Projeto de uma bancada experimental para o estudo do mecanismo biela manivela

Abstract

RESUMO: Os estudos dos mecanismos, normalmente é uma matéria abstrata, por isso muitos alunos apresentam dificuldades de assimilar o conteúdo através da metodologia tradicional, a aula expositiva. Esse trabalho tem como proposta um projeto de uma bancada experimental do mecanismo biela manivela como uma alternativa para o educador lecionar cinética e cinemática dos mecanismos. Para alcançar o objetivo de auxiliar a aprendizagem dos educandos por meio de uma abordagem experimental, é fundamental revisar referências bibliográficas da física por detrás do equipamento, rever materiais acadêmicos pedagógicos para embasar a confecção de um roteiro, como a teoria experiencial e a teoria da aprendizagem significativa, além do projeto do mecanismo. O projeto é operado por meio de arduino, que é responsável por controla o módulo de aceleração, o servo motor e o sensor de distância por intermédio de software. Os dados são coletados pelo monitor serial do software gratuito arduino IDE, processados e plotados no excel ou no libreoffice. Além projetar a bancada, é imprescindível que ela tenha condição de ser concertada, caso sofra qualquer avaria e seja replicada livremente para fins didáticos. Por isso, o projeto mecânico, elétrico, o manual, código fonte e o roteiro são disponibilizados ao longo do documento.

ABSTRACT: The study of mechanisms is normally an abstract subject, which is why many students have difficulty assimilating the content through the traditional methodology, the lecture. This work proposes a project for an experimental bench for the connecting rod and crank mechanism as an alternative for educators to teach kinetics and kinematics of mechanisms. To achieve the objective of helping students learn through an experimental approach, it is essential to review bibliographic references on the physics behind the equipment, review academic pedagogical materials to support the creation of a script, such as experiential theory and learning theory significant addition to the mechanism design. The project is operated using an Arduino, which is responsible for controlling the acceleration module, the servo motor and the distance sensor through software. The data is collected by the serial monitor of the free Arduino IDE software, processed and plotted in Excel or LibreOffice. In addition to designing the bench, it is essential that it is capable of being repaired if it suffers any damage and that it is freely replicated for teaching purposes. Therefore, the mechanical and electrical design, manual, source code and script are available throughout the document.