Projeto e desenvolvimento de minibomba perist?ltica usando medi??o de vaz?o, aplicada a biossensores

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Otaviano Dias J?nior, Jones Cl?cio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Minibomba perist?ltica; Sensores Biol?gicos; Medi??o de vaz?o
• Link de acesso: http://repositorio.ifpb.edu.br/jspui/handle/177683/270

A minibomba perist?ltica de roletes ? uma boa alternativa para sistemas que requeiram o transporte de fluidos de forma laminar, cont?nua e controlada, como ? o caso do sensoriamento biol?gico baseado na resson?ncia de pl?smons de superf?cie ou SPR (Surface Plasmon Resonance). Nesse sentido, este trabalho apresenta o projeto e desenvolvimento de uma minibomba perist?ltica de roletes, acionada por um motor de passo conectado a uma caixa de redu??o mec?nica, associando-os a programa??o de sua estrutura de acionamento, de modo a possibilitar o ajuste dos par?metros do motor para um controle em malha aberta da vaz?o de sa?da para esses sistemas. Foram desenvolvidos projetos de tr?s diferentes atuadores, com 2, 3 e 4 roletes, usando o software Solidworks em pl?stico ABS, bem como atuadores de nylon com as mesmas caracter?sticas. A implementa??o utilizou uma impressora 3D usando pl?stico ABS para a sua prototipagem, e usinagem para os atuadores de nylon. A estrutura da minibomba de roletes possui dimens?es de 100 mil?metros quadrados em sua superf?cie e 55 mm de altura, sendo realizados de forma otimizadas em fun??o da vaz?o volum?trica. Foram realizados testes com ?gua e ?lcool dilu?do em ?gua (?lcool 20%) com os atuadores de pl?stico ABS, a uma rota??o de 10 a 100 RPM, sendo percebido um melhor comportamento da minibomba ? uma de 80 RPM (sendo esta utilizada para ajuste do motor para os tubos de l?tex e de silicone). Com uso do tubo de l?tex, obteve-se uma vaz?o m?xima, para 2 roletes, de 22,5 ml/min com ?gua e 20,5 ml/min com ?lcool dilu?do na ?gua (?lcool 20%, sendo esta a propor??o usada para todos os casos), para o atuador com 3 roletes, obteve-se 20,5 ml/min com ?gua e 18,5 ml/min com ?lcool dilu?do na ?gua e, para 4 roletes, foi obtido 20,5 ml/min com ?gua e 18,0 ml/min com ?lcool dilu?do em ?gua. Uma segunda estrutura foi montada para a obten??o das vaz?es m?ximas para os atuadores usando o tubo de silicone, obtendo uma vaz?o m?xima, para 2 roletes, de 27,5 ml/min com ?gua e 22,0 ml/min com ?lcool dilu?do em ?gua, com o atuador de 3 roletes, obteve-se 27,5 ml/min com ?gua e 22,5 ml/min com ?lcool dilu?do em ?gua e, para 4 roletes, foi obtido uma vaz?o m?xima de 17,5 ml/min com ?gua e 16,0 ml/min com ?lcool dilu?do em ?gua. Contudo, para uma rota??o superior a 80 RPM, para os dois casos (tubo de l?tex e silicone) n?o foram observadas quaisquer varia??es da vaz?o para nenhum dos prot?tipos. O sistema proposto para mensurar a vaz?o ? composto de um microcontrolador para aquisi??o e processamento dos dados e circuitos de condicionamento do sinal. Na mesma estrutura tamb?m foi desenvolvida uma interface para visualizar e permitir a intera??o com a minibomba no tocante ? indica??o da vaz?o, calibrada em fun??o da rota??o do motor. A interface com o usu?rio ? realizada usando um display tipo LCD e bot?es que permitem indicar a vaz?o desejada. Foram realizados, ainda, testes com a press?o hidrost?tica e sua correla??o com a vaz?o medida. Finalmente, a minibomba perist?ltica de roletes proposta apresenta caracter?sticas dimensionais que possibilitam a portabilidade e um baixo consumo de pot?ncia, pois a fonte utilizada para a alimenta??o da minibomba ? a mesma que alimenta o Arduino, sendo esta uma fonte externa de 12V com uma corrente de 1A, tendo assim uma pot?ncia consumida de 12W.