Fabricação de pistões.

  Veja o processo de fabricação dos pistões utilizados em carros:

Fontes de energia renovaveis.

  Na sociedade atual, somos dependentes de recursos como petróleo e carvão para geração de energia. Estes são responsáveis pela geração de quase a metade da energia mundial e são extremamente poluentes. Mas isto está para mudar.
  Nas ultimas décadas, cientistas e governos tem investido na utilização de fontes de energia renovaveis para substituir nosso sistema atual, veja a seguir as mais utilizadas e famosas:


Energia solar:


  Praticamente inesgotável, a energia solar pode ser usada para a produção de eletricidade através de painéis solares e células fotovoltaicas. No Brasil, a quantidade de sol abundante durante quase todo o ano estimula o uso deste recurso.
  Existem duas formas de utilizar a energia solar: ativa e passiva. O método ativo se baseia em transformar os raios solares em outras formas de energia (térmica ou elétrica) enquanto o passivo é utilizado para o aquecimento de edifícios ou prédios, através de concepções e estratégias construtivas. Esta aplicação é mais comum na Europa, onde o frio demanda opções para a calefação.
  Os painéis fotovoltaicos são uma das mais promissoras fontes de energia renovável. A principal vantagem é a quase total ausência de poluição. No entanto, a grande limitação dos dispositivos fotovoltaicos é seu baixo rendimento. Outro inconveniente são os custos de produção dos painéis, elevados devido à pouca disponibilidade de materiais semicondutores.




Energia Eólica:

  A energia eólica é a energia gerada pelo vento. Utilizada há anos sob a forma de moinhos de vento, pode ser canalizada pelas modernas turbinas eólicas ou pelo tradicional cata-vento. Os especialistas explicam que no Brasil há ventos favoráveis para a ampliação dos instrumentos eólicos.

  A energia cinética, resultante do deslocamento das massas de ar, pode ser transformada em energia mecânica ou elétrica. Para a produção de energia elétrica em grande escala, só são interessantes regiões que tenham ventos com velocidade média de 6 m/seg ou superior. 

  Uma outra restrição presente no aproveitamento da energia eólica é a questão do espaço físico, uma vez que tanto as turbinas quanto os cata-ventos são instalações mecânicas grandes e ocupam áreas extensas. Todavia, seu impacto ambiental é mínimo, tanto em termos de ruído quanto no ecossistema.

Energia Hídrica:

  A energia hídrica é aquela que utiliza a força cinética das águas de um rio e a converte em energia elétrica, com a rotação de uma turbina hidráulica.

  À exceção das grandes indústrias hidrelétricas, que atendem ao vasto mercado, há também a aplicação da energia hídrica no campo através de pequenas centrais hidrelétricas (PCHI), baseadas em rios de pequeno porte. A região Centro-sul do país é especialmente propícia ao uso desse tipo de recurso.

  As pequenas centrais são capazes de suprir uma propriedade e alimentar seus geradores. Na Europa, muitos sítios e chácaras se utilizam dessas instalações como fonte alternativa.

Biomassa:

  Há três classes de biomassa: a biomassa sólida, líquida e gasosa.

  A biomassa sólida tem como fonte os produtos e resíduos da agricultura (incluindo substâncias vegetais e animais), os resíduos das florestas e a fração biodegradável dos resíduos industriais e urbanos.

  A biomassa líquida existe em uma série de biocombustíveis líquidos com potencial de utilização, todos com origem nas chamadas "culturas energéticas". São exemplos obiodiesel, obtido a partir de óleos de colza ou girassol; o etanol, produzido com a fermentação de hidratos de carbono (açúcar, amido, celulose); e o metanol, gerado pela síntese do gás natural.

  Já a biomassa gasosa é encontrada nos efluentes agropecuários provenientes da agroindústria e do meio urbano. É achada também nos aterros de RSU (resíduos sólidos urbanos). Estes resíduos são resultado da degradação biológica anaeróbia da matéria orgânica, e são constituídos por uma mistura de metano e gás carbônico. Esses materiais são submetidos à combustão para a geração de energia.

Fonte: http://www.planetaorganico.com.br/energiasrenov.htm

Fabricação de Rodas Esportivas

Este vídeo ilustra basicamente como são obtidas as rodas , alguns dos processos industriais  , o acabamento da roda (tôrno CNC , da ergomat ) , o derretimento do alumínio no forno ,o material da roda ( Alumínio , pois é mais leve por ser destinada a carros esportivos que precisão de alta velocidade) . Enfim , a fabricação das rodas passo a passo desde o lingote até o produto acabado.

