segunda-feira, 26 de agosto de 2013

Relatório de Progresso - 09

Nesta semana o grupo apresentou grandes avanços:

Parte Mecânica
A parte mecânica foi definida, o motor irá conectado a parte móvel da janela juntamente com a engrenagem, já a correia dentada (que servirá de cremalheira) virá fixa no chão. “Click”, marceneiro do Cefet-MG, fez a estrutura da janela e o suporte para o vidro, além do suporte para o motor e a engrenagem. Para abrir novamente a janela, foi deixada uma folga entre a parte móvel e a fixa, assim, basta levantar um pouco a parte móvel que o sistema motor-engrenagem se destrava e consegue-se voltar com a janela. Assim, finalizamos a parte mecânica do projeto.

Parte elétrica
Durante a última semana muitos progressos foram atingidos em relação ao circuito de controle de fechamento da janela. A ideia de utilizar o transistor como forma de conseguir uma corrente mais alta no circuito e assim ser possível a ativação do relé mostrou-se satisfatória. A corrente obtida com o uso do transistor foi suficiente pra ativar o relé e assim o circuito pode ser finalizado. O circuito finalizado foi testado em conjunto com a parte mecânica (também finalizada) e o resultado também foi produtivo. Contudo, um último problema ainda persiste.
O sentido de rotação do motor é aleatório. Ora em sentido Horário, ora em sentido Anti-Horário. Como os dois polos das tomadas convencionais comutam á todo tempo entre fase e neutro,  dependendo de qual é qual no instante que o motor é acionado seu sentido pode ser horário ou anti-horário. Para determinar de forma segura o sentido de rotação do motor era necessário liga-lo em um sistema trifásico (Contudo, no laboratório do LACTEA não temos tal possibilidade). Mudar o motor no estágio atual é inviável, visto que toda a parte mecânica já foi dimensionada para o motor que usamos até agora.
O grupo teme em ter de apresentar o projeto com este pequeno inconveniente, já que não tem como levar alimentação trifásica até o local do trabalho. Ainda sim o grupo pesquisa por alguma outra solução.

Considerações Finais
Com os circuitos elétricos e mecânicos praticamente terminados, o grupo, começa a ponderar sobre o pesquisado e concretizado até agora.
A implementação do projeto em escala real ou até mesmo em escala industrial é viável e possível. O circuito elétrico é simples e seus equipamentos são de baixo custo. Os equipamentos para a parte mecânica também são facilmente encontrados e de custo moderado. Sem contar que não é necessária uma Mão de obra extremamente especializada para a montagem do sistema. Cremos que haveria aceitação no mercado. Podemos considerar as empresas que possuem grandes espaços e querem certeza de que todas suas janelas estarão fechadas em caso de chuva, evitando danos a seus patrimônios. Tais como a comodidade das janelas se fecharem sozinhas. Também nas residências das pessoas. A domótica (parte da ciência que pesquisa novas tecnologias para habitações) cresce a cada dia e o interesse das pessoas em terem suas casas cada vez mais automatizadas.
Att,
O grupo.

Abaixo algumas fotos de nosso protótipo:





Vídeo do funcionamento do protótipo


video

domingo, 18 de agosto de 2013

Relatório de Progresso - 08

Parte Mecânica 
Com relação à parte mecânica do projeto, a engrenagem obtida centro foi acoplada ao motor por meio de uma bucha feita por um torneiro, foi adquirida também uma correia dentada que deverá funcionar de cremalheira no sistema.  Com isto, a ideia inicial de duas polias foi descartada devido a uma maior complexidade além de acarretar maiores custos ao projeto. A questão agora é decidir onde os componentes serão inseridos, foi discutido tanto a possibilidade de motor e engrenagem virem fixados à janela e a correia colada ao chão, quanto a possibilidade da correia estar acoplada à janela e o conjunto motor-engrenagem vir fixo.

O deslocamento será obtido da seguinte forma: O motor entrará em funcionamento e movimentará a engrenagem que, por sua vez, deslocará a cremalheira gerando o fechamento da janela. Com este sistema um novo problema foi encontrado: Como abrir a janela após o seu fechamento, a possibilidade de destravamento de engrenagem na cremalheira está sendo estudado e poderá ser uma solução para o problema.

