Esteira Arduino com Driver Controlador – Projeto de automação para Controle de Fluxo.

A Esteira Arduino com Driver Controlador é um produto desenvolvido com o intuito de possibilitar a elaboração de protótipos dos mais diversificados, podendo ser aplicada como elemento de menor escala em projetos industriais e como elemento de controle de fluxo para projetos makers.

Esteira Arduino no Controle de Fluxo

Esteira Arduino no Controle de Fluxo

Em projetos anteriores a Esteira já havia sido utilizada como elemento de controle de itens através da utilização de um Sensor Ultrassônico e um display apenas, visando proporcionar um projeto mais completo de maior aplicabilidade algumas alterações foram feitas.

O primeiro Projeto de Esteira Arduino você encontra através do seguinte link:

Esteira Arduino: Projeto Robótico para Controle do Fluxo de Produtos

Através do presente projeto será possível controlar o motor, inserir interrupções a cada passagem de item e exibir a quantidade de itens através do display I2C, posteriormente será possível controlar também a velocidade do motor e demais comandos através do mesmo.

 

Alterações no Projeto Esteira Arduino

Visando melhorar o projeto e as suas funcionalidades, desde o modelo anterior desenvolvido para este mesmo blog, algumas alterações foram desenvolvidas e consequentemente alguns produtos foram adicionados.

As melhorias envolvem o sistema de alimentação, o sistema de visualização de dados e o sistema de controle do motor DC. Com estas mudanças incrementaram-se algumas funções e possibilitou-se o desenvolvimento de diversas outras.

 

Sistema de Alimentação da Esteira Arduino

O sistema de alimentação utilizado anteriormente contava com a necessidade de fontes de alimentação isoladas para o Arduino e para o Motor DC, uma vez que o Arduino era alimentado através de cabos USB e o Motor era alimentado através de uma fonte de alimentação externa e até mesmo um adaptador P4.

No atual projeto, centralizaremos todo o funcionamento da Esteira Arduino para Controle de Fluxo em um Extensor de Portas de Alimentação, através deste iremos realizar a Alimentação do Arduino, do motor e dos sensores e módulos utilizados no projeto.

Sistema de Alimentação Esteira Arduino

Sistema de Alimentação Esteira Arduino

Com estas melhorias, diminui-se a quantia de produtos e possibilitou uma maior autonomia a esteira, excluindo a necessidade de um computador e uma porta USB para alimentação do microcontrolador e consequente funcionamento.

 

Sistema de Visualização de Dados da Esteira Arduino

O sistema de visualização de dados foi atualizado para melhorar a sua instalação e utilização junto aos demais componentes, na versão anterior utilizava-se um Display LCD 16×2 diretamente conectado ao Arduino, agora para reduzir as conexões e ampliar as possibilidades integrou-se ao display um adaptador I2C.

Caso deseje maiores informações quanto a diferença no sistema de funcionamento de cada um destes modelos, você encontra através do seguinte artigo:

Projeto Arduino com Display LCD e Adaptador I2C

A principal diferença, porém baseia-se no sistema de desenvolvimento do código e no seu esquema de conexão uma vez que utiliza-se de apenas 4 fios, dois para alimentação e dois para comunicação e ainda dispensa a utilização de potenciômetros.

 

Sistema de Controle para Motor DC da Esteira Arduino

Um dos grandes avanços entre s projetos é a inclusão de um Driver Controlador para Motor DC, um módulo que possibilitou um controle amis preciso da esteira e possibilitou também possíveis interrupções e demais comandos.

O sistema de funcionamento do Driver é bastante simples, ao contar com apenas um pino de sinal ele possibilita o controle PWM de velocidade e a alteração de estado HIGH e LOW do motor, porém não possibilita a inversão do sentido de rotação.

Para melhor compreensão do sistema de funcionamento do drive, segue abaixo uma imagem com indicações de conexão:

Conexões do Driver Controlador IRF520

Conexões do Driver Controlador IRF520

Como vemos acima, temos dois bornes para a conexão do motor DC, os pinos V+ e V-, os quais podem ser invertidos manualmente para alterar o sentido de rotação do motor caso seja preciso. Ao lado, os outros dois bornes são utilizados para a alimentação do motor antes da conversão feita pelo Driver (Vin é a abreviação V input, ou seja, tensão de entrada) e vão conectados ao Extensor de Portas de Alimentação.

Junto ao módulo existem também três pinos específicos para controle através do Arduino, os pinos VCC e GND são responsáveis pela alimentação e vão conectados também junto ao Extensor de Portas de Alimentação enquanto que o pino SIG é o pino digital e vai conectado diretamente ao Arduino.