OS COMPONENTES ELETRÔNICOS 3

CONTINUAÇÃO
c) Acessórios:    Os acessórios são partes de um projeto que não pertencem propriamente aos circuitos , mas que são importantes. Estes componentes sustentam partes do circuito ou fazem conexão. Temos os seguintes exemplos:

- Placas de circuito impresso:

    Os componentes eletrônicos são montados e soldados em placas de materiais isolantes , onde existem gravadas trilhas de cobre que funcionam como os fios de ligação entre estes componentes.
Elas são denominadas placas de circuito impresso. Na figura abaixo temos um exemplo de placa.

Placa de circuito impresso

   O padrão de desenho das trilhas de cobre de uma placa depende do circuito que vai ser montado.Assim sendo , para as fábricas o que se tem é um projeto e uma produção em massa da placa que vai suportar o circuito determinado em fabricação.

    Para a montagem de um protótipo , como acontece num laboratório de Mecatrônica ou por um amador , por exemplo , a placa deverá ser projetada e manufaturada individualmente.
   O projeto pode ser feito manualmente ou por meio de programas especiais existentes para essa finalidade , os quais desenham e simulam o circuito, além de desenhar sua placa.
   As placas são ,  então,  gravadas e corroídas utilizando-se kits que contêm as substâncias necessárias.
   Outra possibilidade para o projeto e montagem de protótipos é a utilização de matrizes de contatos ou placas universais , como as ilustradas abaixo.

    Na matriz de contatos , os componentes são encaixados sem a necessidade de solda e interligados com pedaços de fios. A troca de configurações é simples e uma vez verificado o seu funcionamento pode-se partir para uma montagem definitiva. Uma placa com o mesmo padrão permite transferir diretamente o projeto para uma versão definitiva com componentes soldados.
    Outros elementos acessórios são de grande utilidade , tais como:

-Suportes de pilhas
-Botões de controle
-Suportes de fusíveis
-Tomadas e conectores
-Interruptores e chaves
-Cabos de ligação
-Caixas para montagem
-Soquetes para circuitos integrados
-Radiadores de calor
-Bornes e garras jacaré

   Ao tratar dos projetos práticos é comum serem agregadas às listas de materiais alguns dos elementos acessórios.

CONCLUSÃO

O que vimos nestes posts foi apenas uma visão geral dos componentes eletrônicos usados nos projetos de Mecatrônica. Por ela ser muito abrangente e complexa, não é possível exemplificar e explicar tdos os componentes e todas as suas funções, mas é possível se ter uma idéia do funcionamento dos componentes mais comuns e simples.
   

Simulador de Protoboard.

  A Protoboard é uma placa de terminais usada para a montagem de circuitos, no entanto,as vezes é arriscado realizar a montagem nela, pois um erro poder resultar na queima de um componente. Mas existem programas que simulam o funcionamento da placa. Um deles é o Proteus 7.7 que permite a confecção de circuitos com diversos componentes e a checagem de seu funcionamento sem o risco de queimar o circuito.


  O link para download é: http://www.baixebr.org/softwares/ferramentas-pc/proteus-professional-suite-design-7-7/  e acompanha vídeo tutorial para instalação.

OS COMPONENTES ELETRÔNICOS 2

CONTINUAÇÃO

b) Componentes Ativos:

    Os componentes ativos são aqueles que podem gerar ou amplificar sinais e temos dois grupos principais.O primeiro , mais antigo e não muito usado atualmente (a não ser em aplicações especiais) , consiste daqueles que trabalham com base em tubos de gás ou vácuo , ou seja , válvulas; e o segundo (mais moderno) trata das propriedades dos materiais semicondutores , isto é , dispositivos de estado sólido.

- Transistores Bipolares:

    Os transistores são componentes formados por 3 pedaços de materiais semicondutores. Os transistores são os componentes mais importantes dos circuitos eletrônicos , pois podem gerar e amplificar sinais além de funcionar como chaves controladas eletrônicamente.

    Na figura abaixo temos os aspectos de alguns transistores comuns.

Transistor de baixa potência , destinados a trabalhar com correntes pouco intensas.

Transistor de média potência

Transistor de alta potência

 





  Os de média e alta potência são usados para controlar correntes intensas como , por exemplo , as que circulam por um motor . Estes transistores são dotados de elementos para instalação em um radiador de calor.
    O radiador de calor nada mais é do que uma chapa de metal com dobras que ajudam na transferência do calor gerado para o meio ambiente.
    Observe que os transistores possuem terminais de emissor (E) , coletor (C) , e base (B) que devem ser ligados corretamente em qualquer projeto.
      Eles são indicados por um "tipo de fábrica" como  BC548 , 2N2222 , BF 494 , TIP31 , etc...
      Para usar um trasistor é preciso ter em conta a tensão máxima , a corrente máxima e o ganho (fator de amplificação) que pode variar entre 5 e 10000.

