FACULDADE FLAMINGOCURSO TCNOLOGO EM AUTOMAO INDUSTRIAL

SUPORTE INDICADOR DE GS: SOLUO AUTOMATIZADA DE INDICAO DO CONSUMO DE GS.

RONALDO CORREIA BISPO JUNIORBRUNO JOS DOS SANTOSLEANDRO COSTALEANDRO albErto

So Paulo2013

RONALDO CORREIA BISPO JUNIORBRUNO JOS DOS SANTOSLEANDRO COSTALEANDRO alberto

SUPORTE INDICADOR DE GS: SOLUO AUTOMATIZADA DE INDICAO DO CONSUMO DE GS.

Trabalho de ECAPRO apresentado Faculdade Flamingo como exigncia parcial, para a obteno da aprovao do curso Tecnlogo em Automao Industrial.

Orientador: Prof. Fernando de Almeida Barbosa

So Paulo2013

Ronaldo Correia Bispo JuniorBruno Jos dos SantosLeandro CostaLeandro Alberto

Suporte Indicador de Gs: Soluo automatizada de indicao do consumo de gs.

Orientador: __________________________________________Nome: Fernando de Almeida Barbosa Instituio: Faculdade Flamingo

Examinador (a):___________________________________________Nome: Fernando de Almeida Barbosa Instituio: Faculdade Flamingo

Examinador (a)___________________________________________Nome: Instituio:

So Paulo, ___/10/13

Dedicamos este trabalho aos nossos familiares, aos professores que auxiliaram na busca aos conhecimentos necessrios para a concluso do trabalho e a todos que possam um dia tirar proveito dos processos aqui descritos.

AGRADECEMOS aos professores que nos auxiliaram durante nosso projeto.

Imagine no existir pasesNo difcil de fazerNada pelo que matar ou morrerE nenhuma religio tambmImagine todas as pessoasVivendo a vida em paz-John Lennon

RESUMOCom o intuito de informar para os usurios de cozinha domstica e/ou industriais, o Suporte Indicador de Gs, idealizado pelo grupo de ECAPRO ASR da Faculdade Flamingo, pretende atender a uma necessidade bsica rotineira na vida de milhares de pessoas.O projeto nasceu da dificuldade de usurios de cozinha em geral, mas principalmente domsticos, de prever quando o gs est acabando, administrar como utilizar o pouco de gs que resta e preparar-se para um novo abastecimento com uma distribuidora de gs.Atravs de uma automatizao bsica e simples, o grupo se props projetar um equipamento que possa informar ao usurio de cozinha quando o gs encontra-se com pouca, mdia e alta carga de gs.O equipamento projetado para este fim, composto por um suporte de gs simples, placa com circuito eletrnico montado, programao de rotinas atravs de software, e clulas de carga que iro acionar trs LEDs (diodos emissores de luz) nas cores verde, amarelo e vermelho, de acordo com as seguintes caractersticas:- Gs com carga cheia = LED verde;- Gs com carga mdia = LED amarelo;- Gs com carga baixa = LED vermelho.A idia do projeto oferecer uma soluo simples, eficaz e com baixo custo para usurios de cozinha domsticos e industriais.

Palavras-chave: Automatizao, Cozinha, Software, Baixo Custo.

AbstractCom o intuito de informar para os usurios de cozinha domstica e/ou industriais, o Suporte Indicador de Gs, idealizado pelo grupo de ECAPRO ASR da Faculdade Flamingo, pretende atender uma necessidade bsica rotineira na vida de milhares de pessoas.O projeto nasceu da dificuldade de usurios de cozinha em geral, mas principalmente domsticos, de prever quando o gs est acabando, administrar como utilizar o pouco de gs que resta e preparar-se para um novo abastecimento com uma distribuidora de gs.Atravs de uma automatizao bsica e simples, o grupo se props projetar um equipamento que possa informar ao usurio de cozinha quando o gs encontra-se com pouca, mdia e alta carga de gs.O equipamento projetado para este fim, composto por um suporte de gs simples, placa com circuito eletrnico montado, programao de rotinas atravs de software, e clulas de carga que iro acionar trs LEDs (diodos emissores de luz) nas cores verde, amarelo e vermelho, de acordo com as seguintes caractersticas:- Gs com carga cheia = LED verde;- Gs com carga mdia = LED amarelo;- Gs com carga baixa = LED vermelho.A ideia do projeto oferecer uma soluo simples, eficaz e com baixo custo para usurios de cozinha domsticos e industriais.

