UNIVERSIDADE PAULISTA

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BRUNO CSAR CAPUCINCAU OLIVEIRA BLANCOPAULO ROGRIO NASCIMENTO SILVA

MQUINA DE SECAR E PASSAR - INOVAR

CAMPINAS2012BRUNO CSAR CAPUCINCAU OLIVEIRA BLANCOPAULO ROGRIO NASCIMENTO SILVA

MQUINA DE SECAR E PASSAR - INOVAR

Trabalho de concluso de curso para obteno do ttulo de graduao em Engenharia de Controle e Automao (Mecatrnica) apresentado Universidade Paulista UNIP.

Orientador: Prof. Dr. Maurcio Correa

CAMPINAS2012BRUNO CSAR CAPUCINCAU OLIVEIRA BLANCOPAULO ROGRIO NASCIMENTO SILVA

MQUINA DE SECAR E PASSAR - INOVAR

Trabalho de concluso de curso para obteno do ttulo de graduao em Engenharia de Controle e Automao (Mecatrnica) apresentado Universidade Paulista UNIP.

Aprovados em: / /2012BANCA EXAMINADORA

PROF. MSC. ATILIO EDUARDO REGGIANI: _______________________________________ UNIVERSIDADE PAULISTA

PROF. MSC. JOS SERGIO DO NASCIMENTO: ___________________________________ UNIVERSIDADE PAULISTA

PROF. DR. MRIO CSAR REIS BONIFCIO: _____________________________________ UNIVERSIDADE PAULISTA

PROF. MSC. MAURICIO ROBERTO CURY: _______________________________________ UNIVERSIDADE PAULISTA

PROF. DR. ROGERIO AUGUSTO GASPARETTO S: _______________________________ UNIVERSIDADE PAULISTA

DEDICATRIA

Dedicamos este trabalho aos nossos familiares e amigos que estiveram a todo tempo nos incentivando e colaborando com o desenvolvimento do projeto.As nossas namoradas (Karina Navarrete, Yara Santos) que tanta pacincia tiveram para nos suportar com o nosso temperamento quente causado pela presso dos prazos de entrega.As nossas famlias (Capucin, Blanco e Silva) que tiveram uma fora sobre-humana para conciliar as funes de me, pai, irmo e irm, tudo em prol da nossa felicidade e bem estar. Sem o apoio deles seria impossvel passar por esta fase de nossas vidas.

AGRADECIMENTOS

Agradecemos em primeiro lugar a Deus que tem nos proporcionado coragem todos os dias para continuarmos lutando.Aos nossos pais, por nos apoiarem e acreditarem em nossas capacidades at mesmo quando duvidvamos delas. Ao professor Jos Srgio que com irreverncia fazia das aulas bons momentos de descontrao.A professora Berenice, pelas orientaes e colaborao neste trabalho.

Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma. (Lavoisier)RESUMO

O avano da tecnologia ao longo dos anos tem oferecido populao mundial uma forma de viver mais saudvel e confortvel. A cada ano so desenvolvidos produtos com excelente qualidade tecnolgica objetivando a facilidade no cotidiano das pessoas, induzindo o consumidor a buscar incessantemente por novos produtos e novas tecnologias por vrios motivos, mas entre os principais so os que venham a facilitar o lazer e a comodidade. A escolha do projeto levou em considerao a curiosidade da equipe em desenvolver um produto para fins domsticos com o propsito de agilizar as tarefas dirias domsticas ou at mesmo de uma microempresa. Trata-se de uma mquina de secar e/ou passar roupas em larga escala utilizando basicamente o vapor de gua. A passadeira possui duas funes de trabalho; passar roupas pelo processo de vapor dgua e secagem das mesmas com o processo de jatos de ar quente. O equipamento contar com capacidade mxima para secar e/ou passar at 12 peas de roupas (de uma nica vez) dispostas em cabides que sero distribudas no interior da mquina. Espera-se que a mquina possa atender de forma diversificada a demanda da sociedade, desde residncias at hospitais, hotis, etc. E com isto tem-se a pretenso de alcanar a populao da classe C no mercado de varejo, uma vez que mquinas similares existentes no mercado (varejo virtual) so vendidas apenas para a classe alta devido ao alto custo. A metodologia usada na concepo do projeto teve por princpio a elaborao de um cronograma de atividades que por consequncia resultou na diviso de tarefas entre os participantes do projeto de acordo com o conhecimento de cada um. Posteriormente iniciaram-se os primeiros esboos, dimensionamentos, determinao de funes, tipo de materiais e clculos. A etapa seguinte foi com as informaes bsicas em mos, seguiu-se com a verificao e a possvel aceitao do produto no varejo, e para isso, realizou-se uma pesquisa de mercado por meio de enquete composta por questes considerando as opinies dos consumidores em relao ao produto apresentado. E para surpresa da equipe houve uma grande aceitao da mquina. Para a realizao prtica passou-se ento da teoria para a construo de um prottipo onde o mesmo foi construdo com material inferior ao pretendido (preo mais acessvel, ou seja, mais barato). Atravs do prottipo, verificaram-se vrias falhas existentes na teoria e prtica, o que proporcionou ajustes para um aperfeioamento do equipamento a fim de levar um produto prtico e de qualidade aos consumidores finais. O objetivo do projeto conceber um produto com todas as qualidades j mencionadas aplicando os conhecimentos adquiridos no curso de Engenharia Mecatrnica. Tornando ento na forma terica (escrita) e prtica (prottipo) a mquina que seca e passa roupas INOVAR.Palavras-chave: Novas tecnologias. Lazer. Comodidade. Equipe. Mquina de secar e/ou passar roupas em larga escala. Vapor d'gua. Jatos de ar quente. Populao de classe C. Engenharia Mecatrnica.

ABSTRACT

The technologys evolution has been bringing a healthier and comfortable life to the world population through the years. High technologys devices are developed in order to make the peoples lives a little bit easier/comfortable every year. Leisure and coziness are the most important reasons why people search for high technologys devices. Thinking about that, the team chose to work in a project which could speed up doing the housework then the idea of creating a dry and/or iron machine showed up. This machine can dry and/or iron a large amount of clothes once a time basically using hot vapor water. It has two features: to iron clothes by hot vapor water and dry them with hot air stream. It can iron/dry twelve pieces of clothes once a time. The iron/dry machine can be used by an array of clients. It can attend the demands of a simple house or a hospital, hotel, etc. There are similar machines in Brazils market but theyre too expensive and our goal is to make a machine which can be acquired by the population economically classified as C (middle class). The methodology used in the project was started by a chronogram with the activities to be developed. These activities were shared among the team according to the know-how of each person. After this step, the first calculus, functions, materials to be used, costs, dimensions and other subjects were performed. With that primary information, the team made a research and discovered that most of those polled are looking forward to acquiring a machine like that. In order to get information about the efficiency and dimensions, a prototype was made. It was constructed with the cheapest material possible. With the tests we verified some fails on the theoretical choices and practical methods which gave us the opportunity to make some adjustments. These adjustments make possible to create a machine with high quality and attend the future customers requirements. .After all these adjustments, then the final product/machine became a reality. The teams objective was to create an efficient machine to help people in their housework. All the knowledge acquired during the last five years studying Mechatronics Engineering was used and it resulted in the iron/dry machine IINOVAR. Keywords: Leisure. Coziness. High technologys devices. Team. Housework. Hot vapor water. Hot air stream. Efficiency. Prototype. Mechatronics Engineering. Iron/dry machine. INOVAR.

