relatório homogeneizador

DEPARTAMENTO DE CINCIAS DA ADMINISTRAO E TECNOLOGIA

ENGENHARIA MECATRNICA

TANQUE MISTURADOR VERTICAL COM ESTEIRA TRANSPORTADORA INTERLIGADARelatrio Final apresentado ao docente Professor Mestre Cristiano Minotti, da disciplina Microprocessadores e Microcontroladores do curso de Engenharia Mecatrnica, do Centro Universitrio de Araraquara UNIARA como requisito para execuo de Projeto.rea de Concentrao: Programao componente eletrnico, Automao e Controle.DISCENTES:

Fbio Bernardes 05411-017

Fernando Henrique dos Santos 05411-019

Waldeir Otaviano Filho 05411-041

ARARAQUARA 28/11/20131- TTULO DO PROJETOTanque Misturador Vertical com Esteira Transportadora Interligada

2- DEFINIO DO PROBLEMAOs misturadores so usados em aplicaes industriais, e reflete o estado da arte em tecnologia para homogeneizao e mistura de lquidos diferentes, gases, gases com lquidos e/ou slidos. A figura 2.0 apresenta o esboo e a idia do projeto. (Figura 2.0)3- DESCRIO DO PROJETO

3.1- FinalidadeO projeto define a soluo de automatizar o processo de fabricao com os objetivos de padronizar a composio do produto, reduzir problemas ergonmicos, minorar manipulao do decurso, diminuir tempo de operaes, diminuir perdas no seguimento e aumentar a lucratividade e produtividade.3.2- Aplicaes possveis:

Mistura de vitaminas em processo lcteo;

Mistura em processo de tratamento do caldo de cana;

Fermentao para produo de Etanol;4- FLUXOGRAMAA figura 4.0 descreve o fluxograma com as etapas do programa.

(Figura 4.0)4.1- Descrio do Processo

IncioSe houver nvel baixo, S1= 1, a V3 ser acionada at a drenagem completa do tanque, ou seja, at o nvel baixo: S1= 0, o tanque est vazio e disponvel para novo enchimento;

Com o tanque vazio, liga M1 que, acoplado em uma bomba, inicia o enchimento do tanque com o produto at o nvel alto: S2=1.Caso M1 esteja ligada e S2=0 por mais de 10 segundos, M1 ser desligada e o alarme de emergncia ser ativado acendendo o led1 com intermitncia de 1 segundo aceso e 1 segundo apagado. O processo permanecer parado at que seja acionado o Reset.

Seno, o tanque apresenta-se cheio, o M1 desligado e na sequncia liga V2, localizada acima do tanque, para dosagem de aditivos para mistura com o produto.Aps um tempo de 5 segundos pr-determinado para dosagem do aditivo, fecha V2. Liga M2 por 15 segundos para misturar os lquidos e homogeneizar com produto.

Aps o trmino do tempo de mistura, M2 desligado. Liga-se o motor de passo por 1 ciclo para a retirada do recipiente do processo anterior.Inicia verificao do S3: liga M3 at S3=1, havendo presena de um recipiente para coleta do produto homogeneizado. Pra-se a esteira e Liga V1 para dosagem do produto. Se S3=0, liga M3 at S3=1.

O processo volta ao incio para verificao do nvel. Fim do programa.4.2- Programa em Assembly

Segue abaixo o programa na linguagem de programa Assembly.

$mod51

;PROGRAMA HOMOGENEIZADOR COM ESTEIRA INTERLIGADA;+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

;TABELA DE EQUs

;VLVULAS SELENIDES:

V1EQUP1.0

;Vlvula 1 na porta P1.0

V2EQUP1.1

;Vlvula 2 na porta P1.1

V3EQUP1.2

;Vlvula 3 ( vlvula de drenagem) na porta P1.2

;MOTORES ATUADORES:

M1EQUP1.3

;Motor 1 (bomba d`gua) na porta p1.3

M2EQUP1.4

;Motor 2 (batedor) na porta P1.4

;INDICADOR DE ALARME:

LED1EQUP1.5

;Led1 (luz de emergncia) na porta P1.5

:SENSORES:

S1EQUP2.0

;Sensor 1 (sensor de nvel mnimo) na porta P2.0

S2EQUP2.1

;Sensor 2 (sensor de nvel mximo) na porta P2.1

S3EQUP2.2

;Sensor 3 (sensor de presena de recipiente) na

;porta P2.2

;PROGRAMA PRINCIPAL:

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

;LABEL

INSTRUES

COMENTRIOS

ORG 0h

;Inicia gravao do programa no endereo 0H

MOV P3, #0H

;Zera os 8 bits da P3 (desliga o motor de passo)

