Informações técnicas sobre os motores do Hermes
Motor direito e esquerdo, garra
Passos: 48
RPM máxima: 100
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Motor
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Tesão (V)
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Corrente (A)
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Resistência (Ω)
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Passos
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RPM
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Modelo
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Garra
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12V
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0,34
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36
|
48
|
60
|
|
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Direito
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12V
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0,34
|
30
|
48
|
100
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M355SP-8P
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Esquerdo
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12V
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0,34
|
30
|
48
|
100
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M35L048
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Servo-posição
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6V
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0,1
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60
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GARDNER
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OBS:
- O l293c aquece com 2 motores de passo e ligamos o motor na saída Vin do Arduino, o que provocou o aquecimento dos capacitores do regulador de voltagem do Arduino, usar a fonte separada
- Não deixar o motor ligado durante o carregamento de programa no Arduino pois os transientes causam ruído não permitindo a comunicação pela porta USB.
Testes da Khepra e informações técnicas:
Recolhemos as informações sobre o servo-motor - 0º move para direita, 180º move esquerda e, -step abre a garra e + step fecha a garra, conforme programa abaixo:
/*
Garra Robótica
Projeto de garra sobótica com servo controlando a posição e motor de passo controlando a abertura e fechamento da garra
*/
#include <Stepper.h>
#include <Servo.h>
const int stepsPerRevolution = 100; //número de passos do motor
Servo gira; //varíavel de controle do servo
int posicao; //variavel do angulo do servo
// controle do passo pinos de 6 a 8:
Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 5,6,7,8);
void setup() {
// seleciona a velocidade a 60 rpm:
myStepper.setSpeed(60);
gira.attach(9); //programa o pino 9 para controle do servo
// Incializa a porta serial:
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
posicao = gira.read(); //leitura da posição do servo
if (posicao!=90){
delay(3000);
gira.write (90); //move até a metade
delay (1000);
// Abre a garra
myStepper.step(-stepsPerRevolution);
delay(500);
//fecha a garra
myStepper.step(stepsPerRevolution);
delay(500);
}
}
A alteração no programa original incluiu a inserção do comparador (=!) diferente e os ajustes para posicionar a 90° e abrir e fechar a garra com tempo.
Fotos da montagem
Vídeos da garra capturando um copo
Teste de motores
Testamos também os motores de passo e constatamos que os mesmos tem um alto torque, conforme vídeo abaixo:
20/02/2013
Sucesso!!!
Depois de alguns meses de fracassos e dificuldades finalmente o projeto Hermes recebeu o resultado dos estudos dos últimos 3 meses: analisamos a programação e configuração de motor de passo e configuração de servos de posição. Iniciando com as bibliotecas básicas do Arduino e, acrescentando nossas configurações e adequando as nossas necessidades, segue abaixo o vídeo da configuração da garra robótica do Hermes, apelidada de Khepra (escaravelho sagrado egípcio - Fonte: http://www.fascinioegito.sh06.com/escarave.htm) bem como, o primeiro teste oficial dos motores do Hermes. Os resultados por enquanto condizem com nossa expectativa.
Foto da montagem: Arduino Uno, L293d em protoboard, fiação e motor de passo (garra)
200 passos, 60RPM
Vídeo da configuração básica da garra: capturar e soltar uma lata
Garra feita madeira (estrutura) de prancheta, motor de passo de impressora HP, com Arduino UNO Rev3 e drive de motor bipolar L293d em protoboard. Usamos uma fonte 9V/350mA para alimentação.
100 passos, 60 RPM
Vídeo de configuração do servo com a garra
Garra feita madeira (estrutura) de prancheta, motor de passo de impressora HP, com Arduino UNO Rev3 e drive de motor bipolar L293d em protoboard. Usamos uma fonte 9V/350mA para alimentação. A garra foi conectada a um servo-motor de posição Gardner retirado da antena parabólica, que controla a posição da Garra.
