Elevador Projeto Final

Introdução:

Objetivos Gerais:

O projeto apresentado tem por finalidade desenvolver um sistema de elevação e transporte vertical, mecanismo para locomover pessoas, denominado elevador.

Objetivos Especificos:

-Confecção da estrutura que servira para a acomodação da cabine.

-Confecção da cabine

-Montagem do circuito básico, com sensores fim de curso

-Montagem do circuito de potencia, adaptado com fontes de computador.

-Programação de um controle ON-OFF, para testar o funcionamento do sistema.

-Programação do estados dos sensores em cada andar. Determinando o seu endereçamento via software.

-Montagem do circuito ponte H.

-Conexão dos circuitos.

-Montagem fisica.

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Materiais e Métodos

O sistema que controla todas as funcionalidades do elevador é um microcontrolador pic16F877a, onde será gravado uma rotina de programação em linguagem C (MIkroC) para receber os dados provenientes dos sensores de fim de curso.

Ao fazer o tratamento desses dados, serão tomadas decisões automatizadas que deverão manipular os atuadores (motor) de uma maneira adequada, obtendo um controle estável de qual andar deverara se locomover ou permanecer estagnado.

Para a alimentação do sistema, será projetado um circuito de potência para trabalhar em conjunto com circuito de controle. Será adaptada uma fonte para computador de 500w, que seja aciona uma ponte H confeccionada com transistores TIP121, que permitirá a inversão da polaridade da voltagem quando solicitado pelo controle. Isso devido a que o motor dc funciona com inversão de voltagem para subir ou descer.

Por motivos de segurança, o sistema será isolado com desacopladores ópticos devido à alta amperagem que ao motor necessitam para o funcionamento em máxima potência.

Para a calibração das condições requeridas deve-se manipular elementos externos ao sistema denominados periféricos de sintonia de controle. (Nise, 2009)

A interface com o usuário será composta de um display de 7 seguimentos, caracteristico de elevadores, para apresentar o andar em que se encontra a cabine, e botões para que o usuário possa fazer o controle do andar desejado.

Estes dispositivos serão detalhados abaixo, começando por uma breve descrição do hardware, para depois especificar as características relevantes neste projeto para cada componente.

Hardware

O Hardware do elevador é composto inicialmente por uma cabina confeccionada em alumínio medindo 10x10x20. A mesma será adaptada em uma estrutura que servirá de suporte, fabricada também em alumínio. Esta será a sustentação para toda a estrutura eletrônica e mecânica. Os materiais a serem utilizados no circuito são: Pic16F877a, sensor de fim de curso, motor DC, desacoplador óptico, transistor TIP121, diodo, display 7 segmentos característico de visores de elevador, fonte atx de computador. Nas próximas seções serão abordadas com mais detalhes as funcionalidades de cada componente utilizado no projeto.

Microcontrolador PIC16F877a

O microcontrolador é construído na forma de chip e mescla software com hardware. Eles possuem circuitos integrados que agregam num único dispositivo todos os sistemas básicos necessários para satisfazer um completo sistema programável. Por meio da programação de um código normalmente em C ou Assembly, é possível manipular um hardware para executar funções específicas.

No mercado atual existem diversos fabricantes de microcontroladores. Dentre os mais tradicionais estão: Microchip, Atmel, Intel, Cypress, Holtek, Motorola, etc. Diante dos diversos projetos as marcas se diferenciam, principalmente pela velocidade de processamento, tipo e capacidade de memória, periféricos compatíveis e número de pinos de entrada/saída (I/O).

Por conter dois módulos comparativos PWM que atendem aos requisitos do protótipo o microcontrolador a ser escolhido para efetuar o sistema é o Pic16f877a - fabricado pela Microship Technology. E, principalmente, porque tal microcontrolador fora o mais abordado durante o curso.

O microchip possui conversor A/D de 10 bits, arquitetura RISC (set de instruções reduzidas), ampla faixa de tensão de operação (2,0V à 5,5V), capacidade de corrente por pino de 25mA, 8K x 14 words de memória de Programa (Flash), 368 x 8 bytes de memória de dados (RAM), 256 x 8 bytes de memória EEPROM, WDT (WatchDogTimer), proteção do código, módulo PWM (10-bit de resolução), 8 canais analógicos (10-bit de resolução e um total de 40 pinos), dentre outras características que se adequam para o perfeito funcionamento do projeto.(MICROCHIP TECHNOLOGY INCORPORATED. PIC16F87XA Data Sheet. U.S.A.,2003.)

[pic 1]

2.3. Sensores

Sensores são elementos que têm a capacidade de colher informações físicas do ambiente e as traduzem para que possam ser assimiladas por um controlador. No caso deste projeto será utilizado um sensor eletrônico, que é capaz de converter o calor em sinais elétricos, a serem interpretados pelo microcontrolador, o LM35. (MSPC.eng, 2015)

2.3.1 Sensor de fim de curso

. Atuadores

Atuadores são componentes eletrônicos que realizam a conversão da energia elétrica em algum outro tipo de energia, normalmente mecânica, hidráulica ou pneumática, produzindo uma saída para o equipamento em resposta a um sinal do controlador. (Ogata, K., “Engenharia de Controle Moderno”, 2004.)

Os atuadores trabalham recebendo sinais elétricos para a realização de alguma ação. Todos os atuadores utilizados no sistema necessitam de tensões maiores que 5V, e de corrente maior que a máxima oferecida pelo Pic16F877a (20 mA). Sendo assim, a alimentação dos periféricos será feita através de uma fonte externa retirada de computador, com saídas de 5V, 12V associados a transistores para fazer o respectivo controle de acionamento.

Motor DC

Visor Display LCD

Faz-se necessário para a realização do projeto um Display LCD de 7 segmentos. A tecnologia utilizada para que se imprima o numeral respectivo do andar em que se encontra a cabine. Além disso, deve ter suporte para conexão direta com o PIC16F877a assim como suportar a alimentação de 5V fornecida pelo mesmo.