MOV TMOD, #11h;Indica os dois timers t0 e t1 com 16 bits que

;trabalharemos

JNB S1, ligarv3

;Chama subrotina de drenagem do sistema se

;sensor1=1

INICIO: CLR M1;Seta motor1/ (lgica invertida)+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

;DELAY DE 10 SEGUNDOSEMERGENCIA:

MOV R0, #0Ah

;Timer de 10 seg de seguranca do motor 1C10SEG:

MOV R1, #14h

;Executa 20 vezes o timer de 50ms = 1seg ms0:

JNB S2, SALTO;Salta para subrotina salto se s2/ estiver desligado

MOV TH0, #03Ch;Carrega o nibble alto do timer 0 com o valor 3CH

MOV TL0, #0B0h;Carrega o nibble baixo do timer 0 com o valor B0h

SETB TR0

;Inicia a contagem do timer 0

JNB TF0,$

;Aguarda o trmino da contagem do tempo

CLR TF0

;Zera tf0 para nova utilizao do timer 0

DJNZ R1, ms0

;Decrementa r1 e salta para ms0 se r1 no for zero

DJNZ R0, C10seg;decrementa r0 e salta para c10seg se r0 no for

;zero

CLR TR0

;desliga o timer 0

JB S2, PISCALED;se S2/ estiver setado, salta para subrotina para

;piscar o led de emergnciaSALTO:

SETB M1

;Seta M1/ (desliga motor 1)

CLR V2

;Seta Vlvula 2 (lgica invertida pela porta not

;externa)+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

;DELAY DE 5 SEGUNDOS:

MOV R0, #5h

;Timer de 5 seg

C1seg:

MOV R1, #14h

;Executa 20 vezes o timer de 50ms = 1segms1:

MOV TH0, #3C

;Carrega o nibble alto do timer 0 com o valor 3CH

MOV TL0, #0B0h;Carrega o nibble baixo do time r 0 com o valor B0H

SETB TR0


JNB TF0,$


CLR TF0


DJNZ R1, ms1


DJNZ R0, C1seg;Decrementa r0 e salta para c1seg se r0 no for zero

CLR TR0

;Desliga o timer 0

SETB V2

;Desliga vlvula 2 (not)

CLR M2

;Seta o motor 2 (not)+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

;DELAY DE 15 SEGUNDOS:

MOV R2, #0Fh

;Timer de 15 segundosC2seg:

MOV R3, #14h

;Executa 20 vezes 50ms = 1segms2:

MOV TH0, #03Ch;;Carrega o nibble alto do timer 0 com o valor 3CH

MOV TL0, #0B0h;Carrega o nibble baixo do timer 0 com o valor B0H

SETB TR0


JNB TF0, $


CLR TF0


DJNZ R3, ms2


DJNZ R2, C2seg;Decrementa r2 e salta para c2seg se r2 no for zero

CLR TR0

;Desliga o timer 0

SETB M2

;Desliga o motor 2(not)

SJMP LIGAMP ;Salto incondicional para subrotina ligamp (Liga MP) +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

;SUBROTINA DE TESTE DE SENSOR DA ESTEIRATESTECOPO:

JB S3, LIGAMP

;Testa s3/ e salta para ligamp se estiver ligado

CLR V1

;Seta vlvula 1 (not)

JNB S1, $

;Aguarda o esvaziamento do reservatrio at S1/=1

SETB V1


SJMP INICIO

;Salto incondicional para reincio do programaligarv3:

CLR V3

;Liga vlvula 3 (not)

JNB S1, $

;Aguarda a drenagem do reservatrio at s1/=1

SETB V3


RET

;Retorno de subrotina

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

;SUBROTINA DE ALARME

PISCALED:

MOV R4, #02H

;Subrotina do indicador de problema no sistema

;acende o led por 1 seg e apaga por 1 seg

SETB M1

;Desliga motor 1 (not), pois h algum problema no

;sistema

CLR LED1

Liga o led1 (not)

SJMP CONTA1

;Salto incondicional para rotina de tempo de segAPAGALED:

SETB LED1

;Apaga o led1CONTA1:

MOV R1, #14h

;O temporizador ser executado 20 vezes 50ms=1segms3:

MOV TH1, #3Ch;Carrega o nibble alto do timer 1 com o valor 3CH

MOV TL1, #0B0h;Carrega o nibble baixo do timer 1 com o valor B0H

SETB TR1


JNB TF1,$


CLR TF1


DJNZ R1, ms3


DJNZ R4, APAGALED;decrementa r4 e salta para apagaled se R4 no for

;zero

CLR TR1

;Desliga o timer 1

SJMP PISCALED;Salto incondicional para a subrotina piscalED

;programa fica travado no sinal de alerta para reparo

;no sistema

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

;SUBROTINA DE ACIONAMENTO DA ESTEIRA

LIGAMP:

