BR102021005413A2 - Automatizador para portas, portões e cancelas, integrado com software dedicado com parâmetros entre ciclos liga/desliga e temperatura interna do motor, para método de proteção térmica - Google Patents

Abstract

Possibilitando a retirada do relé térmico convencional de proteção do motor elétrico (5) do automatizador (4) de portas, portões e cancelas, transferindo essa tarefa a um microcontrolador (1) contendo tabela (6) específica para indicar, “matematicamente”, o momento de desligar o motor (5) ao ser atingida a temperatura limite decorrente dos ciclos de acionamento liga/desliga. Para tanto, a tabela (6) armazena parâmetros obtidos pelo entrecruzamento de cada ciclo liga/desliga e a temperatura interna alcançada no motor (5), a partir de cada um desses acionamentos, sendo desenvolvida a partir de testes em uma faixa de 30 ciclos por hora, considerando-se o período de 2 minutos entre a abertura e o fechamento do portão. No uso, após determinados ciclos do motor (5), atingida a temperatura limite especificada nos parâmetros contidos na tabela (6) o microcontrolador (1) envia sinal à placa de circuito impresso (2) da central de controle (3) para desligar o motor (5), impedindo a abertura do portão, porta ou cancela. O motor (5) permanece desligado até o retorno da temperatura a um nível de trabalho, conforme a tabela (6), quando, após novo sinal do microcontrolador (1) são liberados no automatizador (4), novos acionamentos ou ciclos liga/desliga.

Description

AUTOMATIZADOR PARA PORTAS, PORTÕES E CANCELAS, INTEGRADO COM SOFTWARE DEDICADO COM PARÂMETROS ENTRE CICLOS LIGA/DESLIGA E TEMPERATURA INTERNA DO MOTOR, PARA MÉTODO DE PROTEÇÃO TÉRMICA

[001] Refere-se o presente relatório descritivo, a um pedido de patente de invenção para um método pelo qual o motor elétrico preferencialmente para portas, portões e cancelas automáticas, tem a proteção térmica efetuada eletronicamente por meio de um microcontrolador (software dedicado) que passa a ser integrado à placa de circuito impresso da central eletrônica do dispositivo automatizador. A partir desse microcontrolador (software dedicado), são detectadas as condições de temperatura para o liga e desliga do motor, protegendo-o de superaquecimento.

Comentários da técnica

[002] Como é de conhecimento, os motores elétricos recebem, junto às bobinas formadas pelo enrolamento de seus fios condutores, um isolamento de verniz especial junto ao qual, na fábrica, durante a produção é instalado um relé térmico que pode ser acoplado depois também, mecanicamente, no corpo do motor.

[003] A figura 1, inserida apenas a título exemplificativo para pedido a ser descrito mais adiante, mostra isso.

[004] Evidentemente, os métodos de instalação na fábrica demandam tempo, ocorrendo o mesmo em relação ao acoplamento posterior, que envolve o uso de fios/cabos para a ligação elétrica e o consequente custo operacional além do custo do próprio relé térmico.

[005] Durante o funcionamento, ao ser atingida a temperatura especificada o relê térmico faz a interrupção da corrente elétrica para evitar o derretimento do isolamento da bobina e assim proteger o motor de curto circuitos. Quando a temperatura atingir valores mais baixos, o relé térmico volta a liberar a passagem da corrente elétrica, ligando novamente o motor.

[006] No caso de portas, portões e cancelas automatizados, o motor atualmente é integrante de um circuito de controle elétrico/eletrônico, pelo qual é controlado, ligando e desligando o motor automaticamente.

[007] Nesse sentido pode ser citado o documento de patente BR 10 2019 008519-3 denominado “Motor monofásico de duas velocidades aplicado em portão automático e método de operação do dito motor”, depositado pelo mesmo inventor do pedido a ser descrito mais adiante. Nesse documento citado, o motor, 110V, adquire duas velocidades, por exemplo utilizando-se 4 e 2 polos ou 6 e 2 polos em um mesmo estator, com dois bobinamentos e reverso a um fio. Segundo esse documento, a partida dá-se em baixa velocidade e torque alto e, após chaveamento, seguindo em alta velocidade para a abertura até novo chaveamento para o fechamento, feito em baixa velocidade e suavemente.