Palavras-chave: Automatizao, Cozinha, Software, Baixo Custo.

Lista de FigurasFigura 1: Legenda de figura18Figura 2: Legenda de figura18Figura 3: Legenda de figura18Figura 4: Legenda de figura18Figura 5: Legenda de figura18Figura 6: Legenda de figura18Figura 7: Legenda de figura18Figura 8: Legenda de figura18Figura 9: Legenda de figura18Figura 10: Legenda de figura18

Lista de QuadrosQuadro 1: Legenda do quadro18Quadro 2: Legenda do quadro18Quadro 3: Legenda do quadro18Quadro 4: Legenda do quadro18

Lista de GrficosGrfico 1: Legenda de grfico18Grfico 2: Legenda de grfico18Grfico 3: Legenda de grfico18

LISTA DE TABELASTabela 1: Texto da legenda23Tabela 1: Texto da legenda23Tabela 1: Texto da legenda23Tabela 1: Texto da legenda23

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ASREmpresa fictcia idealizadora do projeto Suporte Indicador de Gs.

LEDLight Emitting Diode

CADComputer Aided Design

CICircuit Integrated

LISTA DE SMBOLOS

Sumrio1 INTRODUO 161.1 CARACTERIZAO DA ORGANIZAO E SEU AMBIENTE161.2 SITUAO PROBLEMTICA161.3 OBJETIVOS161.3.1 Objetivo geral161.3.2 Objetivo Especficos161.4 JUSTIFICATIVA162 REVISO DA LITERATURA173 METODOLOGIA183.1 DELINEAMENTO DA PESQUISA183.3 COLETA DE DADOS183.4 ANLISE DE DADOS184 Anlise de resultados194.1 SITUAO ATUAL194.2 ANALISE DOS DADOS COLETADOS195 CONSIDERAES FINAIS205.1 SUGESTO DE MELHORIAS20REFERNCIAS21GLOSSRIO22APENDICE A Xxxxxxxxxxxxxx23ANEXO A Xxxxxxxxxxx 24

APRESENTAODO ACADMICO:Nome:Endereo:E-mail: Fone:Empresa onde trabalha:Setor:Ramo de Atividade:

DA EMPRESA:Nome:Endereo:E-mail: Fone:Setor:Ramo de Atividade:Supervisor do Estgio na Empresa:

