Projeto Contador de Fio Eletrônico com Arduino

Projeto Contador de Fio Eletrônico com Arduino

O Projeto Contador de Fio Eletrônico com Arduino tem como objetivo desenvolver um sistema automatizado capaz de medir a quantidade de fita, fio ou outros materiais que um motor é capaz de enrolar, substituindo a contagem manual desses materiais. A solução criada utilizará um Teclado Matricial para que o usuário possa definir a quantidade de material que deseja que o motor enrole, um Display para apresentação dos dados, uma Relé para acionamento do motor e um Sensor de Contagem – Chave Óptica para Encoder 5mm e um Encoder para controle do motor.

Através do uso desses componentes, o sistema será capaz de detectar o movimento do motor e calcular a quantidade de produto processado de forma precisa e confiável, simplificando e otimizando processos que anteriormente dependiam da contagem manual desses materiais. Além disso, o projeto faz uso de habilidades cada vez mais valorizadas, como o pensamento computacional.

Com essa solução automatizada, espera-se proporcionar uma alternativa mais eficiente e precisa para a medição de materiais enrolados pelo motor, podendo ser aplicada em diversos processos industriais.

Contador de Fio Eletrônico com Arduino

Contador de Fio Eletrônico com Arduino

 

Pensamento Computacional

O pensamento computacional é um conjunto de habilidades cognitivas que permite a resolução de problemas complexos de forma sistemática e estruturada, inspirada na forma como os computadores processam informações. Algumas das habilidades que o pensamento computacional engloba incluem a capacidade de decompor problemas, identificar padrões, criar algoritmos, testar hipóteses, abstrair informações e analisar dados.

O projeto Contador Métrico foi desenvolvido pensando da seguinte forma:

  • Cada volta do disco do encoder representa uma determinada quantidade de material movida pelo motor a cada volta do encoder; pode ser representada por uma variável “X” em centímetro. Esse valor é armazenado na variável “Cm_por_voltas”.
  • A variável “Quantidade_Desejada”, também em centímetros, representa a quantidade de material que o usuário deseja que o motor enrole/puxe.
  • A variável “Voltas_Totais” é a variável que armazena a quantidade de voltas que um motor terá que dar para atingir a quantidade de material desejada pelo usuário.

Pensando desta forma é possível calcular a quantidade de voltas necessárias para atingir a quantidade desejada do material, utilizando uma fórmula.

Essa quantidade pode ser calculada utilizando a seguinte fórmula:  Voltas_Totais = Quantidade_Desejada / Cm_por_voltas

Dessa forma, será possível contabilizar de forma precisa e eficiente a quantidade de material enrolada ou puxada pelo motor.

Funcionamento Contador de Fio Eletrônico com Arduino

Funcionamento Contador de Fio Eletrônico com Arduino

 

 

Alimentação do Contador de Fio Eletrônico com Arduino

Quando desenvolvemos um projeto do zero, a alimentação é um aspecto crítico a ser considerado. Temos diversas opções de fontes de energia, como pilhas, baterias ou alimentação elétrica direta de uma tomada, que podem ser usadas dependendo das necessidades específicas do projeto.

Dentre os materiais utilizados no projeto, devemos alimentar o Arduino (com 6 a 9V) que será responsável por alimentar todos os outros componentes do projeto e o motor com a tensão na qual o motor trabalha

 ATENÇÃO!

Não é recomendado alimentar um motor diretamente através do VCC do Arduino, pois a capacidade de corrente do VCC é limitada, a tensão fornecida pode ser inadequada e o ruído elétrico do motor pode interferir no funcionamento do microcontrolador. Para evitar problemas, é necessário utilizar uma fonte de alimentação separada e um driver de motor adequado para proteger o microcontrolador e controlar o motor com precisão.

  

Funcionalidade dos Botões 

Inserir Valores:

Para inserir valores, utilize o teclado numérico para digitar os caracteres desejados.

Obs1: O sistema não iniciará se o valor inserido pelo usuário for 0 ou nulo.

Obs2: Insira no máximo 5 caracteres ou o valor 100000 (100 metros ou 100.000 Centímetros).

 

Limpar:

Para limpar os valores inseridos, faça o seguinte:

  • Se o sistema não estiver realizando a medição de algo, pressione uma vez o botão “limpar” ( * ) no teclado numérico para limpar os valores inseridos pelo usuário.
  • Se o sistema estiver realizando a medição de algo, pause o sistema pressionando uma vez o botão “pausar”, e em seguida pressione uma vez o botão “limpar” ( * ) no teclado numérico para limpar os valores inseridos pelo usuário.

 

Iniciar:

Após a inserção do valor pelo usuário, para iniciar o sistema basta pressionar o botão “iniciar”. Caso o sistema seja pausado de alguma maneira, basta apertar o botão “iniciar” novamente para retomar a contagem.

 

Pausar:

Para pausar o sistema, basta apertar o botão “pausar” uma vez.

 

Resetar:

Para resetar as variáveis, faça o seguinte:

  • Se o sistema não estiver realizando a medição de algo, pressione uma vez o botão “resetar” ( # ) no teclado numérico para resetar as variáveis.
  • Se o sistema estiver realizando a medição de algo, pause o sistema pressionando uma vez o botão “pausar”, e em seguida pressione uma vez o botão “resetar” ( # ) no teclado numérico para resetar as variáveis.

Se você pressionou o botão “resetar” por engano enquanto o sistema estava realizando a medição, basta pressionar o botão “iniciar” para despausar o sistema e continuar de onde parou. 

