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¹ Aluno do Curso de Tecnologia de Mecatrônica Industrial da Faculdade de Tecnologia de Garça

² Docente do Curso de Tecnologia de Mecatrônica Industrial da Faculdade de Tecnologia de Garça

Automatizador de Portão movido a energia solar

William Afonso Rocha dos Santos¹;

willianafonsorocha@hotmail.com;

Profº. Laerte Edson Nunes²

Curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial Faculdade de Tecnologia de Garça – FATEC (Garça)

Prol. Av. Presidente Vargas – 2.331 CEP: 17400-000

Garça, SP, Brasil.

Resumo : O automatizador de portão movido a energia solar poderá ser utilizado em locais com pouco ou sem nenhum acesso a rede elétrica, onde tenha radiação solar, sendo esse, um motor comum de corrente contínua (CC) de 12 Vcc alimentado por uma bateria que é carregada por uma célula solar de Silício Policristalino, sendo um automatizador do tipo deslizante, terá como acompanhamento uma engrenagem ligada ao eixo do motor e uma cremalheira onde o portão desliza para abrir e fechar. Assim quando o motor for ligado, a engrenagem andará sobre a cremalheira, fazendo com o portão abra ou fecha de tal modo que ao final do curso, quando se aproximar de um sensor magnético Reed Switch, ele parará imediatamente. Em suma trata-se de um motor movido a energia solar que fará todo o trabalho, hoje desempenhado pelo motor elétrico, para abrir e fechar um determinado espaço. Tendo como vantagens adicionais a economia de energia elétrica e um produto ambientalmente correto, por ser auto-sustentável e não poluir o meio ambiente. Palavras-chave : Automatizador de Portão. Célula Solar. Motor CC. Reed Switch.

Abstract : The Automator of solar powered gate can be used in places with little or

no access to the power grid, where solar radiation has, with this, a common motor

current (DC) 12 Vdc powered by a battery that is charged a polycrystalline silicon

solar cell, one automator sliding type, will follow a gear connected to the motor shaft

and a rack where the door slides to open and close. So when the engine is started,

the gear walk on the rack, causing the gate open or closed so that the end of the

course, when you approach a sensor Magnetic Reed Switch, it will stop immediately.

In short this is a solar-powered motor that will do all the work, now played by the

electric motor to open and close a given space. With the additional benefits to energy

savings and an environmentally friendly product, to be self-sustaining and does not

pollute the environment.

Keywords : Automator Gate. Solar Cell. DC Motor. Reed Switch.

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Introdução

Com o tema sustentabilidade estando mais presente nas vidas das pessoas, as

energias renováveis começam a ter destaque, sendo a energia solar uma delas.

Para tanto, o automatizador movido a energia solar procura atender as pessoas que

estão entrando na classe média brasileira e que esteja em regiões com difícil acesso

à rede elétrica e que possua uma boa radiação solar. Para tanto o automatizador

surge com um motor CC de 1/ 4 HP ( aproximadamente 186 watts de potência),

uma placa fotovoltaica de 20W de potência, pois não usará constantemente por 1

hora toda a potencia do motor e sim só quando for acionado, uma cremalheira de

aço galvanizado, uma engrenagem padrão Z18 ( 18 dentes), um controlador de

carga e uma bateria, sendo assim, com a diminuição do custo da energia solar no

Brasil, o automatizador poderá ser de fácil aquisição em todo o território nacional.

1.0 Energia solar Fotovoltaica :

A energia do sol pode ser utilizada para produzir eletricidade pelo efeito fotovoltaico,

que nada mais é que a conversão direta da luz solar em energia elétrica.

Diferentemente dos sistemas solares térmicos, que realizam aquecimento a partir

da luz do sol, os sistemas fotovoltaicos são diferentes, têm a capacidade de captar

diretamente a luz solar e produzir corrente elétrica. Essa corrente é coletada e

processada por dispositivos controladores e conversores, podendo ser armazenada

em baterias ou utilizada diretamente em sistemas conectados à rede elétrica.

As placas fotovoltaicas podem ser usadas nos telhados e fachadas de residências e

edifícios para suprir as necessidades locais de eletricidade, ou podem ser

empregadas na construção de usinas geradoras de eletricidade.

A energia solar pode ser utilizada como sistema hibrido, ou seja, utilizar outra fonte

de energia junto, um exemplo é utilizar a energia solar e a energia eólica.

