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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ – UTFPR
COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA ELETRÔNICA - COELE
ENGENHARIA ELETRÔNICA
PEDRO HENRIQUE SARAIVA SANTOS
RELATÓRIO DE ESTÁGIO OBRIGATÓRIO
TOLEDO
2014
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PEDRO HENRIQUE SARAIVA SANTOS
RELATÓRIO DE ESTÁGIO OBRIGATÓRIO
Relatório apresentado na disciplina de Estágio Supervisionado como requisito parcial para conclusão do Curso de Engenharia Eletrônica da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Toledo.
Orientador: Prof. MSc Rodrigo da Ponte Caun
TOLEDO
2014
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PEDRO HENRIQUE SARAIVA SANTOS
RELATÓRIO DE ESTÁGIO OBRIGATÓRIO
Maureu Jefferson Benvenho
Supervisor de Estágio
Prof. MSc. Rodrigo da Ponte Caun
Orientador do Estágio
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À minha família.
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AGRADECIMENTOS
A Deus, por me dar saúde e força durante o período da graduação, assim
como no estágio.
A minha mãe, Andréa Nemir, por todo apoio, confiança, e educação que
sempre me deu. Aos meus irmãos João Eloi e José Antônio, por toda ajuda
incondicional que me deram. A minha vó, Elisa Marlene, que sem sua ajuda também
não conseguiria chegar tão longe. Todos vocês, que sempre entenderam meus
motivos de ausências e momentos de nervosismo, muito obrigado.
A minha namorada e companheira, Camila Larissa, sempre ao meu lado, me
apoiando e auxiliando nas decisões, sendo paciente nos momentos de stress e de
ausência.
Ao orientador e amigo, Rodrigo da Ponde Caun, que com suas conversas e
conselhos, não somente durante o estágio, ajudou nesta caminhada.
Ao meu colega de trabalho e amigo, Germano Augusto, que auxiliou-me e
acompanhou-me neste estágio.
E, também, a empresa Microbras, juntamente com o meu supervisor Maureu
J. Benvenho, que me deram esta grande oportunidade.
A todos vocês, meu muito obrigado.
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LISTA DE SIGLAS
SMD Surface mount device
SMT Surface Mount Technology
PCB Printed Circuit Board
PTH Pin Through Hole
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LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1. MÓDULO CONTROLADOR DO SANITÁRIO ........................................................... 4
FIGURA 2. MODELO DE INSERSORA SMT UTILIZADO NA EMPRESA. .................................... 4
FIGURA 3. COMPARAÇÃO ENTRE TECNOLOGIA PTH E SMT. ............................................. 5
FIGURA 4. FONTE DE ENTRADA. ...................................................................................... 6
FIGURA 5. PROJETO DE UM FILTRO DE ÁGUA. ................................................................... 7
FIGURA 6. SIMULADOR DE CARGA ................................................................................... 7
FIGURA 7. RELÉ DO PISCA PARA SUBSTITUIÇÃO. .............................................................. 8
FIGURA 8. PLACA DE UM FILTRO DE ÁGUA. ...................................................................... 9
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................ 1
2 APRESENTAÇÃO DA EMPRESA .............................................................. 2
3 DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES DESENVOLVIDAS ..................................... 3
3.1 CONTEXTUALIZAÇÃO DOS SERVIÇOS FORNECIDOS PELA EMPRESA ....... 3
3.2 SEQUÊNCIA DAS ATIVIDADES DESENVOLVIDAS ........................................... 5
3.2.1 Desenho de PCB ........................................................................................... 6
3.2.2 Desenvolvimento de esquemático ................................................................. 7
3.2.3 Implementação de Software ........................................................................... 9
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS ......................................................................10
5 REFERÊNCIAS ......................................................................................11
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1 INTRODUÇÃO
Este relatório apresenta as atividades desenvolvidas pelo aluno Pedro
Henrique Saraiva Santos, no período de estágio obrigatório, realizado na empresa
Microbras soluções eletrônicas, que teve início em 28/08/2013 e terminou em
12/12/2013, totalizando 432 horas. O supervisor de estágio na empresa foi Maureu
Jefferson Benvenho e o aluno orientado pelo Prof. MSc. Rodrigo da Ponte Caun.
Apenas as aulas teóricas obtidas através da instituição de ensino algumas
vezes não são o suficiente para a formação completa do aluno. A vivência com
problemas reais onde é possível aplicar as teorias já conhecidas torna o discente um
profissional mais completo. Assim, o início deste contato através do estágio só têm à
agregar na formação do aluno.
Durante o período de estágio, as funções foram variadas, tal como
desenvolvimento de novos produtos eletrônicos, auxílio na escolha de componentes
para a execução de projetos e implementação de software embarcado.
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2 APRESENTAÇÃO DA EMPRESA
A Microbras, fundada em 2009, realiza a prestação de serviços
especializados em eletrônica, hardware e software, proporcionando soluções
inovadoras e simples aos seus clientes.
