Dispenser automatic tooth sticks



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DISPENSADOR AUTOMÁTICO DE PALITOS DE DENTE
DISPENSER AUTOMATIC TOOTH STICKS (itálico)
Anderson Antônio Teixeira1

Marcos Szychta2

Marianne Sumie Kawano (Orientadora)3

RESUMO: (deve ter de 100 a 250 palavras)

ProblemaA automatização de equipamentos vem se revelando necessária nos tempos atuais, em várias esferas, como para atender demandas ambientais, financeiras e de saúde. ObjetivoEste trabalho visa o estudo dos microcontroladores e motores de passo, seus fundamentos e suas particularidades, dentro do desenvolvimento de novos produtos, em especial, um equipamento que dispensa palitos de forma muito mais prática e econômica. ProcedimentosPara tanto, foi realizado um pequeno histórico dos componentes e periféricos agregados ao projeto, e por fim sua forma funcional e a viabilidade de implantação do sistema para uso doméstico e coletivo. ConclusãoA partir da apresentação do produto novo, pode-se concluir sua boa funcionalidade, e que com uma uma boa divulgação, é possível contribuir no desenvolvimento sustentável do planeta para o progresso das futuras gerações.


Palavra-chave: Eletrônica Industrial. Microcontrolador. Motor de Passo. Circuito Integrado. (de 3 a 5 palavras – separadas por ponto)
ABSTRACT: (itálico)

This work presents a proposal to perform the Work Completion Course Technology INDUSTRIAL ELECTRONICS, for the study of microcontrollers and

stepper motors, its foundations and its features within the new product development,in particular, a device that dispenses sticks much more practical and economical way. We will see a brief history of the project components and aggregates peripherals, and finally its functional form and feasibility of deploying the system for household and collective. Anyway, we will see a new product, which is good disclosure can reach your goals and help the planet's sustainable development for the advancement of future generations.
Keywords: Microcontroller. Stepper Motor. Integrated Circuit. Industrial Eletronic.
1 INTRODUÇÃO (justificar e apresentar o problema de pesquisa e o objtivo)
Desde longa data vê-se a evolução das tecnologias, as quais agregam facilidade e praticidade à qualidade da vida humana. Atualmente são observadas muitas facilidades, as quais tornam o dia a dia melhor para a sociedade.

Analisando o mercado e a necessidade de se desenvolver tecnologias que se ajustem as condições citadas anteriormente, por meio desse trabalho tem-se o objetivo de se apresentar um protótipo de um Dispensador de Palitos de Dente. Esse dispositivo visa à questão econômica, e da higiene, se comparado aos paliteiros tradicionais, uma vez que evita o contato direto com o produto.

Em termos práticos foi abordado um estudo variado da parte de microcontroladores, motores de passo e circuitos integrados, os quais fazem parte deste projeto. Foram vistos também sua forma de funcionamento, vantagens e possíveis desvantagens ou defeitos.

O sistema contém um microcontrolador que faz o controle de um circuito integrado de potência o qual controla um motor de passo e, por fim, este faz a movimentação do sistema de aquisição.

A forma com que o palito será dispensado apresenta-se de forma simples, consistindo em um sistema de rolete com uma ranhura, em que o palito é encaixado na ranhura e, à medida que o rolete é girado, o palito desliza para fora do sistema. O palito então desce até o deck onde aguarda ser retirado e utilizado. Outra vantagem desse sistema está relacionada ao baixo consumo de energia, em que o componente que mais consome é o motor de passo, que é responsável pela movimentação do dispositivo dispensador.

Enfim, foram abordados com mais detalhamento: a descrição do sistema, suas particularidades, dificuldades na aquisição e desenvolvimento do dispositivo e a justificativa de se ter um equipamento para tal operação.

O objetivo geral desse estudo foi desenvolver um protótipo de um dispensador automático de palitos de dente, cuja tecnologia visa disponibilizar os palitos de uma forma mais higiênica e econômica.

