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Esteira rolante com o Modelix RS55 (MOD002)

Veja neste artigo a montagem, passo a passo, de uma esteira automatizada, com parada acionada por um sensor de luz, utilizando o kit RS55 da Modelix. Trata-se do mesmo utilizado para a montagem do Robô-Garra, mas com um adicional, o pedaço de papel tirado de uma bobina de calculadora

 

A necessidade de transportar objetos de um ponto A até um ponto B de uma forma automatizada já é conhecida mundo moderno, por exemplo, aeroportos onde transportam as bagagens por um labirinto de esteiras controladas por computadores ou em esteiras de caixas de supermercados.

Mesmo nos mais complicados sistemas aplicados em linhas de produção, como nos empregados em aeroportos, a lógica é praticamente a mesma, isto é, um motor faz uma esteira girar e um sistema de controle corta o fornecimento de energia quando um sensor é acionado. E também, nos casos dos aeroportos, onde o motor não é interrompido, mas um braço é acionado, mudando de esteira determinada bagagem.

Os sensores aplicados para a monitoração dos elementos que estão trafegando sobre a esteira podem ser ópticos, o que inclui sensores de luz (LDR), leitores de código de barras e sensores de cores, bem como os sensores de peso, os magnéticos e os mais modernos que usam leitores RFID, que são etiquetas pregadas aos elementos que trafegam pela esteira. Cada etiqueta possui um circuito integrado, sendo que ela envia dados gravados nele via radiofrequência para um leitor que, por sua vez, executa todas as operações cabíveis sobre ele.

Outro sistema mais sofisticado consiste na utilização de câmeras que, através de softwares, podem fazer uma seleção baseadas em requisitos pré-programados, de produtos a serem separados. Um exemplo é a máquina de selecionar batatas da Key Technology, que exibimos na figura 1, esta máquina filma as batatas que passam pela esteira e verifica tamanho, cor e manchas, além de saber se a batata está cortada ou podre.

 

Sistema Optyx WPS da Key Technology.
Sistema Optyx WPS da Key Technology.

 

 

Material Usado

Utilizamos para montar esta esteira o kit RS55, um rolo de papel para calculadora e um kit Turbo da própria Modelix.

É possível também fazer a montagem sem usar o kit Turbo. Empreguei este kit para aprimorar a montagem original, pois utilizei todas as chapas retas do kit RS e precisei de mais duas, que encontrei no kit Turbo. Entretanto, pode-se emendar duas chapas pequenas ou reduzir a altura da esteira. O kit Turbo vem com um motor com redução, além de chapas retas e largas, ótimas para montagens maiores, bem como alguns terminais que são muito úteis para conectar os fios da parte eletrônica.

A bobina de calculadora é aquela bobina muito empregada em calculadoras que imprimem os seus cálculos, sendo muito utilizadas em supermercados observe a figura 2.

Este tipo de bobina pode ser encontrado em papelarias, mas se não conseguir, é possível também utilizar papel sulfite. Neste caso é só cortar tiras de 5,5 cm e emendá-las como se fosse uma enorme tira.

 

A estrutura

Começaremos a montagem construindo a base da esteira, onde temos uma chapa reta presa em suas laterais, 4 chapas longas em “L” que servirão além de suporte para as hastes-guias do papel, também para prender o sensor, a roda denteada e os pés da esteira. Neste ponto vale lembrar que é importante colocar todas as porcas do lado de fora da base, pois estas, por terem as pontas chanfradas, podem danificar o papel, já a cabeça do pa- rafuso por ser arredondada evita este tipo de problema.

Após a base da esteira pronta, vamos partir para a construção dos pés de suporte. Nestes pés utilizamos duas chapas em formato “C” que estão presas por 4 chapas retas de 1 X 11 furos, porém em um dos lados esta chapa reta é presa em diagonal numa das chapas de base, enquanto a outra fica reta. Na figura 3 vemos como ficam os pés da esteira.

Para unir os dois pés utilizamos mais duas chapas retas com 1 X 11 furos, presas ao centro das outras hastes. Para firmar a montagem, prendemos os pés à base da esteira, a haste que ficou na diagonal prendemos no quarto furo da base, deixando o primeiro pé totalmente reto ao solo. Quanto à segunda haste, prendemos no quarto furo da base, só que de trás para frente. Notem que a base agora ficou inclinada, o motivo disso veremos mais a frente. Lembre-se que as porcas devem ficar do lado de fora para que não estraguem o papel.

Ainda na parte de baixo da base, iremos acrescentar um chapa em formato “C” para servir de suporte para as pilhas. Adicionamos outra chapa maior, também em formato “C”, para servir de base para o motor, veja na figura 4 que a base do motor fica presa do lado do pé que fica inclinado.

 

Base da pilha e base do motor.
Base da pilha e base do motor.

 

Quando os pés estiverem presos na base da esteira, precisaremos dar mais resistência e aproveitaremos para criar uma cantoneira para adicionarmos as duas hastes-guia do papel, sendo uma para a tração do papel pelo motor e a outra para completar.

Estas cantoneiras, que formam um triângulo em cada ponta, têm como finalidade adicionar mais um furo para cada extremo da base, evitando que o papel faça uma curva forçada, o que aumenta a resistência e atrito do papel na base, e isso não queremos que aconteça, pois o papel deverá deslizar suavemente. É importante notar que podemos fazer os dois lados da base iguais, mas resolvemos fazer diferentes para aumentar a gama de possibilidades na montagem (Figura 5).

