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Electrónica Serafim
Domingos Avelar Silva
Escola Secundária Serafim Leite
S. João da Madeira - Aveiro
5+3
10º ano Profissional - Física e Química; Tecnologias Aplicadas.
Carro movido a energia solar que utiliza um
módulo com oito células fotovoltaicas.
A escolha dos materiais foi centrada na
procura de materiais leves, dando preferência
aos reutilizáveis/reciclados.
Uma das nossas preocupações foi o desenho
de um protótipo que tenha uma boa
aerodinâmica com baixa resistência ao ar.
Os materiais mais leves que encontramos e
decidimos utilizar são: as rodas em acrílico, o
chassis em fibra de vidro, o veio das rodas em
tubo de alumínio e a estrutura exterior em kline.
Os materiais reciclados que serão utilizados na
construção: o acrílico e a borracha de
cobertura das rodas, papel e plástico
transparente na construção do cockpit.
Vista lateral do protótipo.
No ensaio das células começamos por colocar um amperímetro em série e um
voltímetro em paralelo, para medirmos a intensidade de corrente e a tensão
no circuito com a célula fotovoltaica e o motor fornecido pela organização do
concurso.
Concluímos que quando inclinamos a célula relativamente ao feixe de luz, a
potência eléctrica (P=U.I) diminui, porque a célula apanha menos luz o que
baixa a intensidade da corrente no circuito. Quando a célula está
perpendicular ao feixe de luz, a potência eléctrica vai ser máxima porque
apanha mais luz e a intensidade de corrente aumenta. Também verificamos
que aumentando a distância à fonte de luz (lâmpada) diminuía a potência
eléctrica. Como o painel do nosso protótipo vai circular numa pista e variar a
sua posição em relação ao Sol, decidimos que a posição que em que ele
recebe mais luz solar é na parte superior do carro na posição horizontal.
Ensaio da célula fotovoltaica
Após o desenho do protótipo, escolhemos os materiais para a sua construção
que deveriam ser leves, resistentes e, se possível, reciclados. Encontramos para
reciclar, as placas de divisórias em acrílico, o papel de uma embalagem de ovos,
o plástico transparente de uma embalagem para a cobertura do cockpit e a
borracha de uma câmara de ar.
Iniciamos a construção do chassis com reforço da estrutura utilizando uma
placa de alumínio.
Utilizando o programa KiCad desenhamos o circuito com uma fonte de
alimentação e bateria de condensadores. Também, planeamos construir um
circuito de controlo electrónico da intensidade de corrente fornecida ao motor.
Circuito da fonte de alimentação
Estrutura base do chassi.
Construção das rodas em acrílico, corte e furagem para perder massa e
assim terem menos peso.
Ensaio do motor, da placa de circuito impresso e da roda com o veio em
alumínio.
Bibliografia:
Guia da energia solar – Concurso Solar Padre Himalaya
Manual de desenho de circuitos – KiCad
Manual de Física e Química – Leis de Newton e Força de atrito
http://www.cienciaviva.pt/rede/energia/himalaya2005/home/guia4.pdf
Ensaio do motor e foto célula.
Com este projecto aprendemos a utilizar a energia solar como fonte de energia.
Como se devem orientar os painéis fotovoltaicos fixos. Aprendemos conceitos
sobre construção de circuitos eléctricos e eléctrónicos e utilizamos um
programa informático para desenho dos circuitos impressos.
Aplicamos os conhecimentos sobre as leis de Newton ao decidirmos que o
carro deve ser construído com materiais leves para que a força aplicada pelo
motor provoque uma maior aceleração no carro. Também utilizamos os
conhecimentos sobre a força de atrito, escolhemos a borracha que aumenta o
atrito entre as rodas e o chão da pista e assim aumenta a força de tracção do
carro.
Quando o protótipo estiver construído será divulgado na página electrónica da
escola e faremos uma sessão de treinos no recinto escolar.