Como objetivos específicos traçamos os seguintes(opcional)

a) Realizar um estudo mais aprofundado da área de microcontroladores, motores de passo e seus periféricos;

b) Desenvolver um equipamento que facilite o processo de aquisição de palitos de dente de uma forma econômica e fácil;

c) Mostrar os benefícios da área de microcontroladores, tendo em vista seu baixo consumo de energia e alta versatilidade;

d) Mostrar os benefícios de um sistema automatizado para as pessoas e a sociedade em geral;

e) Pesquisar a viabilidade de custos do sistema e mostrar que é possível disponibilizar o dispensador para a sociedade ;

f) Pesquisar a metodologia de implementação do sistema no mercado;

g) Estudar bibliografias e manuais técnicos dos sistemas microprocessados.

Esse trabalho tem uma grande importância, pois a manipulação dos palitos realizada manualmente oferece riscos à saúde, associados principalmente a falta de higiene causada pelo contato direto entre “humano - produto.”Várias pessoas usam o mesmo paliteiro, o que pode contaminar o produto. Atualmente com os riscos de doenças transmitidas pelo ar ou por contato físico, buscam-se prevenções para reduzir os mesmos.

O dispensador automático de palitos de dentes se apresenta como uma

inovação tecnológica que visa a prevenção contra contaminações a um custo

acessível.

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA (citações indiretas dos autores lidos – NBR 10520/2002 – Pode atribuir um nome )
A seguir, será apresentado o material resultante dos estudos e da pesquisa feita com literatura especializada, que por sua vez gerou base teórica e prática para a realização deste trabalho acadêmico.
2.1 A história do “palito de dente”
Segundo Rebouças (2009), para obter os dentes limpos, a humanidade, com sua cultura e civilizações, utilizou ou adaptou vários objetos: gravetos, espinhos e ossos, os quais representam alguns itens da lista exótica de limpador de dentes. No Brasil, por volta do século XIX, utilizavam-se palitos de salgueiro.

Para o autor, a escova de dente, apesar de existir, não era tão usada. Observando a necessidade da higiene bucal, o norte-americano Charles Forster buscou planejar algo que proporcionasse a higiene dos dentes expelindo os resíduos que se prendiam entre os mesmos.

Ainda segundo o autor, nas décadas de 1840 e 1850 Forster esteve no Brasil para ajudar nos negócios de um tio que vendia móveis. Forster, em Pernambuco, encantou-se com a beleza dos dentes das mulheres brasileiras que usavam palitos de salgueiro. De volta aos Estados Unidos da America, contratou um inventor de máquinas que possibilitasse a criação de um equipamento de produção de lascas de madeiras.

Para Rebouças (2009), em 1870, já se produziam mais de 1 milhão de palitos de dentes por dia com qualidade e ótimos custos, mas ainda encontravam-se dificuldades para se encaixar ao mercado. A solução para propagar o seu invento e criar o hábito do uso do palito de dente apareceu quando, Charles Forster encontrou na ideia de contratar jovens para almoçar em restaurantes de Boston e no fim da refeição exigir um palitinho de dente. Dias depois da encenação “publicitária”, Forster visitava os mesmos restaurantes, munido de seus produtos, que logo eram adquiridos para serem ofertados aos clientes do estabelecimento. A tática deu certo e as vendas aumentaram e já estava instituída a necessidade do “palitinho de dente”.

Charles Forster faleceu em 1901, milionário e deixando o filho Maurice como herdeiro do negócio que se tornou rentável em escala mundial. Em 1992, a empresa se fundiu com outro grupo empresarial e atualmente pertence à marca Jarden.
2.2 Microcontroladores
De acordo com Rocha e Mendes (2006) a história dos microcontroladores data do ano de 1969, quando uma empresa chamada BUSICOM desenvolveu projeto de uma calculadora eletrônica. Eles imaginaram um chip que trabalhasse não só como uma calculadora, mas algo que trabalhasse mediante um programa, tendo seu funcionamento de uma forma mais flexível, sendo que o equipamento poderia executar mais de uma função.

Depois no ano de 1970 veio a Texas, que com seus engenheiros Gary

Boone e Michael Cochram, criando o TMS 1000, que era um microcontrolador de 4 bits, com ROM e RAM incorporados.

