Desenvolvimento de plataforma didática escalável para células mecatrônicas utilizando comunicação sem fio

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma célula mecatrônica didática voltada ao ensino de automação, sistemas de controle e comunicação industrial, com o objetivo de proporcionar um ambiente de aprendizagem prático e alinhado às demandas tecnológicas atuais da engenharia. Inicialmente, é realizada uma fundamentação teórica abordando conceitos relacionados a plantas didáticas, células mecatrônicas, controladores industriais, microcontroladores, sistemas de controle em malha aberta e fechada, controle digital, controle a eventos discretos, motores elétricos de corrente contínua e técnicas de acionamento, bem como princípios de comunicação aplicados à automação. A partir desse embasamento, o trabalho descreve o desenvolvimento de uma planta de manufatura em pequena escala composta por uma esteira transportadora e sistemas de controle distribuídos com arquitetura escalável. O controle da esteira é realizado por microcontroladores ESP32, responsáveis pelo acionamento dos motores por meio de modulação por largura de pulso e drivers de potência do tipo ponte H, enquanto um controlador lógico programável é utilizado para coordenação e supervisão do sistema. A comunicação entre os dispositivos é implementada por meio de redes baseadas em protocolos amplamente utilizados na automação, permitindo o sincronismo entre os subsistemas da planta. O projeto contempla a definição de requisitos funcionais e não funcionais, bem como critérios de aceitação e testes, com o intuito de validar o desempenho, a confiabilidade e a adequação didática da célula desenvolvida. Como resultado, a célula mecatrônica demonstrou-se adequada para fins educacionais, possibilitando a integração entre teoria e prática e contribuindo para a formação técnica e conceitual de estudantes de engenharia nas áreas de automação e controle.