Por falta de tempo, devido às diversas provas de final de período bem como a apresentação de trabalhos, impediram o esboço da parte mecânica do projeto e, portanto, deverá ser colocado na próxima postagem no grupo.

Parte elétrica
Novos testes no circuito de controle do sistema de fechamento da janela mostraram que a corrente do circuito estava baixa demais. Tal corrente era insuficiente para ativar o rele.
Na tarde de terça 13/08 os alunos Rodrigo de Souza e Gabriel Malaquias após solicitarem um Multímetro dos laboratórios de elétrica conseguiram medir que a corrente no circuito era de aproximadamente 1.5mA enquanto o mínimo necessário para a ativação do rele são 40mA.
Depois de constatado este fato, os alunos conduziram testes para tentar aumentar a corrente no circuito. Primeiramente, o circuito foi montado sem o sensor (por fins práticos, porque ficar molhando o mesmo a cada teste acarretaria uma perda de tempo desnecessária para o momento) e fazendo-se associações em paralelo de resistores (retirados de antigos circuitos presentes no laboratório) conseguimos diminuir a resistência total do circuito. Associando em paralelo um conjunto de resistores tem-se resistência equivalente menor do que a resistência de um só resistor do mesmo valor dos usados na associação. Com isso foi possível conseguir uma corrente de aproximadamente 45.5mA. O que seria suficiente para ativar o rele. Então conduziu-se um teste adicionando o sensor ao circuito. Contudo, as medições de corrente no circuito quando o sensor estava conectado ao circuito não passaram de 10mA.Percebemos que o sensor possui alta resistência elétrica.
Com base no observado pelos testes, o grupo se viu com duas alternativas. A primeira seria usar resistências ainda menores do q a conseguida pela associação em paralelo dos testes com o intuito de conseguir uma corrente acima de 40mA mesmo com a alta resistência do sensor. Porem, essa alternativa não tem alta possibilidade de sucesso porque a fonte do protoboard pode prover no máximo 0.6A, ou seja, 60mA. Então mesmo que deixemos somente o sensor como resistência no circuito, ainda sim não haverá corrente maior do que 40mA.
A segunda opção seria o uso de transistor como maneira de aumentar a corrente no circuito. O grupo já esta estudando o modo correto de se usar o transistor para resolver o problema da corrente no circuito.
A preocupação do grupo com esses últimos imprevistos que ocorreram, e como efetuar todas as demandas ainda existentes no pouco tempo que resta ate a apresentação do projeto. Ainda mais visto o numero grande de tarefas e avaliações de outras disciplinas marcadas para as semanas seguintes.


Um esboço da ideia inicial de como será o circuito com o transistor:

O objetivo do transistor nesse circuito e fazer que a corrente no coletor dada por Ic=Vc/Rc, seja a mesma no emissor. Isso acontecerá quando a base do transistor estiver energizada. Ou seja, quando circular uma corrente de base pelo circuito.
Inicialmente com o sensor inativo a base do transistor não ficaria energizada e assim o circuito não funcionaria. Com a ativação do sensor, seria estabelecida uma corrente de base no sensor. Uma vez energizada a base do sensor, a corrente no coletor será a mesma no emissor e assim a corrente no rele será definida somente pelo resistor do coletor. Ficando fácil conseguir os 40mA para seu acionamento.


 Assim, o relatório detalhado com os avanços e problemas encontrados durante a semana chegam ao fim.

segunda-feira, 12 de agosto de 2013

Relatório de Progresso - 07

Nesta semana, nosso grupo realizou a montagem das partes mecânica e elétrica.

Durante a aula passada os testes com o sensor continuaram, o professor nos cedeu fios mais adequados para a montagem do circuito. Na quinta feira o aluno Rodrigo de Souza usou tais fios para realizar nova montagem e novos testes do circuito elétrico.

