VEÍCULO MECATRÔNICO (LASER)-mechatronic vehicle


Este protótipo será usado em uma competição de corrida, onde o aluno deve fazer uso de um laser pointer (apontador laser) para mover o veículo ao longo da pista de corrida. Para isto vamos mostrar alguns modelos de como montar a parte eletrônica do equipamento.

This prototype will be used in a racing competition, where students must use a laser pointer (laser pointer) to move the vehicle along the racetrack. For this we showsome models of how to mount the electronics equipment.

Como Funciona

O LDR é um sensor de luz que deixa passar a corrente elétrica em função do grau de iluminação de sua superfície sensível. Quando o LDR é iluminado, uma corrente flui por este componente polarizando a comporta do SCR. A comporta ou gate (g) de um SCR é o seu terminal de controle. Quando o SCR é polarizado ele dispara (conduz), funcionando como uma chave que liga, alimentando o motor. Com luz no LDR o motor funciona porque o SCR dispara, mas mesmo depois que a luz desaparece, ele se mantém disparado. Para desligar é preciso cortar a alimentação por um instante. Isso pode ser feito, desligando-se as pilhas que estão no suporte (afaste uma delas e depois coloque-a de volta).

Uma vez disparado, o SCR mantém a corrente máxima no motor. Lembre-se que os SCRs possuem uma certa resistência ao dispararem, o que faz com que uma certa perda de tensão ocorra neles. Assim, no caso do SCR que usamos esta perda foi da ordem de 1,7 V. Isso significa que alimentando-se o motor com 6 V, só chega 4,3 V ao motor, mas isso ainda é suficiente para fazê-lo rodar com boa força. O motor utilizado no nosso projeto funciona bem com tensões de 3 V a 6 V, e até mesmo com um pouco mais.

Este tipo de controle é empregado em diversos equipamentos de alta tecnologia. Os alarmes que disparam quando alguém interrompe um feixe de luz, o sistema que acende automaticamente as luzes das ruas quando escurece, e sistemas de iluminação automática que acendem lâmpadas alimentadas por baterias quando falta luz são alguns exemplos de aparelhos que funcionam segundo o mesmo princípio de controle fotoelétrico do carrinho que vamos montar.

Eletrônica 

A eletrônica do veículo pode ser vista na imagem abaixo, assim como os componentes eletrônicos necessário para a sua confecção.

  • Q1 – Transistor Darlington TIP122
  • R1 (LDR) – tipo redondo comum
  • R2 – Resistor de 100KΩ ou R3 -220KΩ
  • M1 – Motor de 3 V a 6 V
  • B1 – Suporte para 4 pilhas pequenas
  • Proto board e fios.
Teste de Funcionamento

• Tampe o LDR de modo que ele não receba luz.
• Coloque as pilhas no suporte
• Deixando bater luz no LDR ou iluminando-o com o Laser Poin- ter, o motor deve girar
• Para rearmar, tire e coloque uma pilha no suporte.
• Se o circuito tender a disparar sozinho, ou seja, ficar muito sensível, troque o resistor pelo R3-220 kohms (vermelho, vermelho, amarelo)
• Se o motor não girar, “esfregue” as pilhas no suporte de modo a melhorar seu contato.

Um modelo mais simples e barato também pode ser desenvolvido usando materiais reciclados, como mostra a figura abaixo.

Uma caixa de fósforo foi utilizada de base para o motor, que através de um simples elástico transferia para um par de tampinhas de garrafa de vidro a rotação do motor. Estas tampinhas estão presas no mesmo eixo que as rodas traseiras, este eixo é feito com espetinhos de churrasco. A parte do eixo traseiro que se conecta ao chassi, são pedaços de trilhos de cortina, que foram dobrados e furados.

O eixo dianteiro é um tubinho de caneta serrado que fica preso ao chassi por elástico, por dentro deste tubinho passa um espetinho de churrasco que prende as rodas, que também são de tampinhas de garrafa PETs.

O circuito é preso na caixa de palitos de fósforos ao lado do motor e o suporte de pilhas é preso ao chassi, distribuindo assim o peso de forma homogênea pelo carrinho.

CONTROLE PWM PARA ROBÓTICA (pwm control for robotic)


A configuração básica de um controle PWM simples consiste em um oscilador que gera um sinal retangular cujo ciclo ativo pode ser variado. A imagem abaixo mostra como montar um circuito de forma simples para experimentação usando uma ponte de terminais. Motores de 3 a 12V com corrente de até 500mA podem ser controlados por este circuito.

The basic configuration of a PWM control consists of a simple oscillator that generates a square wave whose duty cycle can be varied. The image below shows how to assemble a simple circuit to experiment using a bridge terminal. Engines from 3 to 12V with up to 500mA may be controlled by this circuit

 

Lista de Materiais

Q1, Q2 – BC548 ou equivalentes – transistores NPN de uso geral

Q3 – BC558 ou equivalente – transistor PNP de uso geral

Q4 – TIP31 transistores NNP de potência

D1 – 1N4002 ou equivalente  – diodo de silício

R1, R4 – 1KΩ x 1/8W – resistor(marrom, preto, vermelho)

R2, R3 – 2,2KΩ x 1/8W – resistor(vermelho, vermelho, vermelho)

R5 – 2,7KΩ x 1/8W – resistor (vermelho, violeta, vermelho)

R6 – 477KΩ x 1/8W – resistor( amarelo, violeta, preto)

C1, C2 – 100nF a 1μF –capacitores cerâmicos ou poliéster

P1 – 47 KΩ – potenciômetro

S1 – Interruptor simples

M1 – Motor de 3 a 6V até 500mA

B1- 3 a 12V – pilhas ou baterias

Diversos: Fios, solda, suporte para pilhas etc.

