Construção: Scanner de baixíssimo custo

Construção de um  Scanner de Baixíssimo Custo
Projeto:
Nando Penteado & Tel Amiel

Este projeto teve como objetivo criar e teste protótipos para um Scanner de Baixo custo. É um projeto de pesquisa/desenvolvimento, que atingiu sua primeira fase com os objetivos previstos.

Material

  • 2 metros de tubo PVC soldável (R$3/metro)
  • 6 conexões PVC soldável (Joelho)
  • 2 conexões PVC soldável (“T”)
  • 2 placas de MDF (6mm de espessura) com tamanho de uma folha A4
  • 2 lâmpadas (mais detalhes abaixo)
  • 1 tubo de adesivo plástico para PVC (recomendado, veja mais abaixo)
  • 1 barra roscada ou parafuso com aproximadamente 15cm de comprimento e diâmetro de 1/4″
  • 3 porcas borboleta de 1/4″
  • 8 rebites – compre 12, no caso se algum erro; (opcional, veja abaixo outras opções para não usar rebite)

Equipamentos

  • Serra aço – R$5
  • 1 folha de lixa simples (qualquer uma de madeira ou plástico serve) – R$1
  • 1 caneta permanente (qualquer caneta pode funcionar, como uma lousa branca, mas pode apagar o traço)
  • Régua ou trena
  • Broca manual – R$18
  • 1 rebitadeira (opcional, veja abaixo)

Procedimentos

Nesse tutorial, vamos montar um scanner para livros com tamanho máximo de uma folha A4. Deitada, na horizontal, essa folha tem 29,7cm de comprimento e 21 cm de altura. Vamos também colar os componentes, ou seja, vamos colar os tubos de PVC para que o scanner tenha maior estabilidade. A cola para PVC é um solvente que “derrete” o PVC e permite conectar o tubo a uma conexão de maneira mais fácil. Ela funciona como uma cola permanente (imagine uma “super bonder”). Uma vez aplicada, ela permite flexibilidade por alguns segundos. Uma vez em posição as peças se tornam uma só – só é possível removê-la cortando. Esse procedimento parece complicado mas só precisa de um pouco de prática.

É sempre possível construir um scanner sem colar as peças, já que os encaixes de PVC são duros! Mas colar as peças pode dar um pouco menos de estabilidade ao produto final, e somente um pouco mais trabalho.

Corte
Com um pouco de prática, uma simples serra manual permite um corte fácil do cano PVC. Use sempre uma mesa bem equilibrada e algum garfo ou tipo de apoio que segure o cano em seu lugar.

Corte de tubo PVC
Corte de tubo PVC

Vamos primeiro construir a haste horizontal do scanner composta por dois pedaços de cano e uma conexão “T”, que juntos devem ter o comprimento de uma folha A4. A folha A4 (e o nosso MDF) tem 29,7cm de comprimento. No entanto, adicionamos 1cm a cada cano (1cm para cada lado). A “sobra” é para a conexão que entrará no joelho – isso é importante já que a cola “derrete” o PVC que entrará no cano, perdendo mais ou menos 1cm do comprimento em cada solda. Calculamos então X para o “T” e sobramos com X para cada cano.

Use uma serra manual para cortar dois pedaços de cano.

Preparo
Depois de cortado, use uma faca pequena ou a própria serra para limpar o cano, do lado interno e o externo.

Limpando o PVC
Limpando o PVC – Interno
Limpando o PVC - Externo
Limpando o PVC – Externo

Para cada extremidade do cano, use um pequeno pedaço de lixa para lixar as pontas externas (1cm é o suficiente) do cano – note as ranhuras na ponta do cano já lixado. Isso facilitará a absorção da cola.

Ranhuras após uso da lixa
Ranhuras após uso da lixa
Ranhuras depois da lixa
Ranhuras depois da lixa

Colando
Vamos colar as duas hastes ao “T” para construir a primeira parte do scanner. Depois de lixar as pontas, coloque um pouco de cola na ranhura (ao longo de toda a circunferência do cano). Rapidamente (mas com mão firme!) insira a ponta do cano com a cola em uma das entradas horizontais do “T”. Repita o procedimento para o outro lado do “T”. Você deve ter uma peça assim:

Conexão "T"
Conexão “T”

Usando o “T” e os dos pedaços de cano, monte um modelo sobre o PVC para garantir a medida. Caso a medida esteja um pouco maior que o necessário, apare (corte com a serra) até chegar a uma boa medida para o comprimento do scanner (lembre-se de um pouco sobra).

Ajuste horizontal
Ajuste horizontal

Repita o procedimento para fazer a outra haste horizontal do scanner.
Coloque “joelhos” em ambas as hastes horizontais, sem colá-los. Cada haste agora é composta por um “T”, duas hastes e dois “joelhos”.

Verticais
Os ângulos das conexões são importantes para formar o “berço” (cradle) do livro. Vamos primeiro montar um “modelo” da base, e fazer marcações com a caneta para garantir alinhamento entre as partes. Vamos construir algo assim:

Modelo para ângulação correta
Modelo para ângulação correta

Ângulo
A estrutura vertical do scanner deve ter o tamanho de uma folha A4 em sua altura (nesse caso, 21cm). Como vamos montar a estrutura completa primeiro (como na foto acima) para ajustar os ângulos das conexões, precisamos de o dobro (42cm). Além disso, precisamos daquela “sobra” para a cola – então, mais 2cm (1cm para cada lado). Portanto, o cano deve ter 44cm.

vertical
Medição do comprimento do cano

Agora precisamos garantir um ângulo de 45 graus para o berço do livro. Quem garante isso é que a abertura do “T” (o buraco vazio do “T”) em cada uma das hastes horizontais esteja num ângulo de 45 graus em seu alinhamento com os “joelhos”.

Para fazer isso vamos fazer um “braço” – que não fará parte do cano, e será somente uma ferramenta de auxílio nessa fase. Corte ou utilize dois pequenos pedaços de cano de 10 centímetros (vamos utilizá-los ao final da construção do scanner novamente). Pegue um desses pedaços e insira na ponta de um dos “T” de uma das hastes horizontais. Na ponta desse mesmo pedaço, coloque o “joelho”. Na outra ponta do joelho, insira a outra haste. Por último, insira um “T” do outro lado (ele serva para compensar pela altura do “T” da haste horizontal). Esse triângulo garante que o “T” da haste está a 45 graus do joelho (ou da horizontal).

Uma maneira para garantir a angulação correta dos "pés" do scanner
Uma maneira para garantir a angulação correta dos “pés” do scanner

Faça o mesmo do outro lado, utilizando a outra haste horizontal. Junte os canos a cada uma das barras horizontais do scanner, formando um retângulo.

Modelo para ângulação correta
Retângulo completo

Marcação
Agora, podemos marcar a posição dos joelhos corretamente para colá-los. Use a caneta permanente para marcar a posição dos joelhos, fazendo uma linha reta entre o “joelho” e a haste (tubo).

Marcação das linhas com caneta
Marcação das linhas com caneta
Marcação de linhas com caneta
Marcação de linhas com caneta

Com a marcação feita em ambas os lados, podemos desconectar o “braço” (guarde as peças, podemos reutilizá-las!). Agora você pode colar os joelhos às hastes. Lembre-se de lixar as pontas e aplicar a cola. Insira rapidamente no joelho garantindo um alinhamento entre as duas linhas que você pintou ( use a mesa para apoiar a haste se necessário). Terminado, o “T” deve estar a 45 graus dos joelhos.

45 graus na conexão
45 graus na conexão

Berço
Agora podemos construir o “berço” do scanner que contem o MDF em duas peças que ficam a 45 graus.
Retome os dois canos de 44cm e corte-os bem no meio. Se necessário use uma régua ou trena para medir. Cada haste deve ter 22cm, para um total de 4 hastes (chamaremos essas de hastes verticais). Insira cada um dos canos nos joelhos. Una as hastes para formar um “berço”. Note os “T” – os furos (aberturas) estão para fora e apontando para baixo – eles serão usados para apoiar o scanner.