1.1 A energia solar fotovoltaica no Brasil :

Atualmente a energia solar fotovoltaica no Brasil é empregada principalmente em

pequenos sistemas isolados ou autônomos instalados em locais não atendidos pela

rede elétrica, em regiões de difícil acesso ou onde a instalação de linhas de

distribuição de energia elétrica não é economicamente viável., um exemplo é o

sertão da região nordeste do Brasil.

Nos últimos anos, algumas concessionarias de energia elétrica firmaram parcerias

com governos e empresas da área solar, de modo que, você tenha um sistema de

energia solar fotovoltaica em sua residência, e não utiliza toda a energia produzida,

pode vender essa energia que sobra em sua residência para as concessionárias

como CPFL, Eletrobrás e Eletropaulo por exemplo.

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Os sistemas fotovoltaicos autônomos são muito utilizados na eletrificação de

propriedades rurais, comunidades isoladas, bombeamento de água, centrais

remotas de telecomunicações e sistemas de sinalização.

No Brasil, a energia fotovoltaica pode até ser vantajosa em regiões com muita

chuva e tempo nublado, como revela a figura a seguir, mostrando que até na região

sul é possível ter um aproveito da energia solar.

Figura 1 : Isolação diária de radiação solar em várias regiões do Brasil

Fonte: ATLAS Solarímétrico do Brasil. Recife : Editora Universitária da UFPE, 2000 (adaptado). Disponível em : http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/03-Energia_Solar(3).pdf, acesso

em<17/07/12>

A região nordeste brasileiro possui a maior radiação solar durante o dia, sendo que é

lá também onde concentra a maior radiação solar por metro quadrado (m²).

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Figura 2 : Radiação (Wh/m² dia) no Brasil.

Fonte: ATLAS Solarímétrico do Brasil. Recife : Editora Universitária da UFPE, 2000 (adaptado). Disponível em : http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/03-Energia_Solar(3).pdf, acesso

em<17/07/12>

1.2 Células fotovoltaicas

Segundo um artigo do site www.portal-energia.com do dia 28 de novembro de 2011, as células fotovoltaicas constituintes dos painéis solares são fabricadas, na sua grande maioria, usando o silício (Si), sendo que os principais tipos de células solares são constituída de cristais monocristalinos, policristalinos ou de silício amorfo.

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1.2.1 Células de Silício Monocristalino

As células de silício monocristalino são as que possuem melhores eficiencias em escala comercial, mas possuem um alto valor de aquisição pelo fato de um alto, custo em energia e um processo de para a sua fabricação.

Para entender melhor, a fabricação da célula de silício começa com a extração do cristal de dióxido de silício. Este material é desoxidado em grandes fornos, purificado e solidificado. Este processo atinge um grau de pureza em 98 e 99% o que é razoavelmente eficiente sob o ponto de vista energético e custo. Este silício para funcionar como células fotovoltaicas necessita de outros dispositivos semicondutores e de um grau de pureza maior devendo chegar na faixa de 99,9999%.

Este tipo de células fotovoltaica são as mais eficientes. O seu rendimento elétrico é relativamente elevado (aproximadamente 16%, podendo subir até cerca de 23% em laboratório.

Figura 3 : Célula de Silício Monocristalino

Fonte : Blue Sol, 2012 Disponivel em : http://www.blue-sol.com/energia-solar/energia-solar-como-funciona-tipos-de-celulas-

fotovoltaicas/

1.2.2 Células Silício Policristalino

As células de silício policristalino são mais baratas que as de silício monocristalino por exigirem um processo de preparação das células menos rigoroso. A eficiência, no entanto, cai um pouco em comparação as células de silício monocristalino.

O seu processo de fabricação é muito parecido com o do Sílicio Monocristalino, mas não exige o nivel de pureza tão elevado, mas apresentam um rendimento elétrico inferior (entre 11% e 13%, obtendo-se até 18% em laboratório). Esta redução de rendimento é causada pela imperfeição do cristal, devido ao sistema de fabricação.

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Figura 4 : Célula de Silício Policristalino.

Fonte : Creseb Disponível em : http://www.cresesb.cepel.br/content.php?cid=321

1.2.3 Células de Silício Amorfo

Uma célula de silício amorfo difere das demais estruturas cristalinas por apresentar alto grau de desordem na estrutura dos átomos. A utilização de silício amorfo para uso em fotocélulas tem mostrado grandes vantagens tanto nas propriedades elétricas quanto no processo de fabricação.

