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.