Aluno de Iniciação Científica: Emanuel Rodrigues dos Santos (PIBIC/UFPR-TN)
Curso: Engenharia Elétrica
Orientador: Marlio Bonfim
Departamento: Engenharia Elétrica
Setor: Tecnologia
Palavras-chave: Caracterização , VANT's , Motor
Área de Conhecimento: 30402042 - INSTRUMENTAÇÃO ELETRÔNICA
Com o avanço e miniaturização da eletrônica, os VANT's (Veículo Aéreo Não Tripulado) têm se tornado cada vez mais presentes em diversos setores civis e militares, indo desde aplicações no patrulhamento de cidades até no monitoramento de áreas agrícolas. Este projeto tem como objetivo principal, desenvolver um sistema eletrônico capaz de medir e calcular as principais características de um sistema motor-hélice utilizados na propulsão dos VANT's modernos. Alinhado ao projeto de construção de um VANT para monitoramento de áreas agrícolas, foi desenvolvido uma planta, formada por uma base flexível onde o motor é fixado, contendo extensômetros, fotosensor, sensor de campo magnético e resistor "shunt". Os extensômetros são acoplados a uma lâmina metálica e têm por finalidade obter o empuxo do conjunto motor-hélice em função da velocidade de rotação. A hélice em rotação exerce uma força vertical que deforma a lâmina. Esta deformação mecânica é convertida em uma tensão proporcional à força (empuxo) através dos extensômetros. O fotosensor é usado para medir a rotação do motor sem que haja contato físico, através da reflexão de um feixe de luz infra-vermelha em uma fita refletora colada na parte externa do rotor. O sinal resultante é convertido em pulsos de tensão cuja duração é proporcional ao período de rotação do motor, o que permite obter sua rotação em RPM (rotações por minuto). O sensor de campo magnético é fixado próximo ao rotor do motor, que possui ímãs permanentes e gera portanto um campo magnético. O sinal resultante é uma tensão proporcional à intensidade do campo magnético, que, em conjunto com o sinal do fotosensor, possibilita efetuar o balanceamento mecânico das hélices. Este balenceamento é fundamental para o bom funcionamento do VANT, pois elimina vibrações e instabilidades na estrutura, permitindo um melhor contrôle do vôo. Por fim um resistor "shunt" é utilizado para medir a corrente de alimentação do motor e assim determinar a potência elétrica consumida. Este dado é importante pois permite determinar a condição de melhor eficiência energética do conjunto motor-hélice e assim otimizar a autonomia de vôo do VANT. Todos estes dados são adquiridos por um micro-controlador baseado em uma plataforma Arduino Uno, e processados via software. Os parâmetros obtidos são visualizados em um display. A placa com o circuito dos sensores foi construída na forma de "escudo" do micro-controlador, o que minimiza o número de conexões externas, reduz ruídos e aumenta a confiabilidade das medidas. O micro-controlodar também é utilizado para controlar a velocidade de rotação dos motores e enviar os dados adquiridos a um computador pessoal através da interface USB.