     Na operação normal , a corrente aplicada à base do transistor controla a corrente que circula

 entre o emissor e o coletor.

- Transistor de efeito de campo:
    Um tipo de transistor muito utilizado atualmente é o FRT ou Field Effect Transistor  (Transistor de Efeito de Campo) , cujos símbolos e aspecto são ilustrados abaixo: 

Nestes transistores , a tensão aplicada à comporta (G) controla a corrente que circula entre o dreno (D) e a fonte (S).

Os pequenos transistores de efeito de campo podem ser empregados como amplificadores ou osciladores , enquanto que os maiores  podem controlar correntes muito mais intensas (de muitos ampéres) sendo , por isso , muito utilizados em controles de motores nos projetos de Mecatrônica.

    Basta aplicar uma tensão positiva de alguns volts na comporta para que a resistência entre o dreno e a fonte se reduza a uma fração de ohm e uma corrente muito intensa possa circular alimentando um circuito externo.

- IGBTs:

  Os IGBTs são transistores especiais que possuem o modo de disparo  dos MOSFETs de potência , mas conduzem a corrente como os bipolares.

    Isso os torna muito sensíveis e capazes de controlar correntes intensas.
   São muito aplicados em inversores industriais e controles de potência de máquina de todos os tipos.

- Circuitos Integrados:

    

    Em um único invólucro podem ser encontrados conjuntos de componentes já integrados de modo a formar um circuito que exerça determinada função a exemplo um amplificador , um circuito de controle , um oscilador , etc. Os dispositivos deste tipo recebem o nome de circuitos integrados e são representados por símbolos que , na verdade , apenas os dão o seu tipo e não o circuito equivalente interno.

    O uso de circuitos integrados simplifica o projeto , visto que alguns tipos podem conter centenas de transistores , resistores e outros componentes já interligados e prontos para utilização , necessitando apenas poucos componentes adicionais

  

Na figura acima exibimos os aspectos mais comuns dos circuitos integrados que podem encontrar nos trabalhos de Mecatrônica.
    Os circuitos integrados são especificados por grupos de letras e números como , por exemplo : LM555 , CA3140 , 4014 , NE567  , etc. Nas listas de materiais dos projetos , é comum acrescentar-se a função do circuito integrado , vide  timer (temporizador) , circuito lógico (CMOS ou TTL) , regulador de tensão , etc..
    Os microprocessadores e os microcontroladores são tipos especiais de circuito integrado que se destinam ao controle e processamento de informações na forma digital. Alguns microprocessadores podem conter mais de 5 milhões de transistores em seu interior.

OS COMPONENTES ELETRÔNICOS

    Começaremos com a análise dos componentes eletrônicos básicos usados nos projetos de Mecatrônica . Diferentemente do que muitos leitores possam pensar , os componentes eletrônicos básicos são os mesmos empregados na eletrônica.O modo como eles são utilizados e as configurações , é que determinam o que o circuito ou conjunto vai fazer.
    Assim sendo , os mesmos componentes usados em um robô podem ser encontrados num televisor, aparelho de som , telefone celular ou sistema de ignição eletrônica de seu carro.
    Podemos dividir os componentes eletrônicos em três categorias que serão o assunto desta postagem:

a) Componentes passivos:
   Os componentes passivos são aqueles que não amplificam nem geram sinais , sendo usados basicamente nas funções de polarização, acoplamento ou desacoplamento de circuitos.
    Nos projetos de Mecatrônica , os principais componentes passivos que vamos encontrar são:

- Resistores:
  
Os resistores têm por finalidade apresentar uma resistência elétrica , ou seja , uma oposição à passagem de uma corrente . A medida de resistência é feita em uma unidade denominada ohm (Ω).
    Os resistores mais comuns são os de carbono e os de fio de nicromo ou simplesmente "de fio" , os quais têm aspectos ilustrados abaixo.

    O tamanho do resistor está relacionado com sua capacidade de dissipar calor. Quanto mais intensa for a corrente num resistor , mais calor ele irá gerar e este calor precisará ser transferido ao meio ambiente.
    Assim , o tamanho do resistor  está relacionado com sua potência em watts (W) e não com sua resistência.
Podemos ter um pequeno resistor de 1 000 000 Ω x 1/8 W   e um "grande" resistor de 1 Ω x 10 W.    Os resistores comuns podem ser encontrados com valores de resistência que vão de fração de ohm a mais de 20 milhôes de ohm's , e com dissipações de 1/8 W a mais de 100 W.




