{"id":948,"date":"2022-05-03T22:28:52","date_gmt":"2022-05-04T01:28:52","guid":{"rendered":"http:\/\/terra.joinville.ufsc.br\/?p=948"},"modified":"2022-05-03T22:30:57","modified_gmt":"2022-05-04T01:30:57","slug":"sistema-de-arrefecimento","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/terra.joinville.ufsc.br\/en\/sistema-de-arrefecimento\/","title":{"rendered":"Cooling system"},"content":{"rendered":"

Atualmente um grande desafio enfrentado em sistemas eletr\u00f4nicos \u00e9 o aquecimento de seus componentes em decorr\u00eancia do acr\u00e9scimo na intensidade de corrente el\u00e9trica proveniente da implementa\u00e7\u00e3o de novas fun\u00e7\u00f5es e do funcionamento simult\u00e2neo de subsistemas. Aplicando esse contexto ao BlueROV2 operado pela equipe, a convers\u00e3o deste em um AUV exigiu o desenvolvimento de um novo dispositivo de resfriamento para a unidade de processamento Raspberry instalada, visto que o superaquecimento desta a temperaturas acima de 65 \u00baC implicava em redu\u00e7\u00e3o cr\u00edtica da autonomia do ve\u00edculo, impedindo a realiza\u00e7\u00e3o das atividades designadas, bem como a redu\u00e7\u00e3o da vida \u00fatil do componente devido ao ciclo t\u00e9rmico de trabalho ao qual era submetido.<\/p>\n\n\n\n

Frente a esses problemas, inicialmente realizou-se a an\u00e1lise da capacidade inicial de dissipa\u00e7\u00e3o do casulo e o levantamento das caracter\u00edsticas desfavor\u00e1veis ao arrefecimento do sistema. No qual observou-se que a troca t\u00e9rmica era realizada via convec\u00e7\u00e3o livre com o ar dentro do casulo. A baixa condutividade t\u00e9rmica do ar e das paredes polim\u00e9ricas do casulo, juntamente com a inefici\u00eancia da convec\u00e7\u00e3o livre na troca de calor implicam em grande resist\u00eancia t\u00e9rmica entre os componentes eletr\u00f4nicos e o ambiente externo. Assim, era fundamental \u00e0 efic\u00e1cia do projeto que essa resist\u00eancia fosse reduzida.<\/p>\n\n\n\n

A partir disso, foram elencadas algumas restri\u00e7\u00f5es e crit\u00e9rios de sele\u00e7\u00e3o, sendo eles:<\/p>\n\n\n\n

  1. Dificuldade de reposicionamento de componentes e restri\u00e7\u00e3o espacial;<\/li>
  2. Preserva\u00e7\u00e3o de integridade estrutural e estanqueidade do casulo;<\/li>
  3. Restri\u00e7\u00e3o de recrutamento energ\u00e9tico;<\/li>
  4. Redu\u00e7\u00e3o de ru\u00eddo eletromagn\u00e9tico.<\/li><\/ol>\n\n\n\n
    <\/div>\n\n\n\n

    Solu\u00e7\u00e3o do arrefecimento<\/h1>\n\n\n\n
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    Fonte: <\/strong>Terra, 2021.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
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    Fonte: <\/strong>Terra, 2021.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

    A partir das restri\u00e7\u00f5es do projeto a equipe definiu as caracter\u00edsticas finais do dispositivo de controle t\u00e9rmico a ser implementado no AUV. No qual concluiu-se que sobre o processador Raspberry ser\u00e1 montada uma base condutora, aderida via pasta t\u00e9rmica. Desta base, o calor produzido ser\u00e1 conduzido por um heat pipe at\u00e9 o dissipador, componente condutor instalado atrav\u00e9s da parede do casulo. O acoplamento do heat pipe ao dissipador ser\u00e1 tamb\u00e9m feita atrav\u00e9s de uma base condutora. A interface dessa montagem ser\u00e1 preenchida com um adesivo ep\u00f3xi t\u00e9rmico. Observada a baixa condutividade t\u00e9rmica desse adesivo em rela\u00e7\u00e3o aos materiais met\u00e1licos do conjunto, o ajuste dimensional do acoplamento ser\u00e1 tal que, ainda garantido a ades\u00e3o, minimize a resist\u00eancia t\u00e9rmica na interface.<\/p>\n\n\n\n

    A fim de evitar a transfer\u00eancia de calor via convec\u00e7\u00e3o natural interna pelo ar na vizinhan\u00e7a dos componentes, toda a superf\u00edcie do conjunto (bases, heat pipe e dissipador) exposta ao ar interno ser\u00e1 enclausurada por um filme isolante. Recobrando a discuss\u00e3o realizada na restri\u00e7\u00e3o 2, a efic\u00e1cia e efici\u00eancia do dispositivo est\u00e3o atreladas \u00e0 propor\u00e7\u00e3o do calor conduzido atrav\u00e9s do conjunto em rela\u00e7\u00e3o ao transferido ao ar interno ao casulo.<\/p>\n\n\n\n

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    Fonte: <\/strong>Terra, 2021.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

    Visto que o dissipador ser\u00e1 montado atrav\u00e9s da parede da estrutura, existe a preocupa\u00e7\u00e3o com concentra\u00e7\u00e3o de tens\u00f5es e estanqueidade ap\u00f3s instala\u00e7\u00e3o. A solu\u00e7\u00e3o encontrada pela equipe ent\u00e3o consiste na usinagem de um \u00fanico furo circular na parede, evitando geometrias com arestas agudas e a montagem do dissipador a partir do tratamento da superf\u00edcie da interface com um primer e aplica\u00e7\u00e3o de um selante polim\u00e9rico, similar ao utilizado na ind\u00fastria automotiva na ades\u00e3o de vidro a componentes met\u00e1licos.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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