ESTEIRA TRANSPORTADORA NA CONSTRUÇÃO CIVIL

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Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre a aplicação do uso das esteiras rolantes na

construção civil, (estádios de futebol) buscando a redução de custos dos transportes manuais

de qualquer tipo de material e transporte de operários, em obras com níveis diferentes

(inclinados), com a opção de seleção, descarte e contagem para alguns tipos de materiais que

necessite de um controle de qualidade mais rigoroso e controle de estoque, em obras onde

existe dificuldade de utilização de elevadores de cargas ou guinchos. Palavras-chave: Esteira

rolante na construção, Correias transportadoras, Automação wireless.

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1 INTRODUÇÃO

As esteiras rolantes são equipamentos muito utilizados atualmente em diversas áreas

da sociedade, tais como: Aeroportos, Shopping Center, Rodoviárias, Metrôs, Mineração e etc.

O objetivo da esteira rolante será na utilização da construção dos estádios de futebol e na

seleção de materiais visando à copa do mundo de 2014. Devido ao curto prazo para a

conclusão destas obras, as esteiras rolantes serão de muita importância, tendo em vista que

existe a grande necessidade de transportar materiais, expurgo de entulhos, e da seleção destes

para coleta entre os diversos níveis do campo e arquibancadas. Por consequência terão seus

custos reduzidos em virtude da redução de tempo comparado com o transporte manual

normalmente utilizado. As esteiras rolantes também poderão ser utilizadas, para a locomoção

dos operários entre o campo e os diversos níveis das arquibancadas, reduzindo o desgaste

físico e aumentando a produtividade e conseqüentemente, redução do tempo e custo da

construção.

2 EXPOSIÇÃO

Desenvolvimento do Projeto

O anteprojeto e projeto foram desenvolvidos em AutoCAD, no qual foram elaborados os

desenhos e detalhes da estrutura com indicação das cotas, localização dos cortes e furação

para passagem dos parafusos e fixação do motor. Para a correia transportadora, foi usada uma

correia de nylon poliéster de 2 mm, com emenda feita através de corte na prensa de dente de

serra e emenda a base de vulcanização.

Foram necessárias diversas montagens e desmontagens, com ajustes dos tamanhos dos

tarugos e rolamentos, localização do motor, comprimento dos parafusos, até o perfeito

funcionamento da esteira.

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A automação da esteira foi feita de forma que a mesma fosse controlada por um

computador à distância sem fio, a partir de um protocolo de comunicação Zigbee, todo o

processamento foi feito pelo Arduino Uno que é uma placa com um micro controlador.

3 MECÂNICA

Motor de corrente contínua

Foi utilizado um motor de corrente contínua com tensão nominal de 12 volts, robustos

e que suporta condições de operações extremas. Esse tipo de motor é utilizado para o

acionamento elétrico de vidros em veículos automotivos. A figura 1 ilustra esse tipo de motor.

Figura 1: Motor de corrente contínua de parabrisa de carro.

Fonte: Autoria própria.

A maior vantagem deste tipo de motor é a caixa de redução que já vem presente neles.

Esta caixa de redução transforma a alta rotação do motor em torque. A redução é feita por

meio de relação de engrenagem de rosca-sem-fim onde a coroa é uma engrenagem reta com

dentes planos e o pinhão é um parafuso de rosca-sem-fim. Este tipo de engrenagem não

permite o movimento contrário, fazendo com que a coroa gire o pinhão. Esta é uma

característica muito interessante para uma esteira elevatória, pois o freio se dá apenas com o

desenergização do motor impossibilitando que o material transportado retroceda.

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4 COSTITUIÇÃO ELETRÔNICA E SOFTWARE DO PROJETO

O projeto eletrônico da esteira conta com sistema de proteção contra acidente por

acionamento manual e um sistema de iluminação composto por Led’s que podem ser

acionados pela placa arduino uno acoplada ao projeto mecânico constituindo um resultado

bastante satisfatório, causando uma boa relação custo beneficio ao protótipo. Através de uma

análise de mercado buscamos incessantemente melhorar nosso projeto causando o melhor

impacto e dando um grande diferencial dos demais já existentes no mercado. Apostamos em

um sistema de proteção que trava todo o sistema mecânico de rotação da esteira quando

imediatamente informando ao operador através de uma mensagem na sua interface de

operação, via software o operador consegue ter o controle da quantidade total de materiais

que estão sendo transportadas pela esteira podendo ser interrompida a qualquer momento.

Na execução eletrônica buscamos a melhor confiabilidade através de transistores

BC545 que suporta tensões altas de ate 12V e reles de acionamentos, com isso tornando a

eletrônica bastante confiável.

Detalhamento do projeto:

Fonte ATX (Advanced Technology Extended).

Fonte: http://www.infowester.com/fontesatx.php.

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Como a fonte utilizada é do tipo ”chaveada” as tensões de entrada podem ser escolhidas

entre 110V ou 220V. Já as tensões de saída variam entre cada fio seguindo um padrão com

relação às suas cores. Logo a mesma alimenta todo o sistema eletrônico, ou seja, a placa

controladora que é o arduino uno, a placa de potencia e controle que faz o acionamento do

motor de corrente continua e servo motores, sensores e placa de comunicação wireless.

