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__________________________________________________________________________________ Faculdade de Tecnologia de Garça “Deputado Julio Julinho Marcondes de Moura” Curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial FÁBIO JOSÉ DE OLIVEIRA WELLINGTON MOURA GREGUI ALIMENTADOR AUTOMÁTICO DE ANIMAIS Garça 2015

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Faculdade de Tecnologia de Garça “Deputado Julio Julinho Marcondes de Moura”

Curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial

FÁBIO JOSÉ DE OLIVEIRA

WELLINGTON MOURA GREGUI

ALIMENTADOR AUTOMÁTICO DE ANIMAIS

Garça

2015

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Faculdade de Tecnologia de Garça “Deputado Julio Julinho Marcondes de Moura”

Curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial

FÁBIO JOSÉ DE OLIVEIRA

WELLINGTON MOURA GREGUI

ALIMENTADOR AUTOMÁTICO DE ANIMAIS

Artigo Científico apresentado à faculdade de Tecnologia de Garça – FATEC, como requisito para a concussão do curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial, examinado pela seguinte comissão de professores:

Data de aprovação: ______/______/______

______________________________________ Prof.Dr. José Arnaldo Duarte

FATEC - Garça

______________________________________ Prof.Dr. Edson Detregiachi Filho

FATEC - Garça

_____________________________________ Prof.Grad. Edson mancuzo

FATEC - Garça

Garça

2015

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ALIMENTADOR AUTOMÁTICO DE ANIMAIS

Fábio José de Oliveira1 [email protected]

Wellington Moura Gregui [email protected]

Profº José Arnaldo Duarte2

[email protected]

Resumo - Este trabalho apresenta a implementação de um protótipo Alimentador Automático de Animais de estimação utilizando o microcontrolador PIC18F4520, a linguagem C para desenvolver o software embarcado, o motorredutor Bosch acoplado em seu eixo uma rosca sem fim que ao ser acionado realiza o movimento rotativo dosando a ração ao animal. O sensor capacitivo NPN/NA 10vcc a 30vcc atuará no controle de nível mínimo do reservatório. O painel de controle permite ligar e desligar o equipamento, além de realizar a programação de acordo com a necessidade do usuário, ajustando a quantidade de ração o tempo de dosagem e permite visualizar o funcionamento com a utilização de um display de LCD dezesseis colunas e duas linhas, quando o equipamento atingir o nível mínimo de ração acende o led do painel que serve de aviso que acabou a ração e o reservatório precisa ser completado. Palavras-chave: Alimentador automático de animais. Microcontrolador. Motorredutor. Display de lcd. Abstract - This project presents the implementation of an animal feeder automatic prototype by using an 18 F4520 PIC microcontroller, C is language used to develop the embarked software, motoredutor CHP 12V 12W coupled in the axis, an endless thread that according to the movement performs the dosage of the animal food. A capacitive sensor NPN/NA 10 Vdc and a 30 Vdc will act controlling the minimum level of the reservoir. The control panel allows the user to connect and disconnect the equipment, besides it can adjust the program according to the user's needs, changing the amount of feed to be dosed and the dosing time, and it also allows the operator to view through a sixteen columns and two lines, black and green lcd display. An emergency light sign which shows that the reservoir is in the minimum level of food and need to be reloaded. Keywords: Feeder animals. Microcontroller. Motoredutor. LCD Display.

1 INTRODUÇÃO

A família é um sistema ativo em constante transformação, em que hoje, numa versão multiespécie, estão inseridos os animais de estimação. A história de homens e animais domésticos é antiga existe indícios de que a associação dos humanos com os cães os mais populares dentre os pets, tenha começado há

aproximadamente 12.000 anos. Atualmente com novos significados e desvinculados de suas funções anteriores que eram mais ligadas aos de dar apoio ou segurança

1 Alunos do curso de Tecnologia em Mecatrônica industrial – Fatec-Garça

2 Docente do curso de Tecnologia em Mecatrônica industrial – Fatec-Garça

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em grande parte dos lares são acolhidos como verdadeiros membros da família com direito a muitas regalias (SOMOSTOSUM, 2015).

