Apresentação Módulo 1

Baterias
Baterias
• Chumbo-Ácido Pb (Sealed Lead Acid,
SLA)
• Níquel-Cádmio (NiCd)
• Níquel-Hidreto Metálico (NiMH)
• Alcalinas
• Lítio-Ion (Li-Ion)
• Lítio-Ion-Polimero (Li-Poly)
• Lítio-Ferro (Li-Fe)
Características das baterias
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Custo
Compra-reposição
Peso
Tempo de vida útil
Número de ciclos de descarga
Tempo de carga
Auto-descarga
Tensão
Curva de descarga
Capacidade/peso
Resistência interna
De-Rating Factor
Capacidade de descarga
Tempo de Recarga
Dicas e cuidados com as baterias
Ex: Esquema de ligação série
Pack
Qual
Ni-Cd
éa
capacidade
12V
800mAh
do Pack?
Ex: Esquema de ligação paralelo
Qual é a
capacidade
do Pack?
Pack Ni-Cd
1,2V
8000mAh
Bateria de Chumbo (Pb)
Obs: Somente baterias seladas
podem ser usadas em combate.
Bateria de Chumbo (Pb)
Custo
São as mais baratas
Compra-reposição
Fácil
Peso
É a mais pesada
Tempo de vida útil
2 a 3 anos
Número de ciclos de descarga
Muito pouco
Auto-descarga
Bom
Tensão/célula
2 Volts
Curva de descarga
Ruim
Capacidade/peso
Muito baixo (1,25Ah/kg)
Resistência interna
Baixa (0,02)
De-Rating Factor
Ruim (0,28 p/ 3min e 0,58 p/ 1h)
Capacidade de descarga “C”
-
Tempo de Recarga
Ruim (8 – 12 horas)
Bateria de Chumbo (Pb)
Exercício:
Para que um motor CC com carga
nominal de 25A, funcione durante 1 hora
usando uma bateria de chumbo.
Qual o valor comercial em Amper•hora
(Ah) mais indicado para a bateria de
Chumbo.
Gráfico Bateria de Chumbo (Pb)
Bateria de Chumbo (Pb)
Valor de Y
= De Rating Factor
Valor nominal da Bateria do Gráfico
10
 0,571
17,5
Corrente nominal do motor = Valor comercial da nova bateria
De Rating Factor
25
 43,1  45 Ah
0,54
Bateria de NiCd
Obs: Bateria de NiCa não podem
ser recarregadas se não
estiverem corretamente
descarregadas (efeito memória).
Bateria de Níquel-Cádmio (NiCd)
Custo
3 vezes mais cara que a de Pb
Compra-reposição
Média
Peso
1/2 do peso bateria de Pb
Tempo de vida útil
5 a 10 anos
Número de ciclos de descarga
1000
Auto-descarga
Boa
Tensão/célula
1,2 Volts
Curva de descarga
Boa
Capacidade/peso
Boa (2,5Ah/kg)
Resistência interna
Baixa (0,03)
De-Rating Factor
Ótimo (0,8 p/ 3min e 0,9 p/ 1h)
Capacidade de descarga “C”
8 C – Até 20C
Tempo de Recarga
Ótimo (15 – 60 minutos)
Bateria de NiMH
Bateria de Níquel-Hidretro Metálico (NiMH)
Custo
3 vezes mais cara que a de Pb
Compra-reposição
Média
Peso
1/3 do peso bateria de Pb
Tempo de vida útil
5 a 10 anos
Número de ciclos de descarga
300
Auto-descarga
Ruim
Tensão/célula
1,2 Volts
Curva de descarga
Boa
Capacidade/peso
Boa (3,3Ah/kg)
Resistência interna
Baixa (0,06)
De-Rating Factor
Ótimo (0,9 p/ 3min e 1 p/ 1h)
Capacidade de descarga “C”
6C
Tempo de Recarga
Bom (1 hora)
Pilhas Alcalinas
Pilhas Alcalinas
Custo
Baratas
Compra-reposição
Fácil
Peso
1/3 do peso bateria de Pb
Tempo de vida útil
10 anos
Número de ciclos de descarga
0
Auto-descarga
Excelente
Tensão/célula
1,5 Volts
Curva de descarga
Ruim
Capacidade/peso
Boa (3,5Ah/kg)
Resistência interna
Baixa (1,0)
De-Rating Factor
-
Capacidade de descarga “C”
-
Tempo de Recarga
Não recarregável
Bateria de Li-Ion – Li-Pol
Bateria de Li-Ion – Li-Pol
Custo
6 vezes mais cara que a de Pb
Compra-reposição
Média
Peso
1/4 do peso bateria de Pb
Tempo de vida útil
5 a 10 anos
Número de ciclos de descarga
500
Auto-descarga
Boa
Tensão/célula
3,7 – 3,6 Volts
Curva de descarga
Excelente
Capacidade/peso
Boa (4,2Ah/kg)
Resistência interna
Baixa (0,02)
De-Rating Factor
Ótimo (0,9 p/ 3min e 1 p/ 1h)
Capacidade de descarga “C”
20 C
Tempo de Recarga
Bom (1 hora)
Bateria de Li-Fe
Curva de descarga
Cuidados com baterias
Cuidados com baterias
• Baterias de Chumbo devem ser
guardadas sempre carregadas, e devem
ser recarregadas completamente a cada 6
meses.