1 INTRODUO O projeto para automatizao de suporte indicando o nvel de gs, passou por vrias etapas de implantao at sua fase final. Foram levantados questionamentos diversos na fase inicial do projeto, conforme descrito no item 1.2.Aps os questionamentos terem sido sanados, foram definidas quais seriam as etapas para realizao do projeto, subdividindo-se as tarefas entre os membros da AZR.Uma das etapas consistia em projetar o suporte para acoplar as clulas de carga e o acomodar o botijo de gs do usurio. Foram feitos croquis e rascunhos diversos sobre o projeto mecnico do equipamento, desenhos em CAD e montagem utilizando softwares de desenho em 2D e 3D. Foram considerados o custo das peas, peso, facilidade de locomoo, propriedades fsicas e mecnicas, resistncia a determinadas condies de instalao e armazenamento.Outra etapa crucial para elaborao do projeto, consistia em testar fsica e eletricamente a clula de carga utilizada no equipamento, afim de obter-se dados conclusivos sobre tenso aplicada para alimentao, variao de tenso conforme esforo fsico, tipos de trabalho que poderiam ser gerados de acordo com as variaes. Foram elaborados relatrios de teste sobre o modelo utilizado, e os dados esto armazenados para consulta e utilizao no momento de montagem do prottipo pela AZR.Devido ao conhecimento bsico dos integrantes da AZR com softwares de programao, linguagem Assembly e CIs (circuitos integrados), uma das etapas foi colocar alguns integrantes dedicados exclusivamente a aperfeioar seus conhecimentos sobre esses itens, para tornar a execuo do prottipo do projeto menos dificultosa e penosa.1.1 CARACTERIZAO DA ORGANIZAO E SEU AMBIENTEDurante o desenvolvimento do projeto, foi estabelecido qual o tipo de ambiente de desenvolvimento para cada um dos integrantes da ASR, afim de obter-se um maior aproveitamento.Um dos integrantes dispunha de um mini-laboratrio em sua prpria residncia, o que ajudou a desenvolver testes fsicos nos componentes eletrnicos do projeto.Foi designado a um outro integrante as tarefas relacionadas a programao da placa eletrnica que far o controle e gerenciamento da variao de tenso gerada pela clula de carga, alm da parte de monografia e desenvolvimento dos desenhos tcnicos das peas utilizadas no projeto. Para essas tarefas, o ambiente residencial foi adotado, por no haver necessidade de um ou mais ambientes especficos.Outras tarefas distribuidas aos integrantes estavam relacionadas a pesquisas e anlises a respeito do projeto, como busca de alternativas, estimativas de custo, facilidade de operao/manuteno, viabilidade tcnica e comercial. Para essas tarefas, o ambiente residencial tambm foi adotado, por no haver necessidade de ambiente especfico. 1.2 SITUAO PROBLEMTICAUm dos questionamentos importantes estavam ligados diretamente a segurana do equipamento ao usurio, devido a utilizao prxima ao gs de cozinha. Visando sanar este importante empecilho a execuo do projeto, foram feitos estudos que pudessem garantir a segurana do equipamento, mesmo em situaes de vazamento de gs ou falhas eltricas do prprio equipamento. Sendo assim, surgiu a necessidade de garantir que o equipamento seja totalmente vedado, a prova de penetrao de lquidos e gases, e em caso de falhas em componentes eletrnicos no interior do equipamento, no haja como fonte de calo, j que o prprio gs age como combustvel em um princpio de incndio.Outro questionamento relacionado ao projeto referente ao custo, devido o equipamento ser direcionado pincipalmente ao usurio domstico. Analisando a atual situao econmica dos consumidores residenciais, foi definido que o custo do equipamento no deveria ser alto, devido falta de interesse dos consumidores focos que so clientes residenciais. A partir deste embasamento, foram feitos estudos para melhor escolha dos materiais do projeto e fornecedores, sem comprometer a qualidade ou comprometimento de funcionalidade do equipamento.1.3 OBJETIVOSO objetivo deste projeto oferecer aos usurios de cozinhas domsticas e ou industriais uma forma simplificada de detectar quando o gs est acabando, e possibilitar que o usurio possa administrar o uso do gs conforme nvel indicado, e prevenir-se para uma recarga eminente de gs com um fornecedor de sua preferncia.1.3.1 Objetivo geralFoi detectado que frequentemente, usurios domsticos e industriais de cozinha passam grandes dificuldades quando o gs est prximo de seu trmino, muitas vezes em horrios ou situaes financeiras desfavorveis para o reabastecimento do botijo. Atravs deste problema cotidiano presente na vida de qualquer usurio de cozinha, foi desenvolvido o projeto que consiste em um simples suporte de botijo que indicar quando o gs estiver com baixa, mdia e alta quantidade. 1.3.2 Objetivo Especficosa) Possibilitar que usurios de cozinha domsticos e industriais possam prever quando o botijo de gs estiver acabando;b) Possibilitar que usurios de cozinha domsticos e industriais possam administrar melhor o consumo de gs;c) Oferecer uma soluo simples, vivel e eficaz para usurios de cozinha domsticos e industriais;d) Trazer mais conforto e segurana para usurios de cozinha domsticos e industriais no preparo de alimentos.1.4 JUSTIFICATIVADurante a fase inicial de seleo dos temas de projetos, foi possvel verificar que os integrantes da ASR focaram em escolher algo que fosse facilmente aceitvel por um pblico consumidor.O motivo de escolha do Suporte Indicador de Gs pelos integrantes da ASR, foi devido a simplicidade do projeto e a idia de trazer conforto e segurana para o pblico alvo (consumidor final).Algumas idias so complexas, ousadas e inovadoras, porm muitas vezes, a idealizao dessas idias no corresponde ao nvel de dificuldade ou sofisticao.Para a ASR, quanto mais simples e direta for uma idia, melhores so as chances de sucesso, compreenso, e, consumo.

