Deformação Plastica

PROJETO VEICULO MECATRÔNICO

(Montagem Didática - Versão com Engrenagens)

Um dos grandes sucessos desta revista foi o projeto do VM1, Veículo Mecatrônico, publicado na segunda edição, e que consistia num carrinho experimental acionado por uma lanterna e movido por uma hélice feita com um CD. O projeto, de grande interesse didático, tem como atividade, o uso de Tecnologia no Ensino. Pois bem, como uma evolução natural do projeto, voltamos com o Veículo Mecatrônico, mantendo todas as suas características que o tornam ideal para aplicação no ensino, mas com um processo de transmissão de movimento muito simples usando engrenagens.

Novamente, convidamos estudantes e professores a examinarem o projeto e sugerirem sua montagem, com a realização de uma corrida que, certamente será um grande evento.

A primeira versão do VM1 - Veículo Mecatrônica se caracteriza pela utilização de material extremamente simples de obter, partes não críticas e um circuito eletrônico muito fácil de implementar.

Um carrinho feito num chassi de papelão, pasta polionda, madeira ou outro material leve continha um circuito com um sensor capaz de controlar um motor de corrente contínua. Quando a luz de uma lanterna incidia no sensor, o circuito acionava o motor que girava a hélice propulsora.

Um ponto de destaque no projeto é que acoplando a hélice diretamente ao eixo, o sistema de transmissão se tornava muito simples, fácil de construir. Outro ponto é que a hélice era feita com um CD velho, cortado e dobrado a quente, conforme mostra a foto do protótipo feito na época.

Figura 1

VM-1 construído com material de baixo custo.

No entanto, apesar de simples tratava-se de uma montagem frágil, pela enorme quantidade de CDs que eram quebrados no processo de fabricação na hélice, na montagem e na própria competição. Bastava colar o CD um pouco descentralizado para que o movimento oscilatório o jogasse longe com a quebra e na corrida, trombadas e batidas inevitavelmente causavam sua quebra.

Uma solução um pouco mais avançada de propulsão, que também serve para introduzir o sistema de redução, que normalmente se emprega nos dispositivos mecatrônicos (robôs, braços, etc.), é a que mostramos agora, fazendo uso de engrenagens para a redução.

O circuito de controle eletrônico é o mesmo, a estrutura do carrinho não tem muitas diferenças em relação a versão anterior, mas a propulsão muda, obtendo-se um veículo muito mais rápido, robusto e interessante para uma corrida. Apresentamos então o Veículo Mecatrônico 2 - VM2.

O VM2

Descrevemos a montagem de um carrinho controlado por feixe de luz usando material de fácil obtenção, sendo um projeto ideal para ser adotado em cursos de mecatrônica. O projeto também pode ser adotado por clubes de mecatrônica ou mesmo por grupos de pessoas interessadas no assunto, dada sua acessibilidade e simplicidade.

Trata-se de projeto ideal para alunos de aprendizado de eletrônica e mecânica (mecatrônica) já que todas as partes do circuito eletrônico são fáceis de obter e o carrinho em si é montado com material improvisado como, por exemplo, canudinhos de refresco, papelão, rodinhas de carrinhos de brinquedo, etc.

O Projeto

Conforme mostra a foto (figura 2 e 3), o nosso carrinho é feito num chassi de papelão (ou outro material leve) e usa rodinhas de carrinhos de brinquedo ou mesmo aproveitadas de brinquedos fora de uso.

Figura 2

Dois carrinhos montados por alunos, com detalhe da propulsão por engrenagens

Figura 3

A propulsão é obtida por um sistema simples de engrenagens plásticas aproveitadas de brinquedos ou eletro-eletrônicos fora de uso.

Para movimentar o veículo é usado um pequeno motor de corrente contínua que é controlado por um circuito eletrônico de controle.

A montagem do circuito eletrônico e o entendimento de seu princípio de funcionamento é a parte eletrônica do projeto, conforme mostra a figura 4.

O circuito eletrônico do VM2.

Figura 4

Este circuito contém um sensor fotoelétrico (foto célula) do tipo LDR (light dependent resistor) que deixa passar a corrente quando iluminado.

Como o LDR não pode controlar sozinho a corrente intensa do motor é usado um transistor Darlington de potência. Este transistor atua como uma chave que "liga" quando o LDR recebe luz e conduz a corrente. Ao ligar o transistor alimenta o motor que aciona o sistema de transmissão.

Assim, instalando o sensor de luz num pequeno tubinho de modo que ele receba luz apenas num ângulo, podemos controlar o motor e portanto o carrinho através de uma lanterna, conforme mostra a figura 5.

Posicionamento do circuito eletrônico e do LED (veja apostila PV008a)

Figura 5

O carrinho vai então se mover em velocidade que depende do rendimento da hélice (o que o próprio aluno deve otimizar), do peso do carrinho e também de outros fatores como a redução de atrito e a utilização de boas rodinhas.

Aspecto Didático

O que o aluno pode aprender com o projeto já vale plenamente sua adoção. Assim, podemos falar nos assuntos em que o projeto pode ser adotado como tema transversal nas disciplinas de ciências e física, principalmente:

* Como funcionam os motores elétricos

* Conceitos de movimento

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