Mesmo apresentando um custo reduzido na produção, o uso de silício amorfo apresenta duas desvantagens: a primeira é a baixa eficiência de conversão comparada às células mono e policristalinas de silício; em segundo, as células são afetadas por um processo de degradação logo nos primeiros meses de operação, reduzindo assim a eficiência ao longo da vida útil.

As células de silício amorfo são as que apresentam o custo mais reduzido, mas em contrapartida o seu rendimento elétrico é também o mais reduzido (aproximadamente 8% a 10%, ou 13% em laboratório).

Por outro lado, o silício amorfo apresenta vantagens que compensam as deficiências acima citadas, são elas:

- Processo de fabricação relativamente simples e barato;

- Possibilidade de fabricação de células com grandes áreas;

- baixo consumo de energia na produção.

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Figura 5 : Célula de Sílicio amorfo.

Fonte : blue sol, 2012 Disponivel em : http://www.blue-sol.com/energia-solar/energia-solar-como-funciona-tipos-de-celulas-

fotovoltaicas/

2.0 Motor elétrico de corrente contínua : São motores alimentados por corrente contínua. Esses motores são alimentados por

baterias ou pilhas,sendo assim, não podendo ser alimentados pela corrente

alternada das casas.

No caso da energia solar eles são de grande importância.

2.1 Por dentro de um motor de corrente contínua

Vamos começar examinando o esquema geral de um simples motor elétrico CC de dois pólos. Um motor simples tem seis partes, conforme mostrado no esquema abaixo:

armadura ou rotor comutador escovas eixo ímã de campo fonte de alimentação CC de qualquer tipo

Figura 6 : Peças de um motor elétrico

Fonte : Brain, Marshall; 2001.

Disponível em : http://ciencia.hsw.uol.com.br/motor-eletrico.htm, acesso em <14/11/12>.

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Um motor elétrico funciona basicamente devido a ímãs e magnetismo: um motor usa ímãs para criar movimento. Se você já brincou com ímãs, conhece a lei fundamental de todos eles: pólos opostos se atraem e pólos iguais se repelem. Se você pegar duas barras de ímã com as extremidades marcadas "norte" e "sul", então a extremidade norte de um ímã atrairá a extremidade sul do outro. Por outro lado, a extremidade norte de um ímã repelirá a extremidade norte do outro (assim como a sul repelirá a sul). Dentro de um motor elétrico essas forças de atração e repulsão criam movimento de rotação.

No esquema acima, você pode ver dois ímãs no motor: a armadura (ou rotor) é um eletroímã, ao passo que o ímã de campo é um ímã permanente (o ímã de campo também pode ser um eletroímã, mas na maioria dos motores pequenos isso não acontece, para economizar energia).

2.2 Armadura, comutador e escovas

A armadura é um eletroímã feito enrolando-se fio fino em volta de dois ou mais pólos de um núcleo de metal.

A armadura possui um eixo, e o comutador é conectado ao eixo. Na imagem a seguir, há três diferentes imagens da mesma armadura: frontal, lateral e na direção do eixo. Na imagem na direção do eixo, a bobina foi ocultada para deixar o comutador mais destacado. Você pode ver que o comutador é simplesmente um par de placas presas ao eixo. Essas placas fornecem duas conexões para a bobina do eletroímã.

Figura 7 : Armadura

Fonte : Brain, Marshall; 2001.

Disponível em : http://ciencia.hsw.uol.com.br/motor-eletrico.htm, acesso em <14/11/12>.

O trabalho de "inversão do campo elétrico" de um motor elétrico é feito por duas peças: o comutador e as escovas.

A figura à seguir mostra como o comutador e as escovas trabalham em conjunto para fazer com que a corrente flua para o eletroímã e também para inverter o sentido em que os elétrons estão fluindo exatamente no momento correto. Os contatos do comutador são fixados ao eixo do eletroímã, de modo que eles giram junto com este. As escovas são somente duas peças de metal flexível ou grafite que fazem contato com o comutador.

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Figura 8 : Escovas e comutador

Fonte : Brain, Marshall; 2001.

Disponível em : http://ciencia.hsw.uol.com.br/motor-eletrico.htm, acesso em <14/11/12>.

2.3 Como interagem as partes do motor elétrico :

Juntando todas essas peças, surge um motor elétrico:

Figura 9 : Armadura

Fonte : Brain, Marshall; 2001.