A criação de animais de estimação é uma atividade muito comum entre os humanos e diversas pessoas costumam gastar muita afeição e dinheiro com eles. O Brasil é a sétima economia do mundo e ostenta a segunda posição no mercado pet

global, atrás apenas dos Estados Unidos, "Temos uma crença inabalável que, apesar de altos e baixos, o setor de pets é bastante promissor", afirma João Carlos Rapacci, presidente da divisão de pets da Mars, empresa líder no comercio nacional de alimentos para cães e gatos, em entrevista ao jornal Estadão na edição de 22 de Abril de 2015, em pesquisa realizada pela Abinpet (Associação Brasileira da Indústria de Produtos para Animais de Estimação), em 2012 foi faturado no Brasil R$14,2 bilhões no mercado pet, tendo a previsão de faturamento para o ano de 2015 de R$15,5 bilhões.

Neste nicho de mercado tão promissor e abrangente, lembrando que a alimentação e nutrição dos pets são fatores determinantes para a saúde e bem

estar, fica claro que uma vida saudável está intimamente relacionada à nutrição, sendo essencial a alimentação adequada, constituída de uma dieta equilibrada que atenda as exigências nutricionais do organismo afirma Lazzaroto (1999), buscando está correta alimentação desde o inicio até o final de vida animal, percebemos a carência de um produto que efetue a alimentação automática, permitindo ao dono do pet seguir uma rotina sem a preocupação e o compromisso de estar presente em casa nos horários de alimentação de seu animal, já que nosso produto fará isso automaticamente.

Sendo assim é de grande vantagem adquirir um produto capaz de dosar porções de ração por um período de dias. Para o sucesso do projeto e desenvolvimento do Alimentador Automático de Animais, além de atender as necessidades dos animais domésticos e seus criadores, visamos desenvolver um produto que seja versátil, de fácil utilização, confiável e economicamente viável. Sendo assim o equipamento torna-se melhor e mais preciso para a alimentação de animais em relação à refeição realizada por humanos, com isso o criador de animais pode utilizar do equipamento para realizar a dosagem automática de certos volumes de ração, apenas alimentando o reservatório e efetuando a programação desejada.

Com o intuito de atender a esta demanda, o trabalho pode ser enquadrado como uma solução, já que se trata do projeto e desenvolvimento de um protótipo alimentador automático de animais.

1.1 Justificativa

Este trabalho torna-se relevante por apontar os problemas causados quando os donos de animais deixam os vasilhames de ração de seus animais cheios ao sair de casa para que eles não fiquem com fome durante o período em que estão sozinhos. Deixar a ração exposta por muito tempo traz muitos inconvenientes como: a perda do aroma, enrijecimento, amolecimento, desperdício além da falta de higiene. Ao ficar exposto, o alimento atrai insetos como moscas, baratas e formigas que passam por locais diversos antes. Animais como ratos e pombos podem trazer doenças aos animais domésticos e aos seres humanos. A presença de formigas no alimento é, sem dúvida, um dos maiores problemas dos animais domésticos, pois é muito comum cachorros serem levados a hospitais veterinários por ingerirem alimento recheado de formigas. Caso o animal não coma todo o alimento deixado,

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haverá desperdício. Caso contrário o animal poderá comer além do necessário, como consequência, ficará obeso, levando-o a problemas de saúde.

Devido à preocupação existente dos criadores de animais de estimação relacionada à alimentação correta de seu pet, tendo em vista o crescente aumento

nesse segmento de mercado e a necessidade de alimentação e nutrição do animal, surgiu o propósito de inserir no mercado um alimentador automático de animais que seja capaz de proporcionar automaticamente a dosagem de porções de ração liberando o alimento conforme programa realizado pelo usuário dando autonomia na alimentação tanto para o criador e animal.

