1 escola estadual desembargador milton armando pompeu de...
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ESCOLA ESTADUAL DESEMBARGADOR MILTON ARMANDO POMPEU DE
BARROS
Elisângela Mazei da Silva
Dyonathan Dallison Feliciano Mota
Leonardo Fernandes Scarpin
Tiago dos Santos Ferreira
AUTOMAÇÃO DE ROBÔS DE RESGATE ATRAVÉS DA PLATAFORMA ARDUÍNO
Colider
2013
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Sumário
1 INTRODUÇÃO ......................................................................................... 3
2 METODOLOGIA ...................................................................................... 5
3 CONSTRUÇÃO DO ROBÔ DE RESGATE .............................................. 6
4 RESULTADOS E ANÁLISE DE DADOS ................................................ 15
5 CONCLUSÃO ........................................................................................ 15
6 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................... 15
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1 INTRODUÇÃO
Tendo como base o projeto anterior que promoveu a automação de um robô
seguidor de linha (figuras 1 e 2) utilizando o Arduíno como controlador, surgiu a
possibilidade de trazer até a MNR uma versão melhorada do robô utilizando-o para
situações de resgate.
A escolha pelo Arduíno se deu por ser uma “simples placa micro controlada,
com um ambiente de desenvolvimento para escrever softwares para a mesma”
(ARDUINO, 2011). Esta placa contém dispositivos de proteção como capacitores,
diodos e resistores que evitam que possíveis erros causados por usuários
inexperientes danifiquem o microcontrolador, além de possuir portas para
comunicação que segue o padrão Electronic Industries Association (EIA) RS-232,
que se trata de uma padronização de uma interface de comunicação entre
equipamentos, disponibilizando ainda portas de entrada e saída analógicas e digitais
com ou sem Modulação de Largura de Pulso em inglês Pulse Width Modulation
(PWM).
Sua arquitetura simples permite o controle de diversos outros hardwares
através de um computador de uso pessoal (PC). Seu de ambiente de
desenvolvimento, também gratuito, disponibiliza ao usuário diversos exemplos de
algoritmos em C++ além das bibliotecas que auxiliam na criação de rotinas e
cálculos matemáticos dentro de um algoritmo (TSUKAMOTO, 2011).
O desenvolvimento da robótica na escola possibilitou a criação do grupo “por
terra, água e ar” que visa construir robôs autônomos para os três meios assim os
alunos, após explorarem o material, passam a utilizar sucatas eletrônicas para
criarem novos robôs, tendo sempre como plataforma de programação o Arduíno.
Atingindo a definição de robótica que é construir robôs ou outros mecanismos que
consigam desempenhar tarefas autonomamente, como se locomover sozinho ou
levantar um objeto (Santo mauro, 2008).
Lieberknecht (2009, grifo do autor) define robótica como a ciência que
estuda a montagem e a programação de robôs. Os robôs podem ser caracterizados
como dispositivos autônomos reprogramáveis controlados por um programa de
computador. Este por sua vez pode ser armazenado no próprio robô (robôs móveis),
ou em um computador ao qual o robô está ligado (robô de mesa).
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Este projeto tem como objetivo construir um robô autônomo de resgate,
estudar e entender a plataforma Arduíno e a inserção de mais sensores como o de
gás, entre outras alterações e trabalhar em grupo, através do Projeto “Por terra água
e ar”, despertando o companheirismo, a interação, a cooperação e a capacidade de
liderança dos alunos além desenvolver a organização do tempo e do espaço e
participar da Feira de Ciências etapas municipal, estadual e nacional e da Mostra
nacional de Robótica
A justificativa para adotar hardwares baseados na plataforma computacional
livre Arduíno se deve ao seu formato que mantém sua arquitetura e demais
projetos de hardware protegidos pela licença Creative Commons Attribution
Share-Alike 3.0, na qual prevê direitos autorais além de permitir trabalhos
derivados, tanto pessoais como comerciais desde que seja dado crédito ao
Arduíno e que estes trabalhos sejam enquadrados sob a mesma licença.
Figura 1:Carro utilizado na MNR 2012 base para o carro de resgate
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Figura 2 : Ligações de Ponte H carro 2012
2 METODOLOGIA
Primeiramente observou-se os materiais disponíveis para a complementação
do robô, que se constituía em placa Arduíno, jogo de rodas, motores, sensores de
distancia e sensores seguidores de linha e acrescentou-se sensores de gás,
temperatura, foram trocadas o sistema de rodas e tração por um sistema de esteira
a fim de proporcionar maior possibilidades de locomoção. Vale ressaltar que de
acordo com o projeto as rodas seriam substituídas por pernas, mas devido ao gasto
e a difícil montagem das mesmas optou-se por utilizar esteiras que servem ao
propósito de ultrapassar os obstáculos quando se tratar de pequenas elevações e
utilizou-se um sensor de presença para desviar de obstáculos maiores.
Terminando na transformação do robô seguidor de linha em um dispositivo
de salvamento para operações em áreas de difícil acesso como desmoronamentos,
áreas afetadas por terremotos e outros foi instalado um sensor de gás acoplado a
um sistema de luz para informar a incidência de gás ou não, assim como o sensor
de temperatura, tudo programado de acordo com as necessidades para a
sobrevivência de seres humanos.
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3 CONSTRUÇÃO DO ROBÔ DE RESGATE
Após perceber a inviabilidade da construção das pernas passou a
montagem da esteira.