Berço do scanner
Berço do scanner

MDF
Para construir o berço precisamos fixar as duas placas de MDF, nas 4 pontas do berço feito em PVC. Coloque uma placa em um dos lados do berço. Ele deve se encaixar (mesmo que um pouco de folga) entre os joelhos. Use a caneta permanente para marcar o MDF, medindo para que esteja próximo a ponta e bem no meio do PVC. Repita a operação para cada um dos quatro cantos da primeira placa MDF.

Marcação do ponto no berço (prego, parafuso, rebite...)
Marcação do ponto no berço (prego, parafuso, rebite…)

Você pude usar ao menos 4 alternativas para fixar o MDF. Abraçadeiras plásticas e parafusos são alternativas baratas e simples, e podem custar menos se você não tem ou não quer comprar uma rebitadeira (veja fotos abaixo):

Abraçadeira plástico - Parte traseira
Abraçadeira plástico – Parte traseira
Abraçadeira plástico - Parte frontal
Abraçadeira plástico – Parte frontal
Parafuso comum
Parafuso comum
Parafuso cabeça chata phillips
Parafuso cabeça chata phillips
berco-rebite
Rebite

Aqui, vamos usar o rebite. Use uma broca manual para furar o MDF e o PVC. Parece difícil, mas a broca entre com certa facilidade tanto no MDF quando no PVC.

Furo no MDF
Furo no MDF
Furo no MDF/PVC para conexão
Furo no MDF/PVC para conexão

Use a rebitadeira para inserir o rebite. Quando você ouvir um “clack”, quer dizer que o rebite está encaixado. Repita o procedimento para os quatro cantos, e o MDF estará preso ao PVC.

Colocação rebite
Colocação rebite

Apoio da câmera
A câmera não precisa estar conectada ao scanner. No entanto, escolhemos fazê-lo para esse modelo, o tornando o scanner mais compacto. Vamos usar uma barra (um parafuso infinito) que tem o tamanho (bitola) igual ao que é usado para tripés de câmeras. Vamos começar furando o “T” onde a barra será colocada.

Furo para colocação do apoio da câmera
Furo para colocação do apoio da câmera

Insira uma porca borboleta em um dos lados da barra roscada, e insira a barra no orifício que você fez no “T”.

Parafuso de apoio para câmera
Parafuso de apoio para câmera

Coloque uma borboleta na outra extremidade, para que chegue próximo ao PVC e prenda o parafuso em ambos os lados com força.

Borboleta para ajuste do parafuso
Borboleta para ajuste do parafuso

Coloque uma terceira porca borboleta no parafuso. Essa servirá para regular a altura da câmera.

Apoio para câmera, finalizado.
Apoio para câmera, finalizado.

Finalizando
Pronto! O seu scanner está finalizado. Agora, basta colocar a câmera na rosca (como se fosse um tripé), regulando o zoom de sua lente para que capture o tamanho do MDF (ou do objeto/livro) que você colocar por lá.

Adaptação

Para o nosso scanner de testes, fizemos uma pequena modificação. Ao invés de usar “joelhos” como conexão, usamos “T”s. Isso pode trazer algumas vantagens, já que no topo do scanner, temos espaço para conectar outros tubos e conexões, criando por exemplo, um tubo para colocar um suporte para uma lâmpada. Abaixo, a nossa versão final do protótipo.

Scanner final
Versão final do nosso protótipo

Gostaríamos de agradecer aos participantes da oficina aberta realizada no CIS-Guanabara (ná época, Casa da Cultura Digital de Campinas), quando as fotos acima foram tiradas (07/11/2013). O projeto contou com auxílio financeiro FAEPEX/UNICAMP para projeto individual de pesquisa (Tel Amiel – NIED/UNICAMP) e apoio financeiro para compra de insumos para construção da primeira fase do protótipo via projeto PicJR (Claudia Wanderley – CLE/UNICAMP).

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