MOV R5, #0B4H;Subrotina de acionamento do motor de passo

MOV A, #11H

;Acc recebe o valor 00010001 binriopasso:

MOV P3, A

;Move o valor do acc para a porta 3

RL A

;Rotaciona o valor do acc esquerda

MOV TH0, #0AEh;Carrega o nibble alto do timer 0 com o valor AEH

MOV TL0, #9Fh;Carrega o nibble baixo do timer 0 com o valor 9FH

SETB TR0


JNB TF0, $


CLR TF0


DJNZ R5, passo;Decrementa r5 e salta para passo se r5 no for zero

CLR TR0

;Desliga o timer 0

MOV P3, #0H

;Move o valor de 0h para a P3, desligando o motor de

;passo

SJMP TESTECOPO;Salto incondicional para a subrotina de Deteco de

;recipiente

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

END

;Fim do programa4.3- Clculos

4.3.1- Clculo do deslocamento da esteira para cada rotina executada do Motor de Passo

Dados:*Para cada rotina, o motor de passo gira 3,75 voltas;

*A engrenagem do Motor de Passo possui 16 dentes;

*A engrenagem do eixo da esteira possui 60 dentes;

*O rolo da esteira possui 15mm de dimetro.

Temos que:

A equao 4.0 demonstra a relao entre a engrenagem da esteira e a engrenagem do Motor de Passo:

dentes(Equao 4.0)Sendo:A velocidade do Motor de Passo de , ento:

A equao 4.1 descreve a velocidade da engrenagem da esteira :

= no total de

(Equao 4.1)Temos:

Na equao 4.2 temos o clculo do deslocamento:

Deslocamento = x D = x 15 =

(Equao 4.2)4.3.2- Clculo do comprimento da esteira

Temos aproximadamente 500 mm de comprimento da esteira (figura 4.4), tendo a equao 4.3 o clculo das posies. = 10,61 posies

(Equao 4.3)

(Figura 4.4)

So 10 posies na parte de cima e 10 em baixo, obtendo 20 posies com o comprimento da correia: CC = 20*47,124 ; Cc = 942,48mm

4.3.3- Clculo dos valores dos Temporizadores

N =

N =

fcristal = 12MHz =

Tdesejado = 50 ms =

N = 50000 ciclos de mquina

(Equao 4.5)

A equao 4.5 e 4.6 demonstram o clculo dos temporizadores.65536d 50000d = 15536d

15536d = 3CB0h

(Equao 4.6)Portanto:Para 50ms,

Para 10 segundos, executa-se 20 vezes a rotina de 50ms obtendo 1 segundo, aps isso, executa-se 10 vezes a rotina de 1 segundo obtendo, finalmente, os 10 segundos desejados.

4.3.4- Clculo do tempo entre cada passoUtilizando um Motor de Passo com 48 passos por volta, temos o tempo de cada passo na equao 4.7 , 4.8 e 4.9:

Tdesej = = 0,0208333s(Equao 4.7)

fcristal = 12MHz

Sendo:

N = = 20833 ciclos mquina

(Equao 4.8)

Ento: 65536d 20833d = 44703d = AE9Fh

(Equao 4.9)

Portanto:

Para 0,0208333s,

5- DESCRIO DO HARDWARE5.1- Diagrama de Blocos

(Figura 5.0)

O diagrama acima apresenta o microcontrolador que ser trabalhado: recebe-se os sinais de entrada S1, S2 S3 ou Reset, e ser fornecido sete sinais de sada para acionamentos dos motores (M1, M2 e M3), as vlvulas (V1, V2 e V3) e o LED1 que ser a indicao de alarme de acordo com o programa proposto.5.2- Lista de ComponentesA figura 5.1 nos mostra a lista de componentes utilizados no projetoDescrioQuantidade (unidade)

C AT89C511

Capacitor cermico 33pF2

Capacitor eletroltico 10 F1

Chave Tactil TSY66433

Cristal 12 MHz1

Led cor branca 5mm6

Led cor vermelha 5mm1

Porta Lgica NOT 74C041

Protoboard1

Resistor 8,2 K1

Resistor de 10 K11

Resistor de 1K3

Resistor de 3307

Resistor de 8K1

Soquete ZIF 40 pinos1

Transistor BCS5487

Transistor TIP122

4

Rel1

(Figura 5.1)5.3- Diagrama EltricoA figura 5.2 apresenta o diagrama eltrico:

(Figura 5.2)5.4- Diagrama Eltrico na ProtoboardA figura 5.3 apresenta a ligao dos componentes na protoboard.

(Figura 5.3)5.5- Maquete ilustrativa do ProjetoFoi montada uma maquete (Figura 5.4) conforme proposto no programa, demonstrando o funcionamento e simulando o processo:

(Figura 5.4)6- CRONOGRAMA

O cronograma abaixo representa as etapas das atividades desde o incio do projeto at a concluso e entrega.

