SISTEMA DE RECONHECIMENTO DE COR PARA UMA ESTEIRA DIDÁTICA SELETORA DE OBJETOS

São Luís - MA
2017
ANTONIO HUMBERTO DE ALMEIDA COIMBRA JUNIOR
SISTEMA DE RECONHECIMENTO DE COR PARA UMA ESTEIRA
DIDÁTICA SELETORA DE OBJETOS

São Luís - MA
2017
Cidade
Ano
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à
Faculdade Pitágoras, como requisito parcial para a
obtenção do título de graduado em Engenharia de
Controle e Automação.
Orientadora: Roseli Aparecida Defassio

TÍTULO DO TRABALHO:
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à
Faculdade Pitágoras, como requisito parcial para a
obtenção do título de graduado em Engenharia de
Controle e Automação.
Aprovado em: __/__/____
BANCA EXAMINADORA
Prof(ª). Titulação Nome do Professor(a)

Agradeço a Deus, que me ajudou está hoje
aqui, e por tudo de bom que ele tem
proporcionado na minha vida.

AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus, que me ajudou está hoje aqui, e por tudo de bom que ele tem
proporcionado na minha vida.
A minha esposa que me ajudou nesse momento crucial, me dando apoio e me
compreendendo.
Ao meus pais e familiares, pela força e confiança creditada em mim todos esses anos, e
estarem ao meu lado nos momentos mais difíceis dessa minha caminhada.
Aos amigos de faculdade, pelas noites perdidas de sono e feriados de muito estudo e
trabalho, pelos incentivos, apoio moral e dedicação.
Aos professores do curso de Engenharia de Controle e Automação da Faculdade
Pitágoras, por nos guiar nesta caminhada que nos fez chegar até aqui e o apoio dado na
realização desse projeto.
A todos, os meus sinceros agradecimentos.

RESUMO
Este trabalho apresenta o estudo de um sistema de reconhecimento de cor para esteira seletora
de objetos a partir de uma seleção de cores. O estudo tem por objeto conhecer a importância do
reconhecimento de cor para esteiras de pequeno porte para o sistema de processo de seleção.
Trata-se de uma revisão de literatura, através de estudos de artigos e publicações, impressos e
virtuais, pesquisado em dados eletrônicos, biblioteca virtual, livros de automação, Google
acadêmico. Verificou-se que o sistema de esteiras transportadoras de seleção de objetos tem
por sua finalidade controlar e otimizar os processos industriais. Além de que o sistema de
separação por cores que é composto por sensores e controladores que são de grande importância
para a agilidade da separação de objetos, onde os objetos são reconhecidos pela sua cor por um
sensor que envia informações para um microcontrolador Arduino Uno, que irá processar as
informações recebidas do sensor e fazer comparações através de valores obtidos com os valores
pré-estabelecidos e por fim determinar qual foi a cor detectada. Conclui-se que o estudo do
sistema de esteira seletora de objetos por meio da separação por cores e de grande relevância
para se obter uma compreensão da otimização no sistema de reconhecimento de cor de um
processo de seleção de objetos.
Palavras-chave: Arduino; Automação; Esteira; Seleção.

ABSTRACT
This work presents the study of a color recognition system for selective matting of objects from
a selection of colors. The study aims to know the importance of color recognition for small mats
for the selection process system. This is a literature review, through studies of articles and
publications, printed and virtual, researched in electronic data, virtual library, automation
books, Google academic. It was verified that the object conveyor conveyor system has the
purpose of controlling and optimizing industrial processes. In addition to that color separation
system which is composed of sensors and controllers that are of great importance for the agility
of the separation of objects, where objects are recognized by their color by a sensor that sends
information to an Arduino Uno microcontroller, which Will process the information received
from the sensor and make comparisons through values obtained with the pre-set values and
finally determine what was the detected color. It is concluded that the study of the selective
matting system of objects through color separation and of great relevance to obtain an
understanding of the optimization in the system of color recognition of an object selection
process.
Keywords: Arduino; Automation; Running machine; Selection.

LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 – Correia Transportadora ..................................................................................... 15
Figura 2.2 – Correias Transportadoras de uma Mineradora.................................................. 16
Figura 2.3 – Esteiras transportadoras .................................................................................... 17
Figura 2.4 – Transportadora de correia plana........................................................................ 18
Figura 3.1 – Estrutura física do Arduino............................................................................... 23
Figura 3.2 – Circuito de alimentação do Arduino................................................................. 23
Figura 3.3 - Informações do Arduino Uno............................................................................ 24
Figura 3.4 - Imagem do sensor TCS230/3200 ...................................................................... 25
Figura 3.5 - Esquema de funcionamento do sensor............................................................... 26
Figura 3.6 - Características físicas do sensor TCRT5000..................................................... 27
Figura 3.7 - Funcionamento de um atuador elétrico ............................................................. 28
Figura 3.8 - Diagrama de um cilindro pneumático e hidráulico............................................ 29
Figura 3.9 - Cilindros e válvulas pneumáticas e hidráulicas................................................. 30
Figura 3.10 - Tipos de motores.............................................................................................. 31
Figura 3.11 - Motor AC......................................................................................................... 32
Figura 3.12 - Motor CC......................................................................................................... 32
Figura 3.13 - Display LCD 16x2........................................................................................... 33
Figura 4.1 - Sensor TCS320/3200......................................................................................... 34
Figura 4.2 - Relação de ajuste/configuração ......................................................................... 35
Figura 4.3 - Modificação do sensor....................................................................................... 36
Figura 4.4 - Reconhecimento de padrões .............................................................................. 37
Figura 4.5 - Mecanismo de extração de Características........................................................ 38
Figura 4.6 - Circuito de reconhecimento de cor.................................................................... 39
Figura 4.7 - Circuito de ligação do led RGB......................................................................... 39
Figura 4.8 - Reconhecimento da cor vermelho ..................................................................... 40
Figura 4.9 - Reconhecimento da cor verde............................................................................ 40
Figura 4.10 - Reconhecimento da cor azul............................................................................ 41
Figura 4.11 - Seleção de objetos pelas cores......................................................................... 41