Controlador Projeto Contador de Fio Eletrônico com Arduino

Controlador Projeto Contador de Fio Eletrônico com Arduino

 

 

Produtos Utilizados no Projeto Contador de Fio Eletrônico com Arduino

Segue abaixo, lista de todos os produtos utilizados para o desenvolvimento do projeto: 

 

Esquema de Ligação do Contador de Fio Métrico

O esquema de ligação é um diagrama que representa como um circuito elétrico é conectado, mostrando a relação entre os diversos componentes do circuito. O esquema de ligação deste projeto é simples, mas vale frisar novamente que a alimentação do projeto deve receber uma atenção especial para que não haja problemas com o mesmo.

Esquemático Projeto Contador de Fio Eletrônico com Arduino

Esquemático Projeto Contador de Fio Eletrônico com Arduino

 

Neste esquema de ligação a alimentação do arduino não está mencionada, porém, o arduino deve ser alimentado com uma tensão de 6 a 9 volts.

 

Código de Funcionamento

Este é um código em C++ que utiliza as bibliotecas Keypad, Wire e LiquidCrystal_I2C para criar o sistema de controle desejado para o projeto. O código também inclui funcionalidades de monitoramento de status e de controle de relé para ligar e desligar o motor.

 

Bibliotecas usadas: Keypad.h / Wire.h / LiquidCrystal_I2C.h

Download Bibliotecas e Código de Programação.

 

O código possui um ponto importante que merece destaque, por isso atente-se a dica abaixo:

Linha 35

“float centimetrosPorCont = 0.5;  // Alterar para o valor em centímetros que seu motor faz por volta”

 

Neste trecho a variável em questão armazena a quantidade de material que é contabilizado por furo do disco encoder. O valor indicado no código é referente ao disco encoder de 5mm com 20 furos; altere este valor para a quantidade (em cm) que passa de material por furo do seu disco encoder. Atenção! Este valor pode variar dependendo do encoder utilizado.

O item destacado acima é de suma importância e caso não seja indicado um valor correto referente ao disco encoder pode resultar em medições incorretas.

 

Conclusão

 O projeto Contador Métrico busca proporcionar uma solução eficiente e automatizada para a medição de materiais enrolados pelo motor, que pode ser aplicada em diversos processos. Para atingir esse objetivo, o projeto utiliza um conjunto de habilidades cognitivas que permitem a resolução de problemas complexos de forma sistemática e estruturada, conhecida como pensamento computacional.

Este projeto teve muita dedicação na sua criação, sendo desde a estruturação da ideia, criação do código do zero até os incontáveis testes até que chegasse ao nível atual.

Resultado do projeto

Com o passar do tempo, aprimoramos este projeto para uso interno, aonde conta com motor de passo possibilitando um controle mais preciso, display e botões para configuração da metragem e quantas vezes repetir, servo motor para controle do cortador de fios e algumas peças de impressora 3D, que guiava o filamento, agora guia nossos cabos.

Acompanhe nossos vídeos nas redes sociais @usinainfo.

 

Você gostou deste projeto e/ou de como foi criado e estruturado?  Este projeto me trouxe diversos aprendizados e esperamos que estes aprendizados sejam transmitidos a você por meio deste artigo.

Deixe seu comentário abaixo e compartilhe comigo as suas experiências. Até a Próxima!

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ArduinoProjetos

Estudante, Estagiário e Bolsista. Cursando Técnico Integrado em Informática no Instituto Federal Farroupilha Campus Santo Ângelo.
7 Número de Comentários
  • VAGNER
    31 julho 2023 at 14:14
    Deixe seu Comentário

    Boa tarde! Onde eu consigo o projeto da estrutura?

    • Mauro Tschiedel
      17 agosto 2023 at 15:46
      Deixe seu Comentário

      Olá, Boa Tarde,
      Vamos adicionar ao artigo o arquivo da estrutura para download.

  • Tiago
    29 maio 2024 at 19:58
    Deixe seu Comentário

    Boa noite

    Baixei a programação e ao passar para o Arduino esta dando erro na linha 79, alguma sugestão?

  • Leonardo
    29 julho 2024 at 22:12
    Deixe seu Comentário

    Onde consigo o projeto da estrutura?

    • Victor Eduardo Ferreira
      31 julho 2024 at 09:58
      Deixe seu Comentário

      Bom dia Leonardo!

      Não temos este projeto disponível, ele passou por várias modificações e apenas temos para uso interno por enquanto.

  • Luiz gustavo de castro santos
    19 novembro 2024 at 10:56
    Deixe seu Comentário

    Poderia colocar as medidas da estrutura e as modificações .

    • Victor Eduardo Ferreira
      21 novembro 2024 at 10:16
      Deixe seu Comentário

      Bom dia Luiz!

      Este projeto foi apenas documentado sua fase inicial, demonstrando a possibilidade da criação de um contador automático.
      Hoje ele está bastante diferente e utilizamos internamente. Conta com motor de passo, display, servo para realizar o corte automático, conta também com algumas peças de impressora 3D para guiar o cabo, ao invés de um filamento.

      Porém não é um projeto que estamos focados criar conteúdo, ficando apenas internamente.

      Caso queira dar uma olhada na nossa versão atual temos um pequeno vídeo no instagram, que pode dar ideias para você criar o seu próprio modelo.

      https://www.instagram.com/reel/C53lihBKUdg/

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