 

Produtos Utilizados na Esteira Arduino com Driver Controlador

Abaixo você encontra a listagem de todos os produtos utilizados no decorrer do desenvolvimento do projeto, permitindo que possa comprar apenas os itens que ainda não tiver de forma avulsa. Caso queira adquirir um kit com todas as peças já inclusas, pode optar pela Esteira Arduino em MDF Completa.

Placa Uno R3 + Cabo USB para Arduino;

Esteira Arduino em MDF para Projetos;

Sensor Ultrassônico de Distância HC-SR04;

Driver Controlador para motor DC – IRF520;

Display LCD 16×2 I2C com Fundo Verde;

Extensor de Portas 0 a 6V 10 Saídas com Jack P4 – EPX10;

Motor DC 3-6V 80RPM com Caixa de Redução e Eixo Duplo 120:1;

– 11 Jumper Premium para Protoboard Macho-Fêmea 20 cm;

– 6 Jumper Premium para Protoboard Fêmea-Fêmea 20 cm;

Fonte de Alimentação Chaveada 5VDC 1A.

 

Vídeo de Demonstração Esteira Arduino

 

Esquema de Ligação da Esteira Arduino com Driver Controlador

O esquema de ligação da Esteira Arduino com Driver Controlador torna-se parcialmente complexo uma vez que utiliza diversos pinos de alimentação, porém a utilização de um display I2C diminui esta complexibilidade e proporciona junto ao Extensor de Pinos para Alimentação uma experiência bastante tranquila.

Esquema de Ligação da Esteira Arduino com Driver Controlador

Esquema de Ligação da Esteira Arduino com Driver Controlador

Normalmente nos obrigamos a utilizar uma protoboard para expandirmos a alimentação do Arduino mas nos limitamos pela corrente do mdesmo, que mostra-se insuficiente para projetos que utilizam motores DC e Servos motores, porém ao utilizar o Extensor comercializado pela Usinainfo solucionamos este nosso problema e possibilitamos a utilização de uma única fonte de alimentação para o nosso projeto.

 

Código de Funcionamento da Esteira Arduino com Driver Controlador

O código de funcionamento da Esteira Arduino com Driver Controlador é bastante simples quando comparado a muitos outros procedimentos, o código abaixo conta com todas as variáveis necessárias assim como possui as principais variáveis comentadas para auxiliar na sua compreensão.

Para o desenvolvimento do projeto e para que possamos carregar o código junto ao Arduino precisamos de três bibliotecas, uma delas, a Wire.h já vem instalada originalmente junto ao software Arduino, a biblioteca LiquidCrystal_I2C.h por sua já é bem bastante conhecida por quem acompanha os artigos que posto continuamente, porém caso ainda não tenha ainda, segue local para download:

LiquidCrystal_I2C.h – DOWNLOAD AQUI.

A terceira biblioteca utilizada e a responsável por auxiliar no funcionamento do sensor ultrassônico é a NewPing.h, através desta e das demais mencionadas acima seremos capazes de realizar o perfeito funcionamento da esteira.

NewPing.h – DOWNLOAD AQUI.

Após carregar o código junto ao Arduino, a Esteira e os demais componentes estarão prontos para realizar a contagem de itens que irão passar pelo sensor ultrassônico e consequentemente exibir este valor através do display I2C. Sempre que um objeto for identificado, o motor irá parar por um período de meio segundo e após isto continuar seu funcionamento até que outro objeto seja identificado.

 

Conclusão

O presente projeto possui uma funcionalidade bastante simples, porém demonstra que processos industriais os quais consideramos tão complexos, por vezes podem ser desenvolvidos e replicados de forma a desmistificar nossos pensamentos. Aqui, simulamos o funcionamento de uma esteira com sensores de presença, a qual apresenta uma resposta mecânica e de comutação a cada objeto verificado.

Além dos processos já instalados junto a Esteira Arduino, muitos outros podem ser incluídos como a possibilidade de parada total após a passagem de n produtos, a velocidade da esteira variar de acordo com a quantia de produtos verificados, lembrando que através do Driver incluído neste projeto podemos controlar a velocidade, a parada e o movimento do Motor, exceto o seu sentido de rotação.

Não esqueça de deixar o seu comentário dizendo do que achou deste projeto, deixe sua sugestão para melhorias do mesmo e as dúvidas que tiver durante o seu desenvolvimento. Espero que tenham gostado e lhes seja útil.

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Arduino

Mecânico de Manutenção com Experiência em Sistemas Embarcados, Automação e Desenvolvimento de Projetos; Graduado nos Cursos de Matemática - URI e Física - UFFS.
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