do relatório

CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL PEDRO BOARETTO NETO
VALDEMIR BALUTA
RELATÓRIO DE ESTÁGIO OBRIGATÓRIO SUPERVISIONADO
CASCAVEL-PR
2016
CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL PEDRO BOARETTO NETO
CURSO TÉCNICO EM ELETRÔNICA
VALDEMIR BALUTA
RELATÓRIO DE ESTÁGIO OBRIGATÓRIO SUPERVISIONADO
Relatório apresentado ao curso Técnico
em Eletrônica do Centro Estadual de
Educação Profissional Pedro Boaretto
Neto como requisito parcial para obtenção
do Diploma de Técnico em Eletrônica.
CASCAVEL-PR
2016
AGRADECIMENTOS
Agradeço em primeiro lugar a Deus, por me dar a oportunidade e a
sabedoria para conseguir conciliar o trabalho, a família e os estudos, sempre me
dando forças e aumentando a cada dia mais o desejo de aprender e se qualificar.
Agradeço também em mesma intensidade aos meus pais Nelson Baluta e
Beatriz B. Baluta, por me darem até hoje exemplos de honestidade, incentivos e
forças para nunca desistir dos meus objetivos. A minha esposa Valdete Nunes e
meu filho Lorenzo Baluta, que sempre souberam entender a importância de todo o
meu esforço para que desta forma atingisse meus objetivos.
Não poderia de forma alguma também deixar de citar aqui os meus sinceros
agradecimentos, a todos os professores, coordenador de curso Gelson Leandro Kaul
e de estágio Ronan Medina, supervisor de estágio Ricardo Siebert, e colaboradores
da escola em geral, pois através de todos é que hoje me considero apto a exercer a
minha profissão.
E por último, deixo meus agradecimentos a todos os amigos que fiz até aqui,
os que por motivos importantes ou não, deixaram o curso, aqueles que permanecem
até agora, e são companheiros em sala ou fora dela, enfim, a todos que comigo
compartilham dos mesmos objetivos, estudar e se qualificar profissionalmente.
EPÍGRAFE
“O sucesso nasce do querer, da determinação e persistência em se chegar a um
objetivo. Mesmo não atingindo o alvo, quem busca e vence obstáculos, no mínimo
fará coisas admiráveis.”
(José de Alencar)
RESUMO
Neste relatório serão apresentadas algumas das principais atividades
desenvolvidas no período de estágio supervisionado, tendo como objetivo principal,
descrever de forma objetiva e clara, o passo a passo desde a entrada do
equipamento no departamento técnico, a avaliação e o diagnóstico dos defeitos em
componentes eletrônicos, bem como as soluções encontradas para soluciona-los.
O estágio foi realizado na empresa Hosp-Lab Biomédica, empresa que atua
como
prestadora
de
serviços
técnicos
em
manutenção e
reparação
de
equipamentos eletro médicos hospitalares, odontológicos e laboratoriais. As
atividades apresentadas aqui serão, a montagem e desmontagem de equipamentos
eletrônicos, a identificação de defeitos e falhas, em placas e componentes de
equipamentos laboratoriais, bem como a solução encontrada para cada caso.
No primeiro equipamento descrito, um processador de alimentos Cutter o
defeito reclamado era não ligar, após uma análise dos componentes do circuito, foi
identificado um regulador de tensão e um diodo zener defeituosos, foram
substituídos esses componentes e o equipamento voltou a ligar e realizar o
processamento das amostras.
No segundo caso, o equipamento era um Banho Metabólico Dubnoff, com
defeito na etapa de aquecimento, foram realizados testes e medições no circuito
desta etapa, e posteriormente identificado um Solid State Relay (SSR – Relé de
Estado Sólido) danificado, então realizamos a substituição do componente, alguns
testes no restante do circuito para tentar identificar mais algum outro componente
danificado, porém não foi encontrado outros defeitos, o equipamento então foi
montado e permaneceu em testes por um período de tempo e não mais apresentou
falhas.
No terceiro e último caso aqui relatado, o equipamento era um Destilador de
Nitrogênio que não possibilitava a programação da temperatura desejada. Durante o
processo de desmontagem, já identificamos um capacitor eletrolítico estufado no
circuito de alimentação do Dimmer, realizamos a troca deste componente, e o
defeito foi sanado liberando a programação da temperatura no teclado.
Palavras-chave: Estágio, falhas, diagnóstico, manutenção, componentes
eletrônicos, circuitos, equipamentos laboratoriais.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Logo Hosp-Lab Biomédica ........................................................................ 11
Figura 2 - Processador de alimentos Cutter .............................................................. 13
Figura 3 - Base com eixo vertical .............................................................................. 13
Figura 4 - Discos de corte ......................................................................................... 14
Figura 5 - Faca de corte e seu acoplamento ............................................................. 14
Figura 6 - CUTTER CR-4L-N .................................................................................... 15
Figura 7 - Diagrama elétrico CUTTER CR-4L-N ....................................................... 16
Figura 8 - Relé de segurança duplo canal ................................................................. 17
Figura 9 - Diagrama de blocos relé de segurança..................................................... 18
Figura 10 - Regulador de tensão L7805 .................................................................... 19
Figura 11 - Circuito típico L7812 e L7912 ................................................................. 19
Figura 12 - Diagrama esquemático L7805 ................................................................ 20
Figura 13 - Diodo Zener e simbologia ....................................................................... 21
Figura 14 - Curva característica do zener ................................................................. 21
Figura 15 - Diodo zener como regulador ................................................................... 23
Figura 16 - Resistor limitador .................................................................................... 23
Figura 17 - Banho Maria ............................................................................................ 24
Figura 18 - Relé de estado sólido.............................................................................. 26
Figura 19 - Zero Crossing.......................................................................................... 27
Figura 20 - Esquema elétrico SSR ............................................................................ 27
Figura 21 - Destilador de Nitrogênio .......................................................................... 28
Figura 22 - Conexão de Kjeldahl ............................................................................... 29
Figura 23 - Dimmer microcontrolado ......................................................................... 30
Figura 24 - Zero Crossing.......................................................................................... 31
Figura 25 - Capacitor em corte .................................................................................. 32
Figura 26 - Capacitor eletrolítico ............................................................................... 32
Figura 27 - Capacitores Danificados ......................................................................... 33
Figura 28 - Botoeira Emergência............................................................................... 35
Figura 29 - Abrindo o equipamento ........................................................................... 36
Figura 30 - Vista interna ............................................................................................ 37
Figura 31 - Capacitor Permanente ............................................................................ 37
Figura 32 - Especificações do Capacitor ................................................................... 38
Figura 33 - Descarga do capacitor ............................................................................ 38
Figura 34 - Teste do capacitor................................................................................... 39
Figura 35 - Teste do termistor PTC ........................................................................... 40
Figura 36 - Teste de sensores magnéticos ............................................................... 40
Figura 37 - Teste sensor magnético com imã ........................................................... 41
Figura 38 - Relé de segurança duplo canal ............................................................... 41
Figura 39 - Central de controle e proteção ................................................................ 42
Figura 40 - Fonte chaveada ...................................................................................... 43
Figura 41 - Regulador 7805....................................................................................... 43
Figura 42 - Tensão de entrada no regulador ............................................................. 44
Figura 43 - Tensão de saída no regulador ................................................................ 44
Figura 44 - Teste diodo zener ................................................................................... 45
Figura 45 - Remoção de componentes danificados .................................................. 46
Figura 46 - Teste do regulador substituido ................................................................ 46
Figura 47 - Plaqueta de especificações do motor ..................................................... 47
Figura 48 - Preparação para teste de rotação ........................................................... 48
Figura 49 - Teste de rotação ..................................................................................... 48
Figura 50 - Equipamento reparado............................................................................ 49
Figura 51 - Resistência ............................................................................................. 50
Figura 52 - Abertura da tampa superior .................................................................... 50
Figura 53 - Instruções de ligação do controlador ...................................................... 51
Figura 54 - Controlador digital ................................................................................... 52
Figura 55 - Teste de saída digital do controlador ...................................................... 52
Figura 56 - Atuadores e proteção .............................................................................. 53
Figura 57 - Teste de alimentação do SSR ................................................................ 54
Figura 58 - Dados do equipamento ........................................................................... 54
Figura 59 - Valor Ôhmico da resistência ................................................................... 55
Figura 60 - Teste do circuito de aquecimento ........................................................... 56
Figura 61 - Remoção do SSR ................................................................................... 56
Figura 62 - Instalação do SSR .................................................................................. 57
Figura 63 - Fluxo de corrente no circuito ................................................................... 58
Figura 64 - Verificação de temperatura ..................................................................... 59
Figura 65 - Banho Metabólico em teste ..................................................................... 59
Figura 66 - Ferramentas utilizadas em Banho Metabólico ........................................ 60
Figura 67 - Capacitor eletrolítico danificado .............................................................. 61
Figura 68 - Remoção do capacitor ............................................................................ 61
Figura 69 - Capacitor removido ................................................................................. 62
Figura 70 - Medição de capacitância ......................................................................... 62
Figura 71 - Capacitor substituído .............................................................................. 63
Figura 72 - Painel do destilador funcionando ............................................................ 63
Figura 73 - Caldeira aquecida ................................................................................... 64
LISTA DE ABREVIAÇÕES, SIGLAS E SIMBOLOS
°C: Grau Celsius - Unidade de medida de temperatura.