Mais adiante, em 1971, a INTEL lançou o seu primeiro processador de 4



bits, denominado 4004, que processava 6000 operações por segundo, sendo sua frequência 6 KHz, qual já propiciou um grande salto na evolução dos microprocessadores.

No ano de 1983 havia cerca de 100 milhões de TMS vendidos, atuando em calculadoras, relógios e muitos outros dispositivos eletrônicos.

O uso de microcontroladores é muito vasto, sendo que suas aplicações são as mais variadas tendo como exemplo, as áreas de saúde, industrial, entre outras que podem ser aplicadas
2.2.1 Circuitos Integrados
Em eletrônica, Circuito Integrado é um circuito eletrônico miniaturizado,

composto principalmente por dispositivos semicondutores, que são nada mais, nada menos que materiais que possuem condutividade Elétrica.

Em 1958, um jovem engenheiro chamado Jack Kilby foi trabalhar para a

empresa Texas Instruments, que já possuía uma grande reputação inovadora. Ele trabalhava com uma técnica de micro módulos (dispositivos empilhados como pratos) e imaginou a possibilidade de, ao invés de empilhar os componentes, fabricá-los no mesmo pedaço de material.

O intuito da sua criação foi a miniaturização de circuitos, e estes circuitos

foram classificados em classes que definem quanto a seu tamanho físico. As

classes seriam Integração em pequena escala (SSI), Integração em media escala (MSI), Integração em larga escala (LSI), Integração em muita larga escala (VLSI).ATENÇÃO: SIGLAS - 1ª VEZ ESCREVE POR EXTENSO.

Texto continua.................................


3 DESENVOLVIMENTO
A seguir estão apresentados os itens que demonstram o desenvolvimento do projeto, conforme previsto na metodologia.
3.1 Identificação do produto “paliteiro eletrônico”
Atualmente percebe-se uma necessidade muito grande quanto à higiene

pessoal, e o projeto do “paliteiro eletrônico”, vem ao encontro a essa tendência, em que se demonstra com este equipamento, além da comodidade, um melhor

aproveitamento dos palitos. Uma vez que ao utilizar o paliteiro convencional, a pessoa sempre retira normalmente mais de um palito, e com o sistema eletrônico, a cada toque ele dispensará apenas um palito por vez.

Também nota-se o critério cultural, que vem ao encontro desse sistema, pois se a pessoa ficar pedindo os palitos ao sistema, este simplesmente dispensará quantos palitos forem solicitados.

Mais adiante serão mostrados os materiais empregados no projeto e suas características, com etapas da montagem do sistema e suas particularidades.
3.2 Materiais utilizados no sistema

A seguir estão descritos os materiais utilizados no sistema.


3.2.1 Microcontrolador msp 430
O microcontrolador é o equipamento fundamental na montagem do sistema, uma vez que é ele quem comanda todo o sistema.

Através de seu programa, ele envia pulsos ao motor, fazendo-o girar, e a

cada giro um palito é descarregado do sistema. Além de tudo, é um equipamento que tem baixo consumo energético, e mesmo assim muito eficiente com um desempenho ímpar no que faz.

Basicamente ele é alimentado por uma fonte de 3,6 V, que faz o processador rodar o software embarcado do sistema, e através de seus pinos de saída ele envia os pulsos necessários para que o motor gire.

Após o giro do motor, o microcontrolador pausa a execução do sistema, e aguarda novo comando por parte do operador, que seria a pessoa que vai adquirir o palito.

Esta pausa simplesmente se resume a um tempo muito grande implantado numa das linhas de programa que, ao entrar em contagem do tempo ele pausa o sistema aguardando novo comando.

O novo comando simplesmente se resume a um reset do software, que ao ser resetado reinicia o ciclo, dando os pulsos no motor, consequentemente girando o motor, e entrando novente em pausa. Dai se vê o ciclo do sistema, bastante simples e que com um software bastante simples também executa a tarefa de dispensar os palitos, confome mostrado na figura.