 

As cantoneiras
As cantoneiras

 

As hastes-guias

Para evitar que o papel da bobina se enrosque ou rasgue, adicionamos 4 hastes que servirão de guia, sendo que uma delas, que está conectada no motor, servirá de tracionador, e por este motivo tivemos que colocar várias borrachinhas de pressão, veja exemplo na figura 6.

 

Hastes do tracionador
Hastes do tracionador

 

As demais hastes são lisas, sem nenhuma interrupção, sendo que as duas hastes que ficam abaixo da base devem estar afastadas da base e de seus parafusos, presas nos triângulos que formam as cantoneiras. Observe a figura 7.

 

Hastes inferiores
Hastes inferiores

 

 

Motor e engrenagens

O motor utilizado é o motor que vem com as rodinhas de patins do Kit RS55, do qual necessitamos remover a rodinha. Se você tiver o kit Turbo, é só aproveitar o motor que vem com ele. Este motor tem uma caixa de redução embutida, o que ajuda na hora que precisamos de uma rotação baixa.

Entretanto, para o nosso projeto, precisamos diminuir ainda mais a rotação, por este motivo iremos colocar no eixo do motor uma engrenagem pequena, e ela estará conectada a uma engrenagem média, que por sua vez estará conectada na haste tracionadora do papel.

Esta parte é a mais complicada da montagem, pois a precisão é importante. Primeiro vamos adicionar uma haste de extensão, presa no pé da esteira uma chapa de 1 X 6 furos e fechar um quadrado com uma outra chapa reta de 1 X 11 furos, presa na haste guia tracionadora, conforme mostra a figura 8.

 

Base de sustentação das engrenagens
Base de sustentação das engrenagens

 

Prendemos o motor com um extensor onde colocamos uma haste que atravessa a chapinha reta de sustentação. Acrescentamos nesta haste a engrenagem menor (vermelha) e a média acima dela, presa na haste do tracionador. Porém, antes de colocarmos mais uma chapinha de 1 X 11 furos para prendermos as engrenagens, precisamos reforçar esta haste com dois pontos de suporte, e neste caso usamos um parafuso longo, onde adicionamos 2 porcas que dá a mesma grossura das engrenagens, colocamos a chapa e por fim prendemos a chapa com mais uma porca, conforme ilustra a figura 9.

 

Montagem do sistema de engrenagem do tracionador.
Montagem do sistema de engrenagem do tracionador.

 

 

A parte eletrônica

A parte eletrônica utilizada é a mesma apresentada pelo fabricante na montagem do Robô-Garra, mas usamos somente uma etapa, pois esse robô usa 2 motores para as rodas e dois sensores para analisar na tomada de decisão para que lado virar. Em nosso caso, somente um sensor e um motor serão suficientes.

Resolvemos usar 4 pilhas pequenas para alimentar o motor e mais 4 pilhas para o sensor e relés, a razão disso é que o motor consome mais energia que o sensor, e como ele não tem um diodo de controle contra os surtos, ele pode interferir no TIP122.

Adicionamos uma chave liga/ desliga ao sensor através de uma PONTE: uma vez a chave acionada, o circuito é alimentado, se o sensor (LDR) receber luz ele conduz, e por sua vez aciona o relé, que passa a estar fechado. O relé estando fechado, alimenta o motor que está conec- tado às pilhas através de um outra ponte. Quando o sensor é bloqueado, ou seja, quando um objeto entra em sua frente, ele para de conduzir, desarmando ou abrindo o relé, que por sua vez corta a alimentação do motor. Na figura 10 temos o esquema elétrico do sistema.

 

Esquema elétrico do sistema
Esquema elétrico do sistema

 

Com as pilhas no suporte e as placas devidamente presas, prendemos o sensor no canto da base da esteira, de forma que ele fique voltado para dentro e bem rente à base da esteira, conforme exibe a figura 11.

 

Colando o papel e formando a esteira.
Colando o papel e formando a esteira.

 

É importante notar que colocamos uma pequena rosca afastadora no sensor com um parafuso longo, isso porque a chapinha, que é metálica, iria curto-circuitar a placa do sensor que deve estar inclinada para ficar o mais rente possível na esteira.

 

Colocando a esteira

Corte um bom pedaço de papel da bobina de calculadora, corte a ponta de forma reta. Com uma fita crepe ou um durex, cole metade da fita no formato transversal, pois a outra metade irá prender o outro extremo da fita. Passe o papel pelas hastes-guias e veja exatamente onde uma ponta encontra a outra, faça um corte reto e cole a outra metade da fita no papel. Repita a operação, mas agora na parte superior do papel, observe a figura 12.

 

Evitando o curto do sensor.
Evitando o curto do sensor.

 

Conclusão

Esta montagem é mais uma de várias que fizemos usando o kit Modelix, com o intuito de apresentar para quem gosta de montar “engenhocas” uma outra solução de montagem.

Para os professores, um material de base para mostrar que mecatrônica não se resume a robôs que seguem trilhas, tudo bem que isso seja interessante, já montei um também, mas não é tudo.

Tenho certeza de que as pessoas que irão montar esta esteira, colocarão algo a mais, e farão este mesmo projeto com muito mais requinte, e para aqueles que fizerem isto gostaria de receber uma foto da montagem final para divulgarmos na web outras maneiras de fazer esta mesma montagem.

 

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