A: Ampere - Ampére.
AC/DC: Alternate Current/Direct Current - Corrente Alternada/Corrente Contínua.
F: Unidade de medida da capacitância.
Hz: Hertz - Ciclos por Segundo.
Iz: Corrente de Zenner.
nF: Nanofarad.
pF: picofarad.
PIC: Programmable Integrated Circuit - Circuito Integrado Programável.
PID: Proporcional Integral Derivativo.
PTC: Positive Temperature Coefficient - Coeficiente Positivo de Temperatura.
Pz: Potência Zener.
RPM: Rotações por minuto.
SSR: Solid State Relay - Relé de Estado Sólido.
uF: Microfarad.
V: Volt - Tensão.
Vac: Volt Alternating Current - Tensão Corrente Alternada.
Vdc: Volt Direct Current - Tensão Corrente Contínua.
Vz: Tensão Zener.
W: Watt - Unidade de medida da potência elétrica.
Ω: OHM - Unidade de medida da resistência elétrica.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 10
2 HISTÓRIA/PERFIL DA EMPRESA ........................................................................ 11
2.1 SETOR DE ESTÁGIO ...................................................................................... 11
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................. 12
3.1 PROCESSADORES DE ALIMENTOS ........................................................................ 12
3.1.1 Funcionamento do Processador de Alimentos .......................................... 13
3.1.2 Cutter SKYMSEN CR-4L-N ....................................................................... 15
3.1.3 Relé de Segurança de Duplo Canal .......................................................... 17
3.1.4 Reguladores de Tensão ............................................................................ 18
3.1.5 Diodo Zener .............................................................................................. 20
3.2 BANHO MARIA ................................................................................................ 24
3.2.1 Banho Metabólico Dubnoff MARCONI MA-093/64 .................................... 25
3.2.2 Relé de estado sólido SSR ....................................................................... 25
3.3 DESTILADOR DE NITROGÊNIO TIPO KJELDAHL QUIMIS Q328S ...................... 28
3.3.1 Especificações .......................................................................................... 28
3.3.2 Processo de funcionamento ...................................................................... 29
3.3.3 Dimmer...................................................................................................... 30
3.3.4 Capacitor eletrolítico.................................................................................. 31
4 ATIVIDADES DESENVOLVIDAS .......................................................................... 35
4.1 MANUTENÇÃO EM PROCESSADOR DE ALIMENTOS CUTTER. ................. 35
4.2 MANUTENÇÃO EM BANHO METABÓLICO DUBNOFF.................................. 49
4.3 MANUTENÇÃO EM DESTILADOR DE NITROGÊNIO QUIMIS Q328S ........... 60
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................... 65
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 66
10
1 INTRODUÇÃO
O estágio supervisionado descrito por este relatório, foi realizado na
empresa Hosp-Lab Biomédica, esta empresa atua como prestadora de serviços
técnicos
especializados
em
manutenção
e
reparação
de
equipamentos
eletromédicos hospitalares, odontológicos e laboratoriais.
Neste documento serão relatadas algumas das principais atividades
desenvolvidas no período de estágio, tendo como objetivo principal, descrever de
forma objetiva e clara o passo a passo desde a entrada do equipamento no
departamento técnico, a avaliação, diagnóstico dos prováveis defeitos e as soluções
encontradas para soluciona-los.
As atividades descritas e ilustradas, estarão nos capítulos 3 e 4 deste
relatório, que são as Revisões Bibliográficas e Atividades Desenvolvidas. Nesses
capítulos serão apresentados dados sobre o funcionamento, baseados em manuais
técnicos, pesquisas em livros e sites, bem como as aplicações, defeitos e soluções
encontradas para os equipamentos e componentes defeituosos identificados durante
o período de estágio.
Serão relatadas as desmontagens de equipamentos laboratoriais, a
identificação de defeitos e falhas em placas e componentes eletrônicos, trazendo
ilustrações através de imagens das manutenções realizadas, mostrando como foram
identificados os defeitos, os equipamentos e instrumentos utilizados para o
diagnóstico e solução dos defeitos, bem como a forma utilizada para se chegar até
os componentes defeituosos.
Os equipamentos utilizados para a elaboração deste relatório, são de uso
laboratorial, destinados a análise de alimentos. Serão detalhadas a identificação e a
solução dos problemas em placas de controle e sistemas de parada de emergência
em Processadores de Alimentos Cutter, substituição de chaves estáticas em Banho
Metabólico Dubnoff e capacitores eletrolíticos, neste caso sendo utilizado uma placa
Dimmer para Destiladores de Nitrogênio.
11
2 HISTÓRIA/PERFIL DA EMPRESA
A empresa HOSP-LAB Biomédica foi fundada em 23 de maio de 2014. Está
situada na Rua Recife, 1588 - Centro - Cascavel-PR.
Atua nas área de manutenção e reparação de equipamentos eletrônicos.
Qualificada a avaliar, diagnosticar e solucionar problemas em equipamentos
destinados a análises laboratoriais, das mais diversas áreas, equipamentos
eletromédicos de suporte a vida e monitorização de parâmetros.
A empresa atende todo o estado do Paraná, oferendo soluções rápidas e
precisas, buscando sempre o aperfeiçoamento da prestação de serviços nas
modalidades preditiva, preventiva e corretiva.
2.1 SETOR DE ESTÁGIO
O departamento técnico da empresa, possui um espaço equipado com
bancadas de trabalho, ferramentas e equipamentos destinados a manutenção e
ajustes dos parâmetros exigidos pelo fabricante de cada equipamento.
Sendo sempre supervisionado pelo engenheiro ou gerente técnico, torna-se
um local apropriado para o desenvolvimento do aprendizado nesse segmento, desta
forma proporcionando ao estagiário, a oportunidade de se aplicar na prática todos os
conhecimentos adquiridos durante o curso.
Figura 1 - Logo Hosp-Lab Biomédica
(Fonte: autor)
12
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
A seguir será apresentado por este relatório, as revisões bibliográficas
referentes ao funcionamento de Processadores de alimentos, Controles de parada
de emergência, Reguladores de Tensão, Diodos Zener, Banhos Metabólicos, Relés
de Estado Sólido SSR, Destiladores de Nitrogênio, Dimmers microcontrolados e
Capacitores eletrolíticos, equipamentos e componentes esses que fazem parte das
manutenções realizadas no período de estágio, e relatadas neste documento, bem
como uma breve descrição da aplicação de cada equipamento descrito aqui.
