Projeto de ponte giratória autonoma, Trabalhos de Engenharia Elétrica

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PONTE GIRATÓRIA AUTÔNOMA

EQUIPE:

IGOR SACELOTI – 3º PERÍODO

NILTON CARRACE – 4º PERÍODO

DÍSCIPLINA: PROJETO INTEGRADOR

PROFESSORA: Daniele Alcântara Juiz de Fora, maio de 2019

SUMÁRIO

1 – POR QUE UMA PONTE GIRATÓRIA AUTÔNOMA?

É de grande relevância projetos como esses na construção civil, a viabilidade está em recursos de baixo custo para o aprimoramento de novas tecnologias, substituindo a mão de obra humana, e tornando mais ágil o sistema de transposição fluvial em áreas com grande fluxo de veículos terrestres. O projeto tem como objetivo mostrar como a programação pode facilitar a realização de tarefas do dia a dia. Substituindo o trabalho do homem, tornando a tarefa mais barata para a administração pública, e diminuindo a chance de erros, ora ocasionados por falha humana. Figura 1 - Ponte giratória do Recife antigo, década de 30

2 – MATERIAIS

Neste tópico serão detalhados os componentes que serão desenvolvidos no projeto, com o fornecimento das especificações técnicas: placa ARDUINO, motor de passo, tela LCD, sensores de movimento. O ARDUINO uma plataforma de prototipagem eletrônica open-source. É baseada na flexibilidade e facilidade de uso por meio de software, a grande quantidade de portas de entradas e saídas, proporciona uma grande quantidade de aplicações, que pode ser na utilização conjunta de sensores, motores, dentre outros dispositivos para construção de diversos equipamentos. O motor de passo 28BYJ-48 é produzido em larga escala e por isso tem um preço bem acessível. Pode ser alimentado com 5V e consome baixa corrente, facilitando a montagem. Esse motor é unipolar pois possui 4 enrolamentos que chamamos de fases, o que impede que esse motor seja usado em Drivers para motores Bipolares (com duas fases somente). O display LCD tem 16 colunas e 2 linhas, com backlight (luz de fundo) azul e letras na cor branca. Para conexão, são 16 pinos, dos quais usamos 12 para uma conexão básica, já incluindo as conexões de alimentação (pinos 1 e 2), backlight (pinos 15 e 16) e contraste (pino 3). O Sensor de Movimento PIR DYP-ME003 consegue detectar o movimento de objetos que estejam em uma área de até 7 metros! Caso algo ou alguém se movimentar nesta área o pino de alarme é ativado. É possível ajustar a duração do tempo de espera para estabilização do PIR através do potenciômetro amarelo em baixo do sensor bem como sua sensibilidade. A estabilização pode variar entre 5- 200 seg.

3 – EVOLUÇÃO DO PROJETO

Durante esta primeira etapa, foi necessário a pesquisa sobre o projeto de forma geral. Pesquisou-se sobre os materiais que seriam utilizados, e como seria montado o protótipo. Ficou decidido que seria confeccionado uma maquete com materiais baratos, como isopor, cartolina, cola quente, papel crepom, plástico, etc. Os materiais que formam o hardware foram pesquisados no mercado livre pelo melhor custo-benefício. Foram encomendados pela plataforma e chegou cerca de 15 dias após a compra. Um dos sensores ainda estava com defeito, tivemos que encomendar um novo, o que atrasou ainda mais o projeto. A compra custou cerca de R$ 155,00, composta dos seguintes materiais: Após a chegada dos materiais, foi feito um esboço de como funcionaria a lógica do protótipo, de forma a facilitar na hora da programação. Este esboço foi o seguinte: Chamamos os sensores de S1, S2, S3 E S4, os LEDs foram chamados de LED1(verde e vermelho) e LED2(verde e vermelho), motor de passo = M, consideramos a “ponte fechada” para passar veículos e “ponte aberta” para passagem de barcos.

Figura 5 - Esboço da maquete 'M normalmente fechado (ponte fechada) / LED1 normalmente verde / LED2 normalmente vermelho' 1 – S3 detecta alguma 'embarcação' e S2 detecta mesmo numero de 'carros' de S1 = LED1 vermelho acende, LED2 verde acende e M abre a ponte; 2 – S4 detecta o memo numero de 'embarcações' de S3 = LED vermelho acende, M fecha a ponte e LED1 verde acende; Tudo isso em um intervalo de tempo limitado pelo programa. Após o esboço da parte lógica, iniciamos os estudos para a programação dos componentes. São necessários conhecimento de Arduino par ao motor de passo, os LEDs e os sensores de presença.

4 – DIFICULDADES

Como nenhum dos integrantes tem experiência de programação em Arduino, este tem sido uma dificuldade relevante para a pesquisa. Não encontramos nenhum projeto semelhante para servir como base, então estamos tendo que estudar cada componente separadamente, para tentar implementar um conjunto de programação para que todos funcionem em harmonia, conforme é requisitado na nossa lógica. Temos o intuito de implantar uma tela LCD 16x2 para informar a quantidade de 'veículos' que estão passando pela ponte, porém esta é mais uma dificuldade, pois a placa microcontroladora que possuímos, tem um número pequeno de portas para saída e entrada dos componente, e não temos certeza se vamos conseguir implantar a tela LCD.

5 – RESULTADOS ESPERADOS

A finalidade do projeto proposto é eliminar erros humanos na realização de tarefas importantes para a economia e desenvolvimento tecnológico. A ponte giratória, funcionará como passagem de embarcações, em locais onde não seria possível a transposição por baixo de estradas/rodovias que passam sobre meios fluviais. Quando um veículo se aproxima da ponte para atravessá-la, um sensor detecta este veículo, sendo impossível girar a ponte, sendo que quando o veículo está sobre a ponte, ele é contabilizado no LCD. Após a travessia da ponte, o veículo passará pelo segundo sensor, contabilizando “0” no LCD. Assim, a ponte é liberada, quando há um barco no sensor do rio, o qual irá atravessar, quando não houver carro na ponte, contabilizando no sensor, o número de barcos a passar, assim como os veículos na ponte. Quando os barcos passam pelo segundo sensor, após a travessia do trecho, a ponte volta a posição original, permitindo a passagem de veículos novamente, e o ciclo se repete a cada período de tempo pré-determinado na programação. Este tempo será necessário para evitar que a ponte fique aberta ou fechada por muito tempo devido a demanda de barcos e carros.

REFERÊNCIAS

https://eletronicaparatodos.com https://www.filipeflop.com https://portal.vidadesilicio.com.br http://bairrodorecife.blogspot.com https://designculture.com.br