(Figura centralizada)



Figura 1 - Kit desenvolvimento MSP 430 da Texas

Fonte: Texas Instrumentes ( 2014)

A fonte é obrigatória

(tamanho da letra 10)

Continua o texto.....


3.3 Montagem do sistema
A montagem iniciou-se com a preparação do material adquirido dando-se na oficina de um dos autores.

Inicialmente foi preparado o material acrílico, o qual foi medido, furado e

retirado as arestas para que se evitasse qualquer acidente com o material e agregando ao mesmo um bom acabamento.

Em seguida, houve a preparação das barras rosqueadas que são os parafusos que unem as duas chapas de acrílico, uma a outra, dando acabamento e também protegendo o sistema.

O próximo passo foi a preparação do sistema mecânico do dispensador, o qual compreendeu da montagem das engrenagens e o acoplamento ao sistema do dispenser. Esta fase teve seus momentos críticos, pois houve dificuldade em alinhar o motor e suas engrenagens ao rolo dispensador que, se este não estivesse bem alinhado, não permitiria o giro do rolo dispensador.

Depois de concluído o sistema mecânico, partiu-se para a montagem do

sistema elétrico, fazendo a interligação dos componentes de comando do sistema: fez-se, primeiramente, a interligação do microcontrolador ao driver de potência através dos pinos P2.0, P2.1, P2.2 e P2.3 que respectivamente foram ligados aos pinos E1, E2 E3 e E4 do driver de potência sendo estes pinos os pinos que recebem os pulsos do microcontrolador.

Logo após, fez-se então, a interligação do driver de potência com o motor,

compreendendo as saídas S1, S2, S3 e S4, as quais comandam as bobinas do

motor. Para completar a ligação do motor, ligou-se o comum do motor ao terminal negativo da alimentação principal.

Para efeito de estética, foram implantados dois LEDs verdes de alto brilho, que fazem a iluminação do microcontrolador e do driver, dando certo efeito ao sistema e complementando na parte de acabamento.

Para finalizar a parte elétrica, foi colocada a chave de contato aberto que

funciona como a interface para o usuário, onde cada vez que o usuário pressiona a chave, um palito é dispensado, aguardando novo comando por parte do usuário.
3.4 Diagrama elétrico do paliteiro
A seguir está apresentado o projeto do circuito integrado da placa do

Dispensador de Palitos.


(figura)
3.5 Programa inserido no msp 430 para controle do motor de passo
A seguir está o programa elaborado e ajustado para o controle do motor de passo. Este programa executa uma volta completa em um motor de passo de acordo com a velocidade e o número de passos programados. #include const int stepsPerRevolution = 50; // Define o número de passos Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 8,9,10,11); // define os pinos de saída do microcontrolador.

void setup() {

// define a rotação do motor

myStepper.setSpeed(70);

// inicializa a porta serial.

Serial.begin(9600);

}

void loop() {



// Define um passo por revolução em uma direção.

Serial.println("clockwise");

myStepper.step(-100);

delay(5000000000000000000000000000);

}.
3.6 Montagem final do protótipo
Inicialmente realizou-se a alocação do microcontrolador na traseira da placa de acrílico prendendo-o com fita dupla face de boa qualidade. Logo abaixo, foi colocado o driver de potência, já devidamente interligado ao microcontrolador, que teve como fonte de fixação, a mesma fita dupla face utilizada no microcontrolador.

Acima da placa foi instalada a chave de contato aberto furando a placa de acrílico e, a mesma foi introduzida no orifício e presa com sua própria porca de

fixação formando assim a interface com o usuário, sendo que se pressionada faz com que o motor funcione.

Em seguida foi feita a instalação do conjunto mecânico do dispensador que através de um corte no material acrílico fora encaixado com a bica de retirada do palito para o lado de fora das placas de acrílico, mas ficando com o sistema de engrenagens protegido e pelo lado de dentro das placas de acrílico, gerando assim mais segurança ao sistema. Foi então conectada a fonte de alimentação do sistema entrando com seus pólos nos pinos positivo e negativo do driver de potência, e através de dois jumpers novamente interligado ao microcontrolador.

