aula de robótica

ROBÓTICA EDUCACIONAL

Construindo o Conhecimento

CONHECENDO SUA INTERFACE

Ponto de Partida

O ponto de partida desta aula é ter passado pela aula de introdução a interface e de

pela aula de motores.

Primeiramente certifique-se de que sua interface, figura 1, está instalada e

funcionando.

Figura 1 – Interface de robótica educacional.

Objetivo

Colocar o aluno em contato com as saídas para motores da interface de robótica

MaterialNesta aula o aluno usará basicamente:

– Lápis;– Papel;– Computador;

www.roboticaeducacional.com.br

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– Interfaces com cabos e fontes de alimentação;– Motor DC;– Fios.

PLANO DE AULA

1) Inicie a aula falando dos elementos de um sistema de robótica: Inteligência,

Sensores, atuadores, Interface. Ao falar de interface mostre a interface para os

alunos. Solicite que cada aluno identifique as partes mais importantes da interface;

2) Explique o que são entradas e saídas do computador. Mostre os dispositivos de

entrada e saída do computador: mouse, teclado, impressora, etc;

3) Explique quais são as entradas e saídas de uma interface. Fale necessariamente

dos saídas para atuadores (motores) que serão as utilizadas nesta aula;

4) Explique o funcionamento do motor DC mostrando suas características a

exemplo da funcionalidade de mudar a direção ao inverter a polaridade;

5) Explique para os alunos que a energia para girar o motor será provida pela fonte

da interface;

6) Mãos a obra, chegou a hora de ligarmos o motor a interface. Primeiramente siga

os passo abaixo para certificar o funcionamento da interface no modo conectado:

- Identifique na parte traseira do computador o conector da porta serial

conforme figura 4;

Figura 4 – Porta Serial na parte posterior do computador.




Observe que o conector que visualiza-se na parte traseira do computador é

denominado conector macho.

- Identifique na interfaces o conector serial. Observe que este é denominado

fêmea conforme pode ser visualizado na figura 5.

Figura 5 – Conector serial na interface.

- Identifique o cabo serial, figura 6, que acompanha a interface. Veja que ele

possui um conector em cada ponta. Em uma ponta fêmea e noutra macho,

respectivamente conectáveis no computador e na interface. Dependendo do nível

dos alunos, esta é uma boa hora para explicar as nove vias do cabo. Como desfio

proponha a implementação da comunicação entre computadores do link:

http://www.rogercom.com/PortaSerial/PortaSerial.htm.




Figura 6 – Cabo serial.

- Certifique-se de que o computador e a interface estão desligados e conecte

o cabo serial em ambos.

- Identifique a fonte de alimentação conforme figura 7.

Figura 7 – Fonte de alimentação 12V DC 1000 mA.

- Conecte a fonte de energia a tomada e a interface. Certifique-se de que o

botão on/off da interface está na posição Off.

- Pronto, a parte elétrica e lógica da sua interface está instalada. Agora deve

ser instalado o programa de controle e testes no seu computador.

- Ligue seu computador, coloque o cd de instalação disponibilizado junto com

a interface e instale o programa GogoMonitor versão 3.2.2. Este será o programa

que fará a ponte Usuário/computador – Computador/Interface.

- Após instalado o programa gogomonitor, execute-o clicando em iniciar,

programas, gogomonitor conforme mostra figura 8.




Figura 8 – Executando o programa gogomonitor 3.2.2.

Em alguns caso, dependendo da configuração do seu computador, pode aparecer a

mensagem: “Deseja continuar bloqueando este programa?” (vide figura 9). Neste

caso clique em desbloquear. Esta mensagem é exibida geralmente em sistema que

estão com o firewall ativado. Este ao detectar que tem algum programa tentando

acessar uma porta de entrada e saída acusa o bloqueio automático.

Ao executar o programa irá aparecer uma tela de configurações conforme figura 10.

Se a tela estiver em idioma inglês selecione a idioma português no campo Idioma.




Figura 9 – Desbloquear o programa.

Figura 10 – Tela inicial do programa GogoMonitor.

- Veja na figura 11, o circulo vermelho destaca a Porta Com.




Figura 11 – Porta COM.

Para sua interface de robótica, geralmente o computador atribui a porta COM 1.

Porém não é regra, depende de cada computador. Por isso, você tem que testar em

qual porta sua interface esta ligada. O teste das portas é simples, basta mudar os

números do campo “Porta COM” e ir clicando em “Conectar”. Se não der erro você

encontrou a porta desejada.

- Vamos testar a comunicação interface/computador. Certifique-se de que o

cabo serial está ligado no computador e na interface. Certifique-se que a fonte de

alimentação está ligada na tomada e na interface. Pressione o botão on. Então

clique no botão conectar do programa gogomonitor conforme figura 12. Se você não

tiver sucesso na conexão você receberá uma mensagem de erro na tela, conforme

figura 13. Esta mensagem ocorre quando você não conectou na porta COM na qual

esta ligada sua interface. Tente outra porta. Se o erro persistir, desligue e ligue a

interface. Se o erro persistir, reinicie o computador.




Figura 12 – pressionar o botão conectar.

Figura 13 – Erro de conexão.