Programa utilizado para execução da atividade:
/*
Garra Robótico
Projeto de garra sobótica com servo controlando a posição e motor de passo controlando a abertura e fechamento da garra
*/
#include <Stepper.h>
#include <Servo.h>
const int stepsPerRevolution = 100; //número de passos do motor
Servo gira; //varíavel de controle do servo
int posicao; //variavel do angulo do servo
// controle do passo pinos de 6 a 8:
Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 5,6,7,8);
void setup() {
// seleciona a velocidade a 60 rpm:
myStepper.setSpeed(60);
gira.attach(9); //programa o pino 9 para controle do servo
// Incializa a porta serial:
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
posicao = gira.read(); //leitura da posição do servo
if (posicao<90){
gira.write (45); //move até a metade
// Abre a garra
myStepper.step(-stepsPerRevolution);
delay(500);
//move o servo até o objeto
gira.write (90);
//fecha a garra
myStepper.step(stepsPerRevolution);
delay(500);
}
}
Programa utilizado para execução da atividade:
/*
Garra Robótico
Projeto de garra sobótica com servo controlando a posição e motor de passo controlando a abertura e fechamento da garra
*/
#include <Stepper.h>
#include <Servo.h>
const int stepsPerRevolution = 100; //número de passos do motor
Servo gira; //varíavel de controle do servo
int posicao; //variavel do angulo do servo
// controle do passo pinos de 6 a 8:
Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 5,6,7,8);
void setup() {
// seleciona a velocidade a 60 rpm:
myStepper.setSpeed(60);
gira.attach(9); //programa o pino 9 para controle do servo
// Incializa a porta serial:
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
posicao = gira.read(); //leitura da posição do servo
if (posicao<90){
gira.write (45); //move até a metade
// Abre a garra
myStepper.step(-stepsPerRevolution);
delay(500);
//move o servo até o objeto
gira.write (90);
//fecha a garra
myStepper.step(stepsPerRevolution);
delay(500);
}
}
Vídeo dos motores
Primeiro teste de motores do Hermes configurado para uma volta do motor de passo e 60RPM.13/12/2012
Após ajustes fizemos as medidas de velocidade do chassi 20x20 e os resultados.
Metodologia
Gravar o robô percorrer um espaço delimitado na lateral por uma fita métrica com 2 metros e dividir o espaço percorrido pela velocidade
Medida Valor (seg)
1 7
2 5
3 5
4 5
5 5
Média: 5,4 segundos
Distância percorrida: 2 metros
Velocidade média: 0,37 metros por segundo
Vídeos das medições
Teste com bateria a 70% da carga
Abaixo de 50% (6V) não há alimentação suficiente para o Arduino, ele liga mas não funciona.
11/12/2012
Realizamos o teste prático, instalando a protoboard com o L293c no chassi 20x20 e, conectando a bateria LiPo 11V/1A e os motores. O teste se mostrou extremamente positivo, com o robô se movimentando seguindo linha por toda a mesa e, quando encontrou região escura da mesa ou o sensor foi levantado, os motores alteraram seu movimento, corrigindo seu curso. Apresentou boa capacidade de seguir linhas, mantendo-se em linha reta e boa velocidade, apresentando o resultado de tração melhor que os primeiros testes.
Teste com o chassi levantado - reação o mudança da condição do sensor.
Teste sobre a mesa
Ajustes necessários
1- Ainda está travando uma das esteiras, fato causado pela provável distância do eixo do motor a roda. Uma solução seria produzir um furo com broca maior para melhorar.
2- Para aumentar a tração, colocar uma correia de borracha sobre a esteira (43cm).
3- Criar um suporte de alumínio para o Arduino e o L293c que posteriormente será substituído por placas de circuito impresso.
4- Abrir 2 furos para sensores de IR (QR1113) na frente do robô, deixando o furo de trás para usar o robô em sumô.
5- Cortar as barras de ferro, colocar arruelas, cortar as borrachas e trocar os parafusos redondos por parafusos com cabeça chata.
6- Instalar o suporte de baterias.
7- Passar uma correia de borracha sobre o eixo de plástico do motor.
8- Instalar as proteções dianteira e traseira do chassi e criar o suporte para o acrílico escuro - escudo, protegendo as rodas e a esteira.
9- Instalar o sensor de ultrassom e configurar.
