Inicialmente, em meados do mês de abril, definimos o material a ser usado para a confecção do guindaste: madeira. Tínhamos pensado inicialmente em fazê-lo de algum metal, como aço ou alumínio, mas devido as dificuldades em conseguir e manusear e também ao alto custo desses materiais, eles foram descartados.
Por volta do final do mês de abril, quando já foram definidas as dimensões do guindaste, enfim fomos a maquetaria e iniciamos a confecção, coletamos madeiras apropriadas, leves e resistentes, e iniciamos pela base e suporte do guindaste, feitos em um nível mais alto do chão, para que as engrenagens que transferem o torque do motor da base para o braço vertical fossem feitas do lado de baixo.
No início do mês de maio demos mais alguns passos na construção do guindaste. Cortamos as madeiras de acordo com as dimensões do guindaste e, a princípio, definimos a comunicação através da porta serial.
Até o final do mês de maio, demos um longo passo em nosso projeto. Adquirimos três motores de passo retirados de impressoras e demos início ao circuito eletrônico. Utilizamos os circuitos integrados ULN para controlar os motores através da informação vinda da porta paralela. Depois de montado o circuito em protoboard, constamos um superaquecimento nos reguladores de tensão, principalmente no da fonte, devido a alta corrente exigida pelos motores. Após alguns cálculos, otimizamos o circuito afim de evitar o superaquecimento. Uma das saídas foi colocar um capacitor maior para filtrar melhor a tensão e evitar o superaquecimento no regulador de tensão da fonte. Outro problema era no resistor para o regulador de tensão de 5 V. Vários foram queimados devido a alta corrente e também porque quando os motores não estavam sendo utilizados, o regulador regulava a tensão de zero para cinco volts. Isso o aquecia demasiadamente. A solução então foi fazer uma combinação de resistores em paralelo para que houvesse um divisão da corrente entre eles. Também desenvolvemos um software simples em C++ para controlar os motores.
Até o início do mês de junho andamos bastante com a estrutura do guindaste. Montamos a base e os dois braços, já acoplados um ao outro através de dois rolamentos pequenos. Também foi adquirido em uma oficina mecânica um rolamento maior usado, que foi colocado no eixo do braço vertical, afim de reduzir o atrito entre eles. O braço horizontal foi feito de duas hastes paralelas unidas por três barrinhas de madeira fixadas por parafusos para melhor fixação e sustentação do braço. O braço vertical também foi feito de maneira semelhante. Duas tábuas retangulares paralelas unidas na parte de cima pelo eixo do braço horizontal e na parte de baixo por uma base fixada no eixo do rolamento da base do guindaste.
Por fim, na metade do mês de junho, a estrutura do guindaste já estava quase concluída faltando apenas a correia que transfere o movimento do motor de passo da base para o braço vertical. Este também foi um grande problema, pois, inicialmente, emprestamos uma correia que já tínhamos adquirido ao nosso amigo João para aproveitar a sua ida ao centro e comprar uma igual para nós, pois aquela era insuficiente. Porém nosso amigo acabou esqueceu a correia em uma loja de eletrônicos. A solução foi comprar uma nova correia. Porém os preços não estavam nos auxiliando e acabamos comprando somente uma correia, que foi insuficiente. Assim usamos esta correia para fazer a engrenagem do eixo do braço vertical e fizemos uma correia de lixa, adquirida na própria maquetaria. Depois de tudo montado constatamos que o motor não tinha torque o suficiente para movimentar o braço. Isso se deve ao fato de que construímos a engrenagem do motor maior que a engrenagem do braço. Para resolver este problema, fizemos novos eixos, deixando o eixo do motor menor que o eixo do braço. Também incrementamos o software que controla os motores, fazendo uma interface gráfica que permite ao usuário controlar a velocidade, a direção e os passos dos motores.
Finalmente o projeto ficou pronto! Foi muito gratificante ver o primeiro movimento do guindaste, depois de termos ficado praticamente o semestre inteiro em cima disso.
Para a confecção do guindaste foram utilizados os seguintes materiais:
3 ULN2003A
1 buffer 74LS244N
1 CI 7404N
4 resistores 18 W, 1,4 W
1 resistor 120 W
2 regulador de tensão 7805 de 5 V
3 motores de passo
Também foi reaproveitada a fonte feita no semestre anterior, apenas aumentamos sua tensão para 12 V, o transformador para 1,1 A e um capacitor de 6800 mF. Seguem os materiais usados para construir a fonte:
1 resistor 2k2
1 capacitor 6800 mF, 25 V
1 regulador de tensão 7812 de 12 V…
4 diodos 1N4004
1 transformador 12 V, 1,1 A
1 led Verde
A estrutura do guindaste foi feita em madeira, coletada na própria maquetaria da PUC. O guindaste consiste de uma base de 25 por 25 cm, onde fica um motor para movimentar o braço vertical e a fonte. O circuito eletrônico, montado em uma placa de fenolite, foi colocado no interior do braço vertical devido a maior facilidade de acesso entre o circuito e os outros dois motores, que movimentam o braço vertical e o fio com a bola.
O projeto foi, de um modo geral, construtivo para o aprimoramento dos conceitos de hardware, circuitos elétricos e circuitos integrados. Foi também construtivo pelo fato da confecção de uma maquete desse porte, coisa que nunca tínhamos feito antes.
O projeto também aprimorou o os conhecimentos nas disciplinas de Física III, Circuitos Elétricos I e Técnicas Avançadas de Programação, nos fazendo usar os conceitos teóricos na prática.
O desenvolvimento do projeto foi tranquilo, não foi muito corrido pois começamos a trabalhar com ele a tempo suficiente para conclusão. É claro que ocorreram diversas situações de confusão e estresse, mas nada fora do normal. Os professores estiveram sempre dispostos a nos auxiliar e tirar nossas dúvidas. Houveram problemas quanto ao uso da maquetaria, já que ela não é destinada para o nosso curso. Uma autorização foi concebida pelo coordenador do curso, mas no dia seguinte quando fomos usar a maquetaria não foi permitida a nossa entrada alegando a falta da autorização que já tinha sido entregue. Porém tudo isso ocorreu por falta de comunicação entre os que trabalham na maquetaria. Mas o problema logo foi sanado, não sendo nada grave ou comprometedor, apenas perdemos um dia de trabalho. Entre os membros do grupo houveram algumas discordâncias, claro, mas de modo geral correu tudo bem.
– Julio Cesar de Paula
– Claudio Luiz Balestrin
– juliocdep@hotmail.com
– clbwos@yahoo.com.br
