Automação Baseada Em B2B Micro Controladores

ATPS – Parte 1º

1- Elaboração do tema do projeto interdisciplinar - Automação baseada em B2B Micro controladores. Conceitos, definições, aplicações e funções. Introdução mecatrônica. Concepção de Sistemas Mecatrônicos Concepção de sistemas mecatrônicos.

1.1- Conceitos Básicos da Concepção de Sistemas Mecatrônicos.

A mecatrônica envolve a integração concorrente das áreas de mecânica, eletroeletrônica, ciência da computação e controle, devendo extrair de mais adequado em cada uma das áreas. As mecatrônicas contem a combinação adequada de materiais, mecanismos, sensores, atuadores, eletrônicos e processamento digital, com vista a obter em um projeto flexibilidade, sistemas mecânicos mais simples, com custo reduzido e facilidade em introduzir modificações. A engenharia mecânica tem como objetivo final o atendimento de uma necessidade humana, com vista a proporcionar conforto, bem-estar e segurança. Essa engenharia atende por meio da concepção (projeto e construção) de sistemas mecânicos, onde visa suprir as necessidades que envolvem as grandezas mecânicas, como forma, posição, velocidade, pressão, temperatura etc. No entanto um sistema mecânico poderá ser executado de modo diferente, dependo da necessidade. Assim um sistema mecânico pode se adaptar a novas exigências, depende de como ele foi projetado. Nesse sentido, podem-se identificar duas concepções básicas em sistemas mecânicos existentes, como sistema mecânico passivo e sistema mecânico ativo.

1.2- Diferença entre Sistema Biológico e Sistema Mecatrônicos.

1.2.1- Sistema biológico é um sistema orgânico, ou seja, é um grupo de órgãos que juntos executam determinada tarefa. Alguns sistemas comuns, como aqueles presentes em mamíferos e outros animais, e vistos na anatomia humana, são aqueles como o sistema circulatório, o sistema respiratório, o sistema nervoso, etc. exemplo :

 Conhecimento

 Órgãos dos sentimentos

 Membros inferiores e superiores

 Sistema nervoso central

 Alimentação

 Sistema sanguíneo

 Esqueleto

1.2.2- O sistema mecatrônico é um sistema que contem a combinação adequada de materiais e mecanismos para execução de determinada tarefa, que são:

 Computador , CLP ( Controlador lógico programável)

 Software e Base de Dados

 Sensores

 Atuadores, cilindros , Gamas

 Rede de Comunicação, Transmissão de Dados

 Energia do Sistema , ar, eletricidade e Óleo

 Condutores de energia, tubos, cabeamento estruturado

 Estrutura mecânica

Do aspecto funcional, os sistemas de automação industrial podem ser divididos de acordo com os vários níveis de uma organização, os quais executam funções especificas no processo positivo e, por conseguinte, estão associados a diferentes elementos. Os níveis também apresentam diferentes requisitos tecnológicos. Os sistemas automatizados, dependendo da necessidade das aplicações, podem formar um sistema de controle completo e complexo.

1.2.3- Existem 2 tipos de Sistemas Mecatrônicos ( Ativo e Passivo)

1.2.3.1- Sistema mecânico passivo

É uma concepção considerada clássica para o projeto de um sistema mecânico.

Essa concepção atende as seguintes necessidades:

 Forma geométrica do sistema e de cada um de seus componentes. Relaciona-se a formas macroscópicas, como comprimento, altura, largura etc., e até detalhes microscópios, como o acabamento superficial.

 Material a ser empregado em cada componente. Relaciona-se não somente aos elementos químicos que constituem o material, mas também aos aspectos estruturais que envolvem o tipo de tratamento térmico/químico aplicado.

Por meio do conhecimento de ciências básicas da engenharia mecânica, como

cinemática, dinâmica, resistência de materiais e ciência de materiais, e de um processo de criação, o projetista define a forma e maneira de fabricação do sistema mecânico de modo que ele execute as funções exigidas. Ao mesmo tempo, esse processo de definição envolve um estudo econômico com vista a propiciar a produção de sistema ao menor custo possível.

No processo de projeto de um sistema mecânico passivo temos:

 Cinemática: posição, velocidade, aceleração etc.

 Dinâmica: garante as funções requeridas que compõe o dispositivo

 Resistência dos materiais: Garante que os materiais sejam preservados, mesmo diante de deformações provocadas por esforços.

 Termodinâmica: define as dimensões dos componentes do mecanismo para garantir que atinjam temperaturas que possam comprometer a resistência mecânica.

 Mecânica de fluidos: define esforços gerados por líquido em repouso ou em movimento e por meio desses esforços, a geometria e as dimensões dos componentes.

 Tribologia: garantir menor desgaste e lubrificação.

 Ciência dos materiais: define a matéria a ser utilizada aos componentes com base a dureza, modo de elasticidade, tensão de ruptura, resistência aos desgastes, usinabilidade e custo, entre outros, que caracterizam cada tipo de material.

 Tecnologia de fabricação: define a tecnologia de fabricação mais adequada para a obtenção de formas e materiais com características especificas por meio de estudos que abrangem cinemáticas e tribologia.

 Economia: minimizar o custo.

Pode-se afirmar que a função executada por um sistema mecânico passivo fica definida assim que se definem sua forma e seu material, ou seja, assim que ele é projetado.

Para realizar o projeto é possível considerar previsões sobre o desempenho e o comportamento dos vários componentes que constituem o sistema e considerar o sistema como um todo, mediante o uso de ferramentas matemáticas