trabalho desenho técnico aplicado - brlcad - 1º bimestre

FACULDADE ASSIS GURGACZ – FAG

ALEX JUNIOR DE ALMEIDA

DIEYSSON RIBEIRO TOLEDO

EDERSON JONER

RAFAEL CREPALDI

RENAN RAMOS BALIEIRO

TRABALHO DE DESENHO TÉCNICO APLICADO

CASCAVEL

2012

FACULDADE ASSIS GURGACZ – FAG

ALEX JUNIOR DE ALMEIDA

DIEYSSON RIBEIRO TOLEDO

EDERSON JONER

RAFAEL CREPALDI

RENAN RAMOS BALIEIRO

TRABALHO DE DESENHO TÉCNICO APLICADO

Trabalho acadêmico apresentado à disciplina de Desenho Técnico Aplicado, do Curso de Engenharia Elétrica, da Faculdade Assis Gurgacz.

Professor: Alvaro Juliano Vicente.

CASCAVEL

2012

LISTA DE IMAGENS

Figura 01 – Imagem do capacitor.

Figura 02 – Informações do componente no datasheet do fabricante.

Figura 03 – Criação da base do corpo do componente.

Figura 04 – Criação do chanfro do corpo do componente.

Figura 05 – Criação do rebaixo superior do corpo do componente.

Figura 06 – Criação do terminal negativo do componente.

Figura 06 – Criação do terminal positivo do componente.

Figura 07 – Criação do rebaixo na parte superior do corpo.

Figura 08 – Criação do rebaixo na parte inferior do corpo.

Figura 09 – Componente finalizado com a renderização.

Figura 10 – Vista frontal renderizada.

Figura 11 – Vista superior e inferior renderizada.

Figura 12 – Perspectiva isométrica do componente renderizada.

SUMÁRIO

1 – INTRODUÇÃO ............................................................................................. 4

2 – APRESENTAÇÃO AO SOFTWARE UTILIZADO ......................................... 5

3 – O COMPONENTE ........................................................................................ 5

4 – MODELAGENS DO COMPONENTE ........................................................... 6

4.1 – CRIAÇÃO DO CORPO .......................................................................... 6

4.2 – CRIAÇÃO DOS TERMINAIS.................................................................. 9

4.3 – CRIAÇÃO DOS REBAIXOS ................................................................. 11

4.4 – UNIÃO DOS SÓLIDOS E CRIAÇÃO DO CAPACITOR ....................... 13

5 – PERSPECTIVAS DO COMPONENTE ....................................................... 15

6 – CONCLUSÃO ............................................................................................. 17

7 – REFERÊNCIAS .......................................................................................... 18

8 – ANEXOS .....................................................................................................19

4

1 – INTRODUÇÃO

Este trabalho tem como objetivo a apresentação de um projeto de modelagem CAD de um componente eletrônico, através do software BRLCAD, em que possamos mostrar que uma ferramenta de modelagem eletrônica pode ser muito útil na área de pesquisa, desenvolvimento e aperfeiçoamento dos meios que envolvam a área da engenharia.

Diferente das opções CAD existentes no mercado, em que se desenham literalmente os trabalhos, na modelagem eletrônica parte-se do uso de figuras geométricas básicas, e quando associadas, podem dar forma aos mais variados projetos.

Fazendo uso do software BRLCAD, e das informações anteriormente captadas, será realizado da maneira como foi tratado em aula, a elaboração do projeto de um componente eletrônico, o qual fará parte de um circuito de maior complexidade no próximo bimestre.

Depois de uma análise do circuito eletrônico do projeto escolhido e da lista de componentes, decidiu se pela modelagem de um capacitor eletrolítico radial de cem microfarads de capacitância com dezesseis Volts de isolamento elétrico (100 μF x 16V). Tal escolha é atribuída pelas características construtivas do componente, e do atual nível de domínio do uso da ferramenta escolhida pelo professor.