 - Capacitores: 
   
    A finalidade do capacitor é armazenar uma carga elétrica.Neste processo , o capacitor apresenta algumas propriedades importantes que são aproveitadas em circuitos eletrônicos.  
    Os capacitores são usados como filtros , como uma espécie de reservatório de energia ou ainda como "amortecedores" , evitando que ocorram variações grandes de corrente num circuito. Outras finalidades incluem o acoplamento e desacoplamento de sinais.
    Eles são especificados pela sua capacitância (ou capacidade de armazenar cargas elétricas) que é medida em farads (F). O farad é uma unidade muito grande , assim encontramos na maioria dos casos especificações em submúltiplos como o microfarad (μF) que equivale à milionésima parte do farad ou 0, 000 001 F; o nanofarad (nF) que equivale à bilionésima parte do farad ou 0,000 000 001 F , e ainda o picofarad (pF) que equivale a trilionésima parte do farad ou 0,000 000 000 001 F.
    Os capacitores são formados por duas placas de metal , tendo entre elas um material isolante (dielétrico) que lhes dá o nome. Essas placas podem ser planas , empilhadas ou enroladas de modo a dar o formato final do componente.  Abaixo teremos alguns tipos de capacitores normalmente encontrados nos circuitos de mecatrônica. Os tipos mais comuns são os cerâmicos , poliéster e eletrolíticos. Os eletrolíticos são polarizados , ou seja , é preciso observar o pólo positivo e negativo no momento do seu uso , se forem invertidos poderão ser danificados.   

eletrolíticos

cerâmico

poliéster

    Uma outra especificação dos capacitores é a tensão máxima que podem suportar , ou tensão de trabalho , que é medida em volts e que varia entre 3 V e 1200 V , tipicamente.

- Indutores

    Os indutores (ou bobinas) são componentes formados por espiras de fio esmaltado que podem ser enroladas em uma forma sem núcleo , com núcleo de ferro ou ferrite , e que têm símbolos e aspectos mostrados abaixo: 

    Os indutores podem ser especificados pela indutância em henrys ( e seus submúltiplos como o milihenry e o microhenry) ou ainda pelo número de espiras , diâmetro e comprimento da forma , além do tipo de núcleo. Alguns indutores possuem núcleos ajustáveis para que a indutância possa ser modificada.

- Transformadores:

Os transformadores são componentes formados por duas bobinas ou enrolamentos em um núcleo ou forma comum. O núcleo pode ser de lâminas de ferro ou ferrite. O símbolo e aspecto deste componente são vistos abaixo:

    Eles são usados para alteras as características de um sinal ou ainda uma tensão alternada. O tipo mais utilizado de transformador é o denominado "transformador de alimentação" ou "transformador de força".
    Este tipo de transformador é empregado em fontes de alimentação , tanto para reduzir a tensão da rede de energia para um valor menor de acordo com a aplicação , quanto para isolar a rede de energia , evitando assim choques em quem tocar no circuito do aparelho. A energia passa de um enrolamento para o outro "por indução" de modo que não há contato elétrico entre eles. Isso permite isolar dois circuitos . Os transformadores são especificados pela tensão de entrada (primário) e tensão de saída e corrente de saída (secundário).

- Diodos

Os diodos são componentes semicondutores que conduzem a corrente num único sentido. Na figura abaixo temos os símbolos e aspectos dos diodos mais usados nos circuitos práticos de mecatrônica.

    Estes componentes podem ser especificados pela tensão e corrente máximas de trabalho ou ainda por um símbolo formado por letras e números dado pelo fabricante , como 1N4002 , 1N4148 , BA315 , SK 02 , etc..
   Os diodos possuem uma faixa em seu invólucro que permite identificar seu catodo. Existem tipos especiais de diodos que podem operar como transdutores.

- Transdutores ou sensores:

Há diversos tipos de dispositivos que podem ser usados para converter sinais elétricos em formas de energia diferentes como som , luz , etc. , e dispositivos que servem como sensores , ou seja , convertem alguma forma de energia em energia elétrica.

a) Alto-falantes : convertem energia elétrica em sons. São especificados pela impedância em ohms , potência em watts e pelo tamanho.
b) Transdutores piezoelétricos : são pastilhas de uma cerâmica especial que pode converter sinais elétricos em som ou vibrações mecânicas.

c) Lâmpadas : convertem energia elétrica em luz.
d) LEDs : são tipos especiais de diodos (diodos emissores de luz) que convertem energia elétrica em luz.

e) Motores : convertem energia elétrica em movimento e força mecânica.
f) Solenóides : convertem energia elétrica em mecânica.
g) Elementos de aquecimento : convertem energia elétrica em calor.
h) Foto-resistores ou LDRs : são sensores de luz.

i) Termistores : são sensores de calor.

j) Fotodiodos : são diodos usados como sensores de luz.

k) Chaves de mercúrio : são sensores de posição.

l) Sensores magnéticos : detectam a presença de objetos a partir de um campo magnético.

alto-falantes

LEDs

motor