Fluxograma

Fluxograma inicial:

Fluxograma final:

Complemento no desenho do circuito

A equipe modificou o diferencial da envasadora, definindo que ocorrerá o envase de 2 tipos de materiais viscosos, portanto a utilização de 2 válvulas, 2 lasers e 2 fotosensores.

Os lasers foram acrescentados no circuito, pois irão ser controlados também via sistema computacional. Portanto, o circuito eletrônico do projeto tem o objetivo de controlar 1 motor de passo, 2 válvulas,  2 fototransistors e 2 lasers. E os componente utilizados são: 2 ULN 2003, 2 Relés, 1 Porta paralela DB25 fêmea e 2 diodos zener.

Os lasers (emissores) adquiridos são iguais e são um LED vermelho que emitirá luz para o fotosensores (receptores).

Como não estava especificado a tensão para alimentar os lasers, foram testadas as tensões com cuidado, não ultrapassando o valor que a equipe sabia. para não queimar os lasers. Para descobrir a corrente que passa neles, foram alimentados a uma tensão de 5V e colocado o amperímetro em série. Assim, pôde-se observar no visor do amperímetro o valor de 28mA. Pode passar uma corrente de 30mA a 50mA na porta paralela. Se a tensão para acionar os lasers fosse menor do que 5V, que é o que a porta paralela fornece, seria necessário a utilização de resistor e calcular o valor através da Lei de Ohm e com a corrente obtida através do amperímetro. Nesse caso, não é necessário, pois não precisa regular tensão, já que é a mesma.

Os lasers, mais um fototransistor e uma válvula foram acrescentados no desenho do circuito, e assim colocado mais um ULN2003, pois são necessários 8 conexões com o CI, e o ULN2003 só tem 7. O componente não será substituído, pois a equipe já adquiriu os componentes eletrônicos. Então, a solução é utilizar 2 ULN 2003. Caso não precisasse de 8 conexões, poderia continuar usando apenas um ULN2003, pois a corrente necessária para acionar o motor de passo, o relé e o laser não ultrapassaria a corrente máxima do CI, que é 500mA.

As trilhas foram melhoradas, elas estão mais grossas para facilitar na construção da placa de circuito impresso.

Os pinos 2 ao 9 da porta paralela DB25 são de saída, os pinos 10 a 13 e 15 são de entrada e os pinos 18 a 15 são o ground (terra), para conectá-los com 0V.

Desenho do circuito da placa de circuito impresso desenvolvido no programa Eagle:

Onde, L- e L1- significam as conexões dos lasers no pólo negativo da fonte, L significa laser1 e está conectado com o pino 2 do ULN 2, L2 significa laser2 e está conectado com o pino 1 do ULN 2, F2- significa a conexão do fotosensor no pólo negativo da fonte, FP2 significa a conexão do fotosensor no pino 11 da porta paralela DB25 fêmea, V2 significa conexão da válvula com o relé 2 e V2+ significa conexão no pólo positivo da fonte.

Portanto, os pinos 2 a 5 da porta paralela acionam o motor de passo, o pino 6 aciona a válvula 1, o pino 7 aciona a válvula 2, o pino 8 aciona o laser 1, o pino 9 aciona o laser 2, o pino 10 recebe dados do fototransistor 1 e o pino 11 recebe dados do fototransistor 2.

Desenho do Circuito Impresso

O circuito eletrônico do projeto tem o objetivo de controlar 1 motor de passo, 1 válvula  e 1 fototransistor. Ele consiste em 1 ULN 2003, 1 Diodo Zener, 1 Relé e uma fonte de alimentação.

A interligação com o computador é feita através de um conector de porta paralela DB25 fêmea, ligado ao cabo com dois conectores macho de porta paralela DB25. Através da comunicação da porta paralela, é enviado um sinal de acionamento ao ULN 2003, que ao receber uma tensão de 5V, enviará negado para alimentar o motor de passo. O motor de passo dará o movimento rotacional da bandeja giratória da envasadora. Só é necessário 1 ULN 2003 para controlar o relé e o motor de passo pois a corrente máxima deste é de 0,109 A e o CI suporta até 0,500 A.

Outro sinal é enviado para o ULN 2003, que ao receber a tensão de 5V, enviará negado para acionar o relé, que alimentará a válvula. O ULN 2003 se conecta com o relé através do pino 16 do CI e de um dos pinos da bobina do relé. O eletroímã do relé é energizado criando um campo magnético que atrai a alavanca, fazendo com que esta se desloque de um pino para outro.

O relé está ligado como NA (Normal Aberta), isto significa que funcionará quando for enviado um bit 1.