10 - Preparar o robô para OBR - instalar um suporte de presilha.
Teste do l293c controlado por Arduino com led´s
Configuração
input - fio vermelho
output - fio laranja
enable - fio azul
Vs1 e 2 - fio verde
Vss - lógica 5V - Branco ligado no Arduino
GND/Terra - Preto
Branco/Laranja grande - fio que vai na bateria (+ e -)
Amarelo longo - Ligação com o Arduino (+ e -)
Programa Utilizado
/*Progama de teste do robô 20x20 de esteiras*/
int m1d = 2;
int m1e = 3;
int m2d = 4;
int m2e = 5;
int s1 = A0;
void setup(){
pinMode (m1d, OUTPUT);
pinMode (m1e, OUTPUT);
pinMode (m2d, OUTPUT);
pinMode (m2e, OUTPUT);
pinMode (s1, INPUT);
}
Vídeo
Teste 2 - Seguidor de linha
Instalamos 2 sensores IR QR1113 programados para mudar a cor dos led´s quando o robô passar por uma linha preta.
Programa
/*Progama de teste do robô 20x20 de esteiras -- seguidor de linha*/
int m1d = 2;
int m1e = 3;
int m2d = 4;
int m2e = 5;
int s1 = A0;
int ir = 7;
int ir2 = 8;
void setup(){
pinMode (m1d, OUTPUT);
pinMode (m1e, OUTPUT);
pinMode (m2d, OUTPUT);
pinMode (m2e, OUTPUT);
pinMode (s1, INPUT);
Serial.begin (9600);
}
void loop(){
//Leitura do sensor 1
//Retorna o valor QRE1113
pinMode( ir, OUTPUT );
digitalWrite( ir, HIGH );
delayMicroseconds(10);
pinMode( ir, INPUT );
long tempo = micros();
//o tempo medido HIGH, que acaba 3 segundos depois
while (digitalRead(ir) == HIGH && micros() - tempo < 3000);
int dif = micros() - tempo;
//Leitura do sensor 2
//Retorna o valor QRE1113
pinMode( ir2, OUTPUT );
digitalWrite( ir2, HIGH );
delayMicroseconds(10);
pinMode( ir2, INPUT );
long tempo2 = micros();
//o tempo medido HIGH, que acaba 3 segundos depois
while (digitalRead(ir2) == HIGH && micros() - tempo2 < 3000);
int dif2 = micros() - tempo2;
Serial.print ("sensor 1 = ");
Serial.print (dif);
Serial.print (" sensor 2 = ");
Serial.println (dif2);
//comandos de motores
//LINHA PRETA sensor 1
if (dif>1500){
digitalWrite (m1d, HIGH);
digitalWrite (m1e, LOW);
digitalWrite (m2d, LOW);
digitalWrite (m2e, HIGH);
}
//linha branca - os 2 sensores
if (dif<1500 && dif2 < 1500){
digitalWrite (m1d, LOW);
digitalWrite (m1e, HIGH);
digitalWrite (m2d, LOW);
digitalWrite (m2e, HIGH);
}
//linha preta sensor 2
if (dif2>1500){
digitalWrite (m1d, LOW);
digitalWrite (m1e, HIGH);
digitalWrite (m2d, HIGH);
digitalWrite (m2e, LOW);
}
}
void loop(){
//comandos de motores
digitalWrite (m1d, HIGH);
delay (300);
digitalWrite (m1d, LOW);
delay (300);
digitalWrite (m2d, HIGH);
delay (300);
digitalWrite (m2d, LOW);
delay (300);
digitalWrite (m1e, HIGH);
delay (300);
digitalWrite (m1e, LOW);
delay (300);
digitalWrite (m2e, HIGH);
delay (300);
digitalWrite (m2e, LOW);
delay (300);
}
Vídeo
Teste com um sensor IR - calibração
Teste com 2 sensores IR - Seguidor de linha/Robô de combate
10/12/2012
Dados os problemas com a montagem da esteira do robô Hermes, segue uma referência para ajudar na construção:
http://www.rctankcombat.com/articles/track-systems/
Os resultados com o 20x20 dão uma ideia de como irá ficar o Hermes:
26/11/2012 - Sistema de esteiras sendo desenvolvido
Esta esteira está com problemas: se apertamos os parafusos a corrente endurece, perdendo tração; se deixamos muito largo, a esteira não se fixa as rodas e o robô não anda.
