O SISTEMA DE INVERSÃO AUTOMÁTICA DE VIDROS ELÉTRICOS

SISTEMA DE INVERSÃO AUTOMÁTICA DE VIDROS ELÉTRICOS

Jorge Landim¹, Robson Santos², Jaylton Lima³, Patrícia Souza ,

Lucas Carvalho5

RESUMO

Este artigo tem por objetivo, o desenvolvimento de um sistema de controle automático para vidros elétricos automotivos com a atribuição do mecanismo de reversão quando seu movimento de subida sofrer uma força oposta, sendo baseado na Resolução CONTRAN 468/2013. Com projeção a partir de elementos da eletrônica digital e analógica em seus sistemas lógicos e acionamentos, as diagramações estabelecidas para esta tarefa se determinaram através da análise dos parâmetros retirados dos datasheets dos componentes utilizados associados a fatores já considerados em livros técnicos, e com embasamento na resolução do CONTRAN, no que tange aos limites e funcionamento do sistema. Sendo ele distribuído neste artigo em três blocos principais, que foram, em sua ordem funcional, o bloco com seleção de função, dotado de amplificadores operacionais em modo de comparador, que atuaram na pré-seleção dos sinais resistivos do acionador, que em conjunto do circuito lógico digital, fora capaz de definir suas saídas de acordo com estado desejado de funcionamento; os drivers lógicos de acionamento com relés de duplo contato, acionados por transistores em saturação e logica de inter travamento para segurança de sua atuação. E o sistema de inversão que combinando um resistor de potência em serie com o motor, permitiu a leitura de sua tensão com o circuito integrado LM339, atribuído primeiramente como amplificador com realimentação e posteriormente em modo de comparação. Onde nas análises se notou o correto comportamento do dispositivo por serem levadas em conta as informações transmitidas por fabricantes, chegando aos valores de corrente e força próximos aos antes calculados. E assim mostrou-se a proficiência da criação deste sistema de segurança voltado para vidros elétricos automobilísticos.

Palavras – Chave: CONTRAN, vidro, elétrico, amplificador, reversão.

Introdução

Com o passar dos anos, os avanços em tecnologia embarcada em automóveis cada vez mais aliam a performance e a busca por comodidade e segurança, tornando-os assim carros gradativamente mais automatizados. Um dos itens que nas últimas três décadas passou por uma transformação grande, foi o processo de abertura e fechamento dos vidros dispostos nas portas dos carros. Em pouco tempo passaram de acionamentos manuais, através de alavancas, aos acionamentos automáticos através de um botão eletrônico. (GEPCO, 2002)

Considerando a necessidade de atribuir aspectos técnicos sobre a legislação de acionadores energizados em veículos automotores, no ano de 2013, o Conselho Nacional de Trânsito (CONTRAN) regulamentou através da Resolução nº 468, de 11 de Dezembro de 2013, que os veículos dotados de dispositivos automáticos de fechamento, sejam providos de sistema de inversão em caso de detecção de força de aperto superior a 100N como requisito de segurança, atualizando e revogando os requisitos e predefinições da Resolução CONTRAN 762/92 facultada apenas aos fabricantes automotores, e que através da nova resolução também faculta os fabricantes dos dispositivos comercializados para adaptações a atender todas diretrizes técnicas. (CONTRAN, 2013).

O objetivo deste trabalho é realizar a concepção e prototipagem de um sistema capaz de realizar o fechamento automático de uma janela automotiva através do acionamento em um único toque, onetouch, e em caso de obstrução da subida do mecanismo, realizar a inversão com base na Resolução CONTRAN 468/2013. O projeto proposto é constituído por três partes, fundamentadas na eletrônica analógica e digital, sem a adesão de microcontroladores como parte da proposta acadêmica, sendo o bloco de seleção de função, composto por amplificadores operacionais e funções lógicas, os drivers de acionamento compostos por transistores e o motor, e o sistema de inversão composto por temporizador.

Materiais e Métodos

A metodologia utilizada foi baseada em uma pesquisa bibliográfica, com consulta de materiais teóricos, como livros e artigos que tratam dos temas de eletrônica digital e circuitos elétricos, bem como datasheets que abordam componentes inerentes a confecção do protótipo, onde foram utilizados comparadores de tensão, visando estabelecer o controle das ações do sistema, além da fundamentação do módulo de inversão, que se tornou parte central no projeto por ser responsável pela reversão do movimento do vidro caso seja encontrada alguma resistência em seu percurso de subida.

Acionador e Comparador de Tensão

Como parte fundamental para automatização do funcionamento de um vidro automotivo, o acionador elétrico dos veículos atuais é constituído de um interruptor resistivo, ou seja, possui um valor de resistência ôhmica para cada estágio em que se encontra o acionador. Para este projeto foi adotado um modelo de acionador composto por quatro estágios, sendo duas posições para cima e duas posições para baixo. (ALMAPY AUTOMOTIVE, 2017).

Após ensaios de resistência elétrica, observou-se o valor resistivo de cada estágio em que se encontrara o acionador, valores estes descritos no quadro 1.

Quadro 1 - Valores de Resistência Elétrica do Acionador de Vidro Elétrico Modelo 54001 Almapy.

Posição do Chave Resistência Elétrica de Contato

Primeiro Deslocamento para Cima 1800 Ω

Segundo Deslocamento para Cima 540 Ω

Primeiro Deslocamento para Baixo 160 Ω

Segundo Deslocamento para Baixo 0 Ω

Fonte:Autor

A partir das informações resistivas encontradas nas posições do acionador, e variação dos níveis de tensão em sua saída, surgiu como solução para o tratamento lógico desta informação, a aplicação de amplificadores operacionais em modo comparador. Segundo Nahvi e Edminister (2014), o circuito da figura 1, a seguir, compara a tensão V1 com o nível de referência V0. Uma vez que o ganho em malha aberta é muito grande, a saída V2 do amplificador operacional (AOP) está em +Vcc (se V1>V0) ou em –Vcc (se V1<V0).