Projeto GoldenEye

O esforço que fizemos para que esse trabalho funcionasse foi gratificante. Ver o protótipo se movimentando de acordo com a luz foi como um troféu para nossa equipe. O desenvolvimento do projeto nos fez aprender muito sobre eletrônica. As discussões e os brainstorms possibilitaram uma experiência para trabalhos em grupo que levaremos para nossa carreira profissional.

Apresentamos nosso o GoldenEye aos professores e assistimos a conclusão das outras equipes que também mostraram bons trabalhos sobre robótica, bioeletrônica, transmissão de dados via rede elétrica e a estufa.

Esperamos que algum dia nosso projeto possa ser fabricado em escala industrial e, assim, possamos contribuir para um planeta mais sustentável.

Semana de esclarecimentos

Com o decorrer do projeto surgiram diversas dúvidas que foram sanadas ao longo desta semana. Primeiramente, reunimos o grupo e realizamos brainstorms. Posteriomente, buscamos esclarecimentos e soluções com os professores do setor de Eletrônica e em sites do ramo disponíveis na internet.
Mesmo que apenas no campo teórico podemos afirmar que o projeto obteve um avanço extremamente considerável.

Circuito feito no Eagle

Este é o esquema do circuito de controle do movimento dos motores do GoldenEye.

Imprimiremos o circuito dupla-face na placa de cobre para posterior corrosão e, ao final, serão soldados

os componentes.

Trabalhando com o Eagle

Esta semana usamos o software adequado para elaborar o layout de placas de circuito impresso.
O programa utilizado foi o Eagle.

Durante a elaboração, trabalhamos na adequação e posicionamento físico dos componentes sobre a placa, de modo a facilitar a passagem das pistas, montagens, fixações mecânicas e outros quesitos associados. Um ponto importante era que não poderíamos deixar trilhas muito próximas para que não houvesse curto-circuitos.
Também trabalhamos na placa do circuito do fim de curso e decidimos fazê-la de forma independente da placa com o circuito principal.

Diagrama de blocos

Sensores LDR: Responsáveis por detectar a incidência luminosa por meio de sua resistência variável sendo conectados ao circuito de comparação. Na montagem final, os quatro sensores serão posicionados de maneira a, com a sombra proporcionada pelos raios de luz incidentes, possuírem sempre uma diferença de incidência até que o aparato encontre a posição ideal.

Ponte balanceada: Os quatro resistores associados possuem valores conhecidos, o que não é o caso da incidência luminosa. Sendo assim, aplica-se uma diferença de potencial ao circuito resistivo. Quando a corrente é nula, considera-se a ponte balanceada. Quando não, realiza-se a aferição pelo LDR e o sensor que fornecer a menor corrente a envia para o ampop que pertence ao circuito comparador.

Circuito de comparação: Composto por 2 ampops, 6 diodos e alguns resistores, ele tem a função de comparar os sinais através do sistema de ampop.

Motor: Sua função é rotacionar tanto o eixo vertical quanto a plataforma que comporta a placa fotovoltaica, os sensores LDR e parte do circuito. Esta rotação é controlada pelo circuito comparador.

Placa Fotovoltaica: Gera uma ddp ded acordo com a incidência luminosa. É voltada para o Sol sempre na posição em que esta é maior.

Projeto GoldenEye

Voltamos ao trabalho

Depois do merecido descanso, voltamos com força total.
Ainda não resolvemos plenamente como faremos para impedir que a placa não bata contra anteparos. O mais provável é utilizarmos chaves "fim de curso" que serão acopladas ao circuito para que a partes móveis não se choquem.

Pausa para descanso

Esta semana, terminamos de montar o robô como o que foi projetado inicialmente e ele já responde à luz que incide sobre ele. Ainda falta implantar as chaves fim de curso para limitar os movimentos dos motores do robô para evitar choques dos componentes com o chão e também o enroscamento dos fios do circuito. Dentro do laboratório utilizando luzes de lanternas para testes, o sistema já funciona perfeitamente, mas ainda não foi possível o teste com a luz do Sol. Este fato traz dúvidas sobre a disposição final dos sensores LDR e também se teremos que alterar o circuito para aumentar ou diminuir a sensibilidade destes.

Depois do trabalho intenso na pesquisa e montagem do projeto, ficaremos 2 semanas de férias e alterações mecânicas no robô não poderão ser efetuadas, mas continuaremos pesquisando sobre as possibilidades de trabalho dentro do nosso projeto, o GoldenEye.

