quinta-feira, 3 de julho de 2014

Carro com propulsão a ar APS UNIP


  Resolvi deixar registrado aqui nossas experiencias como aluno sobrevivente de engenharia, para os futuros alunos, que terão esse desafio também, queria trocar ideias ou partir desse ponto e melhorar os projeto.
Quem se interessar nos arquivos, desenhos, programação ou mais detalhes entre em contato com a gente. Obrigado pela atenção e Viva viva!. E vamos sobrevivendo a engenharia juntos.

Abaixo uma foto do projeto pronto para apresentação.





apresentação do TRABALHO, 3º SEMESTRE ENGENHARIA MECATRÔNICA UNIP 2014 (APS)


OBJETIVO:
      O intuito do presente projeto é estudar o comportamento da mecânica de fluidos com relação ao desenvolvimento de um carro movido a ar comprimido. Assim, utilizando os conceitos fundamentais de estática dos fluidos e dinâmica dos fluidos.
           O prototico deveria  percorrer um trajeto de 15m de comprimento em linha reta, em uma pista com uma largura de 2m, e o prototico deveria carregar uma massa de 2kg.

OS PRE REQUISITOS:
- No minimo 3 rodas;
- Dimensões maximas 800x600x400 mm;
- Sem limite de quantidade de armazenamento de ar;

O PROJETO: 
          Gostamos da proposta desdo do inicio, mas achamos pouco desafiadora, objetivos simples de serem alcançados. Então começamos a complicar (quer moleza, vai estudar ADM) as coisa, queríamos que o carro percorresse o trajeto de 15m, freia-se e depois volta-se a o inicio e acionamento por controle remoto.

Esse video abaixo mostra nossa ideia inicial

abaixo uma renderização do projeto inicial
 queríamos o máximo de armazenamento de ar, porque imaginávamos que iriamos percorrer 30m, na pratica, devido a força peso excessiva , foi bem inferior a performance real.


          Mas as coisas não saíram como imaginávamos, a energia armazenada não foi suficiente para o retorno, o prototico foi ficando mais e mais elaborado, mas junto com as ideias, vinha  a massa :)  e com ele a força peso para vencer. O projeto já estava sendo chamado por nos como, trator a ar comprimido. Mas o principal é apreender com esses trabalhos, o trabalho de nossos amigos ficavam perto de 1kg, o nosso estava com 4,1kg, e subindo :).

abaixo uma animação das forças exercidas na estrutura do carrinho.




A Elétrica/ Eletrônica:
                O controle logico foi feito por uma placa controladora Arduino Uno R3, desenvolvemos uma placa caseira de circuito elétrico, para alojar um sensor optico, afim de fazer "a contagem" dos furos do disco ligado ao eixo do carrinho, assim ele saberia qual a distancia percorrida. Com isso poderíamos colocar na programação desligar um relé exemplo ligado na válvula 2 de avanço.
Video abaixo é um teste do contador e do disco furado, fixo no eixo do carrinho.

foto do detalhe do contador de voltas:



Video abaixo demonstra o acionamento por controle dispara as valvulas, atingindo  os 15m, desliga as valvulas e aciona a bandeira do grupo.

As Válvulas:
             Depois de algumas pesquisas, utilizamos válvulas elétricas de suspensão de carro, 12V utilizava 3W cada uma, utilizamos 3 válvulas, a ideia foi usar o máximo de força para sair da inercia, logo que atingisse uma velocidade constante (uns 3m) se desliga-se uma ou duas válvulas para manter a velocidade. Mas na pratica, tivemos que programar as 3 ficarem ligadas para mover o nosso trator a ar, até o fim dos 15m. 