LISTA DE QUADROS
QUADRO 3.1 - CATEGORIAS DE ESTÍMULOS E VARIÁVEIS FÍSICAS................... 25
QUADRO 3.2 - ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS DO SENSOR TCS230/3200.................26
QUADRO 3.3 - ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS DO SENSOR TCRT5000.....................27

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
USB Universal Serial Bus.
IDE Integrated Development Environment.
PWM Pulse Width Modulation.
V Volts.
CI Circuito Integrado.
D1 Diodo 1.
RGB Red (vermelho), Green (verde) e Blue (azul).
NF Normalmente Fechado.
NA Normalmente Aberto.
AC Alternating Current.
CC Corrente Contínua.
VCC Voltagem Corrente Contínua.
LCD Liquid Crystal Display.
OUT Saída.
LED Light Emitting Diode.
GND Ground.

SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ..............................................................................................................12
1.1 PROBLEMAS DE PESQUISA ....................................................................................13
1.2 OBJETIVOS DO TRABALHO.............................................................................................13
2. ESTEIRA TRANSPORTADORA DE PEQUENO PORTE ......................................14
2.1 BREVE HISTÓRIA DAS ESTEIRAS TRANSPORTADORAS ...................................................15
2.1.1 A IMPORTANCIA DAS CORREIAS TRANSPORTADORAS...............................16
2.2 TIPOS DE CORREIAS TRANSPORTADORAS........................................................17
2.2.1 OS TRANSPORTADORES DE CORREIA PLANA ..............................................18
2.2.2 OS TRANSPORTADORES SORTIDOS................................................................19
3. DISPOSITIVOS DE AUTOMAÇÃO DE UMA ESTEIRA DIDÁTICA ..................22
3.2 ARDUINO UNO ..........................................................................................................22
3.2.1 ALIMENTAÇÃO DA PLACA ARDUINO UNO ...................................................23
3.3 SENSORES ..................................................................................................................24
3.3.1 Sensor TCS230/3200 ............................................................................................25
3.3.2 Sensor TCRT5000.................................................................................................26
3.4 ATUADORES..............................................................................................................27
3.4.1 ATUADORES ELÉTRICOS..................................................................................28
3.4.2 ATUADORES PNEUMATICOS E HIDRÁULICOS.............................................29
3.5 TIPO DE MOTORES ELÉTRICOS.............................................................................30
3.5.1 MOTORES AC......................................................................................................31
3.5.2 MOTORES CC......................................................................................................32
3.6 DISPLAY LCD 16X2...................................................................................................33
4. SISTEMA DE RECONHECIMENTO DE CORES ...................................................34
4.2 RECONHECIMENTO DOS PADRÕES .....................................................................36
4.3 CIRCUITO ARDUINO E SENSOR TCS230/3200 .....................................................38
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS.........................................................................................42
REFERÊNCIAS .............................................................................................................43

12
1. INTRODUÇÃO
A utilização de equipamentos como as esteiras transportadoras de pequeno porte, estão
sendo implantado com uma maior frequência nos sistemas industriais, que estão ao longo do
tempo substituindo a mão de obra humana por mecanismos automáticos. Em variados tipos de
processos de separação de objetos na indústria manufatureira, as esteiras transportadoras, são
equipamentos essenciais para um bom funcionamento da produção, pois tem a praticidade e
agilidade, evitando assim o esforço físico do trabalhador na realização da tarefa.
A apresentação de uma revisão de literatura de um sistema de reconhecimento de cor
para uma esteira transportadora didática de pequeno porte, utilizando obras literárias de esteira
com sensores interligados a controladores e sistemas de reconhecimento de cor, assim através
do sensor de cor os objetos serão pré-selecionados a serem depositados nos seus respectivos
lugares através das cores.
O trabalho foi desenvolvido em três fases, conforme apresentação: Na primeira fase no
decorrer do segundo capitulo será abordado o entendimento e estudo sobre o que são esteiras
transportadoras, na segunda fase no decorrer do terceiro capitulo será apresentado o estudo
de dispositivos de automação para esteira didática, já na terceira fase no decorrer do
quarto capitulo será abortado o sistema de reconhecimento de cores.
Justifica-se que no decorrer do trabalho, a busca por um estudo aprofundado de
engenharia e revisões literárias no que se diz respeito a processos industriais de transporte,
separação de objetos por cor utilizando a plataforma Arduino, como uma alternativa viável no
controle de objetos de um determinado processo ou distribuição.
A metodologia do trabalho é de característica básica, baseando-se em uma revisão de
literatura em pesquisas de livros, projetos de automação com Arduino e artigos da internet,
tanto no gênero de automação industrial, instrumentação, controle e automação de processos
industrial. É importante destacar que este trabalho visa demonstrar o estudo de um sistema para
ser utilizado em determinados tipos de processos. Não é de interesse avaliar o custo-benefício
do sistema, mas sim os benefícios que a automação pode proporcionar, e como ela pode ajudar
a controlar a separação e contagem de objetos pelas cores com o Arduino em um meio de
produção ou distribuição de um sistema.