Disponível em : http://ciencia.hsw.uol.com.br/motor-eletrico.htm, acesso em <14/11/12>.

Na figura acima, a bobina da armadura foi ocultada de modo que fique mais fácil ver o comutador em ação. O importante a ser observado é que, à medida que a armadura passa pela posição horizontal, os pólos do eletroímã são invertidos. Devido à inversão, o pólo norte do eletroímã fica sempre acima do eixo, de modo que ele possa repelir o campo magnético do pólo norte do ímã de campo e atrair o do pólo sul do ímã campo.

3.0 Reed-Switches

Segundo artigo de Braga, Newton C, 2008, publicado no site

http://www.mecatronicaatual.com.br/secoes/leitura/51, reed switches são sensores

magnéticos e tem grande utilidade na indústria em geral.

Os reed-switches ou interruptores de lâminas consistem em dispositivos formados

por um bulbo de vidro no interior do qual existem lâminas flexíveis feitas de materiais

que podem sofrer a ação de campos magnéticos. O bulbo de vidro é cheio com um

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gás inerte de modo a evitar a ação corrosiva do ar sobre as lâminas, o que afetaria o

contato elétrico em pouco tempo.

Na sua versão mais simples temos duas lâminas, montadas conforme mostra a

figura 10.

Figura 10 : Componentes do reed-switch

Fonte : Braga, Newton C. ; 2008 Disponível em : http://www.mecatronicaatual.com.br/secoes/leitura/51 acesso em <20/07/12>

Nas condições normais, as lâminas estão separadas e nenhuma corrente pode

circular através do componente. Ele opera como uma chave aberta.

Aproximando-se um ímã permanente do dispositivo, veja a figura 9, a ação do

campo magnético faz com que as lâminas se magnetizem e com isso se atraiam,

unindo-se. Nestas condições, o contato elétrico é fechado.

Figura 11 : Ação do campo magnético.

Fonte : Braga, Newton C. ; 2008 Disponível em : http://www.mecatronicaatual.com.br/secoes/leitura/51 acesso em <20/07/12>

Em outras palavras, o reed-switch abre e fecha seus contatos conforme a ação de

um campo magnético externo.

Para utilizar o reed-switch, as lâminas devem estar bem posicionadas para o campo

magnético ser atingido corretamente. Se o campo não magnetizar as lâminas de

modo que elas se atraiam, não há a atuação da chave. Na figura 10 mostra as

posições corretas que devem ser usadas para que ímãs permanentes acionem um

reed-switch.

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Figura 12 : Posições corretas a serem utilizadas

Fonte : Braga, Newton C. ; 2008 Disponível em : http://www.mecatronicaatual.com.br/secoes/leitura/51 acesso em <20/07/12>

4.0 Engrenagens

4.1 Introdução Para o projeto, foi utilizada 1 engrenagem acoplada no eixo do motor cc tendo contato com a cremalheira, fazendo com que a engrenagem do eixo do motor desloca-se para direita ou para a esquerda.

4.2 O que é uma engrenagem? Segundo artigo de Nice, Karim [ S.D ], publicado no site ciencia.hsw.uol.com.br, as engrenagens são elementos rígidos utilizados na transmissão de movimentos rotativos entre eixos. Consistem basicamente de dois cilindros nos quais são fabricados dentes. A transmissão se dá através do contato entre os dentes. Como são elementos rígidos, a transmissão deve atender a algumas características especiais, sendo que a principal é que não haja qualquer diferença de velocidades entre pontos em contato quando da transmissão do movimento. Eventuais diferenças fariam com que houvesse perda do contato ou o travamento, quando um dente da engrenagem motora tenta transmitir velocidade além da que outro dente da mesma engrenagem em contato transmite.

4.3 Funcionamento Básico As engrenagens operam aos pares, os dentes de uma encaixando nos espaços entre os dentes de outra. Se os dentes de um par de engrenagens se dispõem em círculo, a razão entre as velocidades angulares e os torques do eixo será constante. Se o arranjo dos dentes não for circular, variará a razão de velocidade. A maioria das engrenagens é de forma circular. Para transmitir movimento uniforme e contínuo, as superfícies de contato da engrenagem devem ser cuidadosamente moldadas, de acordo com um perfil específico. Se a roda menor do par (o pinhão) está no eixo motor, o trem de engrenagem atua de maneira a reduzir a velocidade e aumentar o torque; se a roda

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maior está no eixo motor, o trem atua como um acelerador da velocidade e redutor do torque.

