Retrofitting eletrônico de equipamento didático mecatrônico

Abstract

Este Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) apresenta o retrofitting eletrônico de uma esteira transportadora seletora por cor previamente desenvolvida como protótipo acadêmico, com o objetivo de qualificá-la para uso didático contínuo em laboratório de Engenharia Mecatrônica. O trabalho partiu do diagnóstico da eletrônica original, montada de forma experimental, e propôs sua substituição por uma solução mais organizada, documentada e adaptável a diferentes níveis de ensino. O desenvolvimento envolveu o levantamento do equipamento existente, a definição de requisitos, o projeto e a verificação dos circuitos, a elaboração das placas de circuito impresso (PCIs), a fabricação, a montagem e a realização de ensaios elétricos e funcionais. Foram projetadas e fabricadas placas dedicadas ao controle e à interface com o usuário, com suporte aos microcontroladores Arduino Nano e ESP32-S3, além de infraestrutura física no padrão Recommended Standard 485 (RS-485) para viabilizar futuras aplicações com Modbus Remote Terminal Unit (RTU). Os resultados obtidos foram positivos e demonstraram o funcionamento da solução desenvolvida, sua integração à esteira e o atendimento aos requisitos estabelecidos para o escopo do trabalho. Conclui-se que o retrofitting eletrônico atingiu os objetivos propostos e qualificou o equipamento como uma plataforma didática mais flexível e adequada ao ensino de sistemas embarcados, automação e comunicação industrial.

This Undergraduate Thesis presents the electronic retrofitting of a color-sorting conveyor belt previously developed as an academic prototype, aiming to qualify it for continuous educational use in a Mechatronics Engineering laboratory. The work began with the diagnosis of the original experimentally assembled electronics, proposing their replace- ment with a more organized, documented solution adaptable to different educational levels. The development involved the assessment of the existing equipment, requirement definition, circuit design and verification, printed circuit board (PCB) design, manufactur- ing, assembly, and the execution of electrical and functional tests. Dedicated control and user interface boards were designed and manufactured, supporting Arduino Nano and ESP32-S3 microcontrollers, in addition to a physical Recommended Standard 485 (RS-485) infrastructure to enable future applications using Modbus Remote Terminal Unit (RTU). The obtained results were positive, demonstrating the operation of the developed solution, its integration with the conveyor belt, and the fulfillment of the re- quirements established within the scope of this work. It is concluded that the electronic retrofitting achieved the proposed objectives, qualifying the equipment as a more flexible and suitable educational platform for teaching embedded systems, automation, and industrial communication.