13
1.1 PROBLEMAS DE PESQUISA
Os sistemas de processos automatizados que existem hoje nos diversos segmentos da
indústria, na maior parte dos casos utilizam equipamentos convencionais para este tipo de
aplicação especifica.
Como utilizar um sistema com um sensor de cor a uma plataforma Arduino como uma
alternativa aos sistemas convencionais já existentes na indústria de automação, para se ter a
redução consideravelmente dos custos de um sistema convencional e facilitar a separação de
objetos pelas cores?
1.2 OBJETIVOS DO TRABALHO
Geral:
Conhecer a importância do sistema de reconhecimento de cores para um processo de
seleção de objetos, por meio de uma revisão de literatura.
Especifico:
• Analisar o que são esteiras seletoras de objetos de pequeno porte;
• Identificar os componentes de funcionamento das esteiras didáticas;
• Demonstrar o sistema de reconhecimento de objetos pelas cores;

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2. ESTEIRA TRANSPORTADORA DE PEQUENO PORTE
A confecção de esteiras separadoras de objetos de pequeno porte vem para viabilizar e
melhorar o processo de produção, tornando mais rápido e ágil o seu sistema de transporte e
destino dos itens desejados.
Rodrigues (2012), Medeiros (2012) e Bittencourt (2012) estabelecem que o projeto
didático de uma esteira transportadora possui um modelo de custo menor, começando a
execução do protótipo utilizando um ambiente virtual e estabelecendo a ideia com materiais
reciclados e de equipamentos eletrônicos desativados, confeccionando um projeto barato.
A automação também decorre da necessidade de um maior nível de qualidade, não
somente do objetivo de redução de custos, mais sim de uma maior flexibilidade de modelos
para o mercado, maior segurança para seus operadores, menor gasto do seu material e energia,
uma maior possibilidade da informação sobre o processo e um melhor acompanhamento e
controle da produção. (MORAES; CASTRUCCI, 2015).
É fundamental a utilização de protótipos didáticos como pesquisa, tanto para estimular
professores e alunos não os limitando somente aos métodos comuns, fazendo com que projetos
e simulação, que com apenas teoria, possam a vim dificultar o entendimento e esconder os
problemas e dificuldades existentes no sistema real. (RODRIGUES; MEDEIROS;
BITTENCOURT, 2012).
Conforme Bueno e Costa (2011), a transição do processo de manufatura para a
mecânica, que é conhecido como revolução industrial, tem um destaque do sistema de produção
automatizada que possui uma enorme capacidade de produção e controle do seu processo. E
que se encontra em vários seguimentos industriais, como maquinas que estão realizando tarefas
diversas que anteriormente era realizada por um grupo de pessoas.

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2.1 BREVE HISTÓRIA DAS ESTEIRAS TRANSPORTADORAS
O princípio da utilização de correias transportadoras, se deu na metade do século 18
com a revolução industrial na Inglaterra. A aquisição dessa tecnologia que era muito evoluída
para aquela época, teve sua obtenção em diversos segmentos da indústria, pois tinha a
necessidade de economia de tempo e dinheiro. (PATARELO, 2017).
A Construção da primeira correia transportadora para ser implantada na indústria de
transporte de carvão, minério e diversas matérias primas teve seu começo em 1892. Assim em
1901, se teve o início da produção de correias transportadoras que era composta por cabos de
aço pela empresa Sandvik. E em 1905 se obteve o primeiro transportador para mineração de
minas de carvão subterrânea, que se deu possível graças a um projeto do engenheiro britânico
Richard Suttcliffe. A figura 2.1 apresenta a ilustração de uma correia transportadora em uma
mineradora. (PATARELO, 2017).
Figura 2.1 – Correia Transportadora.
Fonte: Patarelo(2017).
Em 1907 em diante, as correias transportadoras passaram a fazer parte também da
indústria Alemã. Já com Henry Ford em 1913 que se tornou pioneiro no sistema de montagem
continua, graças a utilização de correias transportadores em suas fabricas de automóveis.
(PATARELO, 2017).

16
2.1.1 A IMPORTANCIA DAS CORREIAS TRANSPORTADORAS
As correias transportadoras tem um significado importante no processo de produção
indústria, pois é responsável pelo transporte da produção na sua linha de montagem ou no
processo de extração e transporte da matéria prima.
Com a avanço do mercado e grande procura por meios de tecnologias e estudos que
viabilizam a diminuição dos custos e agilidade no processo, as correias transportadoras estão
entre os sistemas mais utilizados no transporte de grandes materiais, devido ao seu custo de
manutenção ser viável e não muito complexo de ser executado. (PATARELO, 2017).
A figura 2.2 apresenta a ilustração de uma mineradora com sistema de correias
transportadoras.
Figura 2.2 – Correias Transportadoras de uma Mineradora.
Fonte: Patarelo (2017).
De acordo com Patarelo (2017), o mercado de fabricação de correias transportadoras se
pode encontra vários tipos e modelos de correias, contendo 4 industrias que são:
• Contitech
• Goodyear
• Mercúrio
• Playtex

17
2.2 TIPOS DE CORREIAS TRANSPORTADORAS
As esteiras transportadoras são de grande importância no processo de alimentação da
entrada e saída de produtos em uma máquina, e tem a grande responsabilize de transportar
produtos de uma célula para outra.
Bueno e Costa (2011), relatam que o motivo principal da implementação de um sistema
didático de esteira que será capaz de otimizar os custos totais de um sistema de Automação
convencional, fazendo com que a empresa seja mais moderna e autossustentável.
O sistema de transportadores são utilizados para transportar objetos ou substâncias que
necessitam se deslocar de um ponto para o outro. Podendo assumir variadas formas, seu
deslocamento se dá através de motor, pelo ar ou utilizando a gravidade. (LAMB, 2015 p. 180).
Segundo Lamb (2015), o transporte por correia é um sistema bastante rentável. Pois
possuem uma estrutura metálica e rolos em suas extremidades que facilitam o transporte. A
figura 2.3 mostra uma esteira transportadora.
Figura 2.3 – Esteiras transportadoras.
Fonte: Logitec (2017).
Por ser de grande importância no processo de transporte do produto. O tipo e modelo
desejada de correia, está relacionado aos seguintes aspectos: a relação do tipo de material que
vai ser transportado, o tipo condições do serviço a ser realizado, os roletes a serem
implementados, a temperatura do seu material, entre outros.