1.2 Objetivo Geral

O objetivo geral deste trabalho é projetar e desenvolver um equipamento denominado alimentador automático de animais que seja capaz de proporcionar refeições diárias a animais de estimação com ou sem a presença humana, sendo necessário apenas inserir a ração no reservatório e efetuar a programação desejada para que o equipamento dose certas porções de ração animal. Tendo assim uma melhor autonomia e liberando o proprietário para outros afazeres com a certeza que alimentação de seu animal não será prejudicada.

Os objetivos específicos: a) Desenvolver a estrutura mecânica do alimentador automático de animais; b) Disponibilizar o circuito eletrônico, acompanhado do motorredutor,

sensor capacitivo e display LCD; c) Desenvolver um software que será embarcado ao microcontrolador PIC18

F4520, responsável pelo controle do alimentador automático de animais; d) Criar painel com programação fácil e versátil para equipamento.

1.3 Procedimentos Metodológicos

A metodologia utilizada neste trabalho é o desenvolvimento experimental de um protótipo para verificar a viabilidade do dispositivo proposto para a solução do problema de pesquisa apresentado. O presente trabalho terá como base a

fundamentação teórica em livros de nutrição animal, componentes eletrônicos, mecânicos e programação de microcontroladores, informações de manuais e catálogos técnicos, juntamente com os conhecimentos adquiridos no período de formação, professor orientador, sites de pesquisa especializados e conhecimentos práticos.

2 DESENVOLVIMENTO

Para o desenvolvimento do protótipo são apontados e apresentados os principais componentes do projeto e os seus conceitos de utilização no alimentador automático de animais, abordando à fabricação das partes que o compõem, além da descrição dos procedimentos de montagem do protótipo final. 2.1 Estrutura do Reservatório Alimentador automático de Animais e Sistema de Transmissão

Sabemos que provavelmente o alimentador automático de animais pode ficar exposto no tempo sendo fundamental está situação para a escolha do material a

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utilizar na confecção das partes externas. Sendo assim o material utilizado na construção da estrutura do alimentador automatico de animais foi o aço inoxidável.

Essa escolha se deu pela característica principal desse tipo de material a resistência à corrosão, sendo comum a sua utilização na indústria alimentícia.

A estrutura do reservatório olhando de cima consiste em um formato de caixa retangular composta internamente por um funil e bocal de saída para a dosagem de ração. Este reservatório juntamente com o funil tem a simples função de armazenar e não deixar travar a ração. Em conjunto com o reservatório será montado o motorredutor e acoplado em seu eixo a rosca sem fim que com o movimento realizado, será dosada as porções de ração conforme programa efetuado.

Figura 1. Reservatório

Fonte: Autores (2015).

2.1.1 Circuito Eletrônico

A eletrônica é a ciência que estuda a forma de controlar a energia elétrica por meios elétricos, onde os elétrons têm papel fundamental. Divide-se em analógica e digital, porque suas coordenadas de trabalho optam por obedecer estas duas formas de apresentação dos sinais elétricos a serem tratados.

Numa definição mais abrangente, podemos dizer que a eletrônica é o ramo da ciência que estuda o uso de circuitos formados por componentes elétricos e eletrônicos, com o objetivo principal de representar, armazenar, transmitir ou processar informações, além do controle de processos e servo mecanismos.

Sendo a placa eletrônica peça fundamental para o funcionamento do protótipo alimentador automático de animais uma parte é composta do circuito retificador de onda completa, onde a função é retificar a tensão de alimentação que é fornecida pela concessionária de energia elétrica de tensão alternada (sinal senoidal), em tensão continua para a carga.

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Essa retificação de tensão alternada em tensão continua é possível pelo seguinte processo, alimentando o transformador, após existe a passagem de tensão elétrica pelos diodos retificadores em ponte e em paralelo com um resistor de carga, retifica-se a tensão alternada em tensão continua. Segue a figura abaixo do circuito retificador de onda completa.

