Veículo Mecatrônico VM3 (MEC062)

Detalhes: Escrito por: Newton C. Braga

(Terceira Versão com Disparo por LASER e Circuito com SCR)

As duas primeiras versões do Veículo Mecatrônico, VM1 e VM2 fizeram grande sucesso, principalmente nas escolas onde foram adotadas como trabalho para disciplinas eletivas, feiras de ciências, cursos técnicos e mesmo escolas de engenharia onde o relatório técnica foi usado para efeito de notas. Na terceira versão que criamos a partir de 2009, um novo circuito eletrônico foi desenvolvido, melhorando bastante o desempenho do veículo nas competições. É esta terceira versão que descrevemos neste artigo.

Nas duas primeiras versões, o circuito eletrônico foi o mesmo, utilizando um transistor e um LDR para controlar o motor a partir da luz ambiente ou ainda da luz de uma lanterna. Este circuito, bastante simples, poderia ser montado numa pequena ponte de terminais, utilizando componentes comuns de baixo custo. Na figura 1 mostramos este circuito.

Ocircuito eletrônico do VM3.

O que mudou da primeira para a segunda versão foi o sistema de propulsão que passou da hélice feita com CDs para o sistema com engrenagens ou ainda elástico e polias.

Na terceira versão mudamos apenas o circuito eletrônico, continuando a parte mecânica a mesma das versões anteriores que podem ser tanto por hélice como por engrenagens ou polias. Sugerimos aos leitores que para a parte mecânica vejam os artigos MEC060 e MEC061 deste site.

O circuito Eletrônico

No VM3, o circuito eletrônico tem por elemento básico um SCR que alimentar o motor ligado em seu circuito de anodo, conforme mostra a figura 2.

Circuito completo da versão com SCR.

Neste circuito o trimpot R1 ajusta a sensibilidade ao disparo do SCR o que vai ser conseguido através de um feixe de LASER pointer.

Assim, uma vez que os carrinhos veículos estejam prontos para a largada e devidamente ajustados, ao ser dado o sinal de partida, com um LASER pointer, fazendo moimentos rápidos o competidor deve "acertar" o LDR. Quando isso ocorrer, o SCR dispara e coloca em movimento o carrinho.

Veja que basta um breve instante em que o LASER incide no sensor para que o disparo ocorra e o SCR permaneça ligado mesmo quando o LASER já não incidir mais no LDR.

Para desligar o circuito, deve-se interceptar o veículo e retirar por um momento uma das pilhas do suporte.

O SCR usado é extremamente sensível, mas causa uma pequena queda de tensão no circuito que alimenta o motor. Isso significa que o motor, na realidade, não vai operar com a potência máxima, mas mesmo assim, os carrinhos atinge grandes velocidades numa competição.

Montagem

Recomenda-se que o material para essa montagem seja fornecido na forma de kit de modo a haver uniformidade dos componentes, constando das seguintes partes:

Lista de Material

SCR- SCR 2N5064

LDR - LDR redondo comum

R1 - 220 kO ou 330 kO - resistor (vermelho, vermelho, amarelo, ou laranja, laranja, amarelo)

M1 - Motor de Corrente Contínua para 4 Pilhas

B1 - Suporte para 4 pilhas pequenas

Ponte de terminais, fios, solda

Atenção: recomende que o material do kit seja conferido ao recebê-lo. Se notar a falta de algum componente recomende avisar o professor.

Parte Mecânica

A parte mecânica do VM3 pode ser escolhida entre as diversas variações do VM1 e VM2. Assim, uma primeira possibilidade é o uso da hélice como elemento propulsor, caso em que o carrinho terá um aspecto como o mostrado na figura 3.

Opção de montagem mecânica usando uma hélice propulsora.

Veja no artigo MEC060 e nas apostilas PV008 detalhes sobre a montagem mecânica desta versão. Para ela, o motor é montado num suporte elevado (caixa de fósforos, cartucho de CDs, etc.) e a hélice cortada e dobrada a oartir de um CD.

A segunda opção é a do VM2 que usa um sistema de engrenagens como elemento propulsor. No artigo MEC061, o leitor encontrar todos os detalhes sobre a montagem mecânica desta versão assim como na apostila correspondente da série PV008. Na figura 4 mostramos detalhes desta versão.

Detalhes da propulsão por engrenagens.

Na figura 5 temos fotos de veículos montados por nossos alunos, usando este sistema de propulsão.

Veículos com propulsão por engrenagens.

A terceira versão é a que faz uso de uma polia montada com tampinhas de refrigerantes (Idéia do Prof. Flávio Bernardini), tendo por exemplo o veículo da figura 6.