1. Modulação por Largura de Pulso
A modulação por largura de pulso, mais conhecida como PWM (Pulse Width Modulation), é uma técnica muito difundida em diversas áreas da eletrônica, possibilitando o controle de potência e velocidade de componentes como motores através da largura de ondes quadradas, como demonstrado na Figura 1.
Figura 1 : Demonstração de Modulação por Largura de Pulso
2. Corrente Elétrica
A corrente elétrica, representada pela letra 'l', é o fluxo de carga lei em um determinado período de tempo, normalmente medido em Coulombs por segundo [C/s], mais conhecido atualmente como Ampere [A]. O mesmo possui uma relação direta com a energia potencial elétrica atuante (tensão) e a impedância imposta no condutor (resistência), como demonstrado na Figura 2.
Figura 2: Gráfico da Lei de Ohm
3. Propulsão Mecânica
A Propulsão mecânica de um motor para veículos submarinos, medido em Quilograma-força [kgf] na atual situação, é uma reação da movimentação de uma hélice dentro da água, a qual empurra uma coluna de água para trás. Quando isso ocorre, há uma reação por parte da coluna, que empurra a hélice para frente, fazendo com que o veículo se movimente, como demonstrado na Figura 3. Esse fenômeno pode ser descrito pela Terceira Lei de Newton. Além disso, é possível converter a propulsão mecânica de um motor para Newtons, dividindo o valor em Quilograma-força pela aceleração da gravidade.
Figura 3: Demonstração das Forças Atuantes em um Submarino
4. Modelo de Propulsor
O modelo de propulsor utilizado pela equipe é o T200, fabricado pela empresa BlueRobotics. A Figura 4 descreve as especificações elétricas do propulsor e as Figuras 5 e 6 apresentam, respectivamente, os gráficos de potência de consumo em função da propulsão gerada e o número de rotações por minuto (RPM) em função do PWM fornecido ao ESC.
Figura 4: Especificações Elétricas do Propulsor
Figura 5: Gráfico de Potência em Função da Propulsão
Figura 6: Gráfico de RPM em Função do PWM
5. Relação Corrente - PWM
A Figura 7 apresenta a relação entre a corrente elétrica fornecida ao propulsor e o PWM fornecido ao ESC responsável pelo controle do mesmo.
Figura 7: Gráfico de Corrente em Função do PWM
6. Relação Propulsão - PWM
A Figura 8 apresenta a relação entre a propulsão gerada e o PWM fornecido ao ESC responsável pelo controle do propulsor.
Figura 8: Gráfico de Propulsão em Fundão do PWM
Referências
Pulse-width Modulation. Wikipedia, 2023. Disponível em: https://en.wikipedia.org/wiki/ Pulse-width_modulation. Acesso em: 21/01/2023.
T200 Thruster. BlueRobotics, 2023. Disponível em: https://bluerobotics.com/store/thrusters/ t100-t200-thrusters/t200-thruster-r2-rp/. Acesso em: 21/01/2023.
CLEBSH, A. B. Propulsão Mecânica. UFRGS, 2000. Disponível em: https://ppgenfis.if. ufrgs.br/mef004/20021/Angelisa/mecanica.html. Acesso em: 21/01/2023.