4.4- Tipos de Engrenagens a ser usadas no projeto :

4.4.1-Engrenagens Retas:

As engrenagens de dentes retos são o tipo mais comum de engrenagens. Elas têm dentes retos e são montadas em eixos paralelos. Em certas situações são usadas para criar grandes reduções na transmissão.

Figura 13 : Engrenagens de dentes retos.

Fonte :Emerson Power Transmission Corp.

Disponível em : http://ciencia.hsw.uol.com.br/engrenagens2.htm acesso em <10/05/12>

Engrenagens de dentes retos são utilizadas em muitos dispositivos como a chave de fenda elétrica, as figuras que dançam , o relógio de corda, a máquina de lavar roupas e a secadora de roupas. Mas você não vai encontrar esse tipo de engrenagem no seu carro. Pois elas são muitos barulhentas, sendo essa a sua principal desvantagem. 5.0 Cremalheira :

Cremalheiras são componentes mecânicos compostos por uma barra dentada sobre a qual trabalha uma engrenagem transformando movimento retilíneo em circular. As cremalheiras possuem vários empregos, sendo os mais comuns na abertura de portões e comportas, esteiras transportadoras e linhas férreas.

Figura 14 : Cremalheira

Fonte : Azanelli [ S.D ] Disponível em : http://www.azanelli.com.br/cremalheiras/cremalheiras.php <acesso em 14/11/12>

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6.0 Baterias :

Baterias são armazenadores de energia, utilizado para abastecer determinado motor, um grande exemplo são as baterias utilizadas nos carros. No caso da energia solar,a presença de uma bateria é necessária para proporcionar fornecimento constante de energia para o consumidor e para evitar desperdício de energia gerada quando o consumo é baixo, permitindo seu uso posterior, nos momentos em que houver pouca ou nenhuma radiação solar, no período da noite e nos dias nublados e chuvosos.

Figura 15 : Bateria de automóvel

Fonte : Adriano; 2011

Disponível em : http://www.temmaistudo.com/dicas/dicas-para-bateria-de-seu-carro/ acesso em <14/11/12>

7.0 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL – CLP O CLP em inglês é PLC ( Programmable Logic Controller), é um sistema eletrônico que funciona digitalmente. Ele é projetado para uso indústria e armazena instruções orientadas para o usuário para implementar funções específicas, tais como :

- Lógica; - Sequencial; - Temporização; - contagem e; - Aritmética, para controlar, através de entradas e saídas digitais ou

analógicas, vários tipos de máquinas ou processos.

Seu sistema é composto por : – Fonte de alimentação; – CPU; – Memória; – Módulos de entradas e saídas; – Linguagens de programação (Diagrama Ladder ou Statmentlist ); – Dispositivos de programação; – Módulos de comunicação; – Módulos especiais (opcionais). O CLP possui várias vantagens sendo elas :

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– Economia de espaço devido ao seu tamanho reduzido; – Não produzem faíscas; – Podem ser programados sem interromper o processo produtivo; – Possibilidade de criar um banco de armazenamento de programas; – Possui um baixo consumo de energia; - Necessita de poucas pessoas para a manutenção( as vezes somente uma pessoa); – Tem a flexibilidade para expansão do número de entradas e saídas; – Podem ser reprogramados; – Maior confiabilidade; – Maior flexibilidade; – Maior rapidez na elaboração dos projetos; – Interfaces de comunicação com outros CLPs e computadores.

7.1 Aplicações :

Alguns exemplos de aplicação do clp na indústria.

- Indústria de Plástico; - Indústria Petroquímica; - Sistemas de controle estatístico de processo; - Sistema de controle de estações; - Sistemas de controle de células de manufatura; - Montagem automatizada; - Processos de empacotamento, engarrafamento,enlatamento, transporte e manuseio de materiais, usinagem; - Geração de energia; - Sistemas de controle predial de ar condicionado; - Sistemas de segurança; - Sistemas de tratamento de água; - Indústrias de alimentos, bebidas, automotiva, química, têxtil, plásticos, papel e celulose, farmacêutica e siderúrgica/metalúrgica, mineração, entre outras.