O ULN 2003 é um circuito integrado composto de transistors e outros componentes. A função dele neste circuito é de amplificar a tensão e garantir que a corrente seja suficiente para acionar o motor de passo e alimentar o relé.

O diodo zener que está interligado ao pino 9 do CI tem a função de estabilizar a tensão que passa no ULN. Devido a sua polarização reversa, qualquer que seja a voltagem na entrada, ela permanecerá constante na saída.

A fonte de alimentação utilizada é de 12V, portanto, todos os componentes e terminais tem entrada em +12V e saída em -12V, com exceção do ULN 2003, que tem entrada +5V, pela porta paralela.

Desenho do Circuito da placa de Circuito Impresso desenvolvido no programa Eagle:

Onde, PPF significa Porta Paralela DB25 Conector Fêmea, DIODO significa Diodo Zener, MC significa fio comum do motor de passo, M1, M2, M4 e M5 significam fio 1,2,4,5 do motor de passo. V+ significa conexão da válvula  no pólo positivo da fonte, V significa conexão da válvula no relé, F- significa a conexão do fototransistor infravermelho no pólo negativo da fonte e FP significa a conexão do fototransistor infravermelho no pino 10 da porta paralela DB25 conector fêmea.

Esboço do protótipo

O esboço foi desenvolvido no programa SolidWorks. Abaixo estão algumas imagens do desenho do protótipo.

Vista trimétrica

Vista trimétrica do interior do protótipo

Vista do lado direito

Vista do lado direito do interior do protótipo                      

Vista do lado esquerdo

Vista do lado esquerdo do interior do protótipo

Detalhe da válvula

Detalhe da válvula do interior do protótipo 

Legenda:

      1-Base giratória.

               2-Válvula Solenóide 1

               3-Válvula Solenóide 2

    4-Mangueira 1

    5-Mangueira 2

    6-Recipiente 1

    7-Recipiente 2

                   8-Fonte de Alimentação

          9-Motor de passo

        10-Fotosensor 1

11-Laser 1

        12-Fotosensor 2

13-Laser 2

O projeto do semestre 2010.1

A Universidade Salvador, através do Programa Interdisciplinar ARHTE (Arquimedes, Robert Hooke & Thomas Edison), oportuna aos seus estudantes a verificação na prática dos conceitos abordados em aula, com a construção de um protótipo que exerça uma função específica.

O 3º semestre tem o objetivo de construir uma envasadora de materiais viscosos, com capacidade para ensavasar no mínimo sete recipientes de forma sequencial em um sistema rotativo.

 O envasamento é controlado via sistema computacional e o software de controle viabiliza a quantidade de recipientes e de material a ser envasado em cada recipiente. É possível predeterminar a quantidade em gramas ou mililitros a serem envasados, selecionados pelo utilizador.

O funcionamento da envasadora se dá através de uma polia acoplada a base rotatória, a qual estará associada a um motor de passo através de uma correia dentada. Já o envase será realizado através de duas válvulas solenóides, controladas por um sistema computacional, interligadas através de uma mangueira aos dois recipientes que estarão armazenando os materiais a serem envasados.

A envasadora que a Equipe RaiseTech desenvolveu  no 1º semestre de 2010, tem como diferencial o envase de dois tipos de materiais viscosos e o uso de sensores. Neste blog encontram-se todos os dados, conceitos e a elaboração do projeto.


OBJETIVOS

Objetivo Geral

O protótipo visa à otimização de tempo durante o processo de envasamento de materiais viscosos, por ser controlada via sistema computacional através de um programa desenvolvido com opções ao usuário, assim, viabilizando o envase automático por conter sensores e uma bandeja rotatória automática com encaixes para os copos.

Objetivos Específicos

• Possibilitar a escolha da quantidade de material a ser envasado, não ultrapassando o volume do copo em que será despejado;
• Possibilitar a escolha de dois tipos de materiais viscosos armazenados nos recipientes, possibilitando o envase de apenas um ou ambos;
• Ativar automaticamente o envase, ao ser escolhido o material, sua respectiva quantidade e ao detectar copo no encaixe abaixo da válvula a despejar o líquido;
• Evitar o desperdício do material;
• Proporcionar maior índice de higiene do material na estrutura do protótipo.

JUSTIFICATIVA

Um grande diferencial da Universidade Salvador é a realização do programa interdisciplinar ARHTE (Arquimedes, Robert Hooke e Thomas Edison), no qual proporciona aos seus alunos a verificação na prática das teorias abordadas em sala com um projeto real, lúdico e desafiador.

Esse projeto faz com que os componentes da Equipe RaiseTech se tornem agentes do próprio conhecimento e aprendam a ter atitudes ativas e animadoras frente aos desafios dispostos e problemas encontrados.