7- CONCLUSO Ao trmino do Projeto, pode se observar que conforme estudado em sala de aula, o uso do microcontrolador 8051 apresenta uma soluo mais acessvel em funo do baixo custo e facilidade de uso. Possui muita documentao disponvel em livros e na internet, servindo de base para muitos outros microcontroladores.A linguagem de programao utilizada Assembly retratou os estudos em sala, melhorando o raciocnio e compreenso sobre computadores. No existe nada automtico, o programador vai idealizar e controlar tudo.

Houve dificuldade para encontrar os componentes da lista, gerando atraso no cronograma. Esse atraso no comprometeu o projeto final, mas fica um ponto importante para projetos futuros.

Sabe-se que o microcontrolador indispensvel para a engenharia devido sua grande rea de aplicao e versatilidade. Foi citado exemplos de aplicao do projeto, mas tambm foi aprofundado o conhecimento sobre o microcontrolador em outras aplicaes. Nas pesquisas realizadas, foi descoberto vrias aplicaes em automao industrial, telefonia celular e aparelhos eletrnicos domsticos.

Nota-se que a maioria das pessoas passa despercebidas e no conseguem identificar a vasta presena da aplicao dos microcontroladores que em grande parte, est em uso nas tarefas cotidianas. Isso impacta muito para empresas que buscam cada vez mais a inovar nas suas aplicaes e economizar com danos em equipamentos montados por operaes manuais.Considerado um dispositivo simples, torna-se um desafio a busca pelo conhecimento de outros elementos que executa as funes do microcontrolador e ainda outras funes desconhecidas.

Sabe-se que houve avano das linguagens e dos componentes eletrnicos programveis, mas este projeto agregou valor no requisito de abrir a mente para entender o funcionamento de aparelhos de uso simples e de uso complexo. A diferena ser a busca pelo conhecimento que cada participante se propuser no alcance de um profissional de alto desempenho.

Para implementao e mostra da real da aplicabilidade de um sistema microcontrolado, foi montado uma maquete. Essa maquete props um avano pessoal devido s vrias pesquisas na rea de atuao destes equipamentos eletrnicos. At mesmo o uso do networking para futuros contatos profissionais.

No prottipo foi dado nfase a execuo do programa proposto e assim estendeu o conhecimento em outros componentes na aprendizagem de sua instalao e compatibilidade com o kit escolhido.

Este projeto apresentou a programao mais detalhada da automao de um Tanque Misturador Vertical com Esteira Transportadora Interligada. Houve uma satisfao notando que a aplicao do conhecimento na carteira da sala de aula foi expandida para uma prtica real. Nesse trabalho, priorizou-se a busca por uma soluo que fosse usual na rea da indstria, como foi realizado, e na rea do comrcio, vindo poder ser usado numa mquina de caf expresso Para trabalhos futuros, sugere-se que sejam realizados adaptaes no programa visando adequ-lo para condies de segurana e gerao de alarme para o operador em um supervisrio, tornando um projeto mais verstil e um conhecimento mais detalhado ainda dos componentes e programao. Isso amplia a aplicao e faz com que o seu custo-benefcio seja maior e criticidade para outros processos aumente sua atuao.Portanto, o trabalho props um desafio maior do que apresentado na sala, mas sabe-se que h pontos na programao que poderiam ter sido melhorados. Mas atendeu as expectativas, havendo um contentamento e amadurecimento para almejar grandes projetos8- REFERNCIA BIBLIOGRFICAABNT (ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS) Informao e Documentao - Referncias -Elaborao. Rio de Janeiro, 2002. Disponvel em: < http://www.justicaeleitoral.jus.br/arquivos/tse-norma-abnt-6023>. Acesso em: 23 de set. 2013.

ABNT (ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS) Informao e documentao Trabalhos Acadmicos Apresentao. Rio de Janeiro, 2011. Disponvel em: < www.direitouerj.org.br/2005/download/outros/ABNT_NBR14724.pdf>. Acesso em: 23 de set. 2013.

NERYS, Jos Wilson Lima. Microprocessadores e Microcontroladores. Goinia, 2009. Disponvel em: . Acesso em: 18 de set. 2013.

RASTEIRO, Maria da Graa (Coord.). Portal de Laboratrios de Virtuais de Processos Qumicos: Metodologias e Estratgias. Disponvel em: < http://labvirtual.eq.uc.pt/siteJoomla/index.php?Itemid=170&id=75&option=com_content&task=view#2>. Acesso em: 17 de set. 2013. GIMENEZ, Salvador Pinillos. Microcontroladores 8051. So Paulo: Pearson Education do Brasil, 2002. 253p.

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relatório homogeneizador

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