O circuito é composto de uma parte que é energizada em 5 volts contínuo e outra que deve ser ligada em 120v alternados. Com o auxilio do protoboard, também cedido pelos professores, a montagem e testes do circuito ligado a 5v ocorreu bem e os resultados foram satisfatórios.Foi comprovado que o sensor funciona e a parte contínua do relé também foi energizada com sucesso.
Contudo, a parte alternada do circuito apresentou muito dos problemas, principalmente devido ao mal contato entre os fios e componentes. Como a tensão alternada necessária é demais para ser colocada no protoboard, a montagem dessa parte do circuito teve de ser feita de maneira independente, e por isso os problemas supracitados.
Uma solução para isso será discutida pelo grupo. Talvez até uma provável apresentação separada das duas partes do circuito, devido à dificuldade e custo para juntar efetivamente os dois circuitos.
Voltando ao sensor, o mesmo é composto de uma superfície com inúmeras "plaquinhas" que normalmente não conduzem por estarem separadas por material não condutor, quando a água cai sobre a superfície do sensor ela serve como meio de interligar as placas,fechando o circuito e permitindo a passagem de corrente. Quanto mais a área do sensor está molhada, mais "plaquinhas" entram em condução, curto-circuitando cada vez mais o sensor, até que o mesmo chegue ao máximo de condução.
No nosso próximo relatório de progresso haverá desenhos esquematizando tal funcionamento. Tais desenhos estavam previstos para este relatório, mas por problemas em encontrar um programa adequado para confeccioná-los, tiveram de ser adiados.

Quanto a parte mecânica, os integrantes responsáveis (Gabriel Malaquias e Rodrigo Morais) esboçaram um sistema que incluiria duas polias como transmissoras do torque do motor para uma engrenagem que moveria a janela.

Depois de uma pesquisa em lojas especializadas adquirimos todos os componentes necessários ao projeto: duas polias, uma engrenagem e uma correia dentada (que funcionará como uma cremalheira). A partir disso criou-se um grande problema , pois um eixo seria necessário para conectar uma polia a engrenagem, como também era necessário furar as polias, trabalho esse que não sairia barato.
Portanto, houve uma mudança nos planos, encomendamos uma bucha que conecta o eixo do motor à engrenagem. O motor, que antes ficava fixo na estrutura externa da janela, agora vai se movimentar juntamente com ela. Com essa solução conseguimos economizar bastante (lembrando que um dos objetivos do projeto era a questão do baixo custo).

domingo, 4 de agosto de 2013

Relatório de Progresso - 06

                O grupo iniciou os primeiros testes com o sensor e toda a parte elétrica do sistema de fechamento automático da janela no dia 30/07/13. Após os testes com o sensor, apareceram diversas dúvidas sobre o funcionamento do sensor.
                Durante a semana o grupo ponderou sobre os dados observados e em breve chegara a uma conclusão sobre o real funcionamento do sensor.
                Alguns problemas sobre como montar o circuito no protoboard também apareceram. Parte do circuito deve ser ligado a tensão de 120V CA e o protoboard possivelmente não tem capacidade para suportar tal tensão. Métodos de como fazer as ligações ainda estão em analise. Possivelmente será necessário a solda dos fios aos equipamentos fora do protoboard.
                Os problemas para encontrar os equipamentos da parte mecânica do dispositivo de fechamento da janela persistem.
                Com a finalidade de agilizar os progressos tanto na parte elétrica como na parte mecânica, o grupo se dividiu de tal forma:

- Gabriel Malaquias e Rodrigo Moraes: Responsáveis em resolver as pendências da parte mecânica do sistema de fechamento.
- Rodrigo de Souza e Bruno Lima: Responsáveis pelos teste finais e montagem do circuito elétrico do sistema de fechamento.

                Após resolvidas as pendências da parte elétrica e mecânica o grupo pretende se reunir com a finalidade de fazer uma analise inicial dos custos da implantação do projeto em tamanho real.Tal como os passos para tal implementação.

Att.

