Iniciação Cientifica: DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE

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3 Objetivos

O objetivo do trabalho é desenvolver um software de simples operação e adaptar hardware de baixo custo para aquisição de dados e controle de máquinas de ensaio do tipo força x deformação bem como realizar ensaios de compressão em superfície rígida em pneus agrícolas de diferentes características construtivas inflados com diferentes pressões a fim de por à prova o resultado do projeto.

4 Justificativas

Ensaios laboratoriais estão intrinsicamente ligados à ciência e consequentemente às descobertas e aprimoramentos realizados por pesquisadores de todas as áreas de conhecimento. Testes e ensaios científicos envolvem frequentemente a realização de uma experiência e a observação de resultados, que para serem manipulados e assim expressarem alguma importância inovadora, necessitam ser registrados de alguma forma.

Buscando-se a comprovação de um fenômeno científico observado através de experiência, o pesquisador intenta obter resultados que, dentro de condições predefinidas, mostrem uma tendência de acontecimento regular, o que sugere a aplicação da repetição.

A coleta de dados pode ser feita através da observação do fenômeno diretamente ou de instrumentos de medição e posterior anotação, por instrumentos que registram os dados de forma gráfica ou por sistemas eletrônicos de armazenamento.

A aquisição automática de dados muitas vezes se torna conveniente por, uma vez programada corretamente, eliminar a ocorrência de erros de origem humana, por possibilitar um grande número de coletas e consequentemente repetições, sem dispender força humana e por aumentar a precisão dos registros.

Ensaios de força x deformação consistem em aplicar cargas definidas sobre um ponto de um dado material e observar a deformação sofrida em cada uma destas cargas. Este tipo de ensaio é largamente utilizado dentro das áreas de engenharia, a fim de definir a resistência mecânica, e os diversos comportamentos dos materiais quando submetidos a forças externas. Os equipamentos mais modernos utilizados para realizá-los aplicam as cargas e registram os dados automaticamente, retornando ao usuário os resultados e por vezes uma curva característica da reação do material, bem como equações e relatórios, porém têm custo muito elevado, assim, torna-se razoável o desenvolvimento deste trabalho.

5 Materiais e métodos

A coleta, análise dos dados e ensaios, serão realizados na UNESP Faculdade de Ciências Agronômicas localizada em Botucatu S.P, na fazenda experimental Lageado e não haverá nenhuma despesa com a aquisição de materiais nem com a realização dos ensaios.

O aparelho onde será testado o sistema de controle e aquisição de dados será a UFEP (Unidade Fixa de Ensaio de Pneus), uma prensa hidráulica adaptada para aplicar carga em pneus agrícolas, pertencente ao NEMPA (Núcleo de Ensaio de Máquinas e Pneus Agrícolas e Florestais) do Departamento de Engenharia Rural.

Os ensaios serão realizados com 2 tipos de pneus que serão inflados com 4 pressões diferentes, condição que muda a curva de deflexão apresentada pelos materiais. O sistema eletrônico será comparado com o sistema usado atualmente, que consiste em fazer a leitura da carga aplicada em um indicador digital para célula de carga e a leitura da deformação sofrida em uma régua graduada posicionada sob um indicador fixado ao eixo no qual o pneu será preso. Neste sistema, os dados são anotados e posteriormente manipulados. O sistema eletrônico de controle e aquisição de dados será ligado diretamente a um computador pessoal e fornecerá dados instantâneos e possibilidade de controle da prensa durante o ensaio através de um software de fácil entendimento e de comandos simples e intuitivos, bem como gráfico e repectiva tabela de dados que poderá ser armazenada em formato de texto. O ambiente de desenvolvimento do software será o Labview.

O hardware utilizado para o controle lógico será o dispositivo de aquisição de dados NIDAQ 6009 da National Instruments que possui porta de comunicação USB e entradas analógicas diferenciais com 14 bits de resolução e saídas de controle através de sinais booleanos.

A alimentação do controlador lógico é toda fornecida pela tensão da porta USB, o que condiciona os sinais gerados a uma tensão de 5V e corrente muito baixa, assim, para controlar a válvula hidráulica da prensa, será criada uma placa de circuito impresso que receberá estes sinais e comutará relés que por sua vez, farão o controle da válvula. Para medir a carga aplicada, a prensa é equipada com uma célula de carga de capacidade máxima igual a 10 toneladas, que fica posicionada entre o atuador hidráulico e o pneu. Será utilizado ainda um amplificador para o sinal da célula de carga, cujo valor está na casa dos milivolts e deve ser convertido para uma faixa de operação à qual o dispositivo de aquisição de dados seja sensível (0-10V). Para alimentar o amplificador de sinal será utilizada uma fonte estabilizada com negativo aterrado junto ao negativo do dispositivo de aquisição de dados. Para medição da deformação sofrida pelo pneu no momento da aplicação da carga será utilizado um potenciômetro deslizante com curso de 100 mm que será alimentado com uma tensão oriunda da fonte estabilizada e funcionará como um divisor de tensão, onde o terminal comum será ligado a uma das entradas analógicas diferenciais e possibilitará a leitura da deformação em forma de tensão, que será, através do software, convertida em unidade de medida de deslocamento.

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6 Cronograma

O desenvolvimento deste projeto de pesquisa é dividido nas seguintes etapas de trabalho:

- Revisão teórica de Mecânica dos Materiais e Aquisição de dados em referências bibliográficas;

2. Desenvolver o hardware;

3. Desenvolver o software;

4. Elaborar um relatório parcial;

5. Adqueção do hardware ao software;

6. Calibração do sistema

7. Teste de validação operacional

8. Análise dos dados obtidos e conclusão

9. Elaborar o