SUBÓDROMO

O QUE É O SUBÓDROMO?

É uma pista de ensaios para o mini-modelo de carro, designado por protótipo SUBA, da nova Licenciatura em Engenharia Electrónica, LEE, que se está a desenvolver no IST Taguspark, ver  Fig. 1 e Fig. 2.

O SUBÓDROMO é constituído por uma  rampa inclinável destinada à realização de experiências de física, com o protótipo SUBA, nas áreas da mecânica, das ondas, da óptica e do electromagnetismo.

O SUBÓDROMO recorre a   instrumentação electrónica muito básica, incorporada na unidade de SUBÓMETRIA, mas esta é ajudada e interage com os  sistemas electrónicos inseridos no SUBA, o que  permite fazer um grande número de experiências e estudos com um custo muito reduzido. O SUBÓDROMO  dispõe ainda  de equipamento mais sofisticado de vigilância à distância, incluindo controlo de posição, velocidade e aceleração,  usando várias tecnologias, e que pode ser colocado em posições fixas sobre a pista ou dentro do carro, e que está logicamente  inserido na unidade designada por SUBÍCIA.

Fig.1- Desenhos simplificados do SUBÓDROMO

Este ambiente tem por base uma pista em rampa, inclinável, com 2,5 m de comprimento e 0,3 m de largura, onde se podem fazer vários ensaios com o SUBA. A rampa e o SUBA podem ser dotados de vários tipos de sensores / transdutores mecânicos, acústicos, ópticos e electromagnéticos, para medir grandezas físicas (ex. posição, velocidade, aceleração tridimensional, presença de objectos e obstáculos, geração e captação de ondas acústicas, etc.).

Arquivo Fotográfico do  SUBÓDROMO (protótipo)

(Pode ampliar)

Fig.2- Fotografias do SUBÓDROMO

QUAIS SÃO AS EXPERIÊNCIAS QUE SE PODEM FAZER NO SUBÓDROMO?

 O  SUBÓDROMO destina-se a fazer experiências com o SUBA tendo em vista a construção de modelos físicos para caracterizar a dinâmica do seu movimento na rampa. As grandezas físicas que podem ser medidas são:  tempo, posição, velocidade, aceleração tridimensional.  No SUBÓDROMO pode ainda detectar-se a presença de objectos, marcas  e obstáculos, fazer a geração e a captação de ondas acústicas, utilizar raios LASER para detectar a posição do SUBA, etc.).

Com base nas grandezas físicas medidas podem estudar-se vários fenómenos físicos nos capítulos da disciplina de física: mecânica e ondas e electromagnetismo.

1)- estudo de atritos, estáticos e dinâmicos, nas rodas na caixa de velocidades e no motor;  podem determinar-se os  limites de aderência de vários tipos de rodas na pista.

2)- conversão de energia potencial em energia cinética e conversão desta em energia eléctrica e em calor; podem fazer-se experiências de travagem electromagnética  usando o motor do SUBA como gerador eléctrico (dínamo) que alimenta resistências  eléctricas convertendo, assim, energia eléctrica em calor, por efeito de Joule, actuando como travão.

3)- estudo do efeito Doppler usando sons gerados pelo SUBA e que são captados por um microfone colocado na ponte do Subódromo.

4)- estudo de um RADAR ultra-sónico por impulsos, que mede o tempo de ida e volta de uma onda acústica gerada na ponte do Subódromo  e que é reflectida pelo SUBA em andamento.

5)- cálculo da potência mecânica e do binário gerados pelo motor eléctrico, em função da sua velocidade de rotação, e respectiva distribuição da potência pelos vários tipos de perdas; cálculo do rendimento do motor, da caixa de velocidades e do diferencial.

6)- estudos sobre vários tipos de sensores usados: acelerómetros, detectores ópticos e magnéticos de posição e determinação das respectivas características de detecção.

As experiências são classificadas em dois grandes tipos: A)- "SUBA DESCENDO E SUBINDO" que tratam do movimento do SUBA na rampa e em B)- "SUBA CIRCULANDO"  que tratam do movimento do SUBA em piso plano.

 Experiência sofisticada

A experiência mais sofisticada de descida, que está prevista,  pode descrever-se do seguinte modo:

 O SUBA inicia o movimento de descida e ao passar pelo início da pista origina nesta  um impulso (sinal de sincronismo) que é enviado a um porto de um computador pessoal pelo equipamento da unidade de SUBÓMETRIA, dotado dos sensores ou marcos de distância implantados na pista. O SUBA auto-centra-se na pista controlando ligeiramente a direcção das suas rodas da frente. O acelerómetro tridimensional que está montado no SUBA, transmite pelo sistema de comunicações por rádio digital, SUBARÁDIO, (a um ritmo de cerca de 200 kbps) todas as informações sobre as  medidas realizadas no SUBA, para um PC, onde são lidas no SUBOSCÓPIO e são escritas num ficheiro EXCEL. No PC confrontam-se as medidas das duas unidades : SUBOMETRIA e SUBÍCIA e determinam-se todos os parâmetros do modelo dinâmico do SUBA.  O SUBA ao detectar a proximidade do  fim da pista  liga automaticamente o seu travão electromagnético, trava a fundo; pode não conseguir travar totalmente, mas aí entra em acção o S⁹ - o poderoso travão, S⁹ = SSS SSS SSS = "SofiSticado SiStema de Segurança - Saco Salva SUBAS".

 Experiência simples

A experiência mais simples consiste em deixar o SUBA subir ou descer e medir com um cronómetro os tempos de passagem pelos marcos de distância (separados de 50 cm). Com base no modelo dinâmico do SUBA podem obter-se, numa calculadora de bolso,  todos os parâmetros deste.

Para ver mais detalhes sobre as experiências deve SUBIR NA FÍSICA.