O acionamento por controle:
                  A parte mais divertido do projeto estava no acionamento por controle remoto, utilizando um controle da net, um receptor de IR adaptado no Arduino, e um LCD de 16x2 para marcar a distancia, a ideia era marcar a velocidade máxima também, mas faltou tempo para concluir essa fase (as provas atrapalham) :)



No final de tudo... sobrevivemos! e apreendemos uns conceitos interessantes! Qualquer duvida, mais detalhes, os calculos, custos ou trocar umas ideias e experiencia é só nos escrever. O grupo não é arrogante, mudamos até o nome para AR^2. Vamos sobrevivendo a engenharia.


quinta-feira, 9 de janeiro de 2014

Canhão de Mola APS UNIP 2013


TRABALHO DO 2º SEMESTRE ENGENHARIA MECATRÔNICA UNIP 2013 (APS)


OBJETIVO:
           A proposta desse trabalho era desenvolver um protótipo funcional de um canhão de mola para estudo dos conceitos balísticos.
            O alvo de 0,60m de diâmetro, estava a 5m do lançamento, e o projetil foi bolinhas de vidro (bolinhas de gude).
           Quando recebemos os requisitos do projeto, mesmo sem o apelo eletrônico ou elétrico, já queríamos dar enfase a automação. Foi divertido aprendemos muito com esse projeto.
Conseguimos colocar em pratica nossa teoria(pequena) de física, energia potencial elástica, gravitacional e cinética.
               Resolvi deixar registrado aqui nossas experiencias, para os futuros alunos, que terão esse desafio também, queria trocar ideias ou partir desse ponto e melhorar esse projeto.
Quem se interessar nos arquivos ou mais detalhes entre em contato com a gente. Obrigado pela atenção e Viva viva!. E vamos sobrevivendo a engenharia juntos.

OS PRE REQUISITOS:
- Distância entre a base do canhão e o centro do alvo (bacia): 5 m;
- Diâmetro do alvo (bacia): 0,65 m;
- Inclinação máxima: 45°;
- Comprimento máximo do tubo de alojamento do projetil: 0,30 m;
- Altura máxima da base de sustentação do tubo de projetil: 0,30 m;

- Base em formato de quadrilátero ou circular

  
   O PROJETO:
O desenho abaixo  mostra um detalhe geral do projeto, a inclinação do cano de disparo é dada por um servo motor (1), e para o gatilho foi utilizado outro servo motor (2), com auxilio de uma alavanca para uma vantagem mecânica.


O LCD:
Nossa interface homem maquina, foi através de um display de LCD,
mostrava o furo que o gatilho devia estar acionado, o quanto de energia potencial elástica tínhamos armazenado e qual a inclinação do cano de disparo.

O GATILHO:
Essa foi a parte mais trabalhosa, aqui usamos nossa engenharia que pensamos que temos :) , porque nada tinha força para puxar o gatilho automaticamente, solenoide, servomotor... nada disparava quando a mola estava com carga. foi ai que tivemos a ideia do gatilho... dai pra frente a coisa ficou simples... tudo mudou, quase estávamos desistindo de ter o disparo automático (que na verdade foi o mais legal da brincadeira toda)... lembra no começo das aulas de física? Arquimedes? :)

A MIRA LASER:
Outro detalhe legal desse projeto foi a mira laser, porque chegar a 5m , já estava facil, agora acertar o alvo, estava dependendo da habilidade do operador, resolvemos facilitar as coisas e depender menos da sorte, uma caneta laser sob a base resolveu o problema.Ajustado por tentativa e erro.

A Placa controladora:
Utilizamos uma placa UNO Arduino, para controlar os servo motores, ler os estados do botões e manter o LCD, como fonte de alimentação, utilizamos um fonte de PC sucata.



OS CALCULOS:


Utilizando um dos ângulos de disparo do canhão desenvolvemos o cálculo abaixo.

Ângulo (Ѳ): 30ᵒ
Massa da Bolinha (MB): 0,015kg
Aceleração Gravitacional adotada (g): 9,8m/s²
Altura de lançamento (hi): 0,30m
Constante da Mola (K): 1614,66J
Deformação da Mola (Xi): 0,088m
Altura máxima (hmax): 1,75m

Distância do alvo no solo(X): 5m






























































No final de tudo... sobrevivemos! e apreendemos uns conceitos interessantes! Qualquer duvida, mais detalhes ou trocar umas ideias e experiencia é só nos escrever.. Arrogantes é apenas no nome da equipe :) .Vamos sobrevivendo a engenharia.