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2.2.1 OS TRANSPORTADORES DE CORREIA PLANA
São correia que são montadas sobre uma superfície plana ou rolos, são utilizadas
quando se tem uma necessidade geral para o transporte de um pequeno a médio porte de
material ou volume. (MOURA, 1998).
A figura 2.4 ilustra o sistema de uma esteira transportadora de correia plana
encontrada no mercado
. Figura 2.4 – Transportadora de correia plana.
Fonte: Logitec (2017).
a) Tipos e características
São obtidas com mesas laterais para bancadas em operações. Pode conter componentes
ou elementos de curva, seu deslocamento de trabalho pode ser horizontal a 90º ou 180 º com
sistemas de motores individuais. O seu ângulo de inclinação se dá entre a força de atrito entre
correia e carga, e também através do centro de gravidade do objeto transportador. (MOURA,
1998).
b) Suas Aplicações
É de grande importância para a linha de produção, o transporte do objeto, caixas ou
pessoas, carga e descarga como transporte. (MOURA, 1998).

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c) Suas Vantagens
• O seu baixo custo de operação.
• A seu deslocamento de grande fluxo.
• Podendo ser utilizado para grandes distâncias.
• Tem a capacidade de movimentar um grande volume de cargas.
• Podendo ser assim conectado a outros sistemas de produção.
• Tem a capacidade de se ter uma reversão no sentido do curso da esteira. (MOURA,
1998).
d) Suas Limitações
• Não está apto a trabalhar com grandes inclinações.
• As curvas geram um auto custo na construção do projeto.
• Se houver um defeito no sistema de transporte, pode vim a parar uma linha de
produção inteira.
• Em alguns sistemas de produção, o custo de implantação de uma esteira, pode ser
mais elevado do que se utilizar equipamentos moveis.
• Não tendo a facilidade de modificação do seu layout quando implantado o projeto.
• Tem a necessidade da utilização de esticadores para que a correia plana se
mantenha esticada. (MOURA, 1998).
2.2.2 OS TRANSPORTADORES SORTIDOS
O sistema tem o seu deslocamento no uso de transportadores, assim se tem a agilidade
de carregar variados tipos de cargas em diversos pontos ou não da estrutura, e são depositados
em espaços separados ou em outros transportadores, em um processo de controle e decisão
automática. (MOURA, 1998).

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a) Os tipos e características
Contem dispositivos mecânicos de correias, correntes ou rolos motorizados. O seu
controle de endereçamento do sistema automático pode servi de balanças, células fotoelétricas,
sistemas de sensores e código de barras como mecanismo de leitura eletrônica. Em alguns casos
se tem a necessidade de que o operador tenha que enviar um sinal de despacho no interior de
um sistema de memória. (MOURA, 1998).
b) Seus usos e aplicações
Onde se há a necessidade de um fluxo de material a serem endereçado e enviados para
variados destinos, em uma linha de produção ou fazendo com que chegue ao seu local desejado,
em que o sistema automático possa justifique a substituição do homem por um meio com
precisão e rapidez. O seu grau de complexidade pode variar, a partir de um sistema simples,
quando seu endereçamento e realizado por um operador, até sistemas computadorizados mais
complexos, com inúmeros endereços. (MOURA, 1998).
c) Suas vantagens
• Tem agilidade e eficiência no processo de distribuição.
• Tem a capacidade de reduzir os custos do processo reduzindo a mão de obra.
• Possui qualidade e eficiência no sistema de endereçamento. (MOURA, 1998).

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d) Suas limitações
• Tem um elevado custo para a sua implantação.
• Se o sistema apresentar alguma falha no sistema, o processo de transporte pode
levar uma parada total.
• A necessidade de se ter um bom controle do processo.
• Seu sistema não é projetado para cargas volumosas e pesadas. (MOURA, 1998).

22
3. DISPOSITIVOS DE AUTOMAÇÃO DE UMA ESTEIRA DIDÁTICA
Com o proposito justamente de diminuir o tempo de projeto de sistemas
microcontrolados, a uma necessidade de busca o desenvolvimento de plataformas
padronizadas, que permitem a simples utilização de dispositivos de entrada e saída, por simples
conexões. Como exemplo dessas padronizações podemos mencionar a plataforma Arduino.
(STEVAN JUNIOR; SILVA, 2015 p. 15).
Os sistemas automatizados são basicamente definidos por três principais elementos:
sensores, controladores e atuadores. (STEVAN JUNIOR; SILVA, 2015 p. 14).
3.2 ARDUINO UNO
O Arduino é uma plataforma de prototipagem eletrônica que possui o
microcontrolador ATMega328, tem pinos de entras e saídas digitais, uma conexão USB, uma
conexão de força e um botão de reinicialização. Veja o que esses elementos da placa são capazes
de fazer: (SOUSA, 2017).
14 pinos de entrada/saída digitais que vai do pino 0 ao 13, podendo ser utilizados como
entradas e saídas, de modo a ser especificado no sketch que o usuário declara no seu IDE.
6 pinos de entrada analógica que vai do pino 0 ao 5, são pinos de entradas analógicas,
para receber leitura de tensão e sensores analógicos e convertem em um número entre 0 e 1023.
6 pinos de saída analógicas PWM que são os pinos 3,5,6,9,10 e 11, são seis dos pinos
digitais que se pode fazer a reprogramação para saídas analógicas no IDE do sketch que o
usuário declara. (BANZI, 2011).

23
Figura 3.1 – Estrutura física do Arduino.
Fonte: Makers (2017).
A alimentação da placa pode ser recebida a partir da porta USB, ou pelo um adaptador
Jack com pino no centro positivo. Como se pode observar a estrutura física na figura 3.1 acima:
3.2.1 ALIMENTAÇÃO DA PLACA ARDUINO UNO
O valor de tensão da fonte de alimentação externa recomendada pelo fabricante fica
entre 7V a 12V. Na figura 3.2 abaixo está o circuito regulador para entrada de alimentação, que
é responsável pelo CI regulador de tensão NCP1117. (SOUSA, 2017).
Figura 3.2 – Circuito de alimentação do Arduino.
Fonte: Souza (2017).
Conforme Souza (2017), nota-se também na figura 3.2 o diodo D1 que é responsável
pela proteção do circuito contra a inversão de polaridade no conector de alimentação externa.