3.1 PROCESSADORES DE ALIMENTOS
Os processadores de alimentos, são equipamentos práticos e versáteis, que
rapidamente e com muita facilidade, podem cortar, fatiar, triturar ou moer
praticamente todo e qualquer tipo de alimento.
Apenas trocando seus acessórios, é possível mudar a configuração e as
funções realizadas por um processador, dessa forma alguns modelos são capazes
de preparar desde um suco de frutas até massas consistentes como massa para
preparo de pão por exemplo.
Foi introduzido no mercado norte americano em 1973 pelo engenheiro Carl
Sontheimer, que durante um ano construiu adaptações para transformar um
liquidificador industrial francês em um processador para a cozinha doméstica.
Hoje os processadores são fabricados em vários modelos e tamanhos,
entretanto seus componentes básicos são praticamente os mesmos:
Um motor elétrico, um recipiente com tampa, um tubo alimentador e um
conjunto de acessórios. (LEWIS, 2016).
A figura 2 apresenta um dos modelos industriais disponíveis no mercado.
13
Figura 2 - Processador de alimentos Cutter
(Fonte: http://new.siemsen.com.br/)
3.1.1 Funcionamento do Processador de Alimentos
O Motor é sempre alojado na base do equipamento, o que lhe garante
estabilidade e assegura que ele não se mova com o motor em funcionamento.
Saindo do motor estende-se um eixo vertical para acionar os acessórios,
como vemos na ilustração da figura 3. (LEWIS, 2016)
Figura 3 - Base com eixo vertical
(Fonte: autor)
14
Os acessórios, que são os discos para fatiar e triturar são mostrados na
figura 4.
Figura 4 - Discos de corte
(Fonte: http://casa.hsw.uol.com.br/)
Estes discos encaixam no eixo no interior do recipiente.
Local onde também se encaixa a faca de corte em forma de S, também
chamada de faca-haste.
A figura 5 mostra o formato e o encaixe de acoplamento da faca-haste.
Figura 5 - Faca de corte e seu acoplamento
(Fonte: autor)
15
Os discos ficam presos ao eixo na parte superior do recipiente de alimentos.
Então o usuário empurra os alimentos pelo tubo alimentador e estes entram em
contato com os discos, onde nesse momento são fatiados ou ralados.
A faca para trituração fica bem próximo a base do recipiente, dessa forma
conforme ela vai quebrando e cortando o alimento, os pedaços sempre estarão em
contato com a lâmina, por isso são totalmente triturados. (LEWIS, 2016)
3.1.2 Cutter SKYMSEN CR-4L-N
O Cutter (cortador), é um equipamento desenvolvido para o preparo de
alimentos como patês, molhos, pastas, purês, geleias, condimentos e outros.
Na figura 6 temos o aspecto físico do equipamento.
Figura 6 - CUTTER CR-4L-N
(Fonte: http://new.siemsen.com.br/)
Por ser um equipamento com lâmina de corte, que o operador tem fácil
acesso, o gerenciamento do processo para que este entre em funcionamento, conta
com vários dispositivos.
Entre esses dispositivos estão, dois conjuntos de duplos sensores
magnéticos, dispostos na tampa e no copo, e uma chave de emergência.
16
Esses dispositivos, além de interromper o funcionamento, no caso de
qualquer um que seja acionado, ainda fazem com que de forma eletrônica o eixo do
motor trave em fração de segundos. (METALÚRGICA SIEMSEN LTDA., 2013)
Na figura 7 temos o diagrama elétrico do sistema.
Figura 7 - Diagrama elétrico CUTTER CR-4L-N
(Fonte: http://new.siemsen.com.br/)
17
3.1.3 Relé de Segurança de Duplo Canal
Os relés de segurança de duplo canal são dispositivos ou controles de
parada de emergência.
Foram desenvolvidos para aumentar os níveis de segurança de sistemas de
parada de emergência em máquinas, equipamentos ou motores que ofereçam riscos
ao operador e demais pessoas envolvidas.
Esses componentes supervisionam os contatos de botoeiras de emergência,
de sensores magnéticos, chaves de fim de curso entre outros. (WEG Drives &
Controls - AUTOMAÇÃO, 2015)
A figura 8 apresenta um dos modelos disponíveis no mercado.
Figura 8 - Relé de segurança duplo canal
(Fonte: http://www.weg.net/br)
Possuem fonte chaveada que admite entrada de tensão de 90 a 240 Vac,
50/60Hz para gerar tensões de 12 ou 24 Vdc para o seu circuito eletrônico interno de
controle, e para o acionamento dos botões e sensores. As entradas de sinal são de
duplo canal, uma prevendo acionamento com sinal positivo e outra com sinal
negativo, sendo assim uma proteção para que não se faça um “jumpeamento” entre
elas. (WEG Drives & Controls - AUTOMAÇÃO, 2015)
18
A figura 9 apresenta o diagrama de blocos desse dispositivo.
Figura 9 - Diagrama de blocos relé de segurança
(Fonte: http://www.weg.net/br)
Em modo de operação, para a saída ser acionada é necessário habilitar as
entradas, e em seguida pulsar o botão “start manual”, evidenciando assim que o
acionamento das saídas são conscientes e intencionais. (WEG Drives & Controls AUTOMAÇÃO, 2015).
3.1.4 Reguladores de Tensão
Reguladores de tensão são circuitos integrados responsáveis por entregar a
uma determinada carga, uma tensão estabilizada, conforme suas especificações.
Existem basicamente dois tipos de reguladores, reguladores que fornecem
uma tensão específica na saída conforme seu projeto, e outros que fornecem
tensões variadas conforme configuramos a sua entrada.
Esses tipos de circuito integrado podem fornecer em sua saída, tensões
positivas ou negativas.
A série de reguladores 78XX e 79XX são as mais comuns e utilizadas,
podendo ser encontradas em diferentes invólucros de acordo com a corrente
tolerada e potência de dissipação. (BRAGA, 2012)
19
A figura 10 mostra o formato de um regulador de tensão em invólucro
TO220.
Figura 10 - Regulador de tensão L7805
(Fonte: www.robocore.net)
Os reguladores da série 78 regulam tensões positivas, enquanto que os da
série 79 estabilizam tensões negativas, mas ambos admitem em sua entrada um
valor mínimo e máximo, para que não se danifiquem e possam manter uma tensão
estabilizada em sua saída
A maioria deles necessitam de no mínimo 3 Vdc acima da tensão
especificada para saída e admitem no máximo 35 Vdc.
A figura 11 apresenta a forma típica de ligação desses componentes.
Figura 11 - Circuito típico L7812 e L7912
(Fonte: http://baudaeletronica.blogspot.com.br/)
20
As letras XX citadas acima, juntamente com a numeração da série do
circuito integrado, representam as várias tensões que estes são encontrados,
substituindo XX pelo numeral 05 por exemplo, saberemos que o regulador fornece 5
Vdc em sua saída, o 08 fornece 8 Vdc, o 12 fornece 12 Vdc, e assim por diante.
E o mesmo acontece com a série 79, mas ao invés de fornecer tensões
positivas estabilizadas, fornece tensões negativas estabilizadas.
Quanto a corrente que suportam, na maioria destes são de no máximo 1A, e
se for acima de 20% desse valor, já se faz necessário o uso de um dissipador de
calor, para garantir o seu funcionamento sem que se danifique por excesso de
temperatura em seu invólucro. (BRAGA, 2012)
A figura 12 mostra esquema elétrico interno de um regulador da série 78XX
Figura 12 - Diagrama esquemático L7805
(Fonte: http://www.datasheetcatalog.com/)
3.1.5 Diodo Zener
O Diodo zener é um componente que possui uma particularidade que o
difere dos diodos comuns.
