Este documento descreve o desenvolvimento de um sistema de controle de tração para veículos elétricos usando um acelerômetro e placa Arduino. O sistema varia a rotação dos motores elétricos de acordo com a inclinação do veículo para melhorar o controle e economia de energia em curvas, subidas e descidas. Testes iniciais mostraram que o sistema é capaz de detectar a posição do veículo e controlar os motores com precisão.

1. 1. Objetivos
Neste trabalho está sendo proposto o desenvolvimento de um sistema
de controle de tração para veículos elétricos de corrente contínua,
com módulo sensor acelerômetro que verifica a posição/inclinação do
veículo e envia as informações para a placa Arduino que contém toda
a programação de inteligência do sistema.
Com o protótipo montado e a programação inserida, simulamos
situações em que o sistema de controle de tração se faz necessário,
entre elas estão: curvas, subidas, descidas e vias com altas
possibilidades de perda de atrito, como rodovias com gelo e estradas
com lama.
Figura 1 – Base do chassi
montado.
Figura 2 – Placa Arduino.
A rotação dos motores elétricos variam de acordo com a posição do
veículo e também com a configuração de tração.
Na situação “Reto”, as tensões aplicadas nos motores elétricos são
iguais, e, portanto, sua rotação se mantém constante.
Nas situações de “Subida” e “Descida”, o comportamento do sistema é
igual ao descrito anteriormente, pois devido à sua configuração de
tração, necessitamos de um nível diferente de zero de tensão nos dois
motores.
Quando o módulo acelerômetro detecta a situação “Esquerda”, que
simula uma curva para a esquerda, é necessário que a roda do lado de
dentro da curva (roda esquerda), tenha uma rotação menor que a roda
do lado de fora da curva (roda direita). Portanto, a placa Arduino envia
um menor nível de tensão para o motor do lado esquerdo.
Quando detectado a situação “Direita”, que simula uma curva para a
direita, o efeito é o mesmo descrito acima, porém, neste caso a roda
que necessita de menor rotação é do lado direito.
A Tabela 1 apresenta de forma simplificada o comportamento dos
motores elétricos de acordo com a situação do veículo.
4. Conclusões
O projeto permite um maior controle da rotação dos motores elétricos de
acordo com sua necessidade. Assim, não apenas temos um veículo
com melhor controle de tração como também, por se tratar de um
veículo elétrico, uma possível economia de energia das baterias.
3. Resultados
Através de testes realizados, concluímos com sucesso a primeira parte
do nosso projeto, no qual a placa Arduino recebe as informações do
sensor acelerômetro sobre a posição do veículo, compila e atua nos
motores elétricos de acordo com o desejado.
A partir disso, realizamos um controle mais preciso dos motores para
evitar apenas uma resposta digital do sistema e que não tivessem sua
rotação totalmente zerada.
Foi realizada a montagem da placa Arduino e do sensor no chassi para
completar a segunda fase dos testes.
Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP)
Departamento de Engenharia – Curso de Engenharia Elétrica
Alunos: Raphael S. Boaretto, Matheus V. Mendonça, Carlos Alberto B. M. Jr.
raphaboaretto@hotmail.com, m.voltane@gmail.com, bebeto_cp@hotmail.com
Orientador: Prof. Dr. Aparecido S. Nicolett
nicolett@pucsp.br
Figura 3 – Módulo Sensor
Acelerômetro.
Acelerômetro Motor Esquerda Motor Direita
Reto ("Flat") 5v 5v
Esquerda ("Left") < 5v 5v
Direita ("Right") 5v < 5v
Cima ("Up") 5v 5v
Baixo ("Down") < 5v < 5v
Tabela 1 – Funcionamento simplificado do sistema
2. Metodologia
A Figura 1 apresenta a base do chassi utilizado no protótipo, com as
rodas, os motores elétricos e o suporte para baterias. As Figuras 2 e 3
apresentam a placa Arduino e o módulo acelerômetro utilizados.