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Figura 3: engrenagens da esteira
A Esteira Tamiya foi usada na construção do robô de resgate, por que
ela teria uma facilidade a mais para o robô na hora de um resgate, ela pode tanto
andar em lugares planos quanto em lugares que tenha escombros.
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Figura 4: Caixa de redução dos motores
A caixa de redução de motores tamiya , ela foi selecionada por que ela
seria uma das partes mais importante do robô porque ela proporciona que o robô
tenha uma facilidade tanto para virar a esquerda tanto para direita.
Figura 5: esteira
A corrente de esteira tamiya foi montada corretamente, para que na
hora do teste ela não fique pulando, e se não caso acontecer isto o robô não vai
andar corretamente em linha reta.
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Figura 6: Esteira na base acrílica
Depois que o chassi de acrílico foi todo montado, nos fixamos a caixa
de redução e motores sobre o chassi, eu o chassi foi todo montado com acrílico o
acrílico é uma placa de plástico que possui uma grande resistência, ele é muito
difícil de achar mais por ser um produto muito utilizado, buscamos construir um
chassi de acrílico, porque ele te uma grande resistência e tem uma grande
densidade deste plastico duro que é dificilmente de se cortar.
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Figura 7: roletes
Quando terminamos de por a caixa de redução e motores sobre o
chassi montamos os roletes e as rodas matriz.
Figura 8: base do robõ
Com os roletes e a rodas matriz montados sobre o chassi eles foram
alinhados corretamente para que nada saia errado no teste, essa parte teve que ser
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refeita duas vezes pois a falta de alinhamento perfeito faz com que o robô ande
lateralmente.
Figura 9: alinhamento da esteira
Aqui nos temos já a esteira completamente pronto alinhada
corretamente.
Figura 10: vista lateral
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Com a vista do lado do robô pode se observar o alinhamento dos
roletes e das rodas matriz.
Figura 11: vista frontal
Com a vista de trás do robô pode se ver como foi fixado a caixa de
redução.
Figura 12: vista de cima
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Pela vista de cima podemos ver o espaço que há no chassi para fazer
uma estrutura para a bateria.
Figura 13: anexo o arduíno
Apos terminamos de montar o chassi montamos uma estrutura de
acrílico para fixar o Arduíno em cima da caixa de redução.
Figura 14: acoplando a bateria
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Depois de por o Arduíno sobre a caixa de redução e de montar a
estrutura para a bateria posicionamos ela na frente do motor de redução e motores.
Figura 15: Palaca com a ponte H
A placa perfurada foi utilizada para inserir a Ponte H alguns resistores
eu até mesmo alguns sensores assim montando umas das partes mais importante
do projeto, que serão interligados ao Arduíno e assim ligamos os fios da ponte H
corretamente no Arduíno.
Figura 16: estrutura para receber a placa
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Com um pedaço de papelão fizemos uma estrutura para por a placa
perfurada.
Figura 17: vista lateral
Com a vista da lateral do robô pode se ver toda a estrutura de papelão
que foi montada.
Figura 18: com Arduíno e ponte h e sensores
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Com os fios da Ponte H ligados corretamente ao Arduíno, fizemos
testes com os sensores e tudo ocorreu bem e concluiu-se o projeto com sucesso.
4 RESULTADOS E ANÁLISE DE DADOS
Com o Robô teoricamente pronto iniciou-se a elaboração junto ao grupo de
um programa para rodar no Arduíno e executar as operações indicadas. O Arduíno é
um hardware que obedece funções que o são programados. A linguagem mais
utilizada para se escrever linhas de códigos que rodem no Arduíno é C++.
Com o código pronto começaram os testes, ocasionando certa aflição, pois o
robô não atinge a meta esperada, logo foi necessário o aperfeiçoamento código.
Com o código funcionando o robô atingiu o resultado esperado.
5 CONCLUSÃO
Com o desenvolvimento do projeto conseguiu dar continuidade as atividades
de robótica na Escola Estadual Desembargador Milton Armando Pompeu de Barros
a experiência resultou em vários projeto e um deles foi o robô de resgate.
Também foi adquirida experiência para sugerir, melhorias no robô que
continuará com a ideia de ser autônomo ainda com a finalidade de ser uma
tecnologia para auxilio em resgates de auto risco, como incêndios, vazamentos de
gases, ou terremotos, mas agora com a utilização do Xbe para controle a maiores
distâncias.
Essas melhorias pretendem dar continuidade ao projeto no ano de 2014,
proporcionando maior amplitude na aprendizagem através da robótica.
6 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BAGNALL, B. Maximum Lego NXT: Building Robots with Java Brains. Variant
Press, 2007.
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MAIA, Lady Daiana O.; Silva, Vandermi J. da; Rosa, Ricardo E.V. de S.;
Junior, Vicente F. de Lucena; Neto, José P. Queiroz ; A robótica como ambiente de
programação utilizando o kit Lego Mindstorms. http://www. Acesso em 20 de
março de 2009.
QUINTANILHA, Leandro Irresistível robô, Disponível em:
<http://libertas.pbh.gov.br/drupal/?q=node/123>, 2009. Acesso em 20 de março de
2009.
TSUKAMOTO, Rafael Takashi. Utilização de uma unidade de medição
inercial para controle de estabilização de uma plataforma. Trabalho de
conclusão de curso de Licenciatura em computação, UNEMAT, Colid/MT 2011.
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