24
Figura 3.3 – Informações do Arduino Uno.
Fonte: Novaeletronica (2017).
A figura 3.3 representa as especificações necessárias para que se tenha um bom
aproveitamento do sistema para que não ocorra danos aos componentes da placa Arduino uno.
3.3 SENSORES
Sensores são dispositivos de dados que transmitem informações de entrada para
sistemas microcontrolados.
Os sensores são dispositivos que são capazes de detectar a variação de qualquer
grandeza física e converte em sinal de forma a ser interpretado por um valor numérico. Assim,
conforme STEVAN JR; SILVA (2015), os sensores podem também ser classificados em duas
formas:
a) Quanto a sua tecnologia: são os sensores indutivos, capacitivo, fotoelétricos,
resistivo e extensômetros, piezoelétricos, magnéticos e ultações.
b) Quanto a sua aplicação: sensores de posição e deslocamento, de nível, térmicos,
umidade, pressão, gás, tensão elétrica, corrente elétrica, luz e de som.
Segundo Groover (2011), os sensores são classificados em várias formas, e uma
categoria importante é a de estímulo ou da variável física a ser medida, assim apresentado no
quadro 3.1. Onde cada categoria, pode existir múltiplas variáveis a serem medidas.

25
Quadro 3.1 – Categorias de estímulos e variáveis físicas.
Categoria do estímulo Exemplos de variáveis físicas
Mecânico Posição (deslocamento, linear e angular), velocidade,
aceleração, força, torque, pressão, desgaste, tensão,
massa, densidade
Elétrico Tensão elétrica, corrente, carga, resistência,
condutividade, capacitância
Térmico Temperatura, calor, fluxo de calor, condutividade
termina, calor especifico
Radiação Tipo de radiação (por exemplo, raios gama, raio X, luz
visível), intensidade e comprimento da onda
Magnético Campo magnético, fluxo, condutividade, permeabilidade
Químico Identidade de componentes, concentração, níveis de pH,
presença de ingredientes tóxicos, poluentes
Fonte: Groover (2011).
O quadro 3.1 ilustra a categoria de cada sensor e seu estimulo de acordo com suas
variáveis físicas.
3.3.1 Sensor TCS230/3200
É um sensor de cor, que utiliza em seu sistema um chip TCS3200 que tem a finalidade
de detectar o nível de cor RGB, vermelho (red), verde (green), azul (blue), que ao detectar o
nível de cor envia esses dados para um microcontrolador qualquer, assim permitindo a criação
de sistemas de detecção de cor. (THOMSEN, 2017).
Figura 3.4 – Imagem do sensor TCS230/3200.
Fonte: Thomsen (2017).
A figura 3.4 acima representa o sensor TCS230/3200 e o quadro 3.2 ilustra as
especificações técnicas do sensor

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Quadro 3.2 – Especificações técnicas do sensor TCS230/3200.
Nome Descrição
Faixa de voltagem de
operação
2.7~5 V
Corrente de suprimento 5V LED ON 25mA
Interfaces Frequência de saída
Temperatura de
Funcionamento
-40°~ 85°
Dimensão 33.2mm×33.2mm×25mm
O quadro 3.2 acima descreve as especificações técnicas necessárias para que o sensor
tenha um bom funcionamento.
3.3.2 Sensor TCRT5000
Conforme Stevan Jr e Silva (2015), é um sensor de aproximação infravermelho que
utiliza reflexão fotoelétrico que funciona à partir de um sensor infravermelho e um
fototransistor. A figura 3.5 ilustra o esquema de funcionamento do sensor.
Figura 3.5 – Esquema de funcionamento do sensor.
Fonte: STEVAN JR, SILVA (2015, p. 83).
Possui um circuito transmissor e receptor, que são posicionados um do lado do outro.
Assim quando o objeto e movimentado na frente do sensor, o seu sinal emissor (infravermelho)

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é refletido pelo objeto e assim é detectado pelo receptor (fototransistor). (STEVAN JR; SILVA,
2015).
A figura 3.6 ilustra as características físicas do sensor TCRT5000.
Figura 3.6 – Características físicas do sensor TCRT5000.
Fonte: Eletroduino (2017).
O quadro 3.3 contém as especificações técnicas do sensor.
Quadro 3.3 – Especificações técnicas do sensor TCRT5000.
Nome Descrição
Tipo do Detecto Fototransistor
Dimensões 10.2 x 5.8 x 7mm
Tamanho de Onda Emissor 950nm
Máxima Detecção 25mm
Alimentação 5 volts DC
GND 0 volts (terra)
Consumo de corrente 1mA
Fonte: Filipeflop (2017).
Foi projetado para que não haja a interferência de outra faixa de luz que não seja a do
seu próprio emissor, assim a iluminação do ambiente não venha a interferir no seu sistema.
3.4 ATUADORES
Atuadores são mecanismos que transformam energia elétrica em movimento mecânico.
Também são utilizados para se aplicar uma força.

28
Os atuadores são utilizados para posicionar ferramentas em uma máquina, assim com a
finalidade de controlar o movimento e a posição de uma determinada peça ou sensor. Podem
ser encontrados da forma rotativa ou linear. (LAMB, 2015 p. 126).
Os atuadores em sua maioria podem ser classificados em três categorias. (GROOVER,
2011 p. 96):
• Atuadores elétricos: possuem motores elétricos de variados tipos, motor de passo e
solenoides;
• Atuadores hidráulicos: contem fluido hidráulico para amplificar o sinal de comando
do controlador, é utilizado para quando houver a necessidade de um esforço maior;
• Atuadores pneumáticos: utilizam o ar comprimi como forma de deslocamento,
possui limitação de esforço pela baixa pressão de ar.
3.4.1 ATUADORES ELÉTRICOS
Conforme Groover (2011), os atuadores também podem ser alimentados por energia
elétrica que a convertem em movimento através de motores elétrico de passo que compõem seu
sistema como mostra a figura 3.7 que ilustra o princípio de um atuador elétrico, são mais
eficientes em relação ao custo de implementação em comparação aos demais (hidráulico e
pneumático).
Figura 3.7 – Funcionamento de um atuador elétrico.
Fonte: Pluvimax (2017).
Os atuadores elétricos podem ter seu deslocamento tanto linear, como rotacional, que a
sua saída possui um deslocamento angular. (GROOVER, 2011 p. 96):