É um componente de silício que foi projetado para trabalhar na região de
ruptura, por isso é conhecido também como diodo de ruptura.
21
Este tipo diodo é o principal elemento dos reguladores de tensão, que são
circuitos para deixar a tensão sempre constante em uma determinada carga,
independente da oscilação na tensão de entrada ou na resistência de carga.
(MALVINO A. P., 1995)
A figura 13 mostra o seu símbolo esquemático e seu aspecto físico.
Figura 13 - Diodo Zener e simbologia
(Fonte: http://www.ebah.com.br/)
Como os diodos comuns, o zener também começa a conduzir na sua região
direta próximo dos 0,7 Volts.
A figura 14 mostra sua curva característica.
Figura 14 - Curva característica do zener
(Fonte: http://www.netsoft.inf.br/)
22
A tensão zener ou tensão de ruptura, depende do processo de fabricação e
da resistividade do material semicondutor que ele foi fabricado, estando entre 2 e
200 volts.
Esses valores nominais são apresentados no próprio invólucro do
componente ou em seu manual técnico (datasheet).
Na maioria dos casos, é utilizado em polarização reversa, como regulador de
tensão em fontes, ou como referência de tensão para determinada parte de um
circuito. (MALVINO A. P., 1995).
Até um determinado valor de tensão inversa, o zener apresenta um bloqueio
de passagem, também como um diodo comum, porém após esse valor, enquanto
houver corrente inversa circulando por ele, a tensão em seus terminais se mantém
praticamente em seu valor nominal.
Esse
importante
componente
é
submetido
a
trabalhar
polarizado
inversamente afim de que se mantenha constante a tensão em seus terminais.
Quanto a potência, ele funciona com um valor de tensão sobre seus
terminais, sendo percorrido por uma corrente inversa.
Desta forma, logo o componente dissipa potência em forma de calor, essa
potência é dada pelo produto da tensão e corrente:
Pz = Vz . Iz
Essa potência de dissipação também é uma característica técnica de cada
zener, sendo encontrados valores de 0,4W, 1W e 10W. com encapsulamento em
vidro ou plástico para potências de até 1W, e metálico para valores de potência
acima de 1W.
Então tendo o valor de sua tensão zener e o valor de potência suportada,
podemos facilmente determinar a corrente máxima que o zener pode suportar:
Izmáx = Pzmáx / Vz
O valor de corrente mínima é definido como sendo 10% do valor de corrente
máxima.
Como regulador de tensão o zener possibilita uma tensão constante a partir
de fontes que forneçam tensões variáveis ou mesmo com cargas de consumo
variável.
A figura 15 abaixo, mostra os três estágios de uma fonte regulada a diodo
zener.
23
Figura 15 - Diodo zener como regulador
(Fonte: http://www.ebah.com.br/)
Como vemos na figura 16, é necessário que se coloque um resistor que
limite a corrente do zener abaixo do valor de sua corrente máxima, para que este
não se danifique.
Figura 16 - Resistor limitador
(Fonte: http://www.ebah.com.br/)
Através deste resistor irá circular a soma das correntes do zener e da carga,
e sua queda de tensão é a diferença entre a tensão de entrada e a tensão zener.
Um circuito regulador utilizando o diodo zener, deve receber na entrada uma
tensão no mínimo 40% maior que o valor desejado na saída, para que a regulação
seja satisfatória. (EBAH, 2016).
24
3.2 BANHO MARIA
Os Banhos Maria, são equipamentos de grande importância em laboratórios
de análises clínicas, de água, solos e alimentícios.
São projetados com a finalidade de aquecer substâncias líquidas ou sólidas,
que não podem ser expostas diretamente ao fogo, ou seja, amostras que precisam
ser ou se manter aquecidas uniformemente.
Esse tipo de equipamento aquece de forma lenta e homogênea,
submergindo recipientes de material plástico, metálico ou vidrarias com as amostras,
que então ficam por um tempo determinado em contato indireto com outro liquido
aquecido pelo banho, normalmente água.
A figura 17 apresenta um dos modelos desse equipamento.
Figura 17 - Banho Maria
(Fonte: http://www.marconi.com.br/)
Existem vários tipos de banhos para aplicações variadas, como banho maria
sorológico, banho maria tipo dubnoff, banho maria com agitação, banhos
ultratermostatizados entre outros. (HIPER QUÍMICA, 2016)
Existem também os banhos maria ultrassônicos, que se diferem dos banhos
citados anteriormente, pois estes além do uso laboratorial, destinam-se a limpeza de
materiais e instrumentações cirúrgicas, em clínicas e hospitais.
25
Também sendo muito utilizados em oficinas mecânicas, para a limpeza e
desobstrução de peças como engrenagens e rolamentos, bicos injetores, válvulas
pneumáticas e de fluxo. (BIO ART SOLUÇÕES INTELIGENTES, 2012)
3.2.1 Banho Metabólico Dubnoff MARCONI MA-093/64
O banho metabólico dubnoff destina-se a parte do processo de estudo de
microbiologia e determinação de fibra alimentar, através de aquecimento e
homogeneização das amostras inseridas.
Sua estrutura é composta por uma cuba em aço e uma plataforma com
garras para inserção das amostras.
Essa plataforma possui movimento pendular, o que provoca a agitação e
consequente homogeneização.
O equipamento possui um motor elétrico acionado por um controlador
eletrônico de velocidade.
O aquecimento é feito através de uma resistência blindada de 4000 Watts.
E o controle de aquecimento e estabilização da temperatura é feito através
de um controlador eletrônico microprocessado PID, e sensor PT100. (MARCONI
EQUIPAMENTOS PARA LABORATÓRIO, 2016)
3.2.2 Relé de estado sólido SSR
Os SSRs, conhecidos como chaves estáticas ou relés de estado sólido,
visam fazer acionamentos de cargas de até 60 ampères.
São substitutos diretos das tradicionais contatoras, que fazem acionamentos
por contato mecânico, tendo assim várias desvantagens em relação aos
acionamentos estáticos, pois estas tem desgastes mecânicos, o acionamento é lento
comparado aos SSRs, geram interferências e ainda consomem mais energia.
Afigura 18 apresenta o aspecto físico de um SSR.
26
Figura 18 - Relé de estado sólido
(Fonte: http://www.digel.com.br/)
Os relés de estado sólido fazem o acionamento da carga em zero crossing
(passagem por zero).
Possuem proteção contra inversão de polaridade na entrada.
Sinalização por led quando a entrada é na alimentada.
Conta com isolamento óptico que separa a entrada da saída.
Mínimo consumo no disparo.
O funcionamento dos relés de estado sólido é bem simples, para fazer com
que este acione a carga, deve ser aplicada uma tensão que pode variar de 4 a 32
Vdc.
Quando se é aplicada esta tensão em sua entrada, um led ira acender
indicando que nesse momento a carga que está ligada em sua saída encontra-se
alimentada.
Como citado acima, os SSRs possuem sistema de chaveamento em zero
volt, o que significa que o acionamento da carga sempre será feito quando a tensão
passar por zero volt, evitando assim que ele se danifique ou danifique a carga.
A figura 19 apresenta uma imagem de passagem por zero, onde o relé
aciona e desliga a carga.
27
Figura 19 - Zero Crossing
(Fonte: http://labdegaragem.com/)
Este tipo de componente pode comutar a sua saída muitas vezes e em
maior velocidade, se compararmos as contatoras.
A figura 20 apresenta seu diagrama elétrico
Figura 20 - Esquema elétrico SSR
(Fonte: http://www.ssr.com.br/)
Podem ser utilizados em controladores com sistema PID com tempos de
chaveamento mais curtos, dando assim maior estabilidade ao sistema. (THOLS
SISTEMAS ELETRÔNICOS, 2016)
28
3.3 DESTILADOR DE NITROGÊNIO TIPO KJELDAHL QUIMIS Q328S
É um equipamento desenvolvido para destilação de nitrogênio total e
amoniacal pelo princípio de Kjeldahl, que consiste em realizar a destilação através
do arraste de vapor. Figura 21 (QUIMIS APARELHOS CIENTÍFICOS, 2012).