- Se você tiver sucesso na conexão será exibida a tela principal do programa, vide figura 14.

Figura 14 – Tela principal do programa.

Esta é a tela principal do seu programa de controle com ela você pode controlar

todas as entradas e saídas de sua interface.

- Vamos testar a conexão a conexão entre o computador e a interface.

Para isto, clique conforme figura 15, na aba “Outros controles”, no botão “bip”. Você

irá ouvir um sinal sonoro na sua interface se a conexão for bem sucedida. Outro

teste na mesma aba pode ser feito clicando no botão “Acender LED”. Você irá

visualizar que uma lâmpada acende na interface.




Figura 15 – Testando a conexão.

- Pronto sua interface está conectada e funcionando. Agora iremos ligar o

motor a uma das portas de saída da interface. Antes de conectar qualquer elemento

as portas de entrada e saída devemos desligar a interface. Portanto antes de tudo,

entre na aba → Configurações-> desconectar. Desligue o botão on/off da interface.

- Com uma chave de fenda abra os terminais da porta A da sua interface e

conecte os fios positivo e negativo do seu motor conforme exemplifica a figura 16.

Pronto, seu motor esta devidamente conectado a porta de saída A de sua interface.

- Observe que cada uma das 4 portas de saída A, B, C, e D têm 3 conectores

(buracos) na mesma coluna para conexão de fios. Quando se deseja utilizar




motores DC conectaremos sempre nos dois primeiros conectores da coluna

conforme exemplifica a figura 17.

Figura 16 – Ligando um fio a Porta A.

Figura 17 – Dois fios do Motor DC ligados à interface.




- O terceiro conector da coluna não será abordado nesta aula. Mas já

podemos adiantar que trata-se de um conector terra que pode ser utilizado quando

se deseja trabalhar com servomotoroes.

- Agora que os fios do motor DC estão devidamente conectados à interface

ligue o botão on/off da interface. Execute o programa GogoMonitor. Clique em

conectar. Você deverá ver a tela da Figura 18. Pronto, agora é só testar seu motor.

O primeiro passo é selecionar qual porta de saída da interface que deseja acionar.

No nosso caso vamos trabalhar com a porta A. Para acionar a porta A basta clicar

com check box correspondente a letra da porta desejada no menu “Motores ativos”.

Faça isso conforme mostra a figura 18.

Figura 18 – Selecionando a porta de saída da interface.




- Feita a seleção da porta A vamos acionar a porta A e consequentemente o

motor a ela ligado. Para isso, no menu “Controle de Motores” clique no botão

“Ligar”. Para desligar o motor, conforme mostra figura 19, clique no botão “Desligar”

da mesma aba.

Figura 19 – Ligando e Desligando o Motor.

- Muito bem, agora você já esta apto a ligar e desligar a porta A da sua

interface, bem como ligar e desligar qualquer dispositivo ligado a ela seja um motor

uma lâmpada ou um LED. Vejamos agora como controla a potência da porta de sua

interface. Controlando esta função podemos controlar a velocidade de rotação do




motor ligado às portas de saída, ou mesmo a intensidade luminosa de uma

lâmpada. Para isto, vá no menu “Potência dos Motores” e selecione, conforme figura

20, um número de 0 à 7. Depois de selecionar um número clique em fixar. Teste

ligar o motor com os fixando a potência em 0 e depois em 7. Observe a variação na

velocidade.

Figura 20 – Fixando a potência da Porta de Saída.

- Agora vamos aprender a controlar a direção de giro do nosso motor. Para

isto, precisamos inverter a polaridade do motor. Na interface esta tarefa é simples.




Com a porta seleciona, o motor ligado, clique no botão “Reverter direção”, conforme

mostra a figura 21. Observe que seu motor irá mudar o sentido de rotação, isto se

deve ao fato da interface inverter a polaridade de saída ao clicar em “reverter

direção”

Figura 21 – Controlando a direção de rotação do motor.

- Outra função importante no controle da direção de rotação do motor esta no

botão do mesmo menu denominado “Para lá” e “Para cá”. Para testar esta função,

conforme mostra a figura 22, deixe selecionada a porta desejada, clique em “Ligar”,

depois clique em “Para cá” ou “Para lá”. Você observará que o motor trocará a

direção de rotação.




Figura 22 – Usando o “Para lá” e o “Para cá”.

Sugestões

1) O professor deve pedir relatório de todas as aulas, no formato de diário de bordo.

Saliente a necessidade de objetivo, material utilizado, procedimento, resultados e

conclusões;

2) Solicite como tarefa de um desenho de todas as portas de saída da interface;

3) Solicite aos alunos um desenho esquemático de como ligar 4 motores

simultaneamente na interface;

4) Solicite que o aluno descreva desenhe e descreva quais os passos para ligar um

motor a interface e qual a sequencia de clique ele tem que dar até o acionamento da

porta, acionamento do motor, controle de velocidade do motor, e controle de direção




de rotação. Com isso você estará estimulando o raciocínio lógico do aluno e

preparando-o para entender a lógica de programação. Isto equivale a faze-lo

escrever passo a passo o que ele tem que pensar e fazer para desenhar um

quadrado.


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