Propusemos 2 soluções:
1- Trocar as placas de cano por chapas de alumínio de 1mm
2- Trocar o cano de PVC com 3 mm por um mais fino 3/8".
17/11/2012 - Fórmulas para os cálculos dos robôs Orion e Hermes
Artigo enviado para a Febrace - Projeto Hermes:
Desenvolvimento de sistemas de tração para chassis robóticos de competição de baixo custo utilizando Arduino e reciclagem
Versão preliminar
Instituição: Pequenos Cientistas – EE Elza Facca Martins Bonilha
Endereço: R. Estela Borges Morato, 260, Botujuru, Campo Limpo Paulista/SP Tel.: (011) 4039-1493
Autores: Guilherme Augusto Sanches, Paulo Ricardo de Lima da Cruz, Marcelo dos Santos Jubilado Junior
Orientador: Alan Barbosa de Paiva
Área do projeto: ENGENHARIA
Período de Desenvolvimento do Projeto: Abril 2012 a Março 2013
Assinaturas:
Número da Febrace:
DEDICATÓRIA:
AGRADECIMENTOS:
Sumário
Sumário
Introdução .............................................................................................
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2
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Motivação ..............................................................................................
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3
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Objetivo .................................................................................................
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4
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Descrição do trabalho.............................................................................
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4
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Resultados .............................................................................................
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8
|
Conclusão ..............................................................................................
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8
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Cronograma ...........................................................................................
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11
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Bibliografia .............................................................................................
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11
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Lista de figuras
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Figura 1 - Projetos do Grande Desafio...................................................
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4
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Figura 2 - Planejamento de projeto – versão preliminar ........................
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5
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Figura 3 - Detalhe da roda dianteira - Roda Boba ................................
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5
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Figura 4 - Plataforma de alumínio do chassi..........................................
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6
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Figura 5 - Detalhe da roda traseira – tração ..........................................
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6
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Figura 6 – Rebaixamento do robô 40x40 ..............................................
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7
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Figura 7 – Sensores IR instalados ........................................................
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7
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Figura 8 – Versão final, com sensores faltando apenas alimentação ...
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8
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Figura 9 – Versão final do robô Orion ...................................................
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9
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Figura 10 – Sensor IR (QR1113) instalado para leitura de linha e sensor de ultrassom (HC-SR04) instalados na base de acrílico............
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9
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Figura 11 – Orion ainda com a bateria antiga .......................................
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9
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Figura 12 – Projeto Hermes...................................................................
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10
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Figura 13 – Vista inferior, com detalhes do sistema de tração .............
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10
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Figura 14 – Vista lateral, com preparação para instalação do sistema de esteiras ............................................................................................
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11
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Desenvolvimento de sistemas de tração para chassis robóticos de competição de baixo custo utilizando Arduino e reciclagem
Versão preliminar
Autores: Guilherme Augusto Sanches, Paulo Ricardo de Lima da Cruz, Marcelo dos Santos Jubilado Junior
Orientador: Alan Barbosa de Paiva
Instituição: Pequenos Cientistas – EE Elza Facca Martins Bonilha
Área do projeto: ENGENHARIA - Mecânica
- Introdução:
Robótica é uma ciência que trabalha conceitos de mecânica, eletrônica, lógica e outras disciplinas do conhecimento humano. Robôs são dispositivos compostos por três partes básicas: o sistema de tração, composto de baterias e motores; os sensores, dispositivos que lêem o ambiente e; o "cérebro", que no nosso caso é o Arduino Uno, dispositivo que interpreta a leitura dos sensores e transforma em ação pelo sistema de tração (BRAGA, 2012).
Os robôs geralmente fazem o trabalho ariscado ou não necessário de um ser humano. Exercem em várias áreas hoje no mundo por exemplo: um robô que trabalho nos ramos de peso, soldagens bobinas, carregam objetos muitos pesados um trabalho, impossível para um ser humano. Na área da medicina, por exemplo, em cirurgias de alto risco (SOARES, 2008).