Figura 21 - Destilador de Nitrogênio
(Fonte: http://www.quimis.com.br/)
3.3.1 Especificações
O destilador Q328S é composto por uma caldeira de vidro geradora de
vapor, com enchimento automático;
Vidraria conexão de Kjeldhal, figura 22
Uma resistência elétrica tubular blindada controlada por Dimmer para
aquecimento da caldeira;
A caldeira deste equipamento conta com um sistema de proteção de sobre
aquecimento através de termostatos;
O equipamento possui em seu painel, um display que mostra a regulagem
programada para aquecimento;
29
No mesmo painel encontram-se os comandos das válvulas de alívio de
pressão e admissão de água. (QUIMIS APARELHOS CIENTÍFICOS, 2012).
3.3.2 Processo de funcionamento
Acoplar ao destilador o erlenmeyer contendo 20mL de solução de ácido
bórico 4% com 4 ou 5 gotas de solução de indicador misto;
Adaptar o tubo de Kjeldahl ao destilador;
Adicionar a solução de hidróxido de sódio 50% até obter uma solução de cor
negra (aproximadamente 20mL);
Proceder à destilação;
Recolher o volume necessário para a completa destilação da amônia.
Pode-se testar o ponto final da destilação com papel indicador de pH até que
não ocorra mais reação alcalina.
A
solução
coletora
deve
ser
mantida
fria
(www.agricultura.gov.br, 2013)
Figura 22 - Conexão de Kjeldahl
(Fonte: autor)
durante
a
destilação.
30
3.3.3 Dimmer
Dimmers são
dispositivos
utilizados
para
variar
a
intensidade
de
uma corrente elétrica média em uma carga. Eles consistem de gradadores que,
através da diminuição ou aumento da tensão valor eficaz e, portanto, um aumento
da potência média de uma lâmpada ou de uma resistência por exemplo, controlam a
intensidade da luz ou calor produzida pela mesma. Um Dimmer tem como objetivo
fazer com que aumente ou diminua a intensidade luminosa ou de calor através de
um potenciômetro, que auxilia nessa operação.
Em um Dimmer com sistema microcontrolado, o controle é baseado na
detecção de passagem da onda por zero, o Zero Crossing. (LAB DE GARAGEM,
2013)
A figura 23 a seguir apresenta o esquemático de um circuito Dimmer
montado.
Figura 23 - Dimmer microcontrolado
(Fonte: http://microcontrolandos.blogspot.com.br/)
A técnica conhecida como Zero Crossing, consiste em controlar o disparo
para acontecer exatamente no momento em que a senóide passar pelo valor de
tensão igual a zero. Assim, a subida de tensão na carga não será tão brusca e isso
31
evitará a emissão de interferências, reduzindo a geração de harmônicas e
diminuindo os problemas que são gerados pelo controle por fase. A figura 24 mostra
o Zero Crossing em uma onda senoidal de 60Hz.
Figura 24 - Zero Crossing
(Fonte: http://labdegaragem.com/)
O controle de disparo é composto por optoacopladores, que são constituídos
de um diodo emissor de luz infravermelho controlando um FotoTriac.
Além do optoacoplador, um Triac é o responsável pelo corte da onda
senoidal de saída, controlando a potência dissipada na carga. (LAB DE GARAGEM,
2013).
3.3.4 Capacitor eletrolítico
Capacitores em geral, são componentes capazes de armazenar cargas
elétricas.
São construídos basicamente de duas placas metálicas, as quais são
chamadas de armaduras. Essas armaduras permanecem separadas uma da outra
por um material isolante denominado dielétrico.
Nos capacitores eletrolíticos essas armaduras são enroladas em várias
voltas e também separadas entre si por seu dielétrico. Figura 25.
32
Figura 25 - Capacitor em corte
(Fonte: http://www.portaleletricista.com.br/)
O dielétrico dos capacitores eletrolíticos é o que difere dos demais, sendo
um preparado químico chamado de eletrólito, esse eletrólito sofre uma oxidação pela
aplicação de tensão elétrica, assim isolando uma armadura da outra.
Com o uso desse preparado químico a distância entre as armaduras podem
ser muito mais curtas, desta forma possibilitando maiores valores de capacitância.
Em contra partida, possui uma pequena desvantagem, a oxidação entre as
armaduras depende de aplicação de tensão em polaridade correta, então estes são
chamados de capacitores polarizados. Figura 26.
Figura 26 - Capacitor eletrolítico
(Fonte: http://www.eletrodex.com.br/)
33
Consequentemente terão sempre que ser alimentados respeitando essa
polaridade, caso contrário, em um pequeno espaço de tempo o eletrólito sofrerá um
processo de aquecimento que o faz ferver, podendo provocar a explosão do
componente pela formação de gases no seu interior.
A figura 27 apresenta a imagem de uma placa capacitores após explosão.
Figura 27 - Capacitores Danificados
(Fonte: http://ryan.com.br/)
Quanto capacitância, ela é a quantidade de cargas elétricas que um
capacitor pode armazenar, sua unidade de medida é o FARAD, representado pela
letra F, quanto maior a capacitância, maior a capacidade de armazenamento de
cargas.
A unidade FARAD é extremamente grande, por isso são usados sempre
seus submúltiplos, microfarad (uF), nanofarad (nF) e picofarad (pF).
Além da capacidade de armazenamento, os capacitores possuem uma outra
característica elétrica que não deve ser desprezada, que é a sua tensão de trabalho.
Essa tensão é máxima que o componente pode suportar entre as suas
armaduras, se aplicarmos uma tensão acima da tensão de trabalho máxima,
ocorrerá o rompimento do dielétrico, o que também danificará permanentemente o
componente.
34
Esses componentes também estão sujeitos a uma tolerância elevada no seu
valor de capacitância, que é bem maior que em outros componentes eletrônicos,
podendo ser de 20 até 30%.
Quando o capacitor eletrolítico permanece por um período sem utilização, o
dielétrico sofre um processo de degeneração, que altera muito a sua capacitância.
Por conta disso, ao utilizar um eletrolítico estocado a muito tempo, deve-se
conecta-lo a uma fonte de tensão contínua por alguns minutos, antes de aplica-lo ao
circuito, afim de permitir a reconstituição do dielétrico.
35
4 ATIVIDADES DESENVOLVIDAS
Neste capítulo serão abordadas as principais atividades do estágio
obrigatório, sendo elas: Manutenção corretiva em Processador de alimentos Cutter,
Banho Metabólico Dubnoff e Destilador de Nitrogênio.
4.1 MANUTENÇÃO EM PROCESSADOR DE ALIMENTOS CUTTER.
Equipamento deu entrada no laboratório, apresentando em sua Ordem de
Serviço solicitada pelo cliente, o defeito NÃO LIGA.
Inicialmente, como primeiro passo a ser tomado por orientação do supervisor
de estágio, verificamos a existência de um possível fusível queimado.
Como o equipamento não possui proteção por fusível, ao menos por acesso
externo, fizemos então uma inspeção visual de seu gabinete.
Onde facilmente detectamos a presença de uma botoeira de acionamento
rápido para emergência, que por sinal encontrava-se praticamente solta do gabinete,
como podemos ver na figura 28.
Também identificamos que na tampa e no recipiente onde o usuário insere
os alimentos, haviam sensores magnéticos.
Figura 28 - Botoeira Emergência
(Fonte: autor)
36
O detalhe importante que percebemos nessa botoeira, é que esta tratava-se
de uma botoeira com trava, ou seja, uma vez acionada, o usuário deveria puxá-la
para destravar e fechar os contatos.
Como esta botoeira de emergência estava pressionada, a destravamos e
novamente tentamos ligar o equipamento, pois poderia ter sido acionada
acidentalmente pelo cliente.