LISTA DE ILUSTRAES

Figura 1 - Equipamentos portteis de passar roupas individuais..............................24Figura 2 - Vista explodida do produto final................................................................31Figura 3 - Vista isomtrica do produto final...............................................................32Figura 4 - Vista isomtrica da estrutura superior.......................................................33Figura 5 - Vista isomtrica da estrutura central (cmara de trabalho).......................33Figura 6 - Vista isomtrica da estrutura inferior.........................................................34Figura 7 - Modo de transferncia de calor por conveco........................................35 Figura 8 - Escoamento devido fora de empuxo....................................................37 Figura 9 - Escoamento forado.................................................................................39 Figura 10 - Peso de roupa (Fonte: OMO Experimente algo novo).........................41Figura 11 - Barra onde os cabides sero alojados....................................................42Figura 12 - Chapa das barras dos cabides................................................................45Figura 13 - Suporte superior......................................................................................48Figura 14 - Clculo dos parafusos laterais................................................................50Figura 15 - Clculo dos parafusos inferiores da estrutura superior...........................52Figura 16 - Conjunto de conexo da estrutura central..............................................54Figura 17 - Suporte inferior........................................................................................56Figura 18 - Parafusos inferiores laterais....................................................................57Figura 19 - Parafusos da chapa inferior....................................................................60Figura 20 - Resistncias blindadas em tubo de cobre 9 mm modelo AD..............65Figura 21 - Resistncias blindadas em tubo de cobre 9 mm modelo DD..............65Figura 22 - Bloco de aquecimento.............................................................................72Figura 23 - Display de LCD 16x2...............................................................................77Figura 24 - Sensor de nvel do reservatrio..............................................................78Figura 25 - Planta do sistema de controle da gua no reservatrio..........................80Figura 26 - Exemplo de um rel e seu interior...........................................................80Figura 27 - Circuito eltrico do rel usado para acionar a resistncia (ciclo de umidificao)..............................................................................................................81Figura 28 - Circuito eltrico do par de rels usados para acionar os aquecedores..81Figura 29 Plataforma ARDUINO UNO....................................................................84Figura 30 - Retratibilidade INOVAR...........................................................................99

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Pesquisa de servios de lavanderia........................................................25Tabela 2 Classificao de porte de empresa adotada pelo BNDES......................28Tabela 3 Estimativa de demanda ano 2013...........................................................29Tabela 4: Simbologia de passadoria brasileira (NBR8719/1993)..............................40Tabela 5: Algumas ligas de alumnio e suas caractersticas.....................................45Tabela 6 Comprimentos padro para resistncias blindadas em tubo de cobre (Fonte: Eltra)...........................................................................................................66Tabela 7: Temperatura caracterstica que o isolamento suporta (Fonte: ABNT NBR 5410:2004).................................................................................................................68Tabela 8: Fatores de correo para temperaturas ambientes diferentes de 30C para linhas no subterrneas (Fonte: ABNT NBR 5410:2004)..........................................69Tabela 9: Fatores de correo aplicveis a condutores agrupados em feixe (em linhas abertas ou fechadas) e a condutores agrupados num mesmo plano, em camada nica (Fonte: ABNT NBR 5410:2004)..........................................................70Tabela 10: Capacidades de conduo de corrente, em ampres, para os mtodos de referncia E, F e G (NBR 6251 ABR 2012)..........................................................71Tabela 11: Pinos do display e suas funes (Fonte: Zilogs eZ80Acclaim! site)....77Tabela 12: Gastos com o prottipo..........................................................................100

LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SMBOLOS.

