Estimador automático de velocidade de motor de corrente contínua utilizando variáveis elétricas e plataforma Arduino

Authors

  • Enio Vieira Soares Autor independente
  • Anderson Lúcio Figueiredo Silva Autor independente
  • Guilherme Batista de Andrade Autor independente
  • Bárbara Fernandes Caldeira Autor independente
  • Gabriel de Oliveira Gomes Autor independente
  • Eben-Ezer Prates da Silveira UNIFEI

DOI:

https://doi.org/10.30681/recet.v3i.15369

Keywords:

Máquina de corrente contínua, Estimação de velocidade, Força contraeletromotriz, Plataforma Arduino, Instrumentação didática

Abstract

Este artigo apresenta o desenvolvimento e a avaliação experimental de um estimador automático de velocidade para motor de corrente contínua de excitação independente, implementado na plataforma Arduino Nano. A velocidade é estimada a partir da força contraeletromotriz, calculada com medições de tensão e corrente de armadura. O desempenho metrológico foi avaliado em dois pontos estabilizados, sem carga e com carga resistiva, utilizando tacômetro como referência. Os erros absolutos foram de 8 rpm e 5 rpm, correspondendo a erros relativos de 0,44% e 0,29%, respectivamente. O trabalho também apresenta o modelo dinâmico com componente indutiva, uma proposta de compensação térmica e uma análise teórica da resolução de quantização. Os resultados demonstram a viabilidade do protótipo como prova de conceito didática e experimental nas condições avaliadas, sem constituir validação para baixas rotações, regimes transitórios ou operação industrial contínua.

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Author Biographies

  • Enio Vieira Soares, Autor independente

    Especialista em Proteção de Sistemas Elétricos de Potência pela Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais e bacharel em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Itajubá. Atua e possui interesse nas áreas de sistemas elétricos de potência, proteção de sistemas elétricos, máquinas elétricas, automação, instrumentação e manutenção elétrica.

  • Anderson Lúcio Figueiredo Silva, Autor independente

    Bacharel em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Itajubá. Possui atuação e interesse em sistemas elétricos, máquinas elétricas, manutenção elétrica, instrumentação, validação experimental e desenvolvimento de soluções aplicadas em engenharia elétrica.

  • Guilherme Batista de Andrade, Autor independente

    Bacharel em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Itajubá. Possui atuação e interesse em sistemas de proteção, automação, máquinas elétricas, instrumentação, validação experimental e aplicações industriais em engenharia elétrica.

  • Bárbara Fernandes Caldeira, Autor independente

    Mestre em Sistemas de Energia Elétrica pela Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais e bacharel em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Itajubá. Possui atuação e interesse em sistemas elétricos de potência, análise de sistemas de energia, máquinas elétricas, instrumentação, validação experimental e aplicações técnicas em engenharia elétrica.

  • Gabriel de Oliveira Gomes, Autor independente

    Bacharel em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Itajubá. Possui atuação e interesse em máquinas elétricas, instrumentação, ensaios experimentais, sistemas elétricos e aplicações técnicas voltadas ao desenvolvimento e à validação de soluções em engenharia elétrica.

  • Eben-Ezer Prates da Silveira, UNIFEI

    Doutor, mestre e bacharel em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Itajubá. Professor de Ensino Superior do Instituto de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Itajubá, campus de Itabira, Minas Gerais, Brasil. Atua nas áreas de engenharia elétrica, máquinas elétricas, sistemas elétricos, instrumentação, metodologia experimental e orientação de trabalhos aplicados em engenharia.

References

Allegro MicroSystems. (2026). ACS712: Fully Integrated, Hall Effect-Based Linear Current Sensor IC with 2.1 kVRMS Voltage Isolation and a Low-Resistance Current Conductor. Allegro MicroSystems. Obtido junho 24, 2026, de https://www.allegromicro.com/-/media/files/datasheets/acs712-datasheet.ashx

Arduino. (2026). Arduino Nano. Arduino. Obtido junho 24, 2026, de https://store.arduino.cc/products/arduino-nano

Autodesk. (2026). EAGLE: PCB Design and Electrical Schematic Software. Autodesk. Obtido junho 24, 2026, de https://www.autodesk.com/products/eagle/overview

Chapman, S. J. (2012). Electric Machinery Fundamentals (5ª ed.). McGraw-Hill.

Gamazo-Real, J.-C., Vázquez-Sánchez, E., & Gómez-Gil, J. (2010). Position and Speed Control of Brushless DC Motors Using Sensorless Techniques and Application Trends. Sensors, 10(7), 6901–6947. https://doi.org/10.3390/s100706901

Kosow, I. I. (2005). Máquinas elétricas e transformadores (15ª ed.). Globo.

Krause, P. C., Wasynczuk, O., Sudhoff, S. D., & Pekarek, S. D. (2013). Analysis of Electric Machinery and Drive Systems (3ª ed.). Wiley-IEEE Press.

Leonhard, W. (2001). Control of Electrical Drives (3ª ed.). Springer.

MathWorks. (2026). DC Motor: DC Motor Model with Electrical and Torque Characteristics. MathWorks. Obtido junho 24, 2026, de https://www.mathworks.com/help/sps/ref/dcmotor.html

Mellah, H., Hemsas, K. E., Taleb, R., & Cecati, C. (2018). Estimation of Speed, Armature Temperature, and Resistance in Brushed DC Machines Using a CFNN Based on BFGS BP. Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences, 26(6), 3181–3191. https://doi.org/10.3906/elk-1711-330

Radcliffe, P., & Kumar, D. (2015). Sensorless Speed Measurement for Brushed DC Motors. IET Power Electronics, 8(11), 2223–2228.

Umans, S. D. (2014). Fitzgerald and Kingsley's Electric Machinery (7ª ed.). McGraw-Hill.

Vázquez-Sánchez, E., Gómez-Gil, J., Gamazo-Real, J.-C., & Díez-Higuera, J. F. (2012). A New Method for Sensorless Estimation of the Speed and Position in Brushed DC Motors Using Support Vector Machines. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 59(3), 1397–1408.

Vázquez-Sánchez, E., Sottile, J., & Gómez-Gil, J. (2017). A Novel Method for Sensorless Speed Detection of Brushed DC Motors. Applied Sciences, 7(1), 14. https://doi.org/10.3390/app7010014

Published

2026-08-14

How to Cite

Vieira Soares, E., Silva, A. L. F., Andrade, G. B. de, Caldeira, B. F., Gomes, G. de O., & Silveira, E.-E. P. da. (2026). Estimador automático de velocidade de motor de corrente contínua utilizando variáveis elétricas e plataforma Arduino. RECET - Revista De Ciências Exatas E Tecnológicas, 3. https://doi.org/10.30681/recet.v3i.15369