Figura 2. Circuito retificador de onda completa

Fonte: wikiwand, (2016).

Para a elaboração do projeto circuito eletrônico do Alimentador automático

de Animais, utilizamos o software Proteus 8 Professional que permite uma combinação esquemática entre componentes eletrônicos a simulação de circuitos e desenho, ferramenta está a principal para o desenvolvimento do circuito eletrônico utilizado no protótipo. Segue a imagem. Figura 3. Projeto circuito eletrônico no Proteus 8 Professional

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Fonte: Autores (2015).

Para o desenvolvimento do circuito eletrônico utilizamos o método artesanal sendo o mais simples e econômico para se confeccionar um circuito. A sequência que seguimos para a montagem foi a seguinte:

Diagrama esquemático;

Teste do circuito em um Protoboard;

Concepção do lay-out; Montagem da PCI.

Figura 4. Montagem da PCI

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Fonte: Autores (2015). Figura 5. Montagem da PCI

Fonte: Autores (2015). Figura 6. Montagem da PCI

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Fonte: Autores (2015). 2.1.2 Linguagem de Programação

A linguagem de programação em C é uma linguagem de finalidade geral. Foi desenvolvida por programadores para programadores tendo como meta características de flexibilidade e portabilidade, pois não é “atada” a um sistema operacional ou a uma máquina particular é uma linguagem que nasceu juntamente com o advento da teoria de linguagem estruturada e do computador pessoal. Assim tornou-se rapidamente uma linguagem “popular” entre os programadores C.

No protótipo Alimentador automático de animais utiliza-se do microcontrolador PIC18F4520, sendo a escolha do software de programação a ser embarcado o programa em Linguagem C, efetuada no MikroC PRO for PIC.

Os motivos para a escolha desse tipo de linguagem de programação se deu pelo fato de ser uma linguagem simples, onde permite certa facilidade para a declaração de variáveis e por ser uma das disciplinas aplicadas dentro do curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial. Segue imagem de parte do programa.

Figura 7. Parte do Programa no MikroC PRO for PIC

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Fonte: Autor (2015).

2.2 Referêncial Teórico

Neste capitulo será apresentado alguns conceitos teóricos relacionados ao protótipo alimentador automático de animais, dentro das disciplinas das áreas de mecânica, eletrônica e programação, onde serão abordadas teorias de componentes principais que compõem o equipamento.

2.2.1 Motorredutor

Motorredutores são sistemas completos de força motriz que consistem em

um motor elétrico e uma engrenagem de redução integrada em um único pacote de fácil montagem e configuração. Isso reduz significativamente a complexidade e custo no desenvolvimento e construção de ferramentas poderosas, máquinas e aparelhos que requerem alto torque em velocidades de eixo ou RPM relativamente baixas. Os motorredutores permitem o uso de motores com poucos cavalos de potência, que são mais econômicos, ao mesmo tempo em que proporcionam uma grande força motriz em baixas velocidades (ECHOW, 2015).

2.2.2 Motorredutor CHP 12 V 12 W

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O motorredutor CHP 12 V 12 W é fabricado pela Bosch e será utilizado no protótipo como a parte principal do conjunto de transmissão suas características principais são:

Figura 8. Motorredutor Bosch CHP 12 V

Fonte: Catálogo Bosch (2004,2005).

2.2.3 Microcontrolador

Segundo Silva (2007) Microcontrolador é um circuito integrado programável

que contém todos os componentes de um computador, como CPU (unidade central de processamento), memória para armazenar programas, memória de trabalho, portas de entrada e saída para comunicar-se com o mundo exterior, sistemas de controle de tempo interno e externo, conversores analógico e digital, uart de comunicação e outros. Pode-se controlar qualquer coisa ou estarem incluídas unidades de controle para: máquinas pneumáticas e hidráulicas comandadas, máquinas dispensadoras de produtos, motores e temporizadores, sistemas autônomos de controle, incêndio, umidade e temperatura, telefonia, automóveis, medicina, etc.