Figura 16 : CLP Didático FESTO

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Fonte : SANTOS, Willian Afonso Rocha dos; ano 2012

8.0 Sensores Indutivos :

Segundo Lino, Lucas, técnico da Digel Elétrica Ltda [ S.D ], os sensores indutivos são sensores que detectam a presença de materiais metálicos como latas de alumínio, por exemplo. Essa detecção é feita através da incidência de um campo eletromagnético oscilante sobre o espaço, quando um metal entra nesse campo, ele absorve parte do campo tornando-o mais fraco, fazendo com o circuito eletrônico do sensor o transforma em um sinal de saída.

Figura 17 :Exemplo de um sensor indutivo

Fonte : LINO, Lucas [ S.D ]

Disponível em : http://www.digel.com.br/novosite/index.php?option=com_content&view=article&catid=42&id=67&Itemi

d=69 acesso em <23/09/12>

Esse tipo de sensor é principalmente aplicado para substituir chaves tipo fim-de-curso e são muito utilizadas na indústria.

Esse tipo de sensor não necessita de um contato físico e sim apenas uma aproximação metálica, eles podem ser utilizados para substituir chaves fim-de-curso, contar peças metálicas, medir a velocidade, etc.

Figura 18 : Sensor Indutivo

Disponível em : http://www.eletricmasther.com.br/sensores.htm acesso em <23/09/12>

9.0 Controlador de Carga :

Controladores de carga são o que podemos chamar de transformadores, são muito

utilizados na energia solar, pelo fato de a célula solar e a bateria possuírem

diferença de tensão, com isso o controlador de carga recebe em sua entrada a

tensão da célula e transforma a sua saída na tensão da bateria.

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Figura 19 : Controlador de carga.

Disponível em

http://minhacasasolar.lojavirtualfc.com.br/prod,IDLoja,14743,Amp,True,IDProduto,2234828,controlado

r-de-carga-unitron-controlador-de-carga-solar-7a--12v--unitron---total-control-80, acesso em

<12/11/12>

10.0 Desenvolvimento :

No projeto original do automatizador de portão movido a energia solar será do tipo

deslizante que consiste em um motor CC de 1/ 4 de HP de 12v( Aproximadamente

186 watts de potência ), 1 placa fotovoltaica do tipo silício policristalino de 20W de

potência, pois não usará constantemente por 1 hora toda a potencia do motor e sim

só quando for acionado, 1 cremalheira de aço galvanizado, 2 reed switches, 1

controlador de carga para a placa fotovoltaica, uma bateria de alarme e um controle

para acionamento do motor. A engrenagem a ser usada no projeto original será uma

engrenagem padrão Z18 ( 18 dentes ).

As vantangens do automatizador são :

- Não possui gasto de energia.

-Não agride praticamente nada o meio ambiente.

Suas desvantagens são :

-Quando maior o portão, maior o tempo de abertura do mesmo.

-Precisa de um muro lateral para o portão deslizante.

-Precisa ter bastante radiação solar para ser viável.

-Possui um custo elevado de aquisição.

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No protótipo será utilizado um motor CC de vidro elétrico de 12v para carro, uma

fonte CA-CC de 127-220V para 24V para converter a energia da rede para o CLP,

uma cremalheira, uma chapa de madeira para a base do projeto, um trilho de portão

comum, duas roldanas, um CLP DIDATICO FESTO, um kit de Botões DIDATICO

FESTO e 2 sensores indutivos da festo.

Para o protótipo foi providenciado uma chapa de madeira para ser a sua base.

Figura 20 : Chapa de madeira para a base do protótipo

Fonte : SANTOS, Willian Afonso Rocha dos; ano 2012

O motor a ser utilizado será o motor de corrente contínua (CC) simples, sendo esse

utilizados em vidros elétricos de automóveis. É um motor que possui uma

engrenagem Z8 (8 dentes), com um diâmetro primitivo de 20,6 mm, sendo assim o

seu módulo será m=2,575.

Figura 21 : Motor CC de 12Vcc.

Fonte : SANTOS, Willian Afonso Rocha dos; ano 2012

O acionamento do motor será feito por botões da FESTO DIDATIC.

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Figura 22 : Botões FESTO DIDATIC

Fonte : SANTOS, Willian Afonso Rocha dos; ano 2012

O comando desse motor será por CLP que possui nos laboratórios de pneumática e

hidráulica da FATEC Garça-SP e seu sistema de fim de curso será por sensores

indutivos da FATEC-GARÇA-SP.

Figura 23 : CLP da FESTO DIDATIC.