[008] De qualquer forma, os motores, mesmo agregados à programação lógica possuem o seu relé térmico instalado, com a conhecida função de proteção, que é necessária pois o aquecimento é gradual e ocorre a partir de cada acionamento para a abertura e fechamento, em rotações diferentes a cada ciclo, desde a partida, iniciada em zero seguida de mudança para velocidade constante e, finalmente voltando a rotação inicial até a parada, o que ocorre em segundos.

[009] Porém, essa ação de abertura e fechamento, em muitos casos é feita de forma incessante. Dependendo da movimentação local, em um portão de condomínio por exemplo, em horário de pico os acionamentos contínuos e o consequente superaquecimento podem levar à interrupção do movimento do portão, porta ou cancela em qualquer posição em que esteja, através da atuação de características eletromecânicas proporcionadas pelo relé térmico, independente da programação lógica.

Objetivo do pedido

[010] O pedido em questão, vem exatamente propor a retirada do relé térmico do motor elétrico, trazendo notável economia e simplificando totalmente o processo de proteção térmica, possibilitando realizar essa proteção de forma “virtual”, através de um microcontrolador embarcado na placa de circuito impresso da central eletrônica do dispositivo automatizador (pela qual são executadas as funções de ligar e desligar o motor de movimentação do portão, da porta ou cancela).

[011] Pelo projeto é incorporada, portanto, mais uma função à programação lógica, pela qual, utilizando técnicas de software e algoritmos é armazenada no microcontrolador embarcado uma tabela formada entre o cruzamento de número de ciclos liga/desliga e a temperatura do motor. Durante a operação o microcontrolador conta o número de acionamentos realizados e quando o limite de temperatura é atingido, segundo a tabela, o mesmo envia sinais à placa de circuito impresso da central eletrônica do automatizador para desligar o motor.

[012] Dessa forma, pelo método proposto é evitada a ultrapassagem do limite de temperatura especificado para o motor, preservando -o e, além disso, impedindo seu acionamento a não ser que esteja detectado nível aceitável de temperatura, sempre através dos ciclos (cada abertura e fechamento) contemplados na tabela, além de eliminar definitivamente qualquer parada durante o percurso de abertura ou fechamento.

[013] Explicado superficialmente, passa o invento a ser melhor detalhado.

[014] A figura 1, como já explicado, refere-se ao estado da técnica.

[015] As figuras a seguir relacionadas, 2 e 3, referem-se ao invento, motivo desse pedido de patente:
Figura 2 – mostra, esquematicamente, a interligação do microcontrolador e sua tabela, para o método de controle térmico entre o motor elétrico e a central de controle do dispositivo automatizador;
Figura 3 - fluxograma mostrando o funcionamento do método segundo a tabela desenvolvida, armazenada no microcontrolador embarcado no dispositivo automatizador.

[016] Em conformidade com a figura 2 anexa, o “AUTOMATIZADOR PARA PORTAS, PORTÕES E CANCELAS, INTEGRADO COM SOFTWARE DEDICADO COM PARÂMETROS ENTRE CICLOS LIGA/DESLIGA E TEMPERATURA INTERNA DO MOTOR, PARA MÉTODO DE PROTEÇÃO TÉRMICA”, constitui-se a partir de um software, microcontrolador (1) dedicado, o qual passa a ser embarcado na placa de circuito impresso (2) da central de controle (3) (programação lógica) de um dispositivo automatizador (4) usado no controle de acionamentos de motores (5) elétricos para abertura e fechamento de portões, portas e cancelas.