2.2.4 Microcontrolador PIC18F4520

O PIC18F4520 é um microcontrolador fabricado pela Microchip Technology e

sua frequência de operação (clock) chega até 40MHz é um dos microcontroladores mais avançados da família PIC. Suas principais características são:

Microcontrolador de 40 pinos, o que possibilita a montagem de um hardware complexo e capaz de interagir com diversos recursos e funções ao mesmo tempo;

75 instruções (83 instruções contando o set de instruções estendido);

36 portas configuráveis como entrada ou saída;

20 interrupções disponíveis;

Memória de programação E2PROM FLASH;

Memória de programa com 32 kbytes, com capacidade de escrita e leitura

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pelo próprio código interno;

Memória E2PROM (não volátil) interna com 256 bytes;

Memória RAM com 1536 bytes;

Quatro timers (1x8 bits e 3x16 bits);

Comunicações seriais: SPI, I²C e USART;

Conversores analógicos de 10 bits (13x) e comparadores analógicos (2x);

Dois módulos CCP: Capture, Compare e PWM;

Programação in-circuit (alta e baixa tensão);

Power-on Reset (POR) interno;

Brown-out Reset (BOR) interno;

Diversos recursos adicionais. O PIC 18F4520 possui 40 pinos, contando com 36 terminais de I/O, que

podem ser configurados como entrada ou saída de dados. A exceção é o terminal 1 (RE3), o qual pode apenas ser configurado como entrada. Todos os terminais possuem diversas funções multiplexadas, correspondentes aos periféricos.

Figura 9. Microcontrolador PIC18F4025

Fonte: Microchip Technology (2013).

2.2.5 Display LCD

Segundo Zanco (2006) o display LCD é um elemento fundamental para

facilitar a interação do usuário com o equipamento. Esta facilidade fez com que os LCDs ganhassem popularidade e hoje são amplamente utilizados numa infinidade

de equipamentos eletrônicos, desde eletrodomésticos até instrumentos de medição de alta precisão.

É constituído por duas placas de cristal muito finas, entre as quais há um preenchimento de cristal líquido. Este material que preenche a célula de vidro tem uma estrutura molecular cristalina que é capaz de mudar sob a influência de um campo elétrico, tornando-se transparente ou refletante conforme a direção em que se organizam as moléculas.

A superfície interior das duas camadas de vidro está recoberta de uma camada condutora de metal transparente aplicado diretamente nos vidros. Uma tensão aplicada sobre este metal cria um campo elétrico que faz as moléculas de cristal líquido mudar de orientação.

Os módulos LCD são interfaces de saída muito útil em sistemas microprocessados. Estes módulos podem ser gráficos e a caráter. Os módulos LCD

gráficos são encontrados com resuluções de 122x32, 128x64, 240x64 e 240x128

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dots pixel, e geralmente estão disponíveis com 20 pinos para conexão. Os LCDs

comuns (tipo caráter) são especificados em número de colunas por linhas e são encontrados nas configurações previstas na Tabela 1. (Unicamp, 1996).

Tabela 1. Módulos LCD disponíveis

Fonte: Unicamp, 1996

O LCD escolhido para ser utilizado no protótipo foi o de dezesseis colunas e

duas linhas com fundo verde e carácteres pretos. Durante o funcionamento do protótipo Alimentador automático de Animais o display de LCD mostrará as

seguintes mensagens ao usuário:

ACABOU RAÇÃO REABASTECER;

DURAÇÃO DE DOSAGEM TEMPO;

INTERVALO DE RAÇÃO TEMPO. As informações permite ao operador saber se acabou no reservatório a ração,

sendo necessário reabastecer, qual é o tempo de duração de cada dosagem, além de permitir visualizar o intervalo de tempo entre as dosagens. Segue para visualização mensagem na figura 10. Figura 10. Display LCD

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Fonte: Autores (2015).