Mas mesmo assim, acionando o interruptor de liga/desliga o equipamento
permaneceu desligado.
Com o auxílio de uma chave de boca, retiramos a tampa inferior para
análise da parte interna do equipamento, como mostra a figura 29.
Figura 29 - Abrindo o equipamento
(Fonte: autor)
Retirando a base com os pés, foi possível o acesso aos principais
componentes e instalações elétricas do equipamento, como mostra a figura 30.
Como o equipamento não possui qualquer tipo de iluminação ou display,
indicando se está ou não ligado, com orientação do supervisor, começamos então
medindo a entrada de energia na chave geral.
Com o multímetro na escala de 600 volts para corrente alternada,
verificamos que havia a tensão da rede tanto na entrada, quanto nos bornes de
saída da chave geral, o que eliminou a possibilidade de ser o cabo de alimentação
quebrado.
37
Figura 30 - Vista interna
(Fonte: autor)
Utilizando o multímetro em escala para medir continuidade, e com o
equipamento já desconectado da rede, testamos se os contatos das chaves RESET,
PULSAR, LIGAR e EMERGÊNCIA estavam funcionando.
Como estava tudo certo com as chaves, puxamos o chicote elétrico para
verificar se por vibrações, não havia algum desconectado.
Ao puxarmos os cabos visualizamos o capacitor permanente do motor com
um dos cabos praticamente solto de seu borne, como podemos ver na figura 31.
Figura 31 - Capacitor Permanente
(Fonte: autor)
38
Como estávamos com o capacitor exposto, optamos por retirá-lo e medir se
estava bom. Na figura 32, é possível a visualização das especificações do capacitor
de partida:
Figura 32 - Especificações do Capacitor
(Fonte: autor)
Foi utilizada uma lâmpada incandescente de tensão nominal 220 volts,
ligada aos bornes do capacitor, para certificar-se de que este encontrava-se
descarregado. Figura 33.
Figura 33 - Descarga do capacitor
(Fonte: autor)
39
Com isso, se o mesmo estivesse com carga, essa carga seria descarregada
na lâmpada e não no capacímetro, dessa forma protegendo o aparelho de medição.
Usamos uma lâmpada para tal, pois provocando um curto circuito nos
bornes do capacitor, haveria também seu descarregamento, mas poderia assim
danificar o componente.
Colocamos então o capacímetro em escala de 20uF, e verificamos que este
também apresentava bom funcionamento, como podemos ver na figura 34.
Figura 34 - Teste do capacitor
(Fonte: autor)
Conectamos novamente o capacitor ao circuito e com o multímetro em
escala de tensão, energizamos novamente e constatamos que não havia
alimentação para o motor, a princípio descartando a possibilidade de ter defeitos.
Como o motor possuía suas quatro pontas e mais outros dois fios,
pesquisamos por seu modelo contido na etiqueta e verificamos que se tratava de um
termistor PTC, utilizado como proteção contra superaquecimentos no estator.
Utilizando o multímetro em escala ôhmica ligado aos fios do termistor e um
soprador térmico, constatamos que o mesmo não estava em curto ou aberto, e
variava sua resistência conforme mudava a temperatura.
Na figura 35, visualizamos a forma utilizada para simular o aquecimento no
estator.
40
Figura 35 - Teste do termistor PTC
(Fonte: autor)
Antes de partirmos para análise da etapa de controle eletrônico do
equipamento,
ainda restava
testarmos os sensores magnéticos,
relatados
anteriormente.
Na figura 36 podemos observar que medindo o sensor ele apresenta valor
de resistência infinita, ou seja, encontrasse aberto.
Figura 36 - Teste de sensores magnéticos
(Fonte: autor)
41
Feito esse teste para os dois sensores magnéticos, confirmamos então que
ambos estavam funcionando perfeitamente
O que indicava que o problema estaria mesmo na etapa de controle.
Já na figura 37 a seguir, vemos que ao aproximar um imã do sensor, este
passa de resistência infinita para um valor muito baixo, ou seja, passa a conduzir.
Figura 37 - Teste sensor magnético com imã
(Fonte: autor)
Com um alicate de bico retiramos as porcas que prendiam a central de
controle do equipamento presa ao gabinete.
Figura 38 - Relé de segurança duplo canal
(Fonte: autor)
42
Como podemos observar na figura 38, essa central trata-se de um relé de
segurança de duplo canal.
Com o auxílio de uma chave Philips, abrimos esse relé para fazer a
identificação do problema.
Após abrirmos esse relé, constatamos que o controle do processo de
funcionamento do sistema era microprocessado através de um microcontrolador PIC
16f818 e seus periféricos.
Na figura 39 podemos observar as placas de controle e acionamento da
carga (motor).
Figura 39 - Central de controle e proteção
(Fonte: autor)
Como não tínhamos acesso ao esquema elétrico dessa etapa, por
orientação do supervisor, começamos também partindo do princípio entrada de
alimentação.
E logo visualizamos que a central possuía uma fonte chaveada, como
podemos ver na figura 40.
Por estar em um local de difícil acesso para medir as tensões de saída desta
fonte estando alimentada.
43
Figura 40 - Fonte chaveada
(Fonte: autor)
Optamos então por verificar as tensões de alimentação da placa de
processamento.
E logo visualizamos que havia um regulador de tensão da série 78XX, era
um regulador 7805. Figura 41.
Figura 41 - Regulador 7805
(Fonte: autor)
Utilizando o multímetro em escala para tensão de corrente contínua,
começamos medindo a alimentação de entrada do regulador.
Que conforme seu datasheet, era o pino 1 e sua referência era o pino 2
Na figura 42, podemos visualizar o resultado desse teste.
44
Figura 42 - Tensão de entrada no regulador
(Fonte: autor)
Como podemos ver na figura acima, a tensão de entrada estava presente no
regulador, o que a princípio garantia que a fonte chaveada estava oscilando.
Mas quando, utilizando-se da mesma referência, medimos o pino de saída
do regulador (pino 3).
Verificamos conforme a figura 43, que esta tensão estava em 0 volt, ou seja,
o componente, estava danificado.
Figura 43 - Tensão de saída no regulador
(Fonte: autor)
45
Como na maioria dos casos, um componente não se danifica simplesmente
sem uma causa.
Desligamos o equipamento da rede, e decidimos então medir alguns
componentes que estavam próximos ao regulador.
E por coincidência o primeiro componente que medimos utilizando o
multímetro em escala de continuidade, apresentava resistência muito baixa, próximo
a zero Ω.
Era um diodo zener de 5,1 volt, que após seguirmos as trilhas, constatamos
que este servia como referência de tensão para o pino RB6 do PIC.
Na figura 44 podemos observar a medição do diodo zener.
Figura 44 - Teste diodo zener
(Fonte: autor)
Com o auxílio do ferro de solda e do sugador, fizemos a remoção dos
componentes danificados, como mostra a figura 45.
Com os componentes já retirados da placa, foi solicitado ao supervisor de
estágio, as peças para reposição.
46
Figura 45 - Remoção de componentes danificados
(Fonte: autor)
E enquanto isso, continuamos analisando o restante dos componentes,
como resistores, transistores, capacitores e outros diodos, afim de identificar outro
componente também danificado.
Como não encontramos outro componente danificado, após a substituição
do regulador e do diodo zener, energizamos novamente o equipamento e realizamos
novamente a medição de tensão na saída do regulador.
Figura 46 - Teste do regulador substituido
(Fonte: autor)
47
Agora como podemos ver na figura 46, a tensão medida no pino 3 do
regulador condiz com a tensão especificada em seu datasheet.
Desenergizado e com o auxílio das ferramentas citadas anteriormente,
realizamos a montagem do equipamento para verificarmos se este ligaria.
E então constatamos o funcionamento, conforme previsto.