Acreditamos que os consumidores, domsticos ou industriais, querem tornar seu dia-a-dia mais prtico, tranquilizante, livre de preocupaes ou problemas, para poderem fazer as tarefas que precisam fazer, sejam elas por motivos profissionais ou pessoais.

Todo usurio de domstico que gosta, ou simplismente necessita utilizar o fogo para cozinhar, depara-se com um problema comum, porm estressante e extremamente desconfortvel com alguma frequncia: o fim do gs de cozinha.Na maioria das vezes, o usurio trabalha no horrio diurno, e ao retornar para casa ao final da tarde (alguns casos ao incio do anoitecer), vem a necessidade de utilizar o fogo para cozinhar. nesse momento que, frequentemente, o gs simplesmente acaba.

Para os usurios industriais que necessitam utilizar o fogo para cozinhar, tambm deparam-se com o mesmo problema, sofrem o mesmo estresse e desconforto do usurio domstico, porm na maioria das vezes, a empresa/indstria dispe de botijes reservas armazenados. Outras vezes, no.

A ASR pretende eliminar, ou ao menos, aliviar este tipo de estresse e desconforto ocasionado pelo fim do gs no momento de preparo dos alimentos.

2 REVISO DA LITERATURANeste captulo, sero apresentadas explicaes resumidas sobre os componentes que integram o projeto, afim de obter-se um melhor entendimento do produto, sua funcionalidade e participao de cada componente no projeto.2.1 LEDO LED um componente eletrnico semicondutor, ou seja, um diodo emissor de luz, mesma tecnologia utilizada nos chips dos computadores, que tem a propriedade de transformar energia eltrica em luz. Tal transformao diferente da encontrada nas lmpadas convensionais que utilizam filamentos metlicos, radiao ultravioleta e descarga de gases, dentre outras. Nos LEDs, a transformao de energia eltrica em luz feita na matria, sendo, por isso, chamada de Estado slido.O LED um componente do tipo bipolar, ou seja, tem um terminal chamado anodo e outro, chamado catodo. Dependendo de como for polarizado, permite ou no a passagem de corrente eltrica e, consequentemente, a gerao ou no de luzAbaixo, uma representao simblica:

Figura 1 Esquema simblico do diodo2.2 CLULA DE CARGAClula de Carga um transdutor que utilizado para converter uma presso fsica em pulsos eltricos. Compostas por um corpo metlico que funciona como receptor da presso exercida, elas so encontradas em diversos dispositivos de medio. O corpo da clula feito de material metlico, normalmente ao carbono ou inox. O formato do corpo possibilita que quando o mesmo se deforme, gere um pulso eltrico atravs de um extensmetro, que est posicionado sobre o corpo. Extensmetro um medidor de tenso que envia um sinal eltrico, o tipo mais comum de medidor de tenso formado de um suporte flexvel isolante que suporta um padro de folha metlica.Abaixo, um exemplo esquemtico:

Figura 2 Esquema eltrico da clula de carga2.3 CI (Circuito integrado)Circuitos integrados so circuitos eletrnicos funcionais, constitudos por um conjunto de transstores, dodos, resistncias e condensadores, fabricados num mesmo processo, sobre uma substncia comum semicondutora de silcio que se designa vulgarmente por chip.Exemplo de um CI:

Figura 3 Desenho de um CI2.4 Amplificador operacional (amp op)Um amplificador operacional ou amp op um amplificador com ganho muito elevado. Tem dois terminais de entrada: um terminal designado por terminal inversor(-) e o outro identificado por terminal no inversor(+). A tenso de sada a diferena entre as entradas + e - , multiplicado pelo ganho em malha aberta:Vout = (V+ - V-).Gmalhaaberta