O trabalho terá como ponto de partida o datasheet de um componente que atenda ao projeto, e como existem diversos fabricantes, tomou-se a decisão de admitir um que seja de fabricante reconhecido que atua há muitos anos no mercado e que provavelmente estará disponível para eventuais consultas por muito tempo.

5

2 – APRESENTAÇÃO AO SOFTWARE UTILIZADO

Desenvolvido em 1979 pelo Laboratório de Pesquisa Balístico do Exercito Estadunidense (U.S. Army Ballistic Research Laboratory), o BRL-CAD é um software CAD livre e multiplataforma, que tem por base a modelagem de sólidos do tipo geometria construtiva sólida (GCS), ou seja, modelagem com geometria sólida primitiva.

Pode ser usado para uma variedade de aplicações gráficas e de engenharia, suas bibliotecas são projetadas principalmente para modelagem geométrica, com geometria primitiva que também pode ser usadas como ferramentas personalizadas de software, utilitários, design e manipulação de dados e renderizações de projetos. A aplicação BRL-CAD também oferece uma série de ferramentas e utilitários que são utilizados principalmente para converter consultas geométricas, convertendo vários formatos de imagem e manipulação de imagem, mesmo a partir da linha de comando.

Em nosso projeto utilizaremos a linha de comando como forma da elaboração do projeto em um todo, partindo desde a criação do arquivo até a sua forma final.

3 – O COMPONENTE

Quanto ao componente utilizado para se elaborar o desenho, foi escolhido o capacitor, devido a suas características físicas de construção, onde o capacitor é um componente que armazena energia em forma de campo elétrico.

O modelo em especifico é um capacitor eletrolítico radial, em que a característica eletrolítica é devida construção interna, constituído de duas folhas de alumínio, separadas por uma camada de óxido de alumínio e enrolados e embebidos em um eletrólito liquido, e que determina a presença de polaridade, onde não pode ser invertido. A característica radial se refere quanto a disposição de seus terminais, que ficam em paralelo e na parte inferior do mesmo.

Possui capacitância de cem microfarads com dezesseis Volts de isolamento elétrico (100 μF x 16 V).

Abaixo imagem real do capacitor e do datasheet do fabricante a qual se refere às especificações técnicas do componente:

Figura 01– Imagem do capacitor.

6

Figura 02 – Informações do componente no datasheet do fabricante.

4 – MODELAGENS DO COMPONENTE

Para que seja possível a modelagem eletrônica com o software RLCAD, existem várias etapas de comandos a serem executadas, começou-se com a atribuição da unidade de medida a ser adotada, definida em milímetros, após, fez-se necessário determinar uma pasta (neste caso com o nome de temp) na partição C do sistema operacional, tal pasta será usada para gravar todos os projetos com origem no BRLCAD.

Feito isto, criou-se um novo projeto, ao qual se atribuiu o nome de capacitor.s (o uso do “.s” é de grande valia, pois quando o projeto toma grandes proporções, existirão muitos sólidos e sua localização pode ficar prejudicada para o projetista, devido a existência de regiões).

4.1 – CRIAÇÃO DO CORPO

Com o projeto aberto, a ferramenta de modelagem eletrônica esta pronta para receber os primeiros comandos que darão inicio ao trabalho, primeiramente define-se qual ou quais os tipos de sólidos primitivos são necessários para formar o objetivo final. As pretensões são de modelar um capacitor eletrolítico, o qual se caracteriza por ser cilíndrico, então, o solido cilindro será a base do projeto, então inicializou-se:

7

O primeiro solido foi nomeado de c.s, com o comando abaixo:

mged> in c.s.

É preciso escolher o tipo de solido a ser criado (cilindro, denominado rcc):

Enter solid type: rcc.

Feito isto, deve-se determinar a localização de origem do solido, esta localização é definida em coordenadas cartesianas, neste ponto já se conhece as dimensões do objeto (capacitor), tais medidas e informações técnicas estão disponíveis no datasheet (vide anexos).