Fonte : SANTOS, Willian Afonso Rocha dos; ano 2012

Figura 24 : Fonte de um CLP

Fonte : SANTOS, Willian Afonso Rocha dos; ano 2012

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Figura 25 : Sensor Indutivo.

Disponível em : http://www.eletricmasther.com.br/sensores.htm acesso em <23/09/12>

Figura 26 : Diagrama Ladder do CLP.

Fonte : SANTOS, Willian Afonso Rocha dos; ano 2012

Figura 27 : Allocation List do Diagrama Ladder.

Fonte : SANTOS, Willian Afonso Rocha dos; ano 2012

Quando o botão I0.0 for acionado e o fim de curso 1 estiver em NA e o fim de curso estiver em NF, ligará o motor. Chegando no fim de curso 2, acionará o botão liga I0.0 novamente e o fim de curso 1 estará em NF e o fim de curso 2 estará em NA fazendo que o portão feche. E por fim haverá um botão de emergência para desligar o motor.

O comando do motor pelo CLP será feito através de 2 duplos relés de 12v, fazendo

com que quando acionado um botão, o motor girará em sentido horário e quando for

acionado outro botão, o botão girará em sentido anti-horário, ele será montado em

um protoboard da FATEC GARÇA.

O trilho do portão será de ferro de aproximadamente 35 cm de comprimento.

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Figura 28 : Trilho do protótipo

Fonte : SANTOS, Willian Afonso Rocha dos; ano 2012

Figura 29 : Roldana do protótipo.

Fonte : SANTOS, Willian Afonso Rocha dos; ano 2012

A cremalheira do portão será uma de nylon.

Figura 30 : Cremalheira

Fonte : SANTOS, Willian Afonso Rocha dos; ano 2012.

No projeto original ele será acionado por um controle do tipo liga/desliga, sendo que

o seu comando será por microcontrolador e seu sistema de fim de curso será por 2

reed switches.

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11.0 Relação de custo :

Figura 31 : Tabela de Custo do Projeto.

Fonte : SANTOS, Willian Afonso Rocha dos; ano 2012.

Considerações Finais :

O trabalho teve muitas dificuldades, sendo que para conseguir a cremalheira foi a

principal delas, mas sempre procurando fazer com que o projeto seja o mais

acessível para as pessoas, para tanto, o apoio dos professores foi muito necessário,

como que tipo de célula fotovoltaica a ser usada, o tipo do motor e a sua potência,

como seria o comando do protótipo e do projeto original, enfim, procurando deixar o

projeto sempre relacionado as matérias exercidas na faculdade.

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Referencias :

www.portal-energia.com › Documentação Energia Solar, 2011, Energia

Solar<acesso em 15/11/12>

http://www2.ufersa.edu.br/portal/view/uploads/setores/166/arquivos/Automacao%20e

%20Controle%202011_1/Aula%2005%20%20Introdu%C3%A7%C3%A3o%20ao%2

0CLP.pdf PROFª CASILLO, Danielle [ S.D ] CLP< acesso em 12/11/12>

http://www.fsc.ufsc.br/~inspb/cont2.html, UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA

CATARINA, autor PROF: MAURICIO PIETROCOLA, Tipos de Energia, acesso em

<04/03/2012>

Metodologia do trabalho científico, SEVERINO, Antônio Joaquim., 2002

http://ciencia.hsw.uol.com.br/engrenagens.htm NICE, Karim, Engrenagem acesso em <10/05/12>. www.electronica-pt.com/index.php/content/view/271/202 Energia fotovoltaica, Acesso em <12/05/12>. www.feiradeciencias.com.br/sala22/motor_teoria1.asp, Prof. Netto, Luiz Ferraz, [ S.D], Motores Elétricos. Acesso em <12/05/12>. http://www.digel.com.br/novosite/index.php?option=com_content&view=article&catid=42&id=67&Itemid=69, LINO, Lucas [ S.D ], Sensor Indutivo, acesso em <23/09/12>.

Energia Solar Fotovoltaica, Conceitos e aplicações, VILLALVA, Marcelo Gradella;

GAZOLI, Jonas Rafael, Editora Érica Ltda, ano 2012.

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Agradecimentos

Eu agradeço primeiramente a Deus, por estar me iluminando com coisas boas, meus pais que sem eles, hoje eu não estaria aqui concluindo um curso de ensino superior e aos professores da FATEC GARÇA, pois sem eles, eu não poderia chegar aonde eu cheguei.