Bancada didática de baixo custo para o ensino de Teoria de Controle.

Abstract

Neste trabalho apresenta-se um roteiro para o desenvolvimento de uma bancada didática de baixo custo, de fácil implementação e de manuseio simples, para auxiliar os alunos no aprendizado do conteúdo das disciplinas de Teoria de Controle. A plataforma, desenvolvida por Mattos (2020) modificando os trabalhos de Ferreira (2014) e Gomide (2015), consiste em um túnel de vento, composto por uma estrutura de acrílico, um cooler acionado por PWM, dois sensores de temperatura, uma lâmpada halógena e uma plataforma Arduino Nano. A bancada visa facilitar a compreensão do funcionamento de um controlador PI, mostrando quais impactos os ganhos (𝐾𝑝 e 𝐾𝑖 ) exercem sobre o controle do sistema. Neste trabalho desenvolve-se um roteiro simplificado para a construção da bancada, mostrando possíveis dificuldades encontradas durante o processo e como contorná-las, além de especificar todos os materiais e componentes eletrônicos usados e os seus respectivos preços (no momento da realização do trabalho). Além disto, é apresentado um tutorial de utilização do supervisório da bancada didática nos seus dois modos de operação: manual e automático. No modo manual o usuário pode alterar a intensidade do brilho da lâmpada e a velocidade de rotação do cooler, que são os parâmetros de saída do sistema. Já no modo automático, é mostrado como o método de sintonia Ziegler-Nichols, pode ser utilizado para calcular os ganhos proporcional e integral, de forma que o controlador PI possa ajustar o nível de tensão aplicado no cooler, ajustando a temperatura do sistema de forma automática de acordo com o valor predeterminado. Assim, a replicação do projeto é facilitada e mostra que o objetivo de construir uma bancada de baixo custo é atingido.