O capacitor em questão apresenta um chanfro próximo a região dos terminais, isto tornou necessário a criação de três sólidos, um de raio menor, para representar a região chanfrada, estes três sólidos foram criados tomando o cuidado para que o segundo tenha inicio exatamente onde termina o primeiro e o terceiro inicie onde acaba o segundo, isto torna possível que estes três sólidos possam dar origem a uma única peça:

Enter X, Y, Z of vertex: 0 0 0

Enter X, Y, Z of height (H) vector: 0 8 0

Enter radius: 3.15

c.s

Foi atribuído valores de 0 - x, 0 - y, 0 - z para definir o ponto base do plano, 0 - x, 8 - y, 0 - z, para definir altura da peça c.s e com um raio de 3.15, culminando no solido em destaque na figura a seguir:

Figura 03 – Criação da base do corpo do componente.

8

mged> in ca.s

Enter solid type: rcc



Enter radius: 2.9

Foi utilizado 0 - x, 0 - y, 0 - z, para o ponto base do plano, 0 - x , 9 - y, 0 - z, para definir a altura da peça cc.s e com o raio de 2.9, o que deu origem ao solido em destaque na próxima figura:

Figura 04 – Criação do chanfro do corpo do componente.

O próximo passo foi criar novamente um cilindro com o mesmo raio do

primeiro, para que fosse possível concluir o corpo do componente, para isso usou-se os comandos que se seguem:

ca.s

mged> in caa.s




Enter radius: 3.15

9

Foi utilizado 0 - x, 9 - y, 0 - z, para o ponto base do plano, 0 - x , 2 - y, 0 - z, para definir a altura da peça ca.s e com o raio de 3.15, dando origem a mais uma parte do capacitor, a qual encontra-se em destaque na figura a seguir.

Figura 05 – Criação do rebaixo superior do corpo do componente.

4.2 – CRIAÇÃO DOS TERMINAIS

Prosseguindo com a modelagem do componente, foram introduzidos os comandos para a criação dos terminais elétricos do mesmo, tais terminais possuem tamanhos diferentes, o terminal ligado a placa positiva é mais extenso que o negativo, isto foi padronizado para que facilite seu manuseio durante a montagem de equipamentos ou a sua instalação em maquinas de inserção de componentes (usada nas industrias de equipamentos eletrônicos).

mged> in t1.s


Enter X, Y, Z of vertex: 0 11 1.57


Enter radius: 0.25

Foi utilizado 0 - x, 11 - y, 1.57 - z, para o ponto base do plano, 0 - x,

15 - y, 0 - z, para definir a altura da peça t1.s e com o raio de 0.25, ilustrado a seguir:

10

Figura 06 – Criação do terminal negativo do componente.

Então:

mged> in t2.s


Enter X, Y, Z of vertex: 0 11 -1.57


Enter radius: 0.25

Foi utilizado 0 - x, 11 - y, -1.57 - z, para o ponto base do plano, 0 - x , 20 - y, 0 - z, para definir a altura da peça t2.s e com o raio de 0.25 deu origem ao segundo terminal:

Figura 06 – Criação do terminal positivo do componente.

11

4.3 – CRIAÇÃO DOS REBAIXOS

O capacitor eletrolítico apresenta uma rebaixo na parte superior e inferior, estas servem para facilitar a deflagração do material interno, caso este componente seja submetido à inversão de polaridade ou tensão que ultrapasse sua isolação entre placas. Por isso, foi necessário criar mais dois sólidos com os comandos a seguir:

mged> in pç.s



Enter X, Y, Z of height (H) vector: 0 0.25 0

Enter radius: 2.5

pç.s

Ficando assim:

Figura 07 – Criação do rebaixo na parte superior do corpo.

Foi utilizado 0 - x, 0 - y, 0 - z, para o ponto base do plano, 0 - x , 0.25 - y, 0 -z, para definir a altura da peça pç.s e com o raio de 2.5. esta peça foi utilizada para redução do corpo do capacitor na parte superior.