3 METODOLOGIANeste captulo ser apresentada a realizao do projeto, explicando os desenhos de peas mecnicas, no item 3.1, o diagrama eltrico da clula de carga, no item 3.2, diagrama de ligao da placa de circuito, no item 3.3, diagrama de bloco do funcionamento, no item 3.4, amplificador operacional, no item 3.5, e procedimentos para montagem do conjunto, no item 3.6. 3.1 DESENHOS DE PEAS MECNICASNo incio do projeto, foram elaborados diversos croquis de como deveria ser a montagem do conjunto com as respectivas peas do suporte para acoplar o gs.Buscando um design simples, prtico e familiar, o grupo resolveu criar um suporte especfico arredondado, separado por duas partes, acoplando internamente uma clula de carga, com sada via prensa-cabos do cabo utilizado para ligao na placa eletrnica, contendo os CIs e a programao.Figura 4 Desenho de conjunto

Figura 5 Lateral do suporte

Figura 6 Apoio central3.2 DIAGRAMA ELTRICO DA CLULA DE CARGAJuntamente com os croquis do suporte para botijo de gs, foram elaborados esquemas de ligao do circuito com os componentes que o integram. Obtivemos o diagrama eltrico da clula de carga atravs do fabricante, para possibilitar as ligaes.

Figura 7 Diagrama eltrico da clula de carga3.3 DIAGRAMA DE LIGAO DA PLACA DE CIRCUITOA parte lgica do projeto consiste em integrar a clula de carga, o amplificador operacional, os botes e leds ao circuito integrado juntamente com a programao inserida neste.Atravs da programao utilizada no CI e os componentes todos devidamente interligados, foi necessrio elaborar a placa de circuito contendo todas as ligaes.Aps inmeros rascunhos do diagrama eltrico final, chegou-se a elaborao da placa de circuito mais simples e econmica possvel, como mostram as figuras a seguir:(figura)Figura 8 Diagrama da placa de circuito3.4 DIAGRAMA DE BLOCO DO FUNCIONAMENTOAntes de iniciar os diagramas eltricos, foram elaborados diagramas de bloco do projeto, do incio ao fim do ciclo de funcionamento. Atravs do diagrama de bloco, foi possvel visualizar, compreender e montar o projeto de acordo com as necessidades de cada etapa.(figura)Figura 9 Diagrama de bloco do funcionamento3.5 AMPLIFICADOR OPERACIONALUma das grandes dificuldades do projeto, deu-se em conta de amplificar a tenso gerada pela clula de carga. Devido as variaes estarem por volta de 2 mV (milivolts), foi necessrio integrar ao diagrama eltrico do conjunto um amplificador operacional para amplificar a tenso para realizar o trabalho desejado (como acionar os leds de indicao de peso).(figura)Figura 10 Amplificador operacional3.6 PROCEDIMENTO DE MONTAGEMAps finalizar os diagramas eltricos de ligao dos componentes eletrnicos, e o desenho final das peas que compem o suporte de gs, foi discutido entre os membros adotar um procedimento bsico para montagem, afim de facilitar os processos.(figura)Figura 11 Procedimento de montagem

5 CONSIDERAES FINAISAqui comea seu texto....5.1 SUGESTO DE MELHORIASFoi discutido entre os membros do projeto, a busca contnua e incessante por reduzir cada vez mais o custo do projeto, afim de viabiliz-lo para mais consumidores e facilitar sua aceitao econmica.

REFERNCIASAqui comeam as referncias (coloque uma referncia em cada linha desta tabela, assim voc pode orden-las alfabeticamente sem nenhum esforo, basta selecionar as linhas onde se encontram as referncias e clicar em Tabela>>Classificar>>OK)

GLOSSRIO

APENDICE A XxxxxxxxxxxxxxTexto ou objeto....

ANEXO A XxxxxxxxxxxTexto.ou objeto..