APS - Carrinho a Pilha

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Mais adiante, devido aos modelos de baterias de níquel-ferro aperfeiçoados por Thomas Edison, ressurgiu-se o entusiasmo por protótipos elétricos, os quais tiveram considerável aumento na capacidade de armazenamento, aumentando a vida útil das baterias. Ainda assim, os carros movidos a gasolina eram considerados melhores. Após essa época, o carro elétrico caiu no esquecimento, sendo que poucas pesquisas foram feitas e para sua melhora.

Em meados de 1970, a crise do petróleo nos Estados Unidos obrigou os americanos a reduzirem sua dependência do petróleo, logo, restabeleceram o programa para o desenvolvimento de carros elétricos e híbridos, que visava novas pesquisas e surgimento de novas tecnologias que impulsionassem novamente o desenvolvimento. Assim, os veículos elétricos voltaram a ter um progresso marcante. E isso foi possível com o apoio de governantes, de ambientalistas e de fabricantes de automóveis ao redor do mundo. A partir do final do século XX, surgiram os veículos híbridos, que são aqueles que possuem mais de um motor, cada usando um tipo de energia para seu funcionamento.

Nos dias atuais, a idéia de sustentabilidade e de energia limpa vem tomando proporções cada vez maiores no mundo. Dargay et al. (2007) mostram que o padrão de crescimento ocorrido entre 1960 e 2002 em países como EUA, também pode ser observado em países de terceiro mundo, como é o caso do Brasil.

1.2 - Funcionamento de um carro elétrico

O funcionamento de um motor elétrico consiste na transformação de energia elétrica em mecânica, o que no nosso caso do nosso protótipo, o motor utilizado foi um pequeno motor de carrinho movido a pilhas. A construção dos motores elétricos foi iniciada em 1813 por Michael Faraday que, introduzindo um magneto em uma bobina de fio de cobre, fez com que ele girasse ao passar por uma corrente elétrica. Esse é o tipo de motor mais usado, pois combina algumas vantagens como um baixo custo, facilidade de transporte, limpeza e simplicidade de comando, com construção simples, grande versatilidade de adaptação às cargas dos mais diversos tipos e melhores rendimentos.

Algumas vantagens dos carros elétricos, quando comparados aos carros movidos à combustão, são: fonte limpa e renovável de energia; possuem menos quantidades de peças em todo o seu funcionamento; são silenciosos; não consomem energia enquanto parados; a eletrônica e programação digital substituem todo aquele maquinário que serve para disparar e controlar os ciclos de explosão nos pistões; não há necessidade de óleos lubrificantes, velas de ignição, filtros, radiadores, líquidos refrigerantes, catalisadores e escapamentos; são mais eficientes; e quando se freia um carro elétrico o motor se transforma em gerador elétrico e a energia volta como carga para as baterias.

Em contrapartida, os protótipos elétricos apresentam algumas desvantagens, que são elas: baixa autonomia, quando comparado a um carro a gasolina; a dificuldade de atingir uma escala de produção que garanta um preço competitivo de mercado; o peso e tamanho da bateria; tempo que esses modelos levam para recarga.

2. Objetivos

O objetivo desse trabalho foi projetar um carrinho movido à energia de 2 (duas) pilhas alcalinas (AA) para percorrer uma distância entre 5 e 30 metros de comprimento, em linha reta, sendo que a pista conta com uma largura de 2 metros.

Esse trabalho também teve como objetivo estimular os alunos a um estudo mais aprofundado sobre o tema proposto, como foco de despertar neles curiosidades acadêmicas para estimular futuros projetos técnico-científicos.

3. Normas e Especificações Técnicas

O protótipo do carro construído observou as seguintes regras elencadas abaixo:

- Peso total inferior a 500 (quinhentos) gramas;

- Chassi feito em material acrílico;

- Iluminação (farol);

- Possuir, no mínimo, 3 rodas de material de livre escolha;

- Design de livre escolha pelos alunos.

Quanto às dimensões, a regra estabelecida foi que o comprimento seja menor que 200 (duzentos) mm; a largura inferior a 100 (cem) mm; e sem restrições quanto à altura do protótipo. Além dessas regras, também foi estabelecidos os seguintes critérios:

- Os protótipos não podem ser pré-fabricados (carrinhos prontos);

- Não deverá possuir controle remoto;

- Toda a estrutura do carro deverá ser feita artesanalmente;

- O grupo deverá apresentar um registro fotográfico da elaboração do protótipo, abordando as seguintes etapas: Construção do Chassi; Implementação do motor; Construção da estrutura externa; e Versão final do protótipo.

4. Etapas de Construção

Foi feita uma pesquisa prévia no intuito de encontrar a melhor maneira para o andamento do projeto. Em sua construção, utilizamos um motor elétrico, uma placa eletrônica, uma chave seletora (liga e desliga), chassi em acrílico, dois eixos, dois leds para os faróis, 4 rodas de carrinho de brinquedo.

Primeiramente foi desenhado um esboço de como seria o formato do chassi. Dando um formato para encaixar com a base da carenagem, e fizemos os lugares de onde iriam passar as rodas. Reutilizamos peças de outros carrinhos para a fabricação desse protótipo. Com o chassi já pronto e com o encaixe certo, unimos as duas partes para verificar se ainda precisava de algum ajuste.

Com um circuito simples unimos o motor, caixa para duas pilhas e uma chave de liga e desliga. O motor com engrenagem simples e direta foi colocado em cima da peça que segura o eixo traseiro. Fixamos o motor com cola super bonder, para que o mesmo permanecesse fixo no local. Os eixos foram colocados por baixo de uma peça de acrílico que contem cavidades nas extremidades do mesmo diâmetro que o eixo, o que permite que o mesmo corra livremente sem ficar frouxo.

A caixa das pilhas foi colocada em local estratégico para melhor distribuição do peso.

Materiais

Foram utilizados, na construção do carrinho, os materiais sugeridos e ainda: fios, silicone, fita dupla face, interruptor, resistores, suporte para pilhas, motor e rodas retirados de carrinho danificado, ACM (composto de alumínio com polietileno