Conforme orientação do supervisor, era necessário que fizéssemos testes
de acionamento dos dispositivos de segurança.
E também verificar se a rotação do motor condiz com a rotação especificada
em sua plaqueta, já que este depende diretamente da velocidade para realizar o
processamento correto dos alimentos.
Como mostra a figura 47, a velocidade nominal especificada na plaqueta é
de 1.715 RPM a 60 Hertz.
Figura 47 - Plaqueta de especificações do motor
(Fonte: autor)
Retiramos então a faca de corte e o recipiente do equipamento, para deixar
apenas o eixo do motor exposto.
Colamos então um adesivo refletivo ao eixo, afim de utilizarmos um
tacômetro digital, que utiliza um feixe de luz para fazer a contagem das voltas do
eixo.
Colocamos também sobre os sensores magnéticos, os seus atuadores
(imãs) que retiramos da tampa e do recipiente de amostra.
48
Na figura 48 podemos observar como ficou essa configuração.
Figura 48 - Preparação para teste de rotação
(Fonte: autor)
Em seguida acionamos o botão liga do equipamento, e apontamos o
tacômetro para o eixo para efetuar a leitura.
Como podemos ver na figura 49, a leitura do tacômetro apresenta um valor
bem próximo ao especificado pelo fabricante do motor, algo entre 4 a 5% de
diferença
Figura 49 - Teste de rotação
(Fonte: autor)
49
Montamos novamente os atuadores em seus respectivos lugares, testamos
se ao abrir a tampa o equipamento desligaria, e então deixamos em teste por um
período de tempo.
A figura 50 mostra o equipamento em teste e as ferramentas utilizadas para
o reparo e verificação de funcionamento dos componentes envolvidos.
Figura 50 - Equipamento reparado
(Fonte: autor)
4.2 MANUTENÇÃO EM BANHO METABÓLICO DUBNOFF
Nesse caso o equipamento relatado deu entrada ao laboratório ligando,
porém o cliente reclamava que a temperatura não subia, permanecendo sempre em
temperatura ambiente.
Orientado pelo supervisor, realizamos o abastecimento da cuba com água e
então ligamos o equipamento a uma tomada energizada com 220 volts.
Configuramos o controlador para uma temperatura de 100 °C.
Aguardamos por um período de tempo, e a temperatura permaneceu
praticamente inalterada.
Desta forma, um dos prováveis defeitos seria a queima da resistência.
50
Mas como esta apresentava um bom aspecto físico, como mostra a figura
51, e difícil acesso a seus terminais, optamos por começar verificando a saída do
controlador.
Figura 51 - Resistência
(Fonte: autor)
Desconectamos o cabo de alimentação da rede elétrica.
Com o auxílio de uma chave Allen, iniciamos o processo de abertura do
equipamento pela parte superior para análise, como mostra a figura 52.
Figura 52 - Abertura da tampa superior
(Fonte: autor)
51
Com a parte superior do banho exposta, conseguimos ter acesso apenas ao
controlador de temperatura.
Retiramos suas travas que o prendem ao gabinete, e o empurramos para
fora para facilitar a identificação de suas conexões.
A figura 53 apresenta o esquema de ligação do controlador.
Figura 53 - Instruções de ligação do controlador
(Fonte: autor)
Como observamos na figura acima, o controlador possuía uma entrada para
o sensor PT100 nos bornes 10, 11 e 12.
E disponibilizava duas saídas, sendo uma a relé nos bornes 5 e 6, e outra
digital nos bornes 7 e 8.
Como não haviam cabos ligados aos bornes 5 e 6, então sabíamos que a
saída para controle do aquecimento teria que ser através de níveis lógicos contidos
nos bornes 7 e 8.
Conectamos novamente o equipamento à rede elétrica e o ligamos.
E ainda com o controlador exposto, utilizando o multímetro na escala de 20
volts de corrente contínua, aguardamos a inicialização do controlador.
Como podemos observar na figura 54, no display do controlador existe uma
inscrição OUT.
No momento em que esta indicação estiver acesa, indica que a saída que
queremos monitorar (digital) encontra-se ativa, ou seja, em nível lógico 1
52
Então com essa saída ativa, inserimos as ponteiras do multímetro aos
bornes 7 e 8.
Figura 54 - Controlador digital
(Fonte: autor)
E como podemos observar na ilustração da figura 55, vemos que o
controlador está alimentando essa saída, ou seja, está recebendo o sinal analógico
do sensor.
Figura 55 - Teste de saída digital do controlador
(Fonte: autor)
53
Está processando a informação de que a temperatura real está abaixo da
temperatura programada e com isso mandando nível alto na saída.
Com esse resultado, e orientação do supervisor, passamos então para a
etapa seguinte, que foi abrir a tampa inferior do equipamento para analisar o
restante do circuito.
Utilizando uma chave Philips, retiramos a base do banho e ficamos com os
atuadores e dispositivos de proteção e demais componentes expostos, como mostra
a figura 56.
Figura 56 - Atuadores e proteção
(Fonte: autor)
Ao abrirmos então esta etapa do equipamento, visualizamos então que o
atuador responsável por alimentar a resistência era um SSR.
Decidimos então começar medindo se a tensão nos bornes 3 e 4 do SSR
correspondia com a tensão anteriormente medida na saída digital do controlador.
Fazendo isso, eliminaríamos a possibilidade de um dos fios estar
interrompido entre o controlador e o SSR.
Na figura 57 é possível visualizar que exatamente a mesma tensão que
medimos na saída do controlador estava também na entrada do SSR.
Sendo assim, o defeito estaria provavelmente no próprio SSR, na
resistência, ou ainda em um cabo rompido.
54
Figura 57 - Teste de alimentação do SSR
(Fonte: autor)
Como a saída desse componente é de certa forma uma chave, ou seja,
quando alimentamos a entrada temos na sua saída um estado de condução.
Poderíamos então forçar um curto entre os bornes de saída pra ver se a
resistência aquecia.
Mas como a resistência por algum motivo poderia estar danificada ao ponto
de seus terminais estarem em curto.
Para evitar qualquer tipo de acidente ou queima de componentes, preferimos
medir o valor ôhmico da resistência e aplicar à Lei de Ohm, para certificarmos de
que esta estaria em boas condições.
Como podemos ver na figura 58, a potência do equipamento é de 4000
Watts, e é alimentado em 220 volts.
Figura 58 - Dados do equipamento
(Fonte: autor)
55
Com o equipamento novamente desenergizado, e sabendo-se que tensão
ao quadrado sobre a potência é igual a resistência. ( V² / W = R )
Logo 220V x 220V / 4000W = 12.1R
Fizemos o cálculo e comparamos ao valor medido com o multímetro no
conector que alimenta a resistência, e o teste mostrou valor muito próximo ao
encontrado pela fórmula, como vemos na figura 59.
Figura 59 - Valor Ôhmico da resistência
(Fonte: autor)
Sendo assim, poderíamos simular o funcionamento do SSR fazendo uma
ligação direta entre seus pinos 1 e 2.
Para garantir que estaríamos apenas energizando a resistência, com o
auxílio de uma chave Philips retiramos os cabos da saída do SSR.
Utilizando uma garra jacaré juntamos suas pontas dos cabos.
Certificando-se de que não havia contato desses cabos com qualquer outra
parte do equipamento o energizamos.
Esse teste está ilustrado pela figura 60.
Assim que o controlador entrou em funcionamento, percebemos o
desprendimento de calor na resistência.
Concluímos então que o problema estava mesmo no SSR.
56
Figura 60 - Teste do circuito de aquecimento
(Fonte: autor)
Desligamos o equipamento da rede elétrica.
Utilizando chaves de fenda e Philips, retiramos o componente danificado
como ilustrado na figura 61.
Foi solicitado então ao supervisor do estágio providenciar outro componente
de mesmas especificações.