29
3.4.2 ATUADORES PNEUMATICOS E HIDRÁULICOS
Segundo Lamb (2015), a utilização de energia pneumática e hidráulica vem sendo
constantemente abordada nos sistemas industriais. A operação desses tipos de atuadores se
aplica por possuir um sistema de aplicação de fluido (hidráulico) igual ao da aplicação de ar
(pneumática), o sistema pneumático utiliza o ar facilmente comprimido que é fornecido de um
compressor de ar e o transformando em uma forma de movimento, já o sistema hidráulico utiliza
o fluido que é fornecido de uma bomba de óleo e o transforma em também em movimento.
Os cilindros de ar ou fluido produzem um movimento linear pela implantação de ar ou
óleo através de uma porta entrada de uma ponta A do cilindro tubular, até a outra ponta B do
mesmo. Assim quando o ar ou óleo é colocado através de uma válvula na porta A do cilindro,
a mesma válvula libera o ar ou óleo da porta B do cilindro e vice e versa. A figura 3.8 apresenta
o diagrama da configuração interna de um cilindro pneumático e hidráulico. (LAMB, 2015 p.
127).
Figura 3.8 – Diagrama de um cilindro pneumático e hidráulico.
Fonte: Lamb (2015).
Conforme Lamb (2015), as válvulas pneumáticas e hidráulicas trabalham com um
sistema de solenoide funcionando eletricamente, que faz o deslocamento de uma bobina dentro
da válvula. A bobina é responsável pela passagem do ar ou fluido de uma porta de entrada a
uma porta de saída, as válvulas podem ser de diferentes tipos e forma, dependendo da sua
aplicação.
As válvulas pneumáticas são utilizadas pela quantidade de portas na estrutura da
válvula e de acordo com número de posições que suas bobinas contem, podem ser denominadas
NF e NA, determinado pelo seu estado inicial quando está desenergizada. Os tipos de válvulas
encontradas 2/2, 3/2, 5/2 e 5/3 com centro aberto ou bloqueado. (LAMB, 2015 p. 129).

30
Figura 3.9 – Cilindros e válvulas pneumáticas e hidráulicas.
Fonte: Aro (2017).
A figura 3.9 ilustra as válvulas, acessórios, reguladores de pressão, filtro, mangueiras e
cilindros são essenciais para um bom funcionamento de um sistema hidráulico e pneumático.
3.5 TIPO DE MOTORES ELÉTRICOS
Os motores elétricos são maquinas que utilizam a energia elétrica e há transforma em
energia mecânica. As principais vantagens de se utilizar um motor elétrico são: o seu baixo
custo, a sua simplicidade, a facilidade na limpeza e no transporte, o seu rendimento e a sua
facilidade de se adaptar a diversas condições. (CAPELLI, 2007).

31
Figura 3.10 - Tipos de motores.
Fonte: Manual WEG (2015).
Conforme Capelli (2007), existe uma grande variedade de tipos de motores, mas
podemos classifica-los em dois conjuntos que são mais utilizados no mercado: os de corrente
alternada e os de corrente continua. A figura 3.10 acima, ilustra o conjunto de motores.
3.5.1 MOTORES AC
A sua classificação de energia elétrica é feita normalmente em corrente alternada, por
isso estes motores são mais utilizados pela facilidade de obter corrente alternada. Os motores
AC podem ser classificados em: Motores síncronos e motores assíncronos. Entretanto,
conforme. (CAPELLI, 2007), sob o ponto de vista de motores, existem os seguintes tipos de
motores AC:
a) O motor síncrono utiliza em seu funcionamento uma velocidade fixa. É utilizado
geralmente em grandes sistemas que necessitam de maiores potencias e que trabalham com
velocidade variável.
b) O motor assíncrono é encontrado com maior frequência na indústria. Por ser
simples, robustos e de um custo baixo, se encaixa adequadamente na maioria dos tipos de
máquinas. E a sua velocidade pode ser controlada através de um inversor de frequência.

32
Figura 3.11 – Motor AC.
Fonte: EMAZE (2017).
A figura 3.11 apresenta uma ilustração do motor de corrente alternada e os
componentes desse tipo de motor.
3.5.2 MOTORES CC
Por possuir um custo elevado os motores de corrente contínua precisam estar
constantemente em manutenção das suas escovas. Por trabalhar com corrente continua necessita
de um sistema retificador que converte a energia convencional AC em CC. As vantagens deste
tipo de motor é o seu alto torque, o seu uso e restrito a casos especiais em que compensem o
custo da sua utilização. (CAPELLI, 2007).
Figura 3.12 – Motor CC.
Fonte: WEG (2015).
A figura 3.12 acima mostra um motor de corrente contínua (CC) cortado ao meio
expondo os componentes que são responsáveis pelo seu funcionamento.

33
3.6 DISPLAY LCD 16X2
Conforme Stevan Jr e Silva (2015), é muito alto eficiência em impressão de dados,
possui 16 colunas por 2 linhas, onde será impresso os dados enviados a ele. Seu controlador
interno é um HD44780 utilizado nas indústrias de LCD’S como base de interface, sua
alimentação VCC é de 5 voltes.
Figura 3.13 – Display LCD 16x2.
Fonte: Webtronico (2017).
A figura 3.13 acima ilustra um display LCD 16x2, que é mais fácil de ser encontrar no
seguimento de supervisão de dispositivos.

