Tig iv automação do processo produtivo de fabricação de sabão em barra
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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. ___________________________________________________________________________
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