O grupo.

domingo, 28 de julho de 2013

Relatório de progresso - 05



                Durante a semana, o grupo recebeu o sensor de chuva que será utilizado para a confecção do circuito de fechamento automático da janela, em caso de chuva. Também durante a semana nos foi entregue pelo professor o protoboard onde ocorrera a montagem do circuito.
              Foi estipulado pelo grupo que os testes dos componentes do circuito e a montagem seria feita na quinta feira 25/07, contudo, a necessidade de estudo para as provas vindouras e o compromisso de alguns membros do grupo com as equipes do Cefet impossibilitaram a montagem nesse dia.
Os membros remarcaram a montagem para a próxima terça feira durante a aula.
Abaixo, algumas imagens do sensor:

     

                O sensor é parte fundamental do circuito de fechamento automático da janela. Quando não há água sobre a placa do sensor, o mesmo se comporta como uma chave aberta. Quando há água sobre a placa do sensor, ele "curto-circuita" funcionando então como uma chave fechada.
                Com base nisso podemos compreender melhor o funcionamento do circuito postado anteriormente:

                O circuito do sistema de fechamento automático pode ser divido em dois circuitos menores q compõem o circuito principal. Esses dois circuitos são conectados pelo relé. O relé funciona com principio magnético. Quando a bobina em seu interior e energizada ela cria um campo magnético que atrai a chave normalmente aberta que encontra se em seu interior, fechando-a.
                A maior vantagem nesse tipo de relé esta em poder conectar circuitos que usem tipos e valores de tensão e corrente muito distinta, sem que um danifique o outro.
Abaixo o datasheet do relé:
Inicialmente o sensor se comporta como uma chave aberta (sensor seco), assim o circuito 1 encontra-se aberto e não se tem corrente passando pela bobina do relé, o que também mantém o circuito 2 aberto.Assim a janela se mantém imóvel.
Com o inicio da chuva o sensor se comporta como chave fechada (sensor molhado), fechando o circuito, permitindo que corrente passe pela bobina do rele, o que faz o fechamento da chave interna do rele, acionando o circuito 2.
Acionado o circuito 2 o motor entra em funcionamento e assim o sistema mecânico responsável fecha a janela.
O fim de curso abre o sistema 2 após a janela estar totalmente fechada, evitando que o motor continue em funcionamento  sem necessidade.  A resistência R1 evita curto circuito no circuito 1.
               
                Com relação à parte mecânica do sistema de fechamento da janela o grupo ainda encontra problemas em conseguir um mecanismo que possa ser implementado para o tamanho do protótipo.
                O grupo cogitou usar um sistema de correias e polias devido à dificuldade de ser obter engrenagens e cremalheiras do tamanho adequado às necessidades. Entretanto, esse sistema também se demonstrou ineficiente.
                O professor indicou uma loja onde poderiam ser encontradas as engrenagens e cremalheiras no tamanho adequado. O grupo ira a loja durante a semana.

Att.
O grupo.



domingo, 21 de julho de 2013

Relatório de Progresso - 04

Nesta semana o grupo foi em lojas especializadas em busca de materiais para a montagem do circuito elétrico e de cremalheira e engrenagens para mover a janela. Conseguimos encontrar o que precisávamos para a parte elétrica, porém, mesmo com a busca em várias lojas, não foi possível encontrar cremalheira e engrenagens do tamanho necessário.
Com isso, o grupo está em busca de novos mecanismos para fechar a janela, e já surgiram algumas ideias, como utilização de correias e um sistema de movimentação sugerido pelos professores.
Após uma série de pesquisas, o grupo finalmente realizou a compra do sensor de chuva, e assim será possível a realização de testes e o começo da montagem do circuito elétrico. Outro passo importante foi o início da construção do protótipo da janela, que será feita pelo marceneiro do cefet.
Para a próxima semana o grupo planeja definir qual o mecanismo será utilizado para fechar a janela e realizar testes com o sensor (caso ele chegue a tempo) para compreender melhor o seu funcionamento.

domingo, 14 de julho de 2013

Relatório de progresso - 03

Nesta semana tivemos a preocupação em fazer os esboços da janela e do circuito elétrico do projeto. 

Esboço do circuito elétrico

Esboço da janela (Vista Frontal)

Esboço da janela (Perspectiva cavaleira)

Novas tarefas foram divididas:
Rodrigo Freitas ficou responsável de desenhar o circuito elétrico que usaremos para mover a janela enquanto o resto do grupo ficou responsável por desenvolver melhor a parte mecânica que será usada no projeto.
Novamente o grupo encontrou dificuldades para encontrar a cremalheira e as engrenagens que sejam compatíveis com o tamanho do motor e, por isso, o grupo fará uma procura mais minuciosa em lojas especializadas durante esta semana para resolvemos este empecilho.