34
4. SISTEMA DE RECONHECIMENTO DE CORES
Segundo Dias e Silva (2016), o sistema embarcado é uma combinação de hardware e
softwares, que com o auxílio de componentes adicionais mecânicos que são desenvolvidos para
se executar uma função dedicada.
Para um sistema de reconhecimento de cores, são necessários alguns dispositivos como
a placa Arduino UNO, que é uma plataforma de prototipagem eletrônica, que possui um baixo
custo, e disponibiliza hardware e software livres. (DIAS; SILVA, 2016).
Já para Moretti e Andrade (2014), a captação de objetos pelas cores pode ser feita pela
confecção de um sensor RGB de baixo custo através de um circuito eletrônico. Com valores
vermelho (red), verde (green) e azul (blue), através de um fototransistor calibrado que não sofra
interferência da luz ambiente.
Conforme Dias e Silva (2016), o sensor utilizado é o TCS230 que é ilustrado na figura
4.1, que utiliza a conversão programável de intensidade luminosa para frequência. Que tem na
sua saída uma onda quadrada duty cycle de 50 %, e sua frequência é indiretamente proporcional
a intensidade da luz. Seu conversor utiliza uma matriz de fotodiodos 8x8.
Figura 4.1 – sensor TCS230.
Fonte: Dias; Silva (2016).
É um sensor de cor que tem um conjunto de 64 fotodiodos para detecção das cores: 16
com filtro para frequência da cor vermelha (Red), 16 com filtro para a frequências da cor verde
(Green), 16 com filtro para frequência da cor azul (Blue), e também 16 fotodiodos sem o filtro
de cores. (THOMSEN, 2017).

35
O sensor TCS230/3200 dispõem de quatro entradas: S0, S1, S2 e S3. As suas duas
primeiras entradas servem para obter a seleção de uma escala de frequência que é de 2%, 20%
ou 100%, ou simplesmente desligar o sensor. Já as duas últimas entradas servem como seleção
do conjunto de fotodiodos cujo resultado o usuário quer: são dois bits que nos dá quatro
possibilidades, que se referem aos quatro conjuntos de fotodiodos. Assim se obtém do sensor a
intensidade da cor desejada, permitindo a aplicação do desenvolvimento que calcule o valor
RGB para respectiva cor desejada (STEVAN JR; SILVA, 2015 p. 81).
A figura 4.2 representa a relação de ajuste/configuração do sistema do sensor de cor
TCS230/3200.
Figura 4.2 – Relação de ajuste/configuração.
O sensor TCS230/3200 possui duas fileiras de pinos, onde se pode encontrar pinos de
controle (S0, S1, S2, S3), saída (OUT), controle da iluminação (LED) e sua alimentação
GND(Terra) e VCC, sua tensão de alimentação está na faixa de 3 à 5 volts. (DIAS; SILVA,
2016 p.2).
Segundo Dias e Silva (2016), para se ter um bom aproveitamento do sensor TCS230
sem que a luminosidade externa interfira na identificação da cor, é necessário envolver o sensor
com uma proteção, conforme a figura 4.3, essa modificação é necessária porque a base de
fotodiodos do sensor é excitada não somente pela luz refletida do objeto, mas também através
da luz emitida pelo ambiente, ocasionando reflexões indesejáveis.

36
Figura 4.3 – Modificação do sensor.
Fonte: Dias; Silva (2016).
Os leds brancos que o sensor de cor possui, são responsáveis pela iluminação do objeto
de amostra, e a luz refletida no objeto de amostra é capitado pelo sensor, que cria na sua saída
uma frequência proporcional a intensidade da luz recebida em cada dispositivo RGB. O arduino
é quem recebe essa saída e processa os dados recebidos, e o seu resultado se tem a largura de
pulso que é referente aos três dispositivos RGB. Com a definição dos dispositivos, a cor do
objeto de amostra é identificada através do algoritmo de reconhecimento. (DIAS; SILVA,
2016).
4.2 RECONHECIMENTO DOS PADRÕES
Segundo Dias e Silva (2016), se trata de um método de aprendizagem supervisionado
ou não baseado em instância, em que se é armazenado um conjunto de treinamento, que é a
classificação de um novo registro, é realizada a comparação com as amostras que são mais
semelhantes no conjunto de treinamento.
Para Valin (2017), o reconhecimento de padrões é classificado como um subtópico da
aprendizagem de máquina, que é um subcampo da inteligência artificial. A aprendizagem de
maquinas é a função que permite um computador aprender e desenvolver algoritmos técnicos,
para melhorar seu desempenho em determinada tarefa.
Reconhecimento padrão envolve uma série de características que são repetidas e que
podem ser identificadas. Assim passam a ter um comportamento rotineiro cuja a resolução estar
disposta de forma constante. (VALIN, 2017).

37
Para se analisar determinado conjunto de dados (conjunto de treinamento) utilizando o
reconhecimento de padrões, e organiza-los de acordo com padrões. O reconhecimento de dados
é baseado em conhecimentos de preliminares, dedutivo ou informações estatísticas que são
extraídas de padrões. (VALIN, 2017).
A figura 4.4 ilustra as etapas de um conjunto de elementos de reconhecimento estatístico
de padrões.
Figura 4.4 – Reconhecimento de padrões.
Fonte: Wanderson (2017).
Segundo Valin (2017), são encontrados dois tipos de reconhecimento de padrões, que
são o supervisionado e o não supervisionado:
• No reconhecimento supervisionado a classificação dos dados obtidos pelo
conjunto de treinamento que são feitos de acordo com as categorias já existentes
e nelas organiza-los.
• No reconhecimento não supervisionado se cria novas categorias utilizando
conjunto de treinamento, ao invés de separar os dados de categoria já existentes.
Para um sistema completo de reconhecimento de padrões, ele consiste em um sensor
que obtém informações a serem classificadas ou descritas (filtragem de entrada) que tem como
objetivo a eliminação de dados desnecessários ou distorcidos, assim apresentar apenas objetos
importantes para que se chegue ao reconhecimento do que foi analisado. (VALIN, 2017).
Conforme Valin (2017), entra em ação o mecanismo de extração de características,
extraindo e derivando informações que foram analisadas por dados de entrada que são uteis
para o processo de reconhecimento. Assim as informações numéricas ou simbólicas que são
coletadas da observação serão registradas.

