CARRINHO SERVO CONTROLE

RELATÓRIO FINAL – PROJETO DE CONTROLE DE POSIÇÃO ATRAVÉS DE MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA

SERVO CONTROLE I – 7º semestre

Professor: Helton Almeida dos Santos

Guarulhos

2013

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 2

2 OBJETIVO 3

2 MONTAGEM DA PLANTA 4

3 FUNCIONAMENTO DOS CIRCUITOS DO PROJETO 6

3.1 SENSOR DE LUMINOSIDADE 7

Passo 2 7

Passo 3 11

Passo 4 11

Etapa 4: Equações de Maxwell e Condições de Contorno. 13

Passo 1 14

Passo 2 15

Bibliografia 16

1 INTRODUÇÃO

Descreveremos no decorrer desse relatório os passos seguidos pelo nosso grupo para a implementação do projeto proposto pelo professor da disciplina de Controle e Servomecanismos I em aula, onde nós pudéssemos aplicar os conhecimentos adquiridos.

O projeto consiste no controle de posição e acionamento de um carrinho provido de um motor CC.

2 OBJETIVO

O objetivo dessa atividade é aplicar os nossos conhecimentos adquiridos em sala de aula nessa disciplina e em outras tais como Eletrônica, Sistemas Digitais, etc.

Essa atividade será importante para compreendermos o funcionamento de circuitos utilizando amplificadores operacionais, sensores, motores e principalmente circuitos de controle, que é o que estudamos nessa disciplina.

De acordo com a proposta do nosso professor, utilizamos um carrinho, que já possui o motor de corrente contínua e leds (proveniente dos faróis do mesmo) que serve como acionador do sensor de luminosidade (no caso um LDR), fizemos uma pista para que o carrinho ficasse direcionado apenas em linha reta e também, fizemos um suporte para fixação do sensor LDR na cabeceira da pista.

Abaixo podemos observar um esquemático do nosso projeto:

3 MONTAGEM DA PLANTA

Para montar a planta, optamos num primeiro instante, em uma pista toda de madeira, conforme figura abaixo justa o suficiente para o carrinho não desalinhar o led de seu farol em relação ao sensor que está fixo na cabeceira do carrinho.

A fim de podermos acionar o motor do carrinho de forma independente da sua concepção original que é através de pilhas, desligamos os fios de alimentação do motor que vinham das pilhas e soldamos fios novos, longos o suficiente para se deslocarem juntamente com o carrinho e receberem o sinal de nosso circuito. Já os leds, são acionados pelas pilhas do próprio carrinho.

O sensor é feito com o uso de um LDR (Light Dependent Resistor, ou Resistor Dependente de Luz). Esse componente eletrônico passivo do tipo resistor variável, mais especificamente, é um resistor cuja resistência varia com a intensidade da luz que incide sobre ele. Tipicamente, à medida que a intensidade da luz aumenta a sua resistência diminui.

O carrinho já foi escolhido por ter led que emite uma luz ideal para variar a resistência do LDR, sem precisar ter uma fonte de luz acoplada ao mesmo, como por exemplo, uma caneta laser.

Os circuitos, divididos em Sensor, Referência, Subtrator, Proporcional e Acionamento, foram todos montados em protoboard, a fim de ser mais fácil de realizar testes e não foram feitos em placa de circuito impresso por não ser uma exigência da proposta do professor.

Para montar esses circuitos foram utilizados resistores, amplificadores operacionais, transistores e potenciômetros.

Como material auxiliar, foram utilizados fontes de tensão, osciloscópio, multímetro e computador, para que pudéssemos economizar em tempo e dinheiro e ainda conseguirmos realizar todas as baterias de testes necessárias para chegarmos ao nosso objetivo final.

4 FUNCIONAMENTO DOS CIRCUITOS DO PROJETO

Descreveremos abaixo o funcionamento de todos os circuitos que fazem parte do projeto, de forma separada, para que possamos entender melhor a função de cada estágio de funcionamento.

4.1 SENSOR DE LUMINOSIDADE

De acordo com o circuito proposto pelo professor em sala de aula, montamos o circuito abaixo para realizar a variação de resistência do LDR.

Quando temos uma variação da luz direta no LDR, sua resistência varia, variando também a entrada inversora do circuito amplificador. Essa variação é da ordem de 0 a 1,7V. Quando variamos o potenciômetro de 5KΩ, variamos o valor da entrada não inversora desse circuito amplificador inversor.

Para realizarmos o estudo de comportamento desse estágio, tivemos que levantar a curva de resistência do LDR, conforme segue abaixo:

Essas variações do LDR permite que tenhamos uma curva da variação na entrada do amplificador inversor e consequentemente uma curva de saída do circuito (considerando Rpot=0Ω), conforme abaixo: