PROPOSTA DE CIRCUITO ELÉTRICO QUE AUTOMATIZE O
PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE SABÃO EM BARRA

ISSN: 1984-3151

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barra a partir da medição e mistura dos insumos até a

a) SABÃO

liberação para sua conformação.

Segundo INMETRO (2013), ...
j) ABRASIVOS
e) BRANQUEADORES ÓPTICOS

Minerais insolúveis como talco, terra diatomácea,

São substâncias que se fixam nas...
mais água até se obter 22° Baumé, sempre mantendo
Deve-se

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descreve um processo simples seguro, eficiente e de
Segundo Uchimura (2007), usando papel indicador

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3. METODOLOGIA

4. PROPOSTA DE ESTUDO

Em função da amplitude do estudo, abordou-se o

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FIGURA 2.

Blocos do arduino "Uno"

Fonte - Arduino, 2013
TABELA 3.
Formula de sabão a base de óleo saturado de fritura.

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FIGURA 4.

Protoboard (Matriz de Contatos)
Fonte - Eletrogate, 2013

d) JUMPERS - PROTOBOARD - MACHO/MACHO
Kit com 65 Jump...
03a-Contador não consegue automatizar o sistema
pergunta ao usuário como se ele deseja executar
manualmente. isto poderá o...
O sistema através de um sensor de presença
verifica se a fôrma esta presente para a vazão da
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ERROS:

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FIGURA 9.

Circuito montado no Arduino Uno
Fonte: Os autores, 2013

4.4.4. PROJETO DO SIMULADO DO CIRCUITO

FIGURA 10.

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cm1Msec = ultrasonic.convert(microsec,
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Soda e o valor de pro...
FIGURA 11.

Circuito montado sobre protoboard
Fonte: Os autores, 2013.

6. CONCLUSÃO
A partir da montagem do circuito em p...
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7. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
Uchimura Marcelo; ...
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  1. 1. PROPOSTA DE CIRCUITO ELÉTRICO QUE AUTOMATIZE O PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE SABÃO EM BARRA ISSN: 1984-3151 MOTION FOR ELECTRICAL CIRCUIT THAT AUTOMATE THE PROCESS OF MANUFACTURE OF SOAP BAR Oliveira, Claudio1: Lamarca, David2; Rocha, Fabiano3; Galvão, Hely4; Costa, Guilherme5; Gonçalves, Leonardo6; Sousa, Saulo7; Leite, Leonardo8 (Orientador) Centro Universitário de Belo Horizonte, Belo Horizonte, MG. 1 claudio.redes@hotmail.com; 2davidguimaraeslamarca@gmail.com; eletrica.rocha@yahoo.com.br; 4helygalvaojr@gmail.com; 5guilavila@hotmail.com; 6 leonardogdrumond@yahoo.com.br; 7saulo.sousa@live.com 8 leonardo.leite@prof.unibh.br 3 RESUMO: NA ÚLTIMA DÉCADA, O AUMENTO DA RENDA PARA AS CLASSES "C" E "D" DA POPULAÇÃO BRASILEIRA, GEROU MELHORIAS NAS CONDIÇÕES SANITÁRIAS PARA GRANDE PARCELA DA POPULAÇÃO. ESTE AUMENTO DE DEMANDA ENCONTRA NO SABÃO EM BARRA O PRINCIPAL E MAIS EFICIENTE AGENTE DE LIMPEZA PARA AS FAMÍLIAS CARENTES E DE BAIXA RENDA. ELE ESTÁ PRESENTE EM 96% DOS LARES BRASILEIROS E 100% DAS RESIDÊNCIAS POBRES. ESTE MERCADO CONSUMIDOR, VISANDO BAIXAR CUSTOS, PASSOU A ADOTAR PARA SUA AQUISIÇÃO A PRODUÇÃO ARTESANAL CASEIRA, SENDO COMUM UMA ESTRUTURA DE PRODUÇÃO FOCADA NA FAMÍLIA ONDE UM CONSUMIDOR PRODUZ TODO O SABÃO CONSUMIDO EM TODAS AS RESIDÊNCIAS DO GRUPO FAMILIAR. DIANTE DISTO APRESENTA-SE, NESTE ESTUDO, UM CIRCUITO ELÉTRICO QUE AUTOMATIZA O CONTROLE E EXECUÇÃO DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE SABÃO EM BARRA CASEIRO. PALAVRAS-CHAVE: SABÃO, CASEIRO, RECICLAGEM, DESENHO, PROJETO. ABSTRACT: IN THE LAST DECADE, THE INCREASE IN INCOME FOR THE CLASSES "C" AND "D" OF THE BRAZILIAN POPULATION, GENERATED IMPROVEMENTS IN HEALTH FOR A LARGE PORTION OF THE POPULATION. THIS INCREASING DEMAND IS IN THE MAIN BAR SOAP AND MORE EFFICIENT CLEANING AGENT FOR NEEDY FAMILIES AND LOW -INCOME. IT IS PRESENT IN 96% OF BRAZILIAN HOMES AND 100% OF POOR HOUSEHOLDS. THIS CONSUMER MARKET, AIMING TO REDUCE COSTS, BEGAN TO ADOPT FOR ITS ACQUISITION HOMEMADE CRAFT PRODUCTION, BEING A COMMON PRODUCTION STRUCTURE FOCUSED ON THE FAMILY WHERE A CONSUMER MAKES ALL THE SOAP CONSUMED IN EVERY HOUSEHOLD OF THE FAMILY GROUP. BEFORE IT IS PRESENTED IN THIS STUDY, AN ELECTRICAL CIRCUIT THAT AUTOMATES THE CONTROL AND EXECUTION OF THE PRODUCTION PROCESS SOAP BAR HOMEMADE.. KEYWORDS: SOAP, HOMEMADE, RECYCLING, DESIGN, DESIGN. ________________________________________ 1. INTRODUÇÃO mercado consumidor adota o modelo de produção caseira. O objetivo deste documento é apresentar uma Busca-se facilitar, homogeneizar e agilizar a produção. alternativa facilitadora para a produção artesanal caseira de sabão em barra, uma vez que ele é o 1.1. OBJETIVOS principal e mais eficiente agente de limpeza utilizado, Apresentar um circuito elétrico que automatize, em nosso país. portabilize e compacte este processo produtivo Visualizou-se a possibilidade de automatização e demonstrando a viabilidade da criação de um protótipo compactação desta produção, uma vez que seu funcional de uma máquina produtora de sabão em Página 1 de 14
  2. 2. barra a partir da medição e mistura dos insumos até a a) SABÃO liberação para sua conformação. Segundo INMETRO (2013), é um sal formado pela saponificação ou neutralização de material graxo ou 1.2. JUSTIFICATIVA resinoso, natural ou sintético, com bases orgânicas ou inorgânicas. 1.2.1. RELEVÂNCIA SÓCIA ECONÔMICA b) SABÃO EM BARRA Segundo a ANVISA - Agência Nacional de Vigilância Segundo INMETRO (2013), é um produto para Sanitária ele é o principal e mais eficiente agente de lavagem e limpeza doméstica, formulado a base de limpeza utilizado, em nosso país, estando presente sabão, associado ou não a outros tensoativos. em 96% dos lares brasileiros e 100% das residências pobres, 2.1.2. INSUMOS UTILIZÁVEIS Este mercado consumidor, visando baixar custos, passou a adotar este modelo de produção familiar, Podem ser empregados diversos insumos para a onde um consumidor produz todo o sabão consumido produção de sabão em barra conforme descrito a em todas as residências do grupo familiar. seguir: 1.2.2. RELEVÂNCIA AMBIENTAL a) GRAXAS Os óleos ou azeites de procedência vegetal ou animal, Segundo Ruas, Prata e Correia (2012), a poluição as gorduras animais (banha ou sebo) e o ácido oleico. ambiental causada pelo volume de diversos e diferentes tipos de óleos, inclusive o de frituras b) RESINA OU BREU quando lançados diretamente na rede coletora de Resina para correções de certas graxas, para fornecer esgoto, chegam a encarecer o tratamento de efluentes qualidade de detergente e formação de espuma. em até 45%, podendo ainda entupir encanamentos, interferir na passagem de luz na água, retardar o c) ÁLCALIS crescimento vegetal, interferir no fluxo de água etc, Os álcalis cáusticos (hidróxido de cálcio, carboneto de além de provocar graves problemas de higiene e mau cálcio, óxido de cálcio, soda cáustica, potassa cheiro. cáustica, Ainda segundo os autores, apesar do grande impacto isopropilaminetanol, ambiental que este tipo de resíduo provoca a maioria hidróxido de potássio, óxido de potássio, carbonato de das cidades brasileiras ainda não buscou garantir uma sódio, hidróxido de sódio, metassilicato de sódio, forma adequada para o descarte desde material. óxido de sódio, silicato de sódio, tripolifosfato de dietilenotriamina, cal, carbonato isopropilamina, de potássio, sódio, fosfato trissódico.). 2. REFERENCIA TEÓRICO 2.1. PROCESSO PRODUTIVO DE SABÃO CASEIRO d) GLICERINA Surge quando da separação da glicerina e do sabão ocorre com a adição de sal (cloreto de sódio) à 2.1.1. DEFINIÇÕES formulação. Página 2 de 14
  3. 3. j) ABRASIVOS e) BRANQUEADORES ÓPTICOS Minerais insolúveis como talco, terra diatomácea, São substâncias que se fixam nas fibras do tecido não sílica, sendo quartzo, areia etc. são misturados ao sabão visando removidas durante o enxague visando converter luz ultravioleta invisível em luz azul visível, mármore, pedra-pomes, gesso, feldspato, conferir-lhe abrasividade. de maneira que as roupas, depois de lavadas, reflitam muito mais luz do que antes, fazendo-as parecer mais k) CORANTES brilhantes e brancas. Visam melhorar o aspecto visual do sabão. f) DESINFETANTES l) FRAGRÂNCIAS OU PERFUMES A água sanitária é um composto químico para limpeza Visam mascarar odores. e desinfecção de superfícies, cujo produto ativo, o hipoclorito de sódio, é um sal obtido da 2.1.3. METODOLOGIA DE PREPARO neutralização entre o ácido hipocloroso e o hidróxido de sódio (NaClO). É muito utilizada como agente clareador (alvejante) e possui excelente ação Segundo Ruas, Prata e Correia (2012), o preparo deve atender as seguintes etapas: bactericida. Dissolve substâncias orgânicas mortas. g) ÁGUA Usada para, durante o empasto, produzir a emulsão das graxas e facilitar a combinação destas com os álcalis, indispensáveis, como componentes. Deve-se utilizar água potável sempre. h) SAL OU SAL DE COZINHA COMUM a) LIMPEZA GORDURA OU ÓLEO FERVURA - Ferve-se 1 litro de água para cada litro de óleo. - Ao levantar fervura, desligue-se o fogo. - Mistura-se bem. - Acrescenta-se 1 litro de água fria para cada litro da mistura quente. - Separa o sabão da lixívia depois de verificado o empaste, separando quando existente a cal dos A sujeira ficará no fundo e a gordura solidificará, ficando fácil de ser removida. - Aproveita-se apenas a gordura. ácidos graxos de suas soluções em água, água lixivial e glicerina. COAGEM - Tratando uma solução de sabão com outra de sal Utiliza-se um coador de café para reter as impurezas comum, os dois líquidos não se misturam (mantendose separados em duas camadas superpostas) a não ser que se constituam de soluções muito diluídas. PENEIRAMENTO - Esquenta-se o óleo em banho maria. - Forre uma peneira fina com esponja de aço. i) AGENTES QUELANTES OU SEQUESTRANTES - Verta o óleo sobre a forração. Previnem que o desempenho do sabão diminua na - As impurezas ficaram retidas na esponja de aço. presença de água dura (contendo íons de cálcio ou magnésio em grande quantidade). b) ARMAZENAGEM DA GORDURA OU ÓLEO Página 3 de 14
  4. 4. mais água até se obter 22° Baumé, sempre mantendo Deve-se utilizar contenitor fechado para evitar agitação. contaminação e armazená-lo em local fresco. e) PREPARO FINAL c) DIMENSIONAMENTO DA FORMULAÇÃO Obedecendo a formulação proposta na etapa anterior. Segundo AKIRA (2012), deve-se garantir a correta Executa-se a mistura e o batimento dos insumos, por proporção do número de miligramas de hidróxido de tempo determinado segundo cada receita. potássio (KOH) necessários para saponificar um grama de óleo ou gordura (matéria graxa). Quanto f) QUALIDADE FINAL REQUERIDA maior o índice de saponificação, mais base será ÍNDICE DE SAPONIFICAÇÃO (IS) consumida. Segundo AKIRA (2012), é o número de miligramas de Segundo Uchimura (2007), para garantir esta correta proporção, deve-se garantir a correta concentração de uma solução por meio da medição da sua densidade através do uso de aerometros e após conhecer este indicador se aplica o ensaio de índice hidróxido de potássio (KOH) necessários para saponificar um grama de óleo ou gordura. Quanto maior o índice de saponificação, mais base será consumida. de saponificação executando com ele o calculo padrão segundo a TAB. 1, abaixo: Segundo Uchimura (2007), segundo o autor, a quantidade de lixívia necessária no processo de fabricação de sabão deve variar de acordo com as TABELA 1. Cálculo da correta proporção da solução. variações detectadas na matéria graxa e deve ser cuidadosamente medida para evitar problemas de pH no sabão e desperdício de lixívia. O autor cita ainda que para determinar a quantidade de soda necessária para saponificar completamente uma amostra de matéria graxa, usa-se de um ensaio Fonte - Rede Ecoblogs, 2013 de índice de saponificação, conforme TAB. 2, a seguir: d) PREPARAÇÃO DA LIXÍVIA Segundo Uchimura (2007), a Lixívia de soda cáustica TABELA 2. (soda e água) deve ser mantida em agitação Índice de saponificação para bases diversas (mg álcalis/g óleos). constante durante a mistura, deixando posteriormente descansar por 24 horas ou até que sua temperatura chegue em 20° C, antes de usar. Deve-se coletar uma amostra em uma proveta aplicar o uso do areômetro de Baumé 20/30, verificando se sua leitura de flutuação está em 22° Baumé. Caso não esteja, corrija com a adição de mais soda cáustica ou Fonte - Rede Ecoblogs, 2013. Página 4 de 14
  5. 5. descreve um processo simples seguro, eficiente e de Segundo Uchimura (2007), usando papel indicador pequeno porte. universal ou tornassol para medir o pH da massa de sabão. A faixa de pH ideal de sabões para a limpeza O autor, único inventor brasileiro com patente da pele é entre 6,5 e 8,5, isto é, próximo da reconhecida para uma maquina de fazer sabão em neutralidade. Para a limpeza de roupas, recomenda- barra de menor dimensão produtiva, cita como revisão se um pH próximo de 10,0. Para a limpeza de roupas do estado da arte em sua patente as seguintes e tecidos contaminados por sangue, pus, etc., o pH patentes: pode atingir 11,5 ou mesmo 12,0. - 2.1.4. O MERCADO BRASILEIRO a) A CONCORRÊNCIA Segundo SEBRAE/ES (2006), este mercado possui concorrência bastante acirrada, com presença de US4671892 - Equipamento com 3 tanques, 1 caldeira, produzindo apenas sabão líquido. - JP 7003295 - Equipamento apesar de possuir pequeno porte, também utiliza uma caldeira com queimador. grandes empresas multinacionais e nacionais, além de uma forte presença de concorrência informal. f) PROPOSTA DE PRODUTO Reciclador de Óleo Caseiro, projeto desenvolvido pela b) PRINCIPAIS FATORES DE COMPETITIVIDADE Segundo SEBRAE/ES (2006), a busca por um nicho de mercado especializando-se em um processo ou Bertussi design (www.bertussidesign.com.br) para a empresa Reciprátik, unidade de reciclagem de óleo de cozinha. produto, direcionando os esforços para atender expectativas somadas a busca pela criatividade visual, qualidade de produto e preço adequados, são diferenciais valorizados. Esta proposta visa à mistura de água, óleo e soda caustica para obter sabão conforme apresentado na FIG 1, a seguir: c) PRINCIPAIS DIFICULDADES OPERACIONAIS Segundo SEBRAE/ES (2006), este mercado possui concorrentes informais que apresentam produtos vendidos de porta em porta ou em pequenas lojas com qualidade fora das normas reguladoras e sem fornecer a formulação de composição utilizada. d) PRODUTOS OFERTADOS PELO MERCADO. FIGURA 1. Reciclador de óleo de frituras Fonte - GUIMARÃES, 2010 Não foram encontrados produtos similares ao modelo proposto por este estudo, porém encontraram-se idéias ainda não disponíveis para comercialização. Salienta-se comunicação e) PATENTES REGISTRADAS que ou não se mesmo encontrou indícios de formas de operação comercial da empresa Reciprátik. Segundo GUERRA (2009), existem diversas patentes registradas com utilidade industrial, porem nenhuma Página 5 de 14
  6. 6. 3. METODOLOGIA 4. PROPOSTA DE ESTUDO Em função da amplitude do estudo, abordou-se o AUTOMATIZAÇÃO DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE SABÃO COM ÓLEO VEGETAL RECICLADO estudo do produto final, o mercado consumidor, o registro de patentes, os processos de automação e o desenvolvimento de produto, adotando-se, além dos requisitos técnicos referencial teórico, profissionais montagem do de pesquisa visitas mercado, a utilização bibliográfica técnicas, e consulta também, de materiais na e à sua reciclados, componentes de fácil aquisição e baixo custo. Segundo GIL, (2010), diante dos objetivos propostos, pesquisa desse estudo se classifica como experimental, por apresentar um objeto de estudo, que permite seleção de variáveis capazes de influenciá-lo e a definição de formas de controle e de observação dos efeitos que tais variáveis produzam neste objeto estudado. Desenvolveu-se o presente estudo através de ponto chave explorado visa o número reutilizações seguidas que se possa aplicar a um sistema de formas no seu uso pela construção civil. Este ponto chave afeta o custo final ao consumidor e é constituído pelo “modelo operacional adotado pelo mercado”. Contou-se, também com consultas a profissionais, que seguimento, dos quais se obteve informações sobre as diversas óticas do problema que os estudos bibliográficos que deram fundamentação teórica aos objetivos do presente estudo. ecologicamente correto, Quando o usuário julgar necessário pode iniciar a homogeneização acionando o start do equipamento. A partir deste instante o equipamento realiza as seguintes operações: - Verifica existência dos insumos (óleo, agua e Calcula quantidade de insumo necessária para a mistura com a quantidade de óleo. cadeia produtiva do produto objeto deste estudo. O auxiliaram dimensões, economicamente sustentável. - pesquisas, abordando objetivamente o ponto chave da no pequenas soda) 3.2. A PESQUISA APLICADA atuam Dispositivo automático, com designer inovador, de 4.2. FUNCIONAMENTO 3.1. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO a 4.1. DIFERENCIAIS PROPOSTOS - Mistura os insumos necessários na câmara de batimento. - Liga o batedor por tempo de batimento prédefinido. - Finaliza batimento e libera composto para a forma. - A forma deve ser armazenada por 5 dias em local ventilado e fresco, sem incidência de raios solares diretos. 4.3. FORMULAÇÃO SUSTENTÁVEL PROPOSTA Optou-se por adotar neste estudo a formulação a partir da reciclagem do óleo saturado de fritura, na qual se definiu uma proporção balanceada entre os componentes conforme se apresenta na TAB. 3, a seguir: Página 6 de 14
  7. 7. FIGURA 2. Blocos do arduino "Uno" Fonte - Arduino, 2013 TABELA 3. Formula de sabão a base de óleo saturado de fritura. b) DISPLAY LCD 20X4 LCD de 20 colunas por 4 linhas com back light azul e Insumo Qtde UM Óleo saturado de fritura 1000 ml Água 750 ml Soda cáustica 350 ml escrita branca. Possui o controlador HD44780 usado em toda indústria de LCD's como base de interface que pode ser operado em 4 ou 8-bits paralelamente. Dimensões: - 2000 ml Fonte: Rede Ecoblogs. - Área visível: 76.0 mm X 26.0 mm - Caractere: 2.94 mm X 4.74 mm - TOTAL Total: 98.0 mm X 60.0 mm X 14.0 mm Ponto: 0.54 mm X 0.54mm 4.4. MÉTODOS 4.4.1. COMPONENTES APLICADOS a) ARDUINO UNO Arduino é uma plataforma de prototipagem eletrônica FIGURA 3. criado com o objetivo de permitir o desenvolvimento Display LCD 20x 4 Fonte - Eletrogate, 2013 de controle de sistemas interativos, de baixo custo e acessível a todos. c) PROTOBOARD (MATRIZ DE CONTATOS) Todo material (software, bibliotecas, hardware) é Ferramenta para a montagem de circuitos eletrônicos. open-source. Possui 830 pontos com barras de distribuição e ponto de adesivação para fixá-lo em uma superfície. A plataforma é composta essencialmente de duas partes: O Hardware e o Software. Especificações: - Faixa de Temperatura.: -20 a 80°C. - Para terminais e condutores de 0,3 a 0,8 mm (20 a 29 AWG). - Resistência de Isolamento: 100MΩ min. - Tensão Máxima: 500 v AC por minuto. - Dimensões: 165 mm x 57 mm x 10 mm. Página 7 de 14
  8. 8. FIGURA 4. Protoboard (Matriz de Contatos) Fonte - Eletrogate, 2013 d) JUMPERS - PROTOBOARD - MACHO/MACHO Kit com 65 Jumpers para Protoboard para montagem de projetos. Tamanhos: FIGURA 6. - 49 unidades = 110 mm - 8 unidades = 149 mm - 4 unidades = 200 mm - 4 unidades = 240 mm Protoboard (Matriz de Contatos) Fonte - Eletrogate, 2013 f) VÁLVULA SOLENOIDE É uma combinação de duas unidades funcionais: O pacote eletromagnético, constituído por um solenoide e seu correspondente núcleo móvel, e um corpo de válvula contendo os orifícios de entrada(s), passagem (ns) e saída(s). Sobre os orifícios de passagem atuam obturadores tipo agulha, guilhotina de metal, discos de vedação de elastômeros ou PTFE. Em alguns modelos, o fechamento é corrediço, com anéis de vedação. FIGURA 5. Jumpers p/ protoboard macho/macho Fonte - Eletrogate, 2013 Podem ser utilizadas com os mais diversos fluidos, sejam corrosivos ou não, com o único requisito de estarem sempre limpos, sem elementos sólidos em e) MÓDULO ULTRASSOM SENSOR DE DISTÂNCIA Módulo Ultrassom Sensor de Distância - Hc-sr0, Sensor modelo HC-SR04 capaz de medir distâncias de 2cm a 4m com precisão. Possui um circuito pronto com emissor e receptor acoplados e 4 pinos (VCC, Trigger, ECHO, GND) para medição. Especificações: - Alimentação: 5V DC - Corrente de Operação: 2 mA - específicos que superam esse valor. Em termos gerais, a faixa de pressão é um intervalo que vai desde o vácuo até pressões máximas que variam de 0,1 a 17 bar para a maioria dos modelos e, em um caso particular, atinge aos 100 bar. Contudo, em construções especiais esses valores são superados. O intervalo de temperatura vai de -200 oC Alcance.: 2 cm - 4 m - superior a 60 cSt, exceto em alguns modelos Ângulo de efeito: 15° - suspensão e com uma viscosidade, em geral, não Precisão: 3 mm até um máximo de 180o Página 8 de 14
  9. 9. 03a-Contador não consegue automatizar o sistema pergunta ao usuário como se ele deseja executar manualmente. isto poderá ocorrer por nº de tentativas que o sistema acuso falta de materiais e abortou a execução. FIG 08 04 - Avaliação do nível do óleo O sistema verifica se dentro da cuba de batimento existe algum volume de óleo. Caso exista calcula sua quantidade e armazena resultado na variável qtdeoleo Ou não existindo óleo informa ao usuário saltando para o item ERROS onde informa ao usuário solicitando providencia e dando opções de operação ou desligamento. FIG 08 05 - Cálculo da quantidade de soda FIGURA 7. O sistema verifica se o calculo referente a quantidade necessária de soda foi feito: Válvula solenoid Fonte - Eletrogate, 2013 4.4.2. DIAGRAMA DE BLOCOS O diagrama, apresentado na FIG 08, aponta todas as etapas automatizadas pelo circuito elétrico, controladas pelo software desenvolvido para este estudo buscando atender a proposta idealizada. a) DESCRIÇÃO DO FUNCIONAMENTO A seguir descreve-se o funcionamento conforme apresentado na figura 8 01 - Botão liga maquina O usuário aciona o botão de ligação. 02 - O sistema avalia variáveis de controle Se as variáveis estiverem fora do status zero padrão o sistema pula todas as etapas já completadas. FIG 08 03 - Contador de inicialização automática O sistema tentará por 3 vezes a execução automática caso o usuário declare não desejar executar manualmente o sistema reiniciará esta variável de controle. Este é o primeiro loop do sistema. FIG 08 O sistema abortara cada execução em princípio por falta de atendimento por parte do usuário as suas solicitações de abastecimento de materiais. 05a- Calcula quantidade de soda e água necessária. Mede a quantidade de soda existente no reservatório. Calcula qual o percentual de soda necessário. FIG 08 Calcula também a quantidade de água e guarda os valores nas variáveis qtdesoda e qtdeagua. 06 - A quantidade de água necessária existe O sistema verifica se a quantidade existente é suficiente para atender ao calculo feito em 05a. 07- A quantidade de soda necessária existe O sistema verifica se a quantidade existente é suficiente para atender ao calculo feito em 05a. 08 - Abre válvula de água O sistema controla segundo o volume (sensor de ultrassom) vertido a necessidade de fechar a válvula. FIG 08 09 - Abre válvula de soda O sistema controla segundo o volume (sensor de ultrassom) vertido a necessidade de fechar a válvula. FIG 08 10 - Liga o batedor O sistema inicia o batimento e inicia um timer de x tempo para bater. FIG 08 11 - Verificação se existe forma disponível Página 9 de 14
  10. 10. O sistema através de um sensor de presença verifica se a fôrma esta presente para a vazão da mistura. FIG 08 ERROS: 12 - Abre válvula p/ fôrma O sistema abre a válvula para iniciar o escoamento. Inicia um timer de x tempo para escorrer. FIG 08 13 - Fim Central de mensagens ao usuário O sistema ao detectar cada pendência emite pedido de correção ao usuário e reinicia o contador principal do item 03. FIG 08 O sistema desliga a máquina b) DIAGRAMA FIGURA 8. Diagrama - automatização proposta Fonte - - os autores, 2013 4.4.3. LIGAÇÕES NO ARDUINO UNO necessária de acordo com os cálculos realizados pelo software, a vazão do fluido será controlada por um Quando a máquina é ligada ela verificará a presença segundo sensor ultrassônico e abertura de uma da quantidade necessária do óleo, a partir de um válvula solenoide, conforme FIG 9 a seguir: ultrassônico, e despejar a quantidade de soda liquida Página 10 de 14
  11. 11. FIGURA 9. Circuito montado no Arduino Uno Fonte: Os autores, 2013 4.4.4. PROJETO DO SIMULADO DO CIRCUITO FIGURA 10. Projeto simulado para o circuito proposto Fonte: Os autores, 2013. Quando a soda já estiver no recipiente do produto, o uma segunda válvula solenoide irá abrir liberando o motor iniciará o funcionamento realizando a mistura do produto final. sabão e assim que a mesma estiver pronta a máquina irá verificar a presença ou não da bandeja da forma na Como as válvulas são de acionamento com 110V posição correta e, caso seja positiva a informação, utilizamos um relé de comando com a bobina de 5Vcc Página 11 de 14
  12. 12. cm1Msec = ultrasonic.convert(microsec, Ultrasonic::CM); // x assume a diferença entre nível atual de Soda e o valor de proporção de Soda// x = (nAtualSoda - prodSoda); // O conjunto de instrução é responsável por manter a válvula aberta durando a liberação de Soda// while (cm1Msec > x ){ microsec = ultrasonic.timing(); if (microsec!=0.00){ cm1Msec = ultrasonic.convert(microsec, Ultrasonic::CM); digitalWrite(VALVULA1_PIN, HIGH); } } //Liga o motor por 5 minutos (300000ms)// digitalWrite(VALVULA1_PIN, LOW); digitalWrite(MOTOR_PIN, HIGH); delay(60000); digitalWrite(MOTOR_PIN, LOW); compatível com a alimentação do Arduino para realizar o acionamento das válvulas. O protótipo não possui dois sensores ultrassônicos e nem duas válvulas solenoides, apenas utilizamos as mesmas portas de saída para realizar o protótipo pois estes componentes possuem atuação em situações distintas e nunca dois deles ao mesmo tempo. 4.5. AUTOMAÇÃO VIA PROGRAMAÇÃO PARA ARDUINO UNO O programa verifica pela leitura do sensor de ultrassom o valor do nível do Óleo e Soda, convertendo os valores lidos para uma variável de controle chamada "cm1Msec". Verificando primeiramente o nível do óleo, utiliza-se a variável "X" como diferença entre nível atual de Soda e o valor de proporção desejada de Soda. O fim algoritmo. Fonte - autor "Claudio Oliveira", 2013. programa, a partir da leitura do sensor, compara e confirma a necessidade de abrir a válvula solenoide, sendo que mantém a mesma aberta até que o nível do 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO óleo atinja o valor esperado. Buscou-se no presente estudo atender aos seguintes A partir do fechamento da válvula da soda o sistema princípios solicitados: efetua o mesmo controle novamente, só que para a válvula da água. - Inovação, pois o produto não esta sendo empregado para o fim proposto; A terminar a vazão da água o programa liga o motor - por 5 minutos ou 300000ms. despoluição dos rios; - Algoritmo 1 – Determina o nível de óleo e soda. Justiça social, pois considerando a escala de utilização reduz os custos do tratamento de Algoritmo // Verifica valores o nível do Óleo e Soda// if (nOleo == cm0Msec && nSoda == cm1Msec){ prodSoda = nOleo * 0.35; // Fator de proporção// // Converte os valores lidos pelo Sensor e atribui esse valor à variável cm1Msec.// Preservação ambiental, pois colabora para a esgotos. - Sustentabilidade econômica, pois possui baixo custo amortizável em curto prazo. No circuito montado conseguiu-se aplicar todo o princípio de controle de vazão desejado, permitindo a correta mistura dos componentes. Página 12 de 14
  13. 13. FIGURA 11. Circuito montado sobre protoboard Fonte: Os autores, 2013. 6. CONCLUSÃO A partir da montagem do circuito em protobard concluiu-se que a criação miniaturizada do circuito de controle é possível para um protótipo físico. Esta miniaturização, ou pelo menos, redução de dimensionamento, viabiliza a criação de um produto final de pequeno porte físico o que permitirá um modelo com diferencial de inovação ainda não disponibilizado no mercado. Conduto visualizaram-se necessidades de outras melhorias que melhor estudaremos para o semestre que vem. Página 13 de 14
  14. 14. ___________________________________________________________________________ 7. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA Uchimura Marcelo; Dossiê Técnico Sabão. Instituto de Tecnologia do Paraná, 2007. Disponível em: http://www.respotec.org.br/dossie técnico. Acesso em: 20 ago. 2013. GIL, Antônio. Como elaborar projetos de pesquisa. 4ª edição. São Paulo, Atlas, 2002, 176p. Disponível em:< http://www.ebah.com.br/content/ABAAABQtYAJ/como-elaborar-projetos-pesquisa-antonio -carlos-gil >, Acesso em: 16 de Ago de 2013. AKIRA Robert, Saboaria, 2012, Disponível em: http://www.japudo.com.br/saboaria, Acesso em: 19 ago. 2013. SEBRAE/ES, UCE; FÁBRICA DE SABÃO EM BARRA; – Unidade de Capacitação Empresarial - SEBRAE/ES (2006). Disponível em: http://vix.sebraees.com.br/ideiasnegocios/arquivos/F%C3%A1brida%20de%20Sab %C3%A3o% 20em%20Barra.pdf, Acesso em: 27 ago. 2013. Estudo da Implantação de uma Fábrica de Princípios Socioambientais; Disponível em: RUAS, Rogerio (UEMG);PRATA Giane da Costa (FACIG); Sabão Ecológico Segundo os .http://www.spell.org.br/documentos/download/9441, Acesso em: 19 ago. 2013. SILVA, M.; MELO N.; SOUZA, E.. Manual para Elaboração e Normalização de Trabalhos Acadêmicos Conforme Normas da ABNT. Belo Horizonte: Uni-BH, 2008. 105 p. Disponível em: http://unibh.br/unibhbiblioteca. Acesso em: 11 fev. 2013. Ecoblogs - Meio Ambiente Sustentabilidade e consumo consciente, 2013, Disponível em:http://www.ecoblo gs .com.br/meio-ambiente/sabao-ecologico/, Acesso em: 25 ago. 2013. INMETRO ;NORMA Nº NIT-DIMEP-005 Regulamento Técnico Metrológico (1997), Disponível em:http://ww w.inm etro. gov.br/rtac/pdf/RTAC000447.pdf, Acesso em: 25 ago. 2013. INMETRO ;NORMA Nº NIT-DIMEP-005 Determinação Do Conteúdo Efetivo E/Ou Exame Formal (2013), Disponível em: http://www.inmetro.gov.br/ftp_hp/kits/NIT-Dimep-005-Rev01.pdf, Acesso em: 26 ago. 2013. Página 14 de 14

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