Por fim, as placas de acrílico foram unidas através dos parafusos metálicos, deixando o protótipo parado em pé dando o visual de um equipamento com um acabamento muito bom.
3.7 Possíveis falhas do sistema

Após várias baterias de testes do protótipo, detectaram-se algumas possíveis falhas do sistema que serão listadas a seguir:

a)Possível travamento do rolo dispensador, por um atravessamento de algum

dos palitos, em virtude de má qualidade do palito ou um eventual engaiolamento dos palitos dentro do reservatório dos mesmos.

b) Com o travamento do rolo dispensador, pode ocorrer que o motor não gire

o suficiente para posicionar o rolo de maneira correta para que o próximo palito seja dispensado, necessitando então o reposicionamento manual do rolo para que o sistema funcione corretamente;

Além destas, não foi constatada mais nenhuma falha pertinente ao funcionamento do sistema que, por se tratar de apenas um protótipo, teve funcionamento muito satisfatório para todo o sistema agregado no projeto.
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO (Apresentação de resultados – pode ser em tabelas, gráficos, imagens).
5 CONCLUSÃO
Com base nestes resultados dos trabalhos realizados, a equipe pode concluir que o trabalho permitiu um estudo profundo sobre motores de passo, mostrando suas características e aplicações. Possibilitou ainda pesquisas sobre microcontroladores detalhando suas funcionalidades, também foi um trabalho proveitoso na área de programação, que levou os autores desta pesquisa a realizarem estudos sobre a linguagem de programação em C e ainda, permitiu uma análise crítica na área de eletrônica de potência.

Este projeto foi importante, pois ele abordou conhecimentos teóricos, os quais foram fundamentados e estudados ao longo do curso.

Por fim, o trabalho alcançou os objetivos inicialmente propostos com destaque para o cronograma de atividades que foi seguido rigorosamente, as datas previstas para concluir cada parte do trabalho e, acima de tudo, o protótipo do dispensador de palitos de dentes apresentou resultado satisfatório, levando à finalização deste trabalho.

Concluindo, o trabalho ainda possibilita desenvolvimento adicional por outros acadêmicos interessados, para permitir a dispensa de palitos encapados por papel ou plástico, como uma medida de economia, já que capa de papel ou plástico protege higienicamente o palito.


6 REFERÊNCIAS (somente os autores citados no texto – ordem alfabética – NBR 6023/2002)
REBOUÇAS, R. Eletrônica Aplicada. São Paulo: Base, 2009.
ROCHA, A.; MENDES, S. Evolução dos circuitos Integrados. Disponível em:

http://evolucaoic.com.sapo.pt/TrabalhoPraticoTICEvolCircuitosIntegrados.pdf. Acesso em: 2 mar. 2014.


Outros exemplos de referências:
CARVALHO, G. Maquinas Elétricas, Teorias e Ensaios. São Paulo: Èrica, 2011.
EVARISTO, J. Aprendendo a Programar em Linguagem C: Edição Digital, 3.

ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2001.

Edição Digital é subtítulo - não negrita – separar do título por dois pontos.
URBANETZ JUNIOR, J.; MAIA, J. da S. Eletrônica Aplicada. São Paulo: Base, 2009. (Nome com Junior, Filho, Neto deve ter o último sobrenome do autor)
PLACA de circuito impresso. Disponível em: . Acesso em: 29 maio 2014. (maio não abrevia)
FORMATAÇÃO DO ARTIGO:
Espaçamento entre as linhas: simples

Margens: 2 cm



Letras: Arial

1 Tecnólogo em Eletrônica Industrial. Atua nessa área em empresa de Curitiba.

2 Tecnólogo em Eletrônica Industrial. Atua nessa área em empresa de Curitiba.

3 Graduada em Tecnologia em Química Ambiental e Mestre em Engenharia Elétrica. Docente na Faculdade de Tecnologia de Curitiba. A próxima palavra da linha debaixo deve vir abaixo da letra de cima e não do numeral.


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