Segundo Soares (2008) “planejar um robô não e uma das tarefas mais fáceis; são necessários os conhecimentos de eletrônica informática e mecânica e conhecimento de algumas fermentas. Sem isso, poderá ter certeza, seu robô ficará falho”. O chassi é a base do robô, suporte para as outras partes, o material usado deve ter resistência e peso.
A roda é a tração do robô, outro item muito importante, pois a tração é o impulso direcionado para roda que gera o movimento. Elas devem ter certa regulagem de ângulo e programação adequada para o motor (SOARES, 2008).
Outro fator determinante de um projeto de robô é a bateria ou sua fonte de energia, pois são elas que vão ser a fonte de energia, “a fonte de vida dele;” a voltagem e a corrente tem que estar de acordo com a necessidade do projeto (SOARES, 2008).
Para melhorar impulso pode-se usar pequenas engrenagens ou servo-motores, que as possuem conectadas ao motor, gerando maior tração e permitindo maior “força” ao robô. Os robôs são controlados por um drive de motor,que pode ser uma ponte H como o L298 ou L293d ou por outro circuito, que recebem ordens do Arduino que interpreta os dados fornecidos pelos sensores. A interpretação dos dados depende de um programa bem elaborado e verificado antes e depois da compilação, testado e aprovado em testes práticos (SOARES, 2008).
- Motivação:
Participar do Torneio Juvenil de Robótica da USP, em 2013, nas categorias sumo 20x20, Large (40x40), Cabo de Guerra, Resgate de Alto Risco e Viagem ao centro da Terra e, participar de Olimpíada Brasileira de Robótica, utilizando robótica open source através do Arduino. Além do desejo de construir um protótipo de baixo custo multi-tarefas, capaz de ser aplicado em todas competições, desenvolvendo assim nossos conhecimentos e habilidades em robótica, objeto de estudo do nosso projeto.
Este relatório é uma descrição preliminar do projeto, que não inclui os dados estatísticos obtidos, conforme cronograma constante em nosso projeto, nem o projeto final, visto que, ainda está em construção. Apresenta apenas os resultados obtidos até agora e, os links para o registro filmado do projeto.
- Objetivo:
Desenvolver uma plataforma robótica que permitisse a participação em todas as modalidades do evento com menor custo possível.
- Descrição do trabalho:
Em abril de 2012 compramos nosso primeiro Arduino. O professor iniciou as aulas, baseado na apostila de “Introdução ao Arduino” do EDUCASAEN (projeto extinto da PUC/SP) (CAVALCANTE e DAMASCENO, 2012) e na criação de um blog para registro do projeto, que já era desenvolvido desde 2010, participando do 4° Grande Desafio da Unicamp.
Em maio de 2012 desenvolvemos um projeto misto que envolvia uma bomba e um robô peneira e escavadeira controlado por controle remoto (botões de 2 sentidos) para simular a retirada de poluição (isopor) e desassorear (areia) um lago, fazendo parte do desafio proposto no 6° Grande Desafio da Unicamp. Vencemos este desafio na categoria Criatividade do Ensino Médio, com a equipe Pequenos Cientistas da EE Frei Dagoberto Romag. Este robô apresentou problemas nas rodas de tração, que ficavam bambas e acabou escorregando na plataforma do Desafio.
Revisamos o projeto e, a partir do documento de regras do Torneio Juvenil de Robótica da USP, começamos a aprimorar o Chassi do Grande Desafio. Nossa primeira meta foi resolver o problema de rodas.
Pesquisando na Internet encontramos, o site: Luso Robótica, um post (1LUSOROBÓTICA, 2012) que explicava como transformar roletes de impressora HP série 600, em rodas de robôs. Encontramos em nosso material para reciclagem 2 roletes de HP, o que nos ajudou a fazer as rodas.