12

E a sequência dos comandos utilizados abaixo:

mged> in pç1.s



Enter X, Y, Z of height (H) vector: 0 -0.25 0

Enter radius: 2.5

pç1.s

Deu origem ao solido em destaque a seguir:

Figura 08 – Criação do rebaixo na parte inferior do corpo.

Foi utilizado 0 - x, 10.8 - y, 0 - z, para o ponto base do plano, 0 - x ,

0.2 - y, 0 - z, para definir a altura da peça pç.s e com o raio de 2.5 . Esta peça foi utilizada para redução do corpo do capacitor na parte inferior.

Com o comando LS, o software apresenta todos os sólidos criados, veja:

mged> ls

c.s caa.s pç1.s t2.s

ca.s pç.s t1.s

13

4.4 – UNIÃO DOS SÓLIDOS E CRIAÇÃO DO CAPACITOR

Então, com todos os sólidos criados resta fazer a união destes através do comando a seguir, contemplando também as regiões dos mesmos:

mged> r capacitor.s u c.s u ca.s u caa.s

Defaulting item number to 1001

Creating region id=1000, air=0, GIFTmaterial=1, los=100

mged> Z

mged> r terminal.s u t1.s u t2.s



A partir deste ponto, resta definir as cores do projeto e fazer a renderização, as quais são feitas com os seguintes comandos:

Para aplicar cor ao solido:

mged> draw capacitor.s

mged> draw terminal.s

mged> draw pç.s

mged> draw pç1.s

mged> r reg.s u pç.s u pç1.s



mged> Z



mged> draw reg.s

Raytrace complete.

mged> r sub.s u capacitor.s -u reg.s


Note: capacitor.s is a region

14


bad operation: -u skip member: reg.s

mged> Z



mged> draw reg.s

Raytrace complete.

mged> kill sub.s

mged> r sub.s u capacitor.s -u pç.s


Note: capacitor.s is a region


bad operation: -u skip member: pç.s

Raytrace complete.

Raytrace complete.

Após renderização, o projeto apresentou-se como na figura a seguir:

Figura 09 – Componente finalizado com a renderização.

15

5 – PERSPECTIVAS DO COMPONENTE

Abaixo perspectivas do capacitor formado por todos os sólidos desenhados e renzerizado.

Figura 10 – Vista frontal renderizada.

Figura 11 – Vista superior e inferior renderizada.

16

Figura 12 – Perspectiva isométrica do componente renderizada

17

6 – CONCLUSÃO

Com base nos trabalhos realizados e todas as pesquisas que se fizeram necessárias, foi possível a realização de um amplo projeto que traz informações valiosas de como o mesmo deve ser feito, fazendo uso desta ferramenta de modelagem eletrônica que demonstrou ser bastante eficaz ao fim que se destina.

Mesmo com as dificuldades apresentadas, devido ao fato deste software não ter um ambiente gráfico intuitivo, se baseando apenas em comandos de linha, foi realizado através de suas linhas de comando todas as funções pertinentes à criação e conclusão deste projeto.

Com base nos conhecimentos repassados, todos os sólidos tiveram que ser criados, dimensionados e alocados em seus referidos lugares, através de sua linha de comando, dando assim, origem ao capacitor a que este trabalho se propôs a apresentar.

Se tratando de um software pouco conhecido no Brasil, e de uso quase exclusivo militar, durante todo o trabalho as pesquisas ficaram restritas ao manual e que mesmo assim pode-se mostrar eficiente para o qual é apresentado.

18

7 – REFERÊNCIAS

Acervo de documentos para o software BRLCAD. Disponível em: <http://brlcad.org/wiki/Documentation>. Acessado em 01 de Set. de 2012.

Datasheet de capacitores eletrolíticos. Disponível em <http://www.datasheetcatalog.com/panasonic/32/>. Acessado em 05 de set. de 2012.

http://brlcad.org/wiki/Documentation

trabalho desenho técnico aplicado - brlcad - 1º bimestre

Documents