ARDUINO

Fonte: http://www.antratek.com/Arduino.html

O arduino possui a capacidade computacional de um Pentium Intel 286. O interessante do

projeto é que o mesmo possui a vantagem de ter todo o código fonte sob GPLv2 (IDE e

bibliotecas de funções) e as camadas de hardware sob creative commons 2.5 (share-alike),

exceto o vhdl do micro controlador da ATMEL que é proprietário. Essa prática, que permitiu

um barateamento da placa, aliada a possibilidade de expansão das funções da placa, com o

uso dos Shields, faz com que o Arduino seja o projeto de computação física open-source mais

ativo atualmente. Responsável por todo o processamento do projeto, ou seja, celebro do

projeto realizando leitura e nas entradas e realizando ativando seus atuadores que será o motor

da esteira e servo motor para descarte do objeto indesejado.

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Características:

Tamanho: 5,3cm x 6,8cm x 1,0cmMicro controlador: Atmega328Tensão de operação: 5VTensão de entrada: 7-12VPinos de (I/O) digitais: 14 (dos quais 6 são PWM)Pinos de entrada analógica: 6Corrente DC por pino I/O: 40mA

Memória Flash:32KB (dos quais, 0,5KB são usados pelo

bootloader.

SHIELDS

Fonte: http://www.robotshop.com/ProductInfo.aspx?pc=RB-Ard-05

O Arduino e clones fazem uso de Shields, nas quais são placas de circuito impresso

normalmente fixados no topo do aparelho, através de uma conexão alimentada por pinos-

conectores. Estes são expansões para ele, sendo que disponibilizam várias funções

específicas, desde manipulação de motores até sistemas de rede sem fio.

No caso da esteira estamos utilizando um Shields denominado Xbee. Este Shields

possibilita a comunicação utilizando o protocolo zigbee o que nos permite, sem o uso de cabo

e com baixo consumo de energia, enviar e receber dados para a esteira.

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ZIGBEE

No nosso caso estamos trabalhando com uma frequência de 915Mhz (especificação

americana) e com uma taxa de transmissão de 40 kbps, possuindo um coordenador de rede

(um elemento FFD, Full Function Device) e um elemento passivo, um nó de rede (um

elemento FFD, mas funcionando como um RFD, Reduction Function Device) que tem a

possibilidade de entrar em modo sleep quando não está transmitindo, o que reduz o consumo

de energia drasticamente. Utilizamos criptografia AES nos frames da camada MAC (Media

Acess Control) e topologia ponto a ponto.

Xbee 1mW Wire Antena

Fonte: http://www.trossenrobotics.com/store/p/5200-XBee-1mW

Este é o muito popular módulo XBee 2.4GHz da Digi. Esses módulos possuem o stack

802.15.4 ou 915Mhz (a base do ZigBee) e usam um simples set de comandos seriais. Estes

módulos permitem uma comunicação muito confiável e simples entre micro controladores,

computadores, sistemas, qualquer equipamento com uma porta serial ponto a ponto e redes

multiponto são compatíveis, na aplicação empregada na esteira utilizou-se da comunicação

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ponto a ponto, pois só possuir dois módulos de comunicação para essa aplicação.

Características:

50mA em 3.3V Taxa de dados máxima de 250kbps Potencia de saída: 1mw (+0dbm) Área de cobertura: 100m Antena Wire Totalmente certificado FCC 6 pinos de entrada de ADC 10bits 8 pinos digitais I/O Encriptação 128bits Configuração local ou sem fio

Xbee Explore Dongle

Fonte: http://www.electrozone.dk/wireless/xbee/9819

Com o Xbee Explorer Dongle pode-se conectar seu XBEE diretamente a sua porta USB devido a um chip FTDI que é responsável por converter de USB para Serial. Não é preciso de cabos este dispositivo trabalha com todos os módulos Xbees, tanto Serie 1 quanto Serie 2.5, standard e Pro. Ficará localizado no computador do operado para poder ter uma iteração do entre as partes.

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Circuito de potência

Fonte: Autoria Própria

Em comparação às placas de testes (protoboards), as do tipo padrão furada tendem a se

apresentar de forma mais organizada e clara em virtude da ligação dos componentes feita por

solda, que também proporciona uma fixação confiável, diminuindo a possibilidade de

problemas em deslocamentos bruscos.

Essa placa foi desenvolvida no software Eagles, que possui a capacidade de chaveamento

do motor, aparte do transistor e relay, ou seja, permitindo ligar e desligar o motor. A

alimentação do servo motor é feito pela mesma, responsável também em alimentar os

sensores e de receber o sinal dos sensores.

.

Foto: Esteira Rolante automatizada equipe MegaTeamSalvador/BA

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CONSIDERAÇÕES FINAIS

A esteira projetada poderá ser adaptada às necessidades da obra, podendo variar de altura,

comprimento, inclinação e tipos de materiais a serem transportados e conseqüentemente um

projeto detalhado para cada caso. Em qualquer um desses casos haverá necessidade de

treinamento especifico de mão de obra para operação da esteira.

Agradecimentos

Agradecemos a todas as pessoas que nos deram suporte para nosso trabalho.

A nossos professores e funcionários da Unifacs.

A empresa RMC Projetos e Construções Ltda que patrocinou todas as despesas.

A todos os participantes da equipe pelo empenho na realização deste trabalho.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Rogers referencia de elementos eletrônicos disponíveis em:

< http://www.rogers.com> acesso em: 23 de outubro de 2011.

Infowester referencia de componentes eletroeletrônicos, disponível.

Em: http://infowester.com acesso em: 23 de outubro de 2011.

http://www.rogers.com

http://pt.wikipedia.org/wiki/ZigBee

http://projeto39.wordpress.com/o-arduino/

http://www.rogercom.com/ZigBee/ZigBee.htm

http://pt.wikipedia.org/wiki/Servomotor

http://www.arduino.cc/

http://www.instructables.com/id/Changing-Xbee-Baud-Rates/

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