2.2.6 Sensor

Segundo Thomazini e Albulquerque (2010) sensor é um termo empregado

para designar dispositivos sensíveis a alguma forma de energia do ambiente que pode ser luminosa, térmica, cinética, relacionando informações sobre uma grandeza que precisa ser medida, como temperatura, pressão, velocidade, corrente, aceleração, posição etc.

2.2.7 Sensor Capacitivo

Sensores capacitivos são sensores que detectam qualquer tipo de massa. Seu funcionamento se dá por meio de incidência de um campo elétrico que é gerado por cargas elétricas em sua face, formando assim um capacitor.

A característica de todo capacitor é o aumento de sua capacitância quando colocamos algum tipo de massa dielétrica (isolante) entre seus eletrodos (os eletrodos é onde são armazenadas as cargas), sendo assim, quando aproximamos qualquer material líquido ou sólido à face do sensor, ele atuará como massa dielétrica aumentando a capacitância. Por fim, o circuito eletrônico do sensor detecta essa variação de capacitância e atua sua saída, que pode ser um contato NA ou NF para corrente alternada ou contínua, um transistor ou ainda um sinal variável de tensão ou corrente (saída analógica) (Digel elétrica, 2015).

Figura 11. Sensor capacitivo

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Fonte: Autores (2015).

2.2.8 Transformadores

Segundo Cruz e Junior (2008) como já é de nosso conhecimento, a rede elétrica fornece um valor fixo de tensão eficaz. O aumento ou a redução desse valor para adequá- lo às necessidades de um projeto é feito por um intermédio de um transformador.

O funcionamento é relativamente simples. Ao aplicar ao primário do transformador uma tensão variável no tempo, ela produz também uma corrente variável e um fluxo magnético variável. Esse fluxo induz uma tensão no secundário, cuja amplitude pode ser maior, menor ou igual à amplitude da tensão do primário dependendo unicamente da relação de espiras para o caso do transformador ideal.

2.2.9 Diodo

Segundo Markus (2011) o diodo é um dispositivo semicondutor formado por

uma única junção PN. O nome diodo vem da junção das palavras duplo (di) com eletrodo, isto é, um dispositivo formado por dois eletrodos. O terminal do cristal tipo P, no qual se formam os ânions, é o anodo (ânion + eletrodo), e o terminal do cristal tipo N, no qual se formam os cátions, é o catodo (cátion + eletrodo).

As características principais é que ele conduz corrente elétrica num único sentido, isto é, quando ele está polarizado diretamente. Em eletrônica, retificar significa conduzir num único sentido. Por isso o diodo normal é conhecido por diodo retificador.

2.3. Resistor

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Segundo SANCHES (2000) resistores são elementos que têm a finalidade de controlar a intensidade de corrente elétrica no circuito. Isto é conseguido graças à propriedade física da matéria de apresentar uma dificuldade na passagem da corrente elétrica. Esta propriedade é denominada resistência elétrica, cuja unidade é o ohm.

Um resistor é o componente elétrico que apresenta como propriedade mais importante, no circuito em que está sendo utilizada, a propriedade física da resistência elétrica.

2.3.1 Transistor

Segundo SANCHES (2000) são componentes eletrônicos semicondutores

que têm como função controlar a corrente/tensão do circuito de saída através de outra tensão ou corrente do circuito de entrada.

As aplicações de uso geral do transistor são: chaveadores, banda larga, pequeno sinal e rádio frequência.

2.3.2 Led

Segundo Markus (2011) o led é um tipo especial de diodo, pois emite luz

quando é polarizado diretamente. Por isso, ele é classificado como dispositivo optoeletrônico. O nome led é a sigla de ligth emitting diode, que significa diodo

emissor de luz. Trata-se de um dispositivo optoeletrônico, cuja principal característica é a

conversão de sinal elétrico em óptico.