CONTROLANDO O MOTOR DE PASSOS COM POTENCIÔMETRO


CONTROLANDO MOTOR DC


APLICAÇÕES COM MOTOR DE PASSOS


UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

Trabalho de Sistemas Digitais

 ALUNOS : Bruno Hermes da Fonseca da Costa Leite,  Ester José Casado de Lima, Fabrício Lopes Leão e  Rodrigo Franceski Prestes PROFESSOR: Otto

Como os motores de passos têm movimentos precisos, qualquer equipamento que precise de precisão no movimento utilizaram estes motores.
Podemos citar pôr exemplo o controle de microcâmeras num circuito interno de vigilância, em clínicas radiológicas no auxílio de operadores para os mesmos orientarem o posicionamento das pessoas submetidas a uma radiografia, posicionamento de uma mesa de trabalho em duas dimensões, furação automática de acordo com instruções em fita sobre as posições dos furos. A seguir veremos algumas aplicações mais detalhadamente.

Aplicação 1
A primeira aplicação relatada é de um scanner óptico. O projetista do laser utilizado para o scanner tem que rotacionar precisamente uma rede de difração com o controle do computador para ajustar a freqüência do laser. A rede precisa ser posicionada com um erro máximo de 0.05º. A alta resolução do micromotor de passo e a ausência de movimentos não previstos quando este pára o tornam ideal.
A solução encontrada: como a inércia da rede é igual a 2% da inércia do motor ela pode ser ignorada. A situação exigia um pequeno motor. Um micromotor de passo, que produzia um grande torque foi selecionado. Através da interface utilizando o protocolo IEEE-4888 controlada por um simples programa escrito em BASIC, o micromotor funcionou de forma satisfatória. Abaixo segue uma figura ilustrativa do problema.

Aplicação 2

 Esta segunda aplicação tem por objetivo mostrar o uso dos motores de passo, acoplado a engrenagens, na movimentação de telescópios. Comparadas às aplicações que utilizam apenas micromotores, as engrenagens apresentam baixa eficiência, desgaste e podem ser barulhentas.
As engrenagens são justamente úteis, para romper grandes inércias, pois a inércia refletida de volta para o motor através das engrenagens é dividida pelo quadrado da inércia aplicada a elas. Desta maneira, grandes cargas inerciais podem ser movimentadas enquanto o rotor mantem uma carga menor.
No caso descrito era necessário vasculhar fenômenos celestiais em velocidade baixa de 15º por hora e em velocidade alta em 15º por segundo.
Assim, utilizando uma caixa de engrenagens que reduz de 30:1, 30 revoluções dadas pelo motor equivalem a uma rotação de 360º dada pelo telescópio, foi desenvolvido o projeto.
A velocidade de tracking de 15º por hora corresponde 1.25 revoluções por hora, ou em torno de 9 passos por segundo para uma resolução de 25000 passos por revolução. A velocidade de 15º por segundo requere 1.25 rps para o mesmo motor. A lei do inverso do quadrado faz com que o motor sofra uma carga de 1/900 da inércia rotacional do telescópio. Na figura abaixo mostra o esquema do projeto.

Aplicação 3
Veremos agora a aplicação do motor para rotacionar discos flexíveis antigos para finalizar. Estes discos possuíam uma alta velocidade de rotação, (em torno de 300rpm), alimentação de +12V, um passo de 1,8º ou 3,6º, e imã permanente. Utilizando uma lógica TTL que além comandar a alimentação das bobinas do motor na ordem certa para a correta utilização do mesmo, a lógica também controlava os processos de leitura e escrita. Tais discos continham também o bloco amplificador, se caracterizando como um circuito completo de manuseio do motor. Abaixo mostramos uma figura com os conectores de um antigo disco flexível Tandon TM100, de 51/4’. Para se acionar o motor do driver é preciso produzir os passo no pino 20, indicar a direção no pino 18 e ligar os pinos terras do circuito controlador com o do driver, através de qualquer pino ímpar.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Para ter acesso a todo estudo do  motor de passos e  seu controle digital clique aqui.

BRAÇO ROBÓTICO DO PROFESSOR VALDEZ MORAIS


 O instrutor  de CNC e CAD/CAM do SENAI-SP, Valdez Morais nos mandou o vídeo do seu braço que faz soldas em chapas metálicas usando uma solda MIG/MAG. A maquina dá um show de precisão e velocidade, olhem o vídeo.

Parabéns professor achamos a sua máquina incrível!

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Protegido: COMO FAZER UM PROJETO DE ROBÓTICA EDUCACIONAL


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