Desenvolvimento de protótipo de agitador magnético com controle de temperatura por Arduino

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um protótipo de agitador magnético com aquecimento, projetado como uma solução acessível para pequenos laboratórios e ambientes acadêmicos que enfrentam limitações de recursos e falta de equipamentos especializados. O projeto foi desenvolvido no contexto da FATEC Sorocaba, com apoio das experiências adquiridas nos laboratórios de Ecotoxicologia e LabTes, onde a necessidade de dispositivos de baixo custo e adaptáveis se mostrou evidente no uso cotidiano. O protótipo combina um sistema de agitação magnética acionado por motor DC com um módulo de aquecimento baseado em almofada térmica, ambos controlados por um microcontrolador Arduino R3 SMD. Foram implementados recursos de segurança, como corte automático da temperatura ao atingir 60 °C e sinalização por LED. A carcaça e suportes internos foram produzidos por impressão 3D (FDM) utilizando PLA, o que permitiu rápida iteração do design e customização completa da estrutura do equipamento. A eletrônica foi montada a partir de componentes de baixo custo, incluindo MOSFETs, módulo step-down, capacitores de desacoplamento e sensores térmicos. O sistema foi testado em simulações e em bancada, demonstrando funcionamento estável, capacidade de agitação eficiente e controle térmico adequado para aplicações laboratoriais simples. O projeto também serviu como ferramenta didática, permitindo explorar conceitos de automação aplicada à área biomédica, prototipagem rápida e desenvolvimento de dispositivos experimentais. Os resultados evidenciam que soluções baseadas em Arduino e manufatura aditiva podem contribuir para a democratização do acesso a equipamentos laboratoriais, reduzindo custos e facilitando pesquisas em ambientes acadêmicos.

This work presents the development of a magnetic stirrer with thermal control, designed as an accessible solution for small laboratories and academic environments that face limitations in equipment availability and financial resources. The project was carried out at FATEC Sorocaba, supported by experiences in the Ecotoxicology Laboratory and the LABTES Laboratory, where the demand for low-cost, adaptable devices is evident in routine activities. The prototype integrates a magnetic stirring system driven by a DC motor with a heating module based on a thermal pad, both controlled by an Arduino R3 SMD microcontroller. Safety features were implemented, including automatic shutdown when the temperature exceeds 60 °C and a visual alert through an LED indicator. The housing and internal supports were produced using 3D printing (FDM) with PLA filament, enabling rapid design iteration and full customization of the device’s structure. The electronic system was assembled using low-cost components such as MOSFETs, a step-down regulator, decoupling capacitors, and thermal sensors. Simulated and real-world tests demonstrated stable operation, effective stirring performance, and adequate thermal regulation for simple laboratory applications. The project also served as a didactic tool, enabling the exploration of automation concepts applied to biomedical systems, rapid prototyping, and the development of experimental devices. The results indicate that solutions based on Arduino and additive manufacturing can democratize access to laboratory equipment, reducing costs and supporting research in academic settings.