3 FUNCIONAMENTO DO ALIMENTADOR AUTOMÁTICO DE ANIMAIS

Abastecendo o reservatório do Alimentador Automático de Animais com ração suficiente para que o nível fique acima do sensor capacitivo, conectar o protótipo na rede com tensão de 127v, a fonte de alimentação é constituída por um transformador com relação 1/10 após a redução da tensão ela é retificada por uma ponte de diodos de onda completa e filtrada pelo capacitor eletrolítico, parte do circuito responsável pela alimentação do motorredutor permanece com 12vcc, o microcontrolador responsável pelo comando tem seu funcionamento com a tensão de 3,6v assim se faz necessário um redutor de tensão de 5 v e dois diodos em série responsáveis pela queda de tensão de 0,7v cada, atingindo assim a tensão de trabalho do microcontrolador.

Para a programação do Alimentador Automático de animais, existe a tabela para consulta tempo/peso. Está serve para definir o tempo de dosagem que deve ser programado para servir a quantidade de ração compatível com a necessidade nutricional do animal.

A programação do Alimentador Automático de Animais é feita colocando a chave stop/auto na posição stop, verificar no monitor de lcd qual é o tempo que está

habilitado para ser alterado, ajustar este tempo em seu relativo potenciômetro, em seguida mudar a chave tempo de dosagem/intervalo de ração para habilitar o outro potenciômetro e definir a outra variável de tempo desejado, após a definição do tempo de dosagem e intervalo de ração alterar a posição da chave stop/auto para auto.

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Ao ser atingido o intervalo programado entre as refeições o microcontrolador acionará o circuito de potência responsável pelo funcionamento do motorredutor, pois a tensão de trabalho do microcontralador não é suficiente para aciona-lo diretamente, a rosca sem fim acoplada ao eixo do motorredutor ao ser acionado este sistema de transporte fara com que a ração do reservatório seja carregada pelo tubo de transporte até o pote do animal durante o tempo programado no campo duração de dosagem.

O Alimentador Automático de animais é dotado de um sensor capacitivo instalado no fundo do reservatório responsável pela verificação do nível mínimo de ração, caso seja atingido este nível é aceso a luz de emergência, o alarme sonoro e uma mensagem no display de lcd indicando à necessidade de reabastecimento do

reservatório, depois de inserido a ração no reservatório o Alimentador Automático de Animais inicia a programação anterior que foi realizada. 3.1 Resultados obtidos

Através de ensaios feitos pode-se testar a eficiência do Alimentador

Automático de Animais quanto à proteção oferecida para ração, repetitividade do processo de dosagem, resistência a desgaste do mecanismo de transporte da ração, resistência à oxidação do reservatório e adaptação do animal ao equipamento. Percebemos que o alimentador automático de animais desenvolvido é eficaz e eficiente atendendo os objetivos definidos.

O reservatório construído em aço inoxidável garante durabilidade mesmo exposto a intemperes como alta umidade relativa do ar e radiação solar.

O programa se mostrou confiável e alcançou alta repetitividade entre as dosagens durante os ensaios foram feitas 20 dosagens tendo uma variação menor que 50 gramas.

O sistema mecânico projetado garante confiabilidade e durabilidade já que o transporte da ração oferece pouca resistência mecânica, não gerando possíveis danos ou desgastes excessivos, necessitando pouca manutenção preventiva, pois o motorredutor parte principal do transporte da ração é blindado e lubrificado de fábrica, a rosca sem fim tem pouco atrito com a parede do tubo de transporte, devido às pequenas partículas desprendidas da ração que servem como lubrificante.

4 CONCLUSÂO

O projeto Alimentador Automático de Animais apresentado tem como diferenciais a tecnologia do microcontrolador PIC18F4520, motorredutor Bosch CHP e o display de lcd dezesseis colunas e duas linhas para facilitar o entendimento ao

usuário. O equipamento desenvolvido e mostrado nesse trabalho resolveu os

problemas advindos da alimentação de animais pet, relacionando de forma efetiva e satisfazendo o objetivo geral e especifico do trabalho, tendo a finalidade de servir porções de ração animal em períodos programados pelo criador.