ABNT Associao brasileira de normas tcnicasAC Corrente AlternadaAISI American Iron and Steel Institute Norma AmericanaArt. - ArtigoBNDES Banco Nacional de Desenvolvimentocos cossenoDC - Corrente contnuaEPROM - Electronically Programmable ROM (Read-only memory)HIM Interface homem mquinaIb - Corrente de base ou de projetoIc - corrente de coletorIPI Imposto sobre produto industrializadoKg Unidade de massa (Kilograma)kWh - Kilo Watt hora (unidade de consumo eltrico)LCD - Liquid Crystal DisplaymA - mili amper = MHz - Mega hertz (frequncia)MIG/MAG - Metal Inert Gas/Metal Active Gasmm Unidade de comprimento (milmetro)NBR Norma brasileiraPE PolietilenopF - pico FaradPP - PolmeroouplsticoPVC - Policloreto de PolivinilaSAE Society of Automotive Engineers Norma AmericanaSut Ultimate tensile strength (Limite de resistncia trao)Sy Yield strength (Limite de resistncia ao escoamento)TTNM Teoria da tenso nominal mxima (Critrio de Tresca)VDC - Tenso contnuaSmboloscm CentmetrosTf Temperatura do fluidoTw Temperatura de superfcie - Marca registradaC Graus Celsiusq Fluxo de calorh - Coeficiente de pelculaS - rea de troca trmicag Unidade de massa (grama) ou acelerao da gravidadeF ForaN Unidade de fora (Newton)m Massa ou metrom/s - Unidade de aceleraon Fator de seguranaRa Reao em aRb Reao em bMf Momento fletor em fI Momento de Inrcia ou correnteC Distncia do plano neutro at a fibra externaD Dimetro externod dimetro interno TensoPa Unidade de presso (Pascal)a lado externo do tubo retangularb lado interno do tubo retangularKgf - kilograma foram/s - unidade de velocidadePp - carga por parafusoP - carga no parafuso ou PotnciaQp= quantidade de parafusoSp = rea do parafuso = Dimetro= Pi= tenso de ruptura a trao = tenso mxima admissvelV voltagem - angulo de defasagemA amperK1 - Fator de correo de temperaturaK3 - Fator de correo de agrupamento de condutores - ohmK - unidade de medida =R - resistor - ganho do transistor

SUMRIO

1 CAPTULO 1 - INTRODUO E HISTRIA DO PROJETO..............................201.1 O consumidor alvo............................................................................................21

2 CAPTULO 2 - PLANEJAMENTO DO MERCADO DO PRODUTO...................232.1 Estimativa de vendas/demanda........................................................................28

3 CAPTULO 3 - APRESENTAO DO PRODUTO.............................................313.1 Embasamento terico (Termodinmica).........................................................353.1.1 Ciclo de umidificao...................................................................................363.1.2 Ciclo de secagem..........................................................................................383.2 Dimensionamento da estrutura superior.........................................................403.3 Dimensionamento da estrutura central...........................................................543.4 Dimensionamento da estrutura inferior...........................................................56

4 CAPITULO 4 O SISTEMA ELTRICO E SEUS COMPONENTES.................634.1 Resistncia (Ciclo de umidificao).................................................................644.2 Os aquecedores.................................................................................................714.3 A placa eletrnica..............................................................................................744.4 Fonte de alimentao........................................................................................754.4.1 O display de LCD..........................................................................................774.4.2 Sensor de nvel.............................................................................................784.5 Os reles...............................................................................................................804.6 A Plataforma ARDUINO UNO.........................................................................834.6.1 Programao do ARDUINO..........................................................................84

5 CAPTULO 5 COMENTRIOS FINAIS E CONCLUSO................................995.1 Concluso.........................................................................................................101

APNDICE A Fotos do prottipo e peas confeccionadas............................103

APNDICE B Banner..........................................................................................114APNDICE C Apresentao em Power Point...................................................115

ANEXO 1 Enquete...............................................................................................124

ANEXO 2 Tabela de tenses mdias e alongamentos aproximados de alguns materiais......................................................................................................127

ANEXO 3 Datasheet Galvite HS SHERWIN WILLIAMS....................128

ANEXO 4 Datasheet rel Srie 40 (FINDER)..................................................129

ANEXO 5 Datasheet diodo 1N4148...................................................................132

ANEXO 6 Datasheet do transistor BC337.......................................................133

ANEXO 7 Manual de instrues.......................................................................136

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS......................................................................142