[017] Conforme ilustra a figura 2, segundo o projeto o microcontrolador (1) é montado na placa de circuito impresso (2) da central de controle (3) e ligado ao motor (5), além de receber na sua memória uma tabela (6) desenvolvida por algoritmos, na qual são armazenados parâmetros obtidos por meio de testes efetuados, entrecruzando cada ciclo liga/desliga com a temperatura interna alcançada no motor (5), a partir de cada um dos seus acionamentos. Essa tabela (6) é desenvolvida de acordo com as especificações técnicas dos variados tipos de motor (5), tomando-se por exemplo uma faixa de 30 ciclos por hora, considerando-se o período de 2 minutos entre a abertura e o fechamento do portão.

[018] Assim, após determinados ciclos (com torque inicial alto para a partida seguido de giro normal e torque reverso), ao ser atingida uma temperatura limite especificada nos parâmetros contidos na tabela (6) do microcontrolador (1) embarcado, este último envia um sinal à placa de circuito impresso (2) da central de controle (3) para desligar o motor (5) do dispositivo automatizador (4), impedindo a abertura do portão, porta ou cancela. Nessas condições, a partir desses parâmetros é evitado, de forma “matemática”, que o motor (5) queime por superaquecimento sem necessidade de haver um relé térmico convencionalmente usado para esse tipo de proteção. Segundo a programação lógica, a central de controle (3) mantém o motor (5) desligado por período suficiente (de acordo com as especificações técnicas do motor) para que a temperatura interna retorne a um nível de trabalho, igualmente detectado pelo microcontrolador (1) conforme a tabela (6) nele contida, para novo envio de sinal à placa de circuito impresso (2) e novos ciclos de acionamento, e assim sucessivamente como mostra o fluxograma da figura 3.

Claims (3)

1. “AUTOMATIZADOR PARA PORTAS, PORTÕES E CANCELAS, INTEGRADO COM SOFTWARE DEDICADO COM PARÂMETROS ENTRE CICLOS LIGA/DESLIGA E TEMPERATURA INTERNA DO MOTOR”, constituído a partir de um software, microcontrolador (1) embarcado na placa de circuito impresso (2) da central de controle (3) (programação lógica) de um dispositivo automatizador (4) usado no controle de acionamentos de motores (5) elétricos para abertura e fechamento de portões, portas e cancelas, dito microcontrolador (1) montado na placa de circuito impresso (2) da central de controle (3) e ligado ao motor (5), sendo um microcontrolador (1) dedicado, caracterizado por receber a gravação, na sua memória, de uma tabela (6) desenvolvida por algoritmos, na qual são armazenados parâmetros obtidos pelo entrecruzamento de cada ciclo liga/desliga e a temperatura interna alcançada no motor (5), a partir de cada um dos seus acionamentos.
2. “AUTOMATIZADOR PARA PORTAS, PORTÕES E CANCELAS, INTEGRADO COM SOFTWARE DEDICADO COM PARÂMETROS ENTRE CICLOS LIGA/DESLIGA E TEMPERATURA INTERNA DO MOTOR”, de acordo com a reivindicação 1, a tabela (6) contida no microcontrolador (1), desenvolvida de acordo com as especificações técnicas dos variados tipos de motor (5), é caracterizada por ser calculada por meio de testes efetuados segundo uma faixa de 30 ciclos por hora em um período de 2 minutos entre a abertura e o fechamento da porta, portão e cancela.
3. “MÉTODO DE PROTEÇÃO TÉRMICA”, de acordo com a tabela definida nas reivindicações 1 e 2, após determinados ciclos do motor (5), com torque inicial alto para a partida seguido de giro normal e torque reverso, caracterizado por, ao ser atingida uma temperatura limite especificada nos parâmetros contidos na tabela (6) do microcontrolador (1) embarcado, sendo enviado por este último um sinal à placa de circuito impresso (2) da central de controle (3) para desligar o motor (5) do dispositivo automatizador (4), mantendo-o nessa condição “desarmado” por período suficiente para o retorno da temperatura interna a um nível de trabalho, detectada pelo microcontrolador (1) também conforme a tabela (6) nele contida, para novo envio de sinal à placa de circuito impresso (2) e novos ciclos de acionamento, sucessivamente.

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