Como dado estatístico, seus produtos já alcançaram o mercado da
eletrônica nos estados do sul do pais, dos quais se destacam uma linha de
desenvolvimento de sistemas embarcados para ônibus, produtores de filtros de
água, e recentemente, a impressora 3D Cloner.
O departamento de realização deste estágio foi o de desenvolvimento de
novos produtos, contando com uma equipe de 3 (três) membros, os quais são:
Maureu Jefferson Benvenho (Diretor, sócio e coordenador de projetos), Germano
Augusto Winsh (responsável pelo desenvolvimento e projetos) e Pedro Henrique
Saraiva Santos (estagiário de projetos e desenvolvimento).
Atualmente o setor de desenvolvimento está localizada no Largo São Vicente
de Paulo, nº 1360, Ed. Lavoura, sala 50 Centro, Toledo – PR, e a produção é
localizada na Av. Rio Grande do Sul, 3277, Marechal Cândido Rondon - Pr.
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3 DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES DESENVOLVIDAS
Nesta seção serão descritas as atividades desenvolvidas durante a vigência
do estágio, através de uma abordagem objetiva.
3.1 CONTEXTUALIZAÇÃO DOS SERVIÇOS FORNECIDOS PELA EMPRESA
Para um melhor entendimento das atividades desenvolvidas no estágio, é
importante enunciar os serviços que a empresa em questão oferece, quais sejam:
desenvolvimento de projetos baseado em uma problemática proposta por um cliente
focando na produção do produto desenvolvido.
Basicamente os serviços prestados pela empresa é o de solução eletrônica,
ou seja, um cliente surge com uma ideia ou necessidade na área de eletrônica.
As aplicações são as mais diversas, atendendo principalmente fabricantes
de filtros de água, e o setor automotivo, o qual, atualmente, a empresa está
firmemente inserida na produção de circuitos eletrônicos para módulos de sanitários,
sendo estes para montadoras de ônibus, onde é desenvolvido uma série de itens,
dos quais destacam-se: descarga e torneiras sensível ao toque, luminárias com
sensor de presença, um módulo de controle e periféricos (vide Figura 1) e,
recentemente, simuladores de carga.
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Figura 1. Módulo controlador do sanitário
Além das soluções exigidas pelo mercado, existe um produto no qual foi
desenvolvido por necessidade da própria empresa e que recentemente está
entrando no mercado, a 3D Cloner, uma impressora 3D. Antes do início do projeto, a
empresa adquiriu uma impressora 3D dado a necessidade específica de fabricação
de peças mecânicas, para construção de protótipos, mas esta não atendeu as
expectativas fabris, surgindo então a ideia de fabricação e adentrar neste nicho de
mercado.
Figura 2. Modelo de máquina de inserção SMT utilizado na empresa.
Para tanto, na linha de produção, a empresa conta com equipamento como a
máquina SMT (do inglês, Surface Mount Technology), apresentado na Figura 2, que
tem como função o posicionamento dos componentes SMD’s (do inglês, Surface
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Mounting Device) nas placas de circuito impresso, PCB (do inglês, Printed Circuit
Board) (Figura 2). Por fim, para a montagem dos componentes PTH (do inglês, Pin
Through Hole), montagem de cabos e outros serviços, a empresa possui um quadro
com 7 funcionários. A Figura 3 ilustra a diferença entre as 2 (duas) tecnologias
utilizadas na empresa, PTH e SMD.
Figura 3. Comparação entre tecnologia PTH e SMT.
3.2 SEQUÊNCIA DAS ATIVIDADES DESENVOLVIDAS
Durante o período do estágio, houve um aprendizado progressivo a medida
com que adquiriu-se experiência das atividades práticas, pois nem sempre o
conhecimento obtido no decorrer do curso é suficiente as atividades enfrentadas em
problemas reais.
No início, dedicou-se um tempo de adaptação e acompanhamento como o
primeiro contato com as atividades que seriam executadas no decorrer do estágio.
Assim, inicialmente, foi necessário conhecer o processo de montagem das PCB’s, e
dominar o processo de programação da máquina SMT para inserção dos
componentes eletrônicos, bem como, a aplicação da pasta de estanho e a utilização
do forno. Houve também, o acompanhamento do desenho de uma PCB através do
software Altium®, onde foi observado seus comandos básicos necessários para
desenvolvimento de placas de circuito impresso, considerando que este tipo de
aplicação não foi visto durante o curso.
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Em uma segunda etapa, iniciou-se os trabalhos na área de projeto e desenho
dos circuitos. As atividades posteriores foram separadas nos seguintes tópicos,
desenho da PCB, desenvolvimento do esquemático, implementação de software.