Figura 61 - Remoção do SSR
(Fonte: autor)
57
Utilizando a própria chave de fenda, removemos a pasta térmica do
dissipador de calor, pois a pasta existente encontrava-se ressecada.
Motivo pelo qual, associado ao tempo de uso, talvez tenha sido o que
ocasionou a queima do SSR.
Com o novo SSR em mãos, e inserindo uma nova camada de pasta térmica
no dissipador, fixamos então o SSR ao dissipador, como vemos na figura 62.
Figura 62 - Instalação do SSR
(Fonte: autor)
Novamente então alimentamos o equipamento na rede elétrica e
conectamos o multímetro digital e o amperímetro ao SSR.
Apenas para nos certificarmos de que estava tudo certo com o circuito de
aquecimento.
Na figura 63 podemos visualizar o valor da corrente elétrica que percorre o
circuito, no momento em que se tem a entrada do SSR alimentada pela saída do
controlador.
Novamente aplicando a fórmula baseada na Lei de Ohm, onde:
Potência sobre Tensão é igual a Corrente ( W / V = I ).
Temos então um valor bem próximo ao valor lido pelo amperímetro.
( 4000W / 220V = 18,1A )
58
Figura 63 - Fluxo de corrente no circuito
(Fonte: autor)
A diferença de valor lido e calculado está ligado ao fato de que a rede
elétrica pode ter variações e devido ao desprendimento de calor na resistência, esta
pode também sofrer pequenas variações em seu valor ôhmico.
Estando certo do seu funcionamento, deligamos da rede e utilizando as
mesmas
ferramentas
citadas
anteriormente,
realizamos
a
montagem
do
equipamento.
Após a montagem, por instruções do supervisor, realizamos todos os testes
de funcionalidades do equipamento.
Como programação do controlador, verificação e testes das chaves e
potenciômetro do painel, e ainda teste de controle de agitação, já que este
equipamento possui essa função.
Estando então com o equipamento montado, e abastecido com água em sua
cuba, foi necessário que fizéssemos a verificação se a temperatura estava correta.
Configuramos o controlador para 100 °C, e juntamente com um termômetro
digital aferido, acompanhamos a rampa de subida da temperatura, como vemos na
figura 64.
59
Figura 64 - Verificação de temperatura
(Fonte: autor)
Após acompanharmos a rampa de elevação da temperatura, e agora com a
tampa sobre a cuba, como mostra a figura 65, aguardamos a sua estabilização em
100 °C.
Figura 65 - Banho Metabólico em teste
(Fonte: autor)
Estando a um certo tempo ligado e com a temperatura estabilizada no valor
configurado por nós, encerramos os testes e realizamos a limpeza e a embalagem
do equipamento para posterior entrega ao cliente.
60
A imagem 66 mostra as ferramentas e materiais utilizados na manutenção
do equipamento acima citado.
Figura 66 - Ferramentas utilizadas em Banho Metabólico
(Fonte: autor)
4.3 MANUTENÇÃO EM DESTILADOR DE NITROGÊNIO QUIMIS Q328S
Equipamento deu entrada no laboratório apresentando falhas na etapa de
programação do aquecimento da caldeira.
Quando acionado o interruptor de liga/desliga, percebia-se que a iluminação
interna e a solenoide de abastecimento da caldeira entravam em funcionamento.
Porém a resistência não aquecia, pois como caracteres no display
permaneciam travados em um valor fixo, não era possível a programação da
temperatura no teclado.
Realizamos a abertura do equipamento para análise, e assim que retiramos
o painel, já avistamos que havia um capacitor eletrolítico com seu invólucro estufado
na placa controladora, como pode ser visualizado na figura 67.
61
Figura 67 - Capacitor eletrolítico danificado
(Fonte: autor)
Conforme sugestão do supervisor de estágio, retiramos a placa do gabinete
do equipamento, e com o auxílio do ferro e do sugador de solda removemos o
capacitor da placa, como mostram as figuras 68 e 69.
Figura 68 - Remoção do capacitor
(Fonte: autor)
62
Na figura 69 abaixo, é possível então a visualização do capacitor eletrolítico,
já removido da placa, para ser substituído por outro de igual valor de capacitância e
tensão de trabalho, podendo ser essa tensão igual ou superior a especificada.
Figura 69 - Capacitor removido
(Fonte: autor)
Mesmo sabendo que o componente em questão seria substituído, para
efeito de conhecimento ligamos o capacitor danificado a um capacímetro digital, que
fez a leitura de 074uF, como mostra a figura 70. Indicando que esse já seria o
defeito ou um dos defeitos do equipamento, já que este capacitor tem como
especificação do fabricante uma capacitância de 470uF.
Figura 70 - Medição de capacitância
(Fonte: autor)
63
Substituímos o capacitor por outro de mesmo valor e iniciamos o processo
de montagem do equipamento, para realização dos testes de funcionamento. Na
figura 71 é possível a visualização da placa já com o capacitor substituído.
Figura 71 - Capacitor substituído
(Fonte: autor)
Após a montagem, ligamos a uma tomada 220V e observando o display
percebemos que o mesmo voltou a apresentar os valores conforme deveria, ou seja,
inicializar em 0% para que o usuário configurasse o valor desejado para
aquecimento, a figura 72 mostra o painel do equipamento já em funcionamento.
Figura 72 - Painel do destilador funcionando
(Fonte: autor)
64
Através das teclas do dimmer selecionamos o valor de 80% da temperatura
máxima permitida para ajuste, e logo após a configuração já percebemos que a
resistência começou a desprender calor no interior da caldeira.
Na figura 73 é possível ver a água na caldeira já em processo de ebulição.
Figura 73 - Caldeira aquecida
(Fonte: autor)
Após termos constatado que o defeito havia sido resolvido, realizamos
alguns processos de destilação para testes de eficiência, e finalizamos a montagem
e a limpeza das vidrarias para posterior entrega do equipamento ao cliente.
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5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este trabalho de conclusão de curso, teve como objetivo principal,
proporcionar um aprimoramento dos conhecimentos adquiridos em sala de aula,
buscando através das práticas realizadas durante o estágio e das referências
bibliográficas pesquisadas para a elaboração deste relatório, a complementação da
excelente base que o curso técnico em eletrônica nos transmitiu.
E esse objetivo foi alcançado de forma muito satisfatória, pois através das
práticas do estágio descritas no capítulo 4, associadas as pesquisas por referências
bibliográficas, referentes aos assuntos dessas práticas, possibilitaram a clareza de
assuntos que antes pareciam complexos.
O conteúdo que tivemos sobre fontes reguladas da disciplina de Eletrônica
Analógica, e sobre fontes chaveadas da disciplina de Sistemas Eletrônicos, foram
extremamente importantes, e ajudaram muito na análise e identificação do problema
apresentado pelo equipamento da primeira atividade, onde tínhamos um problema
de falta de alimentação em uma determinada etapa do circuito.
O assunto sobre acionamentos de cargas apresentado na disciplina de
Automação Industrial, associado aos conhecimentos sobre níveis lógicos da
disciplina de Eletrônica Digital, também foram de grande valia para a identificação do
problema apresentado pelo segundo equipamento, onde foram necessários testes
do nível lógico na entrada de um SSR e a comutação deste para o acionamento da
carga.
Com relação a terceira atividade apresentada por este relatório, novamente
créditos a disciplina de Eletrônica Analógica, com o assunto fontes, e também a
disciplina de Sistemas Microcontrolados, contendo o assunto microcontroladores,
pois nesse caso solucionamos o problema de filtragem da fonte, onde havia um
capacitor estufado causando anomalias no funcionamento do microcontrolador.
A expectativa com relação a carreira profissional é muito otimista após uma
qualificação profissional de nível técnico, pois para se chegar a esta qualificação,
foram necessários dias, meses e anos de estudo, tornando o profissional da área de
eletrônica, apto a desempenhar as atividades com excelência, que é exatamente o
que o mercado de trabalho atual busca, profissionais qualificados.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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