Baixe Dificuldades Mecânicas e outras Notas de estudo em PDF para Mecânica, somente na Docsity! 53MECATRÔNICA ATUAL Nº1/OUTUBRO-NOVEMBRO/2001 MECÂNICA PROJETO DO CIRCUITO ELETRÔNICO Nesta fase, algumas dificuldades a serem transpostas são: Definir a função do circuito: Neste ponto do projeto devemos ter em mente o que vamos controlar, e qual serão os atuadores (moto- res elétricos AC, DC, motores de passo, servo mecanismo ou hidráu- licos). Uma vez escolhido qual será utilizado, já estaremos definindo como deverá ser o circuito de con- trole (potência), e não devemos deixar de pensar no controlador a ser empregado. Definir o circuito de controle: Para efetuarmos o controle de um determinado dispositivo, seja ele um motor AC/DC, servos, motores de passo, além do circuito de potência deveremos também, não esquecer do circuito “cérebro” do projeto que pode ser obtido através de micro- controladores, microprocessadores, computadores entre vários outros que veremos em artigos posteriores. Microcontroladores: Sua utiliza- ção engloba Hardware, Software, Ele- trônica e Programação. A variedade de microcontroladores no mercado é muito grande, entre os mais comuns podemos citar os da linha Intel 8031/32/51/52, a linha da Atmel 89Sxx, a série PIC da Microchip, a linha 68xx da Motorola, COP8 da National entre vários outros fabri- cantes. Independente do microcon- trolador utilizado, os mesmos po- dem, na maioria das vezes, ser pro- gramados em C, Assembler e, em alguns casos, em Basic interpreta- do. Como exemplos podemos citar alguns modelos de centrais telefô- nicas, celulares, circuitos de igni- ção de automóveis, vídeos k7, alar- mes, etc. Os quais são equipados com circuitos microcontrolados. Um exemplo de microcontrolador é mostrado na figura 1. Microprocessadores: Utilizados em sistemas mais avançados, os Microprocessadores são amplamen- te utilizados em equipamentos dedi- cados, tais como: equipamentos hos- pitalares, equipamentos CNC, impres- soras matriciais, laser e jato de tinta. Vamos citar algumas l inhas de microprocessadores como os da Zilog tendo como o mais famoso o Z80, Intel como precursor foi o 8080, e o 8088 o qual equipava o PC XT, Motorola linha 68000, entre vários outros. Microcomputadores: Do meu ponto de vista, os mais fáceis de se lidar. Dependendo da função e da aplicação, o custo é baixo, o desen- volvimento é rápido e o custo-bene- fício é excelente. Executa tudo o que os outros já citados fazem, porém DIFICULDADES MECÂNICAS Clovis Magoga Authomatika - Robótica Educacional Figura 1 - Exemplos de microcontroladores. Dificuldades mecânicas são, sem dúvida, um dos maiores pro- blemas de todos aqueles que tentam ou já tentaram desenvolver qualquer tipo de robô, independente se ele é um modelo fixo ou móvel. Neste artigo iremos enumerar as dificuldades encontra- das em um projeto de Mecatrônica e propor algumas sugestões para sanar estes problemas. Além das dificuldades mecânicas, que apresenta maior nível de dificuldade, será discutido breve- mente o projeto do circuito eletrônico e também o desenvolvimento do software de controle. MECÂNICA MECATRÔNICA ATUAL Nº1/OUTUBRO-NOVEMBRO/200154 como o MultiSIM da Electronic Work- bench, que é sensacional, já me aju- dou a solucionar vários problemas, inclusive a desenvolver circuitos de decodificação para controle de mo- tores de passo. Após um teste virtual, a monta- gem do circuito eletrônico, fisicamen- te, fica mais fácil. A depuração de possíveis falhas é mais simples. Depois de ultrapassarmos todas as dificuldades acima, basta finali- zarmos o circuito através do desen- volvimento de uma placa de circuito impresso, seguindo à risca todas as regras para efetuar o projeto das pla- cas de circuito impresso, e o aloja- mento do circuito. Uma das dificuldades de maior peso que nós, projetistas e aficiona- dos por Eletrônica temos é a obten- ção de componentes. Este assunto merece um artigo completo, pois o desinteresse dos fabricantes e distribuidores (principal- mente no Brasil) para vender com- ponentes em pequenas quantidades é muito grande. O que, na verdade, os “grandes” desta área querem é vender em grande quantidade. Sen- do assim, projetistas, técnicos e afi- cionados são limitados a ficarem na teoria, ou então têm de pagar o que os fornecedores querem. SOFTWARE DE CONTROLE Este nível de dificuldade, no meu ponto de vista, é um dos mais fáceis de serem ultrapassados, pois a lite- ratura é vasta e fácil de ser obtida, sendo muitas vezes encontrada em sites na Internet. Na maioria dos ca- sos em que se refere a microcon- troladores, o software é gratuito, pois existe interesse do fabricante em di- vulgar o seu produto. Como exemplo, podemos citar a facilidade em obter documentação sobre os microcon- troladores 8031/32/51 da Intel, PIC série 16x da Microchip, 68HC da Motorola, Basic Stamp da Paralax, Cop da National. No que diz respeito às linguagens de programação para computado- res pessoais, tais como: o Visual Basic, Basic, Linguagem C, Pascal, Assembler, Forth (antiga, mas muito boa), estas podem e fazem o contro- le de qualquer tipo de interface de I/ O independente do fato de utilizar- mos a porta serial, paralela, USB, e o circuito externo pode conter direta- mente um circuito de potência. MECÂNICA Como citado inicialmente, este é o maior empecilho que iremos encon- trar e não tenho receio em afirmar que é o maior desestimulador de proje- tos. Por conta disso, é o principal assunto desta matéria. Para lidar com estas grandes dificuldades, devemos ter uma boa dose de criatividade, pois os materiais não são fáceis de se- rem obtidos e, quando obtidos, são de difícil manuseio. O manuseio é difícil devido à ne- cessidade de um maquinário especi- fico, como tornos, fresadoras, fura- deiras de bancada etc. (figuras 4, 5 e 6). Para agravar, a grande maioria dos projetistas não possui este arsenal de máquinas à disposição, o que fa- talmente estimula a busca de peças prontas, reaproveitadas de algum velho equipamento na sucata, e aca- bando por criar não o que pensáva- mos, mas sim no que conseguimos fazer com o que tínhamos à nossa disposição. Como o que havia à nos- Figura 2 - Exemplo de computador. são maiores, pouco compactos, con- somem mais energia. Em alguns ca- sos são mais suscetíveis à falhas, mas no caso de aplicações em Robótica para desenvolvimento e pes- quisa reduzimos drasticamente o custo do projeto. Um exemplo de com- putador é mostrado na figura 2. Componentes eletrônicos: É preciso definir quais iremos utilizar, disponibilidade dos mesmos, facili- dades em obtermos documentação técnica, custo do componente, dis- ponibilidade de fornecimento, etc. Alguns exemplos de componentes ele- trônicos são mostrados na figura 3. Teste do circuito: É imprescin- dível o teste para termos um circuito de alta confiabilidade, funcional e que nos dê segurança em seu uso. Cui- dados com a estabilidade do circuito devem ser tomados visando uma taxa de 0% de erros no projeto, pois uma falha de funcionamento pode causar danos mecânicos, e até hu- manos dependendo do que estamos controlando! Em meus protótipos, procuro uti- lizar circuitos emuladores virtuais Figura 3 - Exemplos de componentes eletrônicos. Figura 4 - Fresadora. Figura 5 - Furadeira de bancada.