3.2.1 Desenho da PCB
O primeiro projeto realizado foi o de uma fonte AC-DC de entrada utilizando
um conversor flyback, cuja entrada apresenta um range de 110-230V AC e a saída
obtida para 24 Vdc (Figura 4). O projeto deste conversor foi realizado com o auxílio
de um software disponibilizado pela Power Integrations, que são especificados
basicamente a tensão de entrada, tensão de saída e a potência, gerando um projeto
base, através da utilização de um circuito integrado (CI) da própria Power
Integrations que realiza o controle, neste caso, o CI TNY275GN.
Figura 4. Fonte de entrada.
Além deste projeto, propôs-se a reformulação de um filtro de água, onde o
cliente objetivava uma redução de custo, sendo necessário alterações de
componentes e simplificação de algumas funções.(vide Figura 5). Neste projeto
existe a fonte de entrada, conforme a Figura 4, e o circuito microcontrolado.
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Figura 5. Projeto de um filtro de água.
3.2.2 Desenvolvimento de esquemático
Com a atual popularização das luminárias LED’s, muitos segmentos estão
optando por trocar lâmpadas convencionais. Recentemente uma montadora de
ônibus decidiu optar por esta troca, entretanto, quando substituídas as lâmpadas
convencionais por LED, o sistema do ônibus sinaliza a inconsistência de estarem
queimadas, devido ao baixo consumo do LED. Por esse motivo foi necessário
desenvolver um simulador de carga (Figura 6), que só ativa uma resistência em
paralelo quando existir corrente circulando até a luminária, caso contrário não ativará
a resistência.
Figura 6. Simulador de carga
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Além disso, é importante salientar que um dos motivos para realizar a
mudança para LED, é seu baixo consumo, e ao utilizar um simulador de carga, não
reduz a potência consumida pelas luminárias. Para solucionar o problema da melhor
forma, foi necessário realizar a substituição do “relé do pisca”, onde existe o controle
de todas as setas.
Assim, o relé foi desenvolvido através de um microcontrolador (Figura 7),
realizando um medidor de corrente individual para cada luminária, e, portanto,
identificando com facilidade se a lâmpada está ou não queimada.
Figura 7. Relé do pisca para substituição.
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3.2.3 Implementação de Software
Como a grande maioria dos projetos utilizam microcontroladores, existe a
necessidade da implementação do software. Com exceção do circuito da
impressora, que utiliza um ARM (do inglês, Advanced RISC Machine), todos projetos
microcontrolados utilizam microcontroladores da Microchip®.
Como este filtro precisa de um controle exato do tempo de uso (Figura 8),
utilizou-se um RTC (do inglês, Real Time Clock), também da Microchip®, para
realizar a contagem dos dias com precisão. A comunicação deste RTC (MCP79410)
com o microcontrolador é através da comunicação I²C.
No botão de abertura ou fechamento da válvula de água, utilizou-se um
sensor de toque com a tecnologia metal over cap, que utiliza o princípio que a
deflexão do metal sobreposto à placa gera a variação da capacitância. Isto é
importante devido ao possível contato deste botão com a água. Para utilizar desta
tecnologia, a Microchip®, disponibiliza uma framework, sendo que o ajuste de certos
parâmetros, (por exemplo número de sensores e sensibilidade o botão) é facilmente
configurado.
Neste projeto específico, foram utilizados vários conceitos adquiridos durante
o curso, como a programação de microcontroladores, dado a característica do
PIC16F, e a comunicação I²C entre o PIC (PIC16F1936) e o RTC.
Figura 8. Placa de um filtro de água.
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4 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com o decorrer do estágio, uma das dificuldades encontradas foi na escolha
dos componentes a serem utilizados, pois é necessário uma grande pesquisa para
encontrar o melhor custo benefício. Muitas vezes é necessário usar um componente
superdimensionado devido seu custo ser menor, por já ser utilizado em outros
projetos ou até mesmo por maior concorrência no mercado.
Outra dificuldade encontrada é na compatibilização de projetos eletrônicos
com projetos mecânicos. Na maioria dos casos é necessário procurar modelos
diversificados de componentes, alterar tamanho das PCB’s e até mesmo mudar
posicionamento de componentes para melhorar a ventilação, por exemplo.
Contudo, o estágio pode ser considerado uma grande etapa para a
formação, pois apresenta o cenário real que será encontrado em pleno exercício da
profissão. Além disso, salienta-se que o estágio caracteriza fortemente o primeiro
contato com o mercado de trabalho.
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5 REFERÊNCIAS
Site Microbras. Disponível em: < http://www.microbras.ind.br/> Acesso em 14 Fev.
2014.
Datasheet PIC16F1936. Disponível em: <http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/41364D.pdf> Acesso em 15 Fev. 2014 Datasheet TNY279PN. Disponível em: <http://www.powerint.com/sites/default/files/product-docs/tny274-280.pdf> Acesso em 14 Fev. 2014 Datasheet RTC MCP79410. Disponível em: <http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/20002266E.pdf> Acesso em 15 Fev. 2014