• Baterias de NiCd, NiMH e Lítio devem ser
armazenadas descarregadas, NiCd e
NiMH com 0,9V/cel e Lítio com 3,0V/cel
• Baterias de NiCd sofrem de efeito
memória
• Baterias de Lítio podem explodir
Cuidados com baterias
• Armazena-las em local fresco e sem
umidade (Ideal 5Cº)
• NiCd, NiMH e Lítio a cada 6 meses
carregadas e descarregadas
• Evitar ao máximo aquecimento das
baterias
• Nunca colocar baterias de tipos diferentes
em paralelo ou série (tensão, mAh,
química)
• Muito cuidado com curto-circuito
Cuidados com baterias
Vídeo - Baterias
Cuidados com baterias
Cuidados com baterias
Carregadores de Bateria
Fator de escala
Fator de Escala
• O que aconteceria se você dobrasse de
tamanho em todas as suas dimensões?
• Você ficaria com o dobro da altura, e com
oito vezes o seu peso,(2³).
• Mas sua força aumentaria apenas 4 vezes
(2²).
• Conclusão: quanto maior a escala, pior a
relação força/peso. Por outro lado, ao
diminuir a escala ocorre o efeito inverso.
Fator de Escala
Exemplo
• Uma formiga é cerca de100 vezes menor que um ser
humano, e por isso seu peso é cerca de 100³ vezes
menor, no entanto sua força apenas 100² menor.
• Assim, relativamente elas podem carregar objetos
100³/100² = 100 vezes mais pesados do que um ser
humano conseguiria. Essa estimativa se confirma na
prática: um ser humano normalmente consegue carregar
um objeto com metade de seu peso, enquanto que já foi
provado que as formigas conseguem carregar 50 vezes
o seu peso próprio, um fator de 100 a mais!
Fator de Escala
Exemplo
• Se você tiver projetado um robô
hobbyweight e você e queira aproveitar
deste projeto para construir um
middleweight.
• Para isso você precisa multiplicar o peso
por 10, o que ocorre se multiplicar todas
as dimensões por raiz cúbica de 10, que
resulta em um fator de escala 2,15.
Projeto
Antiprojeto
• Antiprojeto – Power pont, Paint, Corel
Draw
• Desenho – Inventor, Solid Works, Pro
Engineer
• Modelagem – Papelão, argila, placas mais
finas de metal.
Tipos de Chassis
Tipos de Chassis
Unibody
Estrutura integrada
Treliçada
+ estepe
Locomoção
Locomoção
Mechadon
Waw Wee
Wall-E
Rodas - Pneus
Rodas - Pneus
Tenacidade - Resistência
Tenacidade - Resistência
• Gráfico
Matérias - Aços
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Aço 1018, Aço 1020
Aço 1045
Aço 1095
Aço 4130
Aço 4340
Aço 5160
Aço inox
Aços ferramenta
Ferros fundidos
Matérias - Alumínio
• Alumínios 6063-T5
• Alumínio 6061-T6
• Alumínios 2024-T3, 7050, 7075-T6
Titânio
• Titânio Ti-6Al-4V
Gráfico: Tensão x Deformação
Não metais
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Policarbonato
Acrílico
Naylon. delrin, acetal, polietileno
Teflon (PTFE, politetrafluoretileno)
Fenolite
Madeira
Fibra de vidro
Não metais
• Fibra de Carbono
• Fibra de kevlar
Rádio controle
Rádio controle
Rádio controle
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27MHz
50MHz
72MHz
75MHz
900MHz
2,4GHz
Modulação
AM FM(ou PPM) PCM
PWM
Modulação
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AM - Modulação da Amplitude
FM - Modulação da Freqüência
PPM - Modulação por Posição de Pulso
PCM - Modulação de Código de Pulso
PWM - Modulação por Largura de Pulso
Modulação
Modulação PWM
ton
Duty _ cycle 
ton  toff
Elementos de Fixação
Parafusos
Parafusos
Escolha errada dos parafusos
Parafusos – Trava rosca
Elementos de Fixação
Elementos de Fixação
Soldas
Solda
Solda com eletrodo revestido
Solda – MIG-MAG
• Mig - Metal Inerte Gas
Solda – MIG-MAG
Solda - TIG
• TIG - Tungsten Inert Gas
Solda TIG - Vantagens
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Soldas de excelente qualidade
Acabamento do cordão de solda
Menor aquecimento da peça soldada
Baixa sensibilização à corrosão
intergranular
• Ausência de respingos
• Pode ser automatizado
Solda TIG - Limitações
• Dificuldade de utilização em presença de
corrente de ar
• Inadequado para soldagem de chapas de
mais de 6 mm.
• Produtividade baixa devido à taxa de
deposição
• Custo do equipamento
• Processo depende da habilidade do
soldador, quando não automatizado
Motores
MagMotor
Motores
Apostila:
Conversão
eletromecânica
de energia.
Prof. Joel
Gráfico - Torque
Gráfico – Eficiência vs Torque
Motores CC
Motores CC
Motor CC
• O que é potência do motor CC?
P=VxI
Potência (P) = Torque (T) x Velocidade(w)
Torque = Potência
Velocidade
P=Vx2 x Ix2
Motores Brucheles
Transmissão de Potência
Redução
Redução
Correntes – Correias
Limitadores de torques
Efeito giroscópio
Efeito giroscópio
Video do Entereiment
Sistemas pneumáticos
Sistema pneumático
Esquema elétrico
Esquema elétrico
Ponte H
Eletrônica
Eletrônica
Fios – Chaves e Conexões
Fios – Chaves e Conexões
Fios – Chaves e Conexões
Esquema elétrico
Fontes
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www.robocore.net
www.robotmarketplace.com
www.youtube.com
www.pt.wikipedia.org
www.google.com
Tutorial da RioBotz
Apostila - Conversão eletromecânica de energia
TCC Ivan e Saulo
Obrigado
“O ser humano só cresce quando recebe um desafio superior
a sua capacidade atual”
Vicente Falconi Campos