A avaliação do mesmo foi realizada de forma continua, testando variadas quantidades de porções e tempo de dosagem. Os resultados obtidos foram animadores. O equipamento proporcionou ao criador uma tecnologia que possibilita o mesmo realizar suas atividades rotineiras com a segurança de que seu pet esteja

sendo alimentando corretamente, em horários programados suprindo suas necessidades de alimentação.

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Durante a elaboração do trabalho surgiram diversas dificuldades, sendo sanadas através do trabalho em conjunto dos formandos com o professor orientador, muita pesquisa, iniciativa, persistência no tema, humildade, criatividade e empenho. Com tudo foi possível superar as adversidades, encontrando os caminhos para a solução dos problemas.

Com o conhecimento adquirido durante o curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial na Fatec de Garça, foi possível realizar a pesquisa teórica do artigo cientifico e o projeto prático, sendo requisitos fundamentais para a conclusão do curso. Figura 12. Protótipo

Fonte: Autor (2015).

REFERÊNCIAS ANAYA, Silvana Lance. Afetividade homem & animais de estimação. Disponível

em: <http://somostodosum.ig.com.br/clube/artigos.asp?id=29613>. Acesso em: 20 jun. 2015. BOSCH, Catálogo 2004/2005. Disponível em: <http://www.bosch.com.br/br/negociosindustriais/produtos/motorVentilador/12V/pdf/catalogomt.pdf>. Acesso em: 19 agos. 2015. CRUZ, Eduardo Cesar Alves; JUNIOR; Salomão Choueri. Eletrônica aplicada. São

Paulo: Érica, 2008.

Page 20: Curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial FÁBIO JOSÉ ...fatecgarca.edu.br/uploads/documentos/tcc... · O sensor capacitivo NPN/NA 10vcc a 30vcc atuará no controle de nível

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MICROCHIP, Data sheet. Disponível em:

<http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39631E.pdf>. Acesso em: 20 agos. 2015. DIGEL. Disponível em:

< http://www.digel.com.br/novosite/index.php?option=com_content&view=article&id=68:o-que-e-um-sensor-capacitivo>. Acesso em: 25 agos. 2015. FAGIOLI, Daniela NASSER, Leila Adnan. Educação nutricional na infância e na adolescência. Reimpressão revisada. São Paulo: RCN, 2008.

GILL, Pauline. O que é um motorredutor. Disponível em:

< http://www.ehow.com.br/motoredutor-sobre_72192/>. Acesso em: 16 agos. 2015. LAZZAROTTO, J. J. Relação entre aspectos nutricionais e obesidade em pequenos animais. Disponível em:

<http://www.unifenas.br/pesquisa/download/ArtigosRev1_99/pag33-35.pdf >. Acesso em: 20 agos. 2015. MARKUS, Otávio. Sistemas analógicos. São Paulo : Érica, 2011.

SANCHES, Durval. Eletrônica industrial montagem, Rio de Janeiro: Interciência,

2000.

SCHELLER, Fernando. Mercado pet dribla a crise econômica. Disponível em:

<http://economia.estadao.com.br/noticias/geral,mercado-pet-dribla-a-crise-economica-imp-,1673676>. Acesso em: 24 jun. 2015. SILVA, Renato A. Programando microcontroladores. Ensino profissional, 2007. THOMAZINI, Daniel e ALBULQUERQUE, Pedro Urbano Braga de. Sensores industriais fundamentos e aplicações. São Paulo: Érica, 2010.

UNICAMP, Display lcd. Disponível em: <ftp://ftp.dca.fee.unicamp.br/pub/docs/ea079/complementos/Lcd.pdf>. Acesso em: 31 out. 2015. ZANCO, W. S. Microcontroladores PIC: técnicas de software e hardware para projetos de circuitos eletrônicos com base no PIC16F877A. São Paulo: Érica,

2006.