentemente novas tecnologias vem sendo exploradas afim de diminuir ou mesmo substituirum dia este antigo método de geração de trabalho. Uma da mais promissoras é o uso de motoreselétricos em substituição aos de explosão interna. Alguns fabricantes tem tido sucesso em criarmotores muito eficientes e leves juntamente com baterias de longa duração que fazem o automóvel terpraticamente o mesmo desempenho de outro movido à combustivel. A grande aposta para o futuro é ageração de energia elétrica para o automóvel atravez do uso de gás hidrogênio. Este reage com ooxigênio 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 elétricaprovida de uma fonte recarregavel que simula praticamente todos os aspectos de um automóvel depasseio, 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 dedimensões pré estabelecidas em tempo hábil. Através dessa tarefa será possivel provar ofuncionamento do carro o comparando à um automóvel de passeio em escala reduzida.

III - Metodologia

A idéia inicial do projeto foi utilizar materiais dereaproveitamento (sucatas) que tinhamos a disposição,como partes e peças de eletrônicos. Utilizamos sucatasde duas impressoras jato de tinta antigas pois possuiampeças bastante interessantes para a construção domodelo.

A escolha do projeto foi se basear por observação

às partes mecanicas de um carro de verdade, como osistema de direção utilizando dois eixos móveis e atração na parte trazeira utilizando um eixo interiço. (FIG.01). Fig. 01


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O material escolhido para as partes foi o aluminio, por ser leve e fácil de trabalhar à frio. Detalhena foto para o motor e a relação de engrenagens para a tração do carro, incluindo as rodas. Todasessas 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 éutilizada em placas de identificação e sinalização, e é também bastante leve.

Definida a parte mecanica partimos para a parte elétrica. Basicamente o carro possui umsistema de controle remoto sem fio de 4 comandos. Para frente, para tráz, direita e esquerda. Abaixoum rascunho do sistema de controle remoto sem fio. (FIG. 02)

Foram utilizados os circuitos integrados HT12D e HT12E, que são um par de encoder/decoderde sinais seriais tanto com fio ou sem fio. Para trabalhar em conjunto foram utilizados dois módulos derádio frequência de 433mhz com modulação por FSK / OOK. Este sistema é muito utilizado emcontroles de acionamento de portão e alarmes dado a simplicidade do circuito. Abaixo imagens dasplacas 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 edo transmissor

Como a corrente de saída da etapa do receptor é muito baixa foi necessário a utlização de umcontrole de potencia. Um método bastante interessante e simple foi o uso de pares de transistores quealteram o sentido da corrente de acordo com a porta de entrada. Esse tipo de circuito é chamado dePonte H.

Para o controle de direção foi utilizado um servo motor com um circuito de controle customizadopara esse tipo de trabalho. O circuito consiste de duas portas de controle. Quando uma porta é ligada oservo rotaciona X graus para a direta, quando a outra porta é acionada rotaciona X graus para aesquerda e quando nenhuma porta é acionada ele permanece centralizado. Existem potenciometrosna placa de controle que determina o angulo de trabalho da direção do carro. Abaixo fotos com as

descrições dos componentes.

Fig. 02


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Mecanismo ação paraa esquerda

Mecanismo ação paraa 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 comrelação 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 umacapa fechando o carro, protegendo os componentes e ao mesmo tempo passando a sensação de umcarro de verdade. Conseguimos criar um molde em cimento em escala, esperamos a secagem efizemos 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 éum controle extremamente confortavel e bastante interessante pois utiliza uma roda no lugar dealavancas ou botões, facilitando a orientação de direção do carro em qualquer sentido. Para ocomando 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 plásticana carcação para acabamento

Detalhe da traseira Carcaça lixada e comfundo aplicado


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Pintura e colocação dos leds(faróis dianteiros)

Leds instalados embaixo(efeito neon)

Leds traseiros

Projeto finalizado Controle remotoFeito 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


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Um cálculo muito útil foi feito para o projeto. Inicialmente estavamos encontrando problemascom relação a comunicação do transmissor com o receptor. Este estava recebendo comandos erradose também a distancia de controle era muito curta, no máximo 5 metros. Recorremos ao cálculo decomprimento de onda para corrigir o tamanho da antena o qual estava errado segundo algumassuspeitas.

IV - Planilha de custos

Segue abaixo uma planilha descrevendo partes que foram necessárias ser adquiridas á parte.

0101

Circuitos integrados HT12D e HT12D + fretePar circuitos RX/TX

R$ 21,00R$ 12,00

2020

Parafusos fenda 30x3mm c/ porcasParafusos philips 10x3 c/ porcas

R$ 4,00R$ 3,50

0115

Barra de parafuso 0,5m 5mmPorcas 5mm

R$ 6,00R$ 2,30

1502

Arruelas de fixação 5mmPlacas de circuito impresso 1 face 10x10

R$ 4,00R$ 9,00

0101

Resina poliester 1LCatalizador poliester 30gr

R$ 15,00R$ 2,50

0105

Manta fibra de vidro 1m²Lixa 80

R$ 12,00R$ 3,00

0502

Lixa 100Lixa 180

R$ 3,00R$ 1,50

0201

Lixa 300Spray Azul Cobalto

R$ 2,20R$ 14,00

0101

Spray BrancoSpray Preto Fosco

R$ 14,00R$ 12,00

0101

Tubo de estanho p/ soldaCircuito integrado 74HC08

R$ 7,00R$ 1,20

0102

Circuito integrado 74HC02Bateria 9V

R$ 1,20R$ 26,00R$ 176,40TOTAL

V - Conclusões

Dado a simplicidade do projeto, o tempo gasto e os materiais necessários pudemos perceberque a eficiência do modelo é bastante interessante. Concluímos o teste da pista de prova semproblemas e em tempo rasoável, atingindo o objetivo principal do desafio proposto. Em algunsaspectos pudemos aprender, desenvolver raciocinio e ter experiência em alguns campos novosprincipalmente da eletrônica digital.


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VI - Referências Bibliográficas

www.alldatasheet.com - papers e datasheetsdos componentes

www.wikipedia.org - história dos motores à combustão

www.rcmasters.com.br - fórum sobre modelismo e rádio controle

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