Figura 2 - Planejamento de projeto – versão preliminar
Figura 3- Detalhe da roda dianteira - Roda Boba
Outro problema foi em relação aos motores. Pensávamos em utilizar motores de passo de impressoras velhas. Conseguimos vários motores, mas em sua maioria motores bipolares (4 fios) e apenas 1 motor unipolar funcionando, o que gerou a necessidade de criar placas de ponte H para usar estes motores bipolares. Começamos criando placas com transistores BC548 e BC558, projetadas para motores até 0,1A. Os primeiros testes foram feitos em servo-motores usados no chassi do Desafio, que aliás eram servo-motores usados de parabólica, doados por uma empresa de antenas parabólicas da cidade, que foram convertidos para rotação contínua (ROBOTICASIMPLES, 2012). Após o sucesso nestes testes, tentamos construir a mesma placa com TIP120 e TIP127,para usar em motores de passo que consomem correntes de 0,8A,mas tivemos dificuldades com a montagem das placas e por isso, para testar os motores de passo, usamos as placas de BC 548/558. Durante um teste, utilizando estas placas para configurar o passo, ocorreu uma sobrecarga de energia, queimando as placas de BC. Isso nos motivou a utilizar o L293D, extremamente difícil de encontrar na região. Substituímos então pelo L298N (que não tem proteção de diodos) mas é mais fácil de encontrar.
Não conseguimos configurar o passo dos motores de passo pois não existe especificação na internet para estes motores de impressora. Decidimos então, trocar os motores de passo, economizando R$12,00 no projeto, pois íamos usar um L298N a menos, por servo-motores que já estavam prontos para uso. Nosso orçamento neste momento era de aproximadamente R$80,00 e incluía 6 sensores IR de fabricação caseira e mais baterias alcalinas comuns.
Figura 4 - Plataforma de alumínio do chassi
Após a criação do chassi o robôs apresentou um defeito - as rodas de tração estavam bambas. A ideia de usar placas de circuito velhas para fazer os bornes que sustentavam as rodas.
Figura 5 - Detalhe da roda traseira - Tração
Conforme vídeo (http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded& v=4By1-HASo2Y) é possível visualizar o teste de rodas.
Mas, o robô ainda tinha problemas para virar: as rodas dianteiras não tocavam o chão. Foi feita uma mudança, rebaixando o robô, que forçou as rodas dianteiras, virando o robô e depois, com o peso da bateria de 6v chumbo/ácido no lugar de pilhas convencionais, a tração para virar foi resolvida
Figura 6 - Rebaixamento do robô 40x40.
O vídeo deste link (http://www.youtube.com/watch?feature= player_embedded&v=b0B6XXoNi5s) mostra a luta de robôs em que o robô 40x40 luta contra o robô da equipe ENIAC.
Ainda havia o problema dos sensores: não tínhamos verba suficiente para 18 sensores (faltavam resistores e emissores de Infra-Vermelho). A solução foi encontrada parcialmente na internet, no site Luso Robótica, que propunha sensores usando emissores e receptores vindos de controle remoto e aparelhos eletrodomésticos (2LUSOROBOTICA, 2012). Testamos o sensor mas este não atingiu uma distância interessante (conseguia apenas 5 cm de sensibilidade). A opção de usar amplificadores óticos nesta momento era inviável, pois não tínhamos mais tempo para pesquisa.A opção então, foi construir sensores mais baratos com led´s de 5mm e resistores de 1/4W e, obter emissores dos controle remotos. Fizemos testes com resistores de vários valores (330, 220 e 100 ohm e um sensor com maior espaçamento entre o emissor e receptor) e, o melhor resultado foi o sensor com 100 ohm (5 cm).
Figura 7 - Sensores IR instalados
Figura 8 - Versão final com os sensores, faltando apenas alimentação
Devido a falta de material, decidimos usar os L298N instalados em protoboards, em vez de usarmos placas de circuito impresso. Isso facilitaria o trabalho pois estávamos sem ferro de solda, broca de 0,7mm e percloreto de ferro na época.
- Resultados:
Testamos o programa utilizando o Simulino – Simulador de Arduino para Proteus, disponível na Internet, para testar o programa. Essa parte foi feita pelo professor porque ainda não sabemos usar o Proteus.O programa apresenta a reação esperada - cada sensor provocava reações diferentes nos motores.