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Primeiro vídeo do GoldenEye funcionando

para ver em tela inteira clique aqui

Registro em vídeo da operação do protótipo do nosso projeto.

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Primeiras fotos do GoldenEye funcionando

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Fotos do 2 motores e do circuito na protoboard funcionando.
Para ver a lista de materiais completa clique aqui.
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GoldenEye já identifica onde está o Sol

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Esquema do circuito responsável pela alteração da
rotação dos motores devido à incidência luminosa.
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Plano de Ação

Projeto GoldenEye
O Plano de Ação descreve o caminho que se pretende seguir para desenvolver as diversas etapas do projeto. Isso inclui a descrição detalhada atividades, tarefas, responsáveis, prazos, custos, possíveis dificuldades, recursos necessários (material, e financeiro) e aquilo que será necessário para a realização do projeto, incluindo as referências para estudo, pesquisa teórica, etc.

Atividade e tarefas
Na primeira semana foi decidido pelos integrantes do grupo a construção do projeto GoldenEye, bem como o planejamento da estrutura e a realização de discussões sobre o circuito e sobre o algoritmo do programa. Na segunda semana iniciou-se a montagem da parte mecânica com a escolha dos motores envolvidos e a confirmação da estrutura. Também foi iniciada a montagem do circuito eletrônico na protoboard, sua efetivação dependerá de testes posteriores.
A partir da próxima semana serão realizados estudos mais profundos sobre o uso do PIC e as próximas realizações serão postadas no nosso blog.
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Responsáveis (veja e-mails)
Alexandre Joanes
Eduardo Ansaloni
Francisco Seniuk
Henrique Bracarense
Isabela Caroline

Prazos
O apresentação do trabalho será no Dia da Amizade do Coltec que será realizado no dia 25 de outubro de 2009. Planejamos concluir a estrutura mecânica na primeira quinzena de Julho. A conclusão do circuito eletrônico e da parte concernente à programação está prevista para a primeira semana de outubro.

Custos
Primariamente o nosso projeto não terá custos elevados já que a maior parte dos materiais foi obtida por meio de doação. Caso seja disponibilizada alguma verba para o projeto, iremos utilizá-la na compra de uma placa fotovoltaica com maior eficiência e um super-capacitor.

Possíveis dificuldades
A dificuldade primária concerne a obtenção e o uso efetivo da placa fotovoltaica, bem como a sustentabilidade do projeto. Além disso, os LDRs podem não funcionar corretamente pois sua sensibilidade varia consideravelmente chegando a diferença de cerca de 20%. Ainda pode haver a necessidade de utilizar-se Microcontrolador PIC para coordenar as operações do circuito sendo devidamente programado.

Material
Estrutura

• Placa de compensado 30x30 cm (mesa de sustentação da placa fotovoltaica)
• Placa de MDF 50x50cm (base do aparato)
• Haste de Madeira 3x1,5x30 cm

Motores (veja fotos)

• Motor Bosch de limpador de para-brisa, 12V / 1,5A
• Motor TH reduzido, 12V / 0,5A

Componentes

• Placa Fotovoltaica
• Microcontrolador PIC
  
• 4 Amplificadores Operacionais TL071
• 4 Transistores 2N3055
• 4 Dissipadores de calor
• 4 Placas de Mica
  
• 4 LDR (Light Dependent Resistor = Resistor Variável Conforme Incidência De Luz)
• 4 Resistores 4,7Ω
• 4 Resistores 2k2Ω
• 8 Diodos
• Placa de Circuito Impresso
  

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Estamos Motorizados

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Já conseguimos os 2 motores que serão usados no nosso projeto
o maior é um Bosch, usado em limpadores de para-brisa,
que será usado na base do GoldenEye e o outro que
ficará na parte de cima, ambos operam em Corrente Contínua 12V.

Como funciona um motor elétrico
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Esquema do GoldenEye

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A estrutura inicial do projeto diz respeito a 2 motores
dispostos perpendicularmente um ao outro para que
possa realizar os quatro movimentos fundamentais para
movimentar a célula fotoelétrica de modo a deixá-la
numa posição de melhor incidência dos raios solares.
Acima está a imagem do primeiro esquema feito em
computador usando-se o programa Paint.

