apresentacao robô autônomo para aplicação de rejunte

Apresentação final TCC de um robô aplicador de rejunte

1. Robô Autônomo para Aplicação de Rejunte Valdomiro Botelho Junior Graduando em Eng. Mecatrônica | EMB | CTJ ‹#›

2. Contextualização do problema Procedimento exaustivo; Esforço físico; Prob lemas ergonômicos; Desperdício de material; ‹#›

3. Solução Proposta Construção de um veículo autônomo, capaz de aplicar rejunte nos espaços existentes entre cerâmicas, sem intervenção humana direta; ‹#›

4. Objetivos principais e restrições Objetivos: Desenvolver o projeto mecânico e eletrônico do robô; Desenvolver um software capaz de controlar o robô, incluindo a l ógica de controle e integração dos sistemas; Restrições: O robô deve se movimentar exclusivamente em linha reta; O robô será operado apenas em pisos revestidos por cerâmica, devidamente assentados e nivelados; O robô deve ser capaz de injetar a massa através de um bico projetado em CAD e impresso em material PLA; ‹#›

5. Metodologia Design Science Research Atribuída a criações inovadoras, essa metodologia divide-se em 5 etapas: Identificação de um problema; Proposta de uma solução inovadora; Desenvolvimento; Demonstração do artefato obtido; Avaliação do artefato obtido; ‹#›

6. Desenvolvimento - Estrutura Sistema de extração: Fuso x rolos compressores Esquema de uma extrusora para injeção de plásticos. Fonte: Ferreira (2019) Sistema baseado em fuso: Homogeneidade da massa; Complexo em manutenção e limpeza ; Custo elevado se comparado com o sistema de rolos compressores; Sistema baseado em rolos compressores: Poucas peças móveis; Simplicidade em termos de construção; Não necessita limpeza se utilizado com bisnaga Sistema de extração baseado em rolos compressores. Fonte: Autoria própria ‹#›

7. Desenvolvimento - Estrutura Chassi Vista lateral e superior do chassi. Fonte: Autoria própria 4 Placas retangulares de PLA fixadas por uma peça central e trilhos; Projeto em CAD do chassi do robô. Fonte: Autoria própria ‹#›

8. Desenvolvimento - Estrutura Bico de injeção de rejunte Vista explodida do bico de injeção. Fonte: Autoria própria Composto por três partes interligadas por parafusos de 4mm. Furo interno de d = 10mm. Projeto em CAD do bico de injeção. Fonte: Autoria própria ‹#›

9. Desenvolvimento - Escolha de componentes eletrônicos Inversão de fonte de tensão em ponte completa . Fonte: Silva et al. (2019) Módulo Ponte H: Motor DC 3v-6v com caixa de redução . Fonte: Adafruit (2018). ‹#› Motor de corrente contínua com caixa de redução: Velocidades de Operação: (3V): 90 +/- 10% RPM (6V): 200 +/- 10% RPM Faixa de Torque: 0.15Nm ~ 0.60Nm Modulo ponte H dupla l298n. Fonte: Autoria própria

10. Driver ULN2003 para controle de motor de passo. Fonte: Vellerman (2018). Desenvolvimento - Escolha de componentes eletrônicos Driver ULN2003 : Composto por 7 pares de Transistores Darlington. Motor de passo 28BYJ-48 . Fonte: Adafruit (2018). ‹#› Motor de passo: Número de fases: 4 Relação de redução: 1/64. Ângulo de passo: 5.625°/64 Torque: 34.3 mN.m

11. Sensores ópticos de refletância : Emissores infravermelhos; Receptores fototransistores; Desenvolvimento - Escolha de componentes eletrônicos Módulo de sensor encoder óptico incremental Módulo com 8 sensores de refletância QRE1333 . Fonte: Autoria própria . ‹#› Módulo sensor óptico encoder incremental LM393 . Fonte: Autoria própria

12. Feito em editor online Easy EDA. Desenvolvimento - Projeto da placa PCB Projeto da placa de circuito impresso . Fonte: Autoria própria. ‹#› Módulo sensor óptico encoder incremental LM393 . Fonte: Autoria própria Fresagem efetuada no Laboratório de Sistemas Embarcados (LSE) da UFSC.

13. Feito utilizando Platfom.io para gerenciamento de bibliotecas externas; Comunicação Over The Air (OTA) para atualização do firmware; Utiliza bibliotecas assíncronas para evitar falhas nos cálculos dos controladores; Desenvolvimento - Projeto de Software ‹#› Página da web simples, para envio de comandos e depuração; Leitura dos sensores e lógica para o controle dos atuadores;

14. Classe encoder ; Uso de debouncing (atraso na leitura) e histerese; Filtro de Kalman; Cálculo de velocidades Classe ReflectanceSensor; Uso de histerese; Filtro de Kalman; Desenvolvimento - Projeto de Software Classe Motor; Controladores PID de velocidades Controle proporcional; Controle integrativo por regra do trapézio; controle derivativo por diferenças finitas para trás; ‹#›

15. Vídeo - Andando sobre o vão entre as cerâmicas; Vídeo - Êmbolo do rolo compressor espremendo bisnaga; Vídeo - Controle de velocidade Resultados - Demonstração do artefato obtido ‹#› Projeto estrutural completo . Fonte: Autoria própria

16. inconsistente em termos de permanecer centralizado na lacuna de rejuntamento, alternando entre resultados satisfatórios e insatisfatórios Bico injetor requer aprimoramentos Resultados - Avaliação do artefato obtido ‹#› Análise das forças atuantes nas seção traseira . Fonte: Autoria própria

17. Referências FERREIRA, R. Entendendo a Extrusão de Polímeros . 2019. Módulo III. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Sul Rio-Grandense. ADAFRUIT, DC Gearbox Motor - "TT Motor" - 200RPM - 3 to 6VDC . Disponível em: https://www.adafruit.com/product/3777#technical-details. Acesso em 20/06/2023. SILVA, F et al. INVERSOR DE TENSÃO MONOFÁSICO COM CONTROLE DE FREQUÊNCIA E DE TENSÃO UTILIZANDO ARDUINO . CEEL - ISSN 2596-2221. Universidade Federal de Uberlândia. Uberlândia-MG, 2019. VELLERMAN. VDC STEPPER MOTOR WITH ULN2003 DRIVER BOARD – USER MANUAL . 2018 ‹#›

18. Contato E-mail: [email protected] Telefone: (65) 9 8412-0543 Linkedin: https://www.linkedin.com/in/valdomiro-botelho-junior/ ‹#›