Para que os integrantes adquiram conhecimento através de pesquisas, enriquecendo o conteúdo teórico das disciplinas, além de aumentar a motivação pelo curso e pela Universidade Salvador.

A Equipe verifica que esse projeto permite a vivência antecipada de situações que seriam somente presenciadas quando inseridos no mercado de trabalho, como exigências, concorrência, competência, deveres a serem cumpridos nos prazos determinados e a prática do trabalho em grupo.

Os componentes percebem a importância da atividade em equipe e como desenvolvê-la com sucesso, através da cooperação, divisão de tarefas, diálogo e respeito. E também constam que todos os componentes são essenciais para a realização do protótipo.

O grupo acredita que a busca pela otimização do tempo é um fator fundamental em qualquer área de produção atualmente e, a partir dessa idéia de inovação a Equipe RaiseTech desenvolveu o protótipo de uma envasadora de materiais viscosos onde o cliente pode escolher a quantidade de líquido a ser envasado. Reduz-se assim o desperdício do líquido, além do consumo energético utilizado para envasar grandes quantidades de líquido.

Descrição do Produto, Serviço ou Processo:

O produto da Equipe RaiseTech é uma envasadora de material viscoso que, através de um sistema rotatório, envasa seqüencialmente determinada quantidade de recipientes, sendo a mesma controlada via sistema computacional.

Descrição do diferencial do produto, serviço ou processo:

A envasadora que a Equipe RaiseTech desenvolveu tem como diferencial o envasamento de alta precisão de dois tipos de materiais viscosos e seu funcionamento automático através da detecção dos fotosensores enviadas para o software no computador.

Impacto Tecnológico:

Com o desenvolvimento deste projeto, foi possível constatar que, realmente, todos os ramos do mercado estão, cada vez mais investindo em tecnologia (tecnologia da informação, microeletrônica) e o parque robótico expande-se de maneira rápida, transferindo para si todo um trabalho que era, anteriormente, feito por empregados. Esta transferência, feita com intenções de melhoria de produtividade e de operacionalização, é um exemplo que, por um lado, tentou acabar com a fadiga de trabalhos repetitivos ao trabalhador, porém, por outro, vem tomando espaço e também as oportunidades de muitos em continuar empregados.

Impacto Social:

            A reciclagem de materiais cria uma cultura de combate ao desperdício. Incentiva o hábito do reaproveitamento e da reciclagem de materiais, com retornos positivos na formação da cidadania e no interesse pela melhoria na qualidade de vida do país.

            Além disso, o panorama de reaproveitamento permanente chama a atenção da sociedade por produtos e processos limpos, criando um comportamento mais renovável em relação ao meio ambiente.

Impacto Ambiental:

O diferencial da envasadora desenvolvida pela equipe RaiseTech é a utilização de materiais reutilizados, como foi o caso do aço inox, na maioria da estrutura.

A utilização de materiais reutilizados e reciclados favorece o desenvolvimento da consciência ambiental, promovendo um comportamento responsável em relação ao meio ambiente, por parte das empresas e das pessoas.

Como também, incentiva a reciclagem de outros materiais, multiplicando ações em virtude do interesse que desperta por seu maior valor agregado. E reduz o volume de lixo gerado, contribuindo para a solução da questão do tratamento de resíduos resultantes do consumo.

 Descrição do Segmento de Mercado:

O projeto visa alcançar as mais diversas corporações, desde indústrias químicas ou farmacêuticas até indústrias de bebidas ou cosméticos, oferecendo-lhes inovação, eficiência e praticidade no envasamento de seus líquidos, resultando num considerável incremento em seus lucros e decréscimo em seus custos.

Análise da Concorrência:

Por ser inovadora e ter um excelente custo-benefício a envasadora desenvolvida pela Equipe RaiseTech  se destaca em meio a concorrência por sua versatilidade para atender as demandas de utilização e aplicação em meio à grande variedade de líquidos viscosos.

Análise dos Fornecedores de Matéria-Prima:

·         GDK;

·         ACMA;

·         Solda Fria;

·         Rizzuto Comércio de Bombas e Máquinas LTDA;

·         Eletro Hidráulica Bom Preço;

·         Climatec.

Tais fornecedores incentivaram o desenvolvimento do protótipo, com destaque para a GDK, Climatec e Eletro Hidráulica Bom Preço, que incentivaram a confecção do protótipo e patrocinaram parte dos materiais utilizados na confecção da envasadora.

Promoção:

O protótipo da equipe RaiseTech teve como principal meio de promoção o blog http://www.equiperaisetech.blogspot.com, onde estão presentes informações referentes à confecção e funcionamento do mesmo.