38
A figura 4.5 ilustra as etapas de um conjunto de extração de características de
reconhecimento de padrões.
Figura 4.5 – Mecanismo de extração de Características.
Fonte: Alexandre (2017).
Os resultados do esquema de classificação de dados serão categorizados de acordo com
seus padrões. Assim o objeto que está em análise é declarado como sendo pertencente à
determinada classe. (VALIN, 2017).
4.3 CIRCUITO ARDUINO E SENSOR TCS230/3200
No sistema do circuito de reconhecimento de cor conforme a figura 4.6 ilustra, se tem a
utilização do Arduino Uno, um sensor de cor TCS3200 e um Led RGB, que vai ser acionado
nas cores vermelho, verde e azul de acordo com a cor do objeto que o sensor de cor identificar.
(THOMSEN, 2017).
Segundo Thomsen (2017), no início o sensor de cor TCS3200 não utiliza nenhuma
biblioteca especifica, pois é acionado pelos pinos S0, S1, S2eS3 através dos pinos digitais, e
vai ser lido o valor de saída OUT também por um pino digital.

39
Figura 4.6– Circuito de reconhecimento de cor.
De acordo com Thomesen (2017), o circuito de ligação do led RGB, também pode ser
feito com três resistores, conforme a figura 4.7 logo abaixo, ou se utilizar para teste, um resistor
no anodo (pino maior) de 10k como foi utilizado no circuito da ligação do led na figura 4.6 logo
acima.
Figura 4.7 – Circuito de ligação do led RGB..
Em cada ciclo de loop do código que foi desenvolvido no IDE do Arduino, e seus valores
são apresentados no serial monitor. Os valores obtidos são utilizados para determinar qual das
três cores serão detectadas e a cor do led será acesa de acordo com o valor obtido. Conforme
apresenta as figuras abaixo. (THOMSEN, 2017).

40
Figura 4.8 – Reconhecimento da cor vermelha.
Segundo Thomsen (2017), o programa identifica as cores primarias (RGB). Na figura
4.8 acima mostra o sensor detectando o objeto vermelho e indicando no led a sua cor.
Figura 4.9 – Reconhecimento da cor verde.
Conforme Thomsen (2017), a figura 4.9 acima ilustra o sistema de reconhecimento de
cor, quando o objeto verde é detectado pelo sensor e indicado no led a cor do objeto.

41
Figura 4.10 – Reconhecimento da cor azul.
Conforme Thomsen (2017), a figura 4.10 acima mostra o sistema de reconhecimento da
cor azul, quando o objeto azul é detectado pelo sensor e indicado no led a sua cor.
Para Morelli (2009), as máquinas de separação por cor estão sendo usadas com maior
frequência na indústria com a finalidade de recepção da matéria prima, de modo a simplificar e
agilizar a descarga do material.
Segundo Fialho, Cunha e Hirt (2017), a construção de uma esteira seletora, com o
objetivo em determinar o caminha a ser percorrido pelos objetos produzidos em uma indústria,
em relação as suas cores, onde um servo motor programado por um arduino, controla uma porta
seletora de objetos de modo que a mesma direcione os objetos de cor para três locais diferentes.
Figura 4.11 – Seleção de objetos pelas cores.
Fonte: Fialho, Cunha e Hirt (2017).
Conforme Fialho, Cunha e Hirt (2017), a figura 4.11 ilustra o sistema de seleção dos
objetos pelas cores vermelho, verde e azul, encaminhando-os para o destino desejado.

42
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
É de grande relevância que o aumento da procura por meios de automação vem
crescendo nas últimas décadas, tanto no meio da automação residencial como na industrial. O
aumento da procura por sistemas automatizados que minimizem o esforço humano e maximize
o processo de produção industrial com precisão e rapidez na seleção e contagem das peças.
O objetivo principal deste trabalho foi a abordagem do estudo de um sistema de
reconhecimento de cor para uma esteira transportadora, onde se teve um breve conhecimento
sobre esteiras transportadoras e seus dispositivos, e a utilização das cores como meio de
separação de objetos com o auxílio de um mecanismo microcontrolador de prototipagem,
denominado Arduino.
O problema consistiu em um estudo aprofundado, que vai desde uma breve história das
correias transportadoras e os tipos de esteira transportadora passando pelos dispositivos que
uma esteira de pequeno porte possui até o sistema de reconhecimento de cor dos objetos. O
surgimento das dificuldades foram aparecendo de acordo com que o trabalho foi se
desenvolvendo, mas com a busca por trabalhos e pesquisas na internet, as dificuldades foram
sendo amenizadas e o objetivo inicial satisfatório.
Foram utilizados para o desenvolvimento desse estudo de revisão de literatura, artigos,
dissertações, livros, pesquisas na internet e trabalhos no Google acadêmico sobre o assunto.
Devido a quantidade muito pequena de material sobre o assunto, foi necessário um estudo
complexo sobre os equipamentos e o sistema de reconhecimento de cor, para que se obtivesse
uma elaboração desse estudo de revisão de literatura.
Foi essencial a busca por pesquisas e informações relevantes que ajudaram na
construção de um sistema de automação, como os tipos de sensor a se utilizar, e seus modelos,
os tipos de motores, atuadores e materiais de uma esteira transportadora entre outros que foram
fundamentais para o desenvolvimento do estudo abordado.
Com o desenvolvimento do trabalho se teve uma busca constante do aperfeiçoamento
pelo conhecimento em grandes áreas além da área de controle e automação, como a da
mecânica, elétrica e eletrônica que foram de grande importância para se chegar ao objetivo
desejado do trabalho, pelo fato do estudo juntar vários assuntos, a satisfação de que o
conhecimento adquirido no decorrer do estudo foi muito proveitoso e satisfatório e que será
levado como bagagem pela a vida a fora.

43
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