Os sensores testamos utilizando o multímetro, celulares para verificar a emissão de infravermelho e o Arduino para calibrar a leitura, usando uma atividade da apostila do EDUCASAEN, que fazia a leitura de um LDR (CAVALCANTE, 2012). O resultado indicou que o melhor sensor usa um resistor de 100 ohm no emissor e um 10k ohm no receptor. Um teste indicou também que o LM358 poderia funcionar bem para amplificar o sinal.
Em relação ao chassi, testamos a capacidade de carga que ele transportava, o que gerou a especificação que fizemos e testes com os sensores embarcados, criando um chassi com capacidade de carga de 2,5kg, conforme este vídeo (http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=3hrtQ0-8Oz0).
- Conclusões.
Em relação a programação o robô 40x40, batizado de Orion, por ser filho de Netuno, e um grande caçador (BULFINCH, 2006), que foi o único a competir, apresentou resultado satisfatório, vencendo um round contra a equipe ENIAC, que utilizava o kit da Vex Robotics. A partir dos resultados colhidos neste desafio, instalamos neste robô uma bateria de 11 Volts com corrente de 1Ampère, e 4 sensores de ultrassom HC-SR04 e 2 sensores de infravermelho QR1113, que compramos com verbas que recebemos da escola, criando a versão do Orion 2.0, apresentada na VI Semana de Educação Ciência e Tecnologia do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia – Campus São Paulo. A substituição da base de alumínio e madeira por uma base de acrílico, retirado de pranchetas velhas e, o uso de uma bateria LiPo de aeromodelo (Zippy 3S, 25C) reduziu drasticamente o peso do robô (ainda não medimos), que foi um dos fatores que quase nos desclassificou do Torneio Juvenil de Robótica 2012.
Figura 9 - Versão final do Robô Orion
Figura 10 - Sensor de IR (QR1113) instalado para leitura de linha e Sensor de Ultrassom (HC-SR04) instalados na base de acrílico
Figura 11 - Orion ainda com a bateria antiga
Os sensores apresentaram resultado insatisfatório, devido ao seu pequeno alcance, o que dificultou o combate. Vamos desenvolver sensores com amplificadores óticos, para aumentar a sensibilidade(LM386 ou LM358), esta parte do projeto ficará a encargo de nossa outra equipe de projeto, Pequenos Cientistas da EE Frei Dagoberto Romag – Campo Limpo Paulista. Uma outra opção, já aplicada no chassi Orion 2.0 foi a instalação de sensores comerciais, o HC-SR04 de ultrassom para detectar objetos e o sensor QR1113 infravermelho para detectar linhas.
Analisando os resultados obtidos e o comportamento do Orion 2.0, notamos algumas deficiências: o Orion apresentava baixa velocidade e força em relação aos oponentes, o Orion 2.0 apresentava comportamento errático em relação a objetos, conforme este vídeo - http://www.youtube.com/watch?feature= player_embedded&v=oX7MrLVEkTA e , se desviando sem a presença de um oponente, provavelmente captando pessoas que estavam ao redor da arena (provável ruído nos sensores), apesar da velocidade ser quase o dobro da velocidade do robô Orion anterior – 0,10 metros por segundo na versão anterior contra 0,19 metros por segundo no Orion 2.0. Ainda falta avaliar o torque do Orion 2.0 (quanto peso ele pode carregar). Estes fatos motivaram a construção de um novo robô de combate com características melhores que a versão Orion, utilizando motores de passo unipolar Mitsumi obtidos de impressoras Epson, que encontramos especificações na Internet, usando para controlar os motores ULN2803, um circuito controlador de passo unipolar, e, neste chassi, instalarmos um garra robótica com um motor de passo bipolar controlado pelo L298 e um servo-motor na sua base, para girar a garra, limitando seu tamanho em 25x25 cm, conforme regras estabelecidas pela Olimpíada Brasileira de Robótica. Para aumentar a tração e melhorar o desempenho do robô em competições, a tração do robô será feita por esteiras robóticas, conforme tutorial de construção encontrado no site Lusorobótica (3LUSOROBOTICA, 2012). Este novo projeto será batizado de Hermes, deus grego que representa a habilidade e destreza (BULFINCH, 2006).