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O Nome do Projeto

Buscando nomear o projeto, o grupo discutiu sobre os possíveis nomes.
Primeiramente, o projeto foi batizado de Girassol mas pouco depois teve o nome alterado. A ideia veio de um filme do agente 007, James Bond.
No filme 007 - Um Novo dia para morrer (Day Another Die) de 2002 havia um satélite chamado Icarus que era capaz de concentrar a energia solar em uma pequena área e proporcionar sol durante todo o ano, para o desenvolvimento das culturas.
Por fim, o nome escolhido foi o de um satélite que acabou nomeando outro filme da série do Agente Secreto, o GoldenEye, que no filme é capaz de provocar pane em qualquer circuito eletrônico no mundo. Mas no nosso projeto, o GoldenEye é usado para uma boa causa, com o objetivo de prover um melhor aproveitamento da energia solar.

Projeto GoldenEye

eletronica.coltec@gmail.com

Grupo:
Alexandre Joanes (eletronica.coltec@gmail.com)
Eduardo Ansaloni (eduardoansaloni@yahoo.com.br)
Francisco Seniuk (franciscosseniuk@yahoo.com.br)
Henrique Bracarense (hbracarense@hotmail.com)
Isabela Caroline (isabelaribeiromadden@hotmail.com)

Alunos do Curso de Eletrônica
3o ano do Colégio Técnico da UFMG

Professores:
Alberto G. Figueiredo (albgont@gmail.com)
Adriano B. da Cunha (adborgesc@gmail.com)
Eduardo F. Barbosa (eduardo@tecnologiadeprojetos.com.br)
Fábio Laboissière
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Projeto GoldenEye

O projeto baseia-se no melhor aproveitamento possível da energia solar, a partir de um sistema formado por uma foto-célula que se movimenta de acordo com a posição do sol durante o dia, colocando a área desta sempre perpendicularmente aos raios de sol. Esta alternativa surge como uma forma de se otimizar o processo de geração de energia elétrica com recursos naturais. Em residências comuns grande parte da energia não é realmente utilizada, pois com a mudança da posição do sol durante o dia, a incidência de luz sobre as placas varia continuamente, e como consequência a quantidade de energia elétrica que pode ser produzida também. Com este projeto visamos assim solucionar este problema e proporcionar aos que possuem este mecanismo como obtenção de energia um maior rendimento.
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Por que o girassol gira com a luz do Sol?

Esse movimento permite à flor capturar mais luz para realizar a fotossíntese

Antigamente, um dos quesitos que diferenciava o reino animal do vegetal era a presença de movimento. Assim: caso se mexesse por iniciativa própria, era animal; se não se mexesse, vegetal. Essa forma de diferenciação foi abandonada porque hoje sabemos que muitas plantas são capazes de se movimentar inteiramente ou apenas algumas de suas estruturas, como as folhas e as flores. Um exemplo bem bonito desse bailado é o que faz a flor do girassol.

O girassol se mexe estimulado pela luz solar. Esse fenômeno é chamado heliotropismo ou rastreamento solar, o que significa dizer: orientado pelo curso do Sol. O fenômeno é classificado como positivo quando o vegetal busca a luz e negativo quando foge dela. No caso do girassol, você já deve ter notado, é positivo. Para ele, quanto mais luz melhor!

Só tem um detalhe, girassol é flor e flor não faz fotossíntese. Então, por que essa planta se movimenta em busca da luz solar? Pois bem: o girassol não é apenas uma flor, mas a união de várias flores, cujo conjunto recebe o nome de capítulo. Essas flores são sustentadas por um cabo (ou pedúnculo) e este sim é o responsável pelo movimento do girassol.

Numa plantação de girassóis, à medida que o sol segue seu curso, do nascimento até se pôr, vemos a flor se movimentar. Agora sabemos que é o pedúnculo que está seguindo na direção dos raios solares. Ele é quem precisam da luz para melhor aproveitar a energia na realização da fotossíntese, além de suas folhas.

Esse movimento é temporário e reversível: quando cessa a luz do sol, a planta volta à sua posição original porque suas células deixam de receber o estímulo luminoso que provoca o movimento. Com esse fenômeno, o girassol assegura a maturação dos frutos, que vão gerar novas plantas.

Assim como o girassol, outras plantas se movimentam de maneira diferente e por estímulos também diversos. A “dormideira”, por exemplo, se fecha quando é estimulada pelo toque. Mas esta é outra conversa...

Roberto Lourenço Esteves,
Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes,
Departamento de Biologia Vegetal,
Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Fonte

Coltec UFMG - Localização

Exibir mapa ampliado

Espaço onde é realizado o Projeto GoldenEye.