Resumo. Pretende-se, com o presente trabalho, desenvolver, construir, implementar e testar, a partir de uma série de outros trabalhos anteriores, um banco de ensaios para testar conjuntos motor/hélice utilizados em aeromodelos. O banco de ensaios deverá permitir o estudo do comportamento de motores eléctricos de aeromodelos quando acoplados com diferentes hélices propulsoras.
A unidade a construir deverá permitir a medição dos seguintes parâmetros: velocidade de rotação, binário gerado, tracção e potência consumida (tensão e intensidade de corrente na alimentação). É desejável que todos os parâmetros sejam lidos de forma automática através de uma placa de aquisição, com recurso a uma interface gráfica desenvolvida em LabView ou noutro software semelhante.
Este desenvolvimento deverá ter ainda em consideração a facilidade e segurança de operação do banco de ensaios, tendo presente que é desejável que o mesmo seja operado apenas por uma única pessoa.
1. Introdução
O presente trabalho de dissertação insere-se no plano de estudos do Mestrado Integrado em Engenharia Electrónica Industrial e Computadores, da Escola de Engenharia da Universidade do Minho, no qual se pretende que seja desenvolvido um trabalho de cariz técnico-científico.
A principal motivação para a realização deste projecto de dissertação de mestrado prende-se com a integração de diferentes áreas do saber (tecnologias, projecto, mecânica dos fluidos, automação e electrónica) num trabalho que culminará com a construção de um primeiro protótipo de um equipamento de ensaios para testar conjuntos motor/hélice utilizados em aeromodelos, que se pretende de fácil utilização, seguro, com aplicação prática e que presentemente não existe no mercado.
2. Enquadramento, motivação e justificação da orientação dos trabalhos
Este projecto surge em consequência de uma série de outros trabalhos que se desenvolvem no DEM na área da concepção, projecto, construção e operação de modelos de aeronaves de pequena envergadura, preparadas quer para sistemas de voo com operação por rádio-controlo quer para sistemas de voo autónomo. O projecto e construção de um banco de ensaios destinado a testar e a avaliar o desempenho de conjuntos motor/hélice para aeromodelos representa uma mais valia para os objectivos e desenvolvimentos que se esperam vir, ainda, a alcançar em diversos outros projectos que decorrem nesta área. Desta forma, o carácter multidisciplinar desta proposta justifica, só por si, que a orientação dos trabalhos seja repartida pelos dois membros do DEM indicados anteriormente para os domínios científicos do Projecto e dos Fluidos, e pela colega do DEI para os domínios científicos da Electrónica e da Automação.
3. Tarefas e Calendarização
Tendo em vista a consecução deste trabalho, foram definidas as seguintes tarefas:
#1. Pesquisa bibliográfica e de campo tendo como propósito o estabelecimento da relação com o estado da arte, bem como a identificação de todas as variáveis que se pretendem medir; (6 meses).
#2. Revisão do projecto base do equipamento; (3 meses)
#3. Elaboração de uma interface em LabView (ou outro software) para a monitorização e recolha de valores; (3 meses)
#4. Selecção e aquisição de sensores para o estudo e monitorização do comportamento de motores eléctricos de aeromodelos quando acoplados com diferentes hélices propulsoras; (3 meses)
#5. Construção do equipamento; (3 meses)
#6. Verificação da operacionalidade do equipamento (usabilidade; layout; parâmetros de operação; erros de leitura, etc.); (3 meses)
#7. Elaboração da Tese para apresentação às Provas de Dissertação de Mestrado em Engenharia Electrónica Industrial e Computadores. (5 meses)
Com a concretização deste projecto pretendem-se alcançar os seguintes objectivos:
- Identificação clara de todas as variáveis que se pretendem medir e os intervalos espectáveis para cada uma;
- Revisão do desenho base do equipamento, com identificação da lista de peças e materiais necessários à sua construção;
- Definição do(s) sistema(s) de medida, com a correcta caracterização dos sensores a usar, e sua aquisição;
- Avaliação das questões de segurança relacionadas com a operação do equipamento;
- Desenvolvimento de uma interface em LabView (ou noutro software semelhante) para a aquisição de dados;
- Construção do protótipo, e
- Realização de alguns ensaios sistemáticos para teste da operacionalidade do equipamento.