Figura 12 - Projeto Hermes
Figura 13 - Vista inferior, com detalhe do sistema de tração
Figura 14 - Vista lateral com preparação para instalação do sistema de esteiras
Possíveis dificuldades do projeto:
<!--[if !supportLists]-->· <!--[endif]-->Roda: tração, deslizamento, atrito e sistema de transmissão de força.
<!--[if !supportLists]-->· <!--[endif]-->Bateria: dimensionamento; potencia.
<!--[if !supportLists]-->· <!--[endif]-->Drive de motor: adequado ao tipo de motor (potencia, tensão, corrente).
Cronograma:
Atividade:
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Data:
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Responsável:
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Pesquisa do projeto.
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Março de 2012 / fevereiro de 2013.
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Guilherme.
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Especificação / escrita do projeto.
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Agosto de 2012 / novembro de 2012.
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Guilherme.
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Desenvolvimento da estrutura – Chassi.
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Julho de 2012 / dezembro de 2012.
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Paulo.
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Pesquisa e compra das baterias.
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Agosto de 2012 / dezembro de 2012.
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Paulo.
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Desenvolvimento dos sensores e programação.
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Julho de 2012 / setembro de 2012.
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Paulo, Marcelo.
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Desenvolvimento do controle de motores.
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Agosto de 2012 / outubro de 2012.
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Paulo.
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Teste e registro das variáveis.
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Agosto de 2012 / dezembro de 2012.
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Paulo, Guilherme, Marcelo.
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Replanejamento / variáveis.
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Janeiro de 2013 / maio de 2013.
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Paulo, Guilherme, Marcelo.
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Finalização.
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Marco de 2013.
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Paulo, Guilherme, Marcelo.
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BIBLIOGRAFIA
1LUSOROBOTICA, Rodas de impressora HP6x0, [S.I.]: Lusorobotica, disponível em: http://lusorobotica.com/index.php/topic,1808.0.html, acesso em: 01/11/2012.
2LUSOROBOTICA, Construir um sensor de proximidade por 0€, [S.I.]: Lusorobotica, disponível em: http://lusorobotica.com/index.php/topic,527 .0.html, acesso em: 01/11/2012.
3LUSOROBOTICA, Como fazer lagartas “tipo tanque”, [S.I.]: Lusorobotica, disponível em: http://lusorobotica.com/index.php?topic=2638.0, acesso em: 01/11/2012.
ROBOTICASIMPLES, Transformando servo de parabólica para servo comum, [S.I.]: Roboticasimples, disponível em: http://www.roboticasimples.com/ artigos.php?acao=16, acesso em: 01/11/2012.
SOARES, M. J. Como projetar um robô – Parte 1, Revista Mecatrônica Fácil, N. 38, ano 6, p. 30-33, Editora Saber, 2008.
SOARES, M. J. Como projetar um robô – Parte 2, Revista Mecatrônica Fácil, N. 39, ano 6, p. 30-33, Editora Saber, 2008.
BRAGA, N. C. Fundamentos de Robótica e Mecatrônica (MEC001), [S.I.]: newtoncbraga, disponível em: http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/ robotica/777-fundamentos-de-robotica-e-mecatronica-mec001.html, acesso em: 14/10/2012.
CAVALCANTE, M e DAMASCENO, E. S. Oficina Arduino: EDUCASAEN; [S.I.]: Educasaen, disponível em: http://www.educasaen.blogspot.com, acesso em: 06/07/2012.
BULFINCH, T. O livro da Mitologia: História de Deuses e Heróis, Tradução: Luciano Alves Meira, Ed. Martin Claret, 2006.
Pesquisas complementares para o projeto Hermes:
Recomendo começar pela leitura deste artigo de motores de passo:
http://www.rogercom.com/pparalela/IntroMotorPasso.htm
Após essa leitura e a compra de 1 ULN2803, basta seguir este esquema, em protoboard:
http://www.mmaciel.com.br/2011/02/27/controlando-motor-dc-ponte-h-l293d-arduinoporta-serial/
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