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Professor Ventura Ensina Tecnologia

Experimento PV008 Robô-Escova Ensino Fundamental

Instituto Newton C. Braga

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Prof. Ventura Ensina Tecnologia

Robô-Escova

Você acredita que é possível fazer uma escova andar sem rodas ou acoplamen-

tos mecânicos a um motor? Esse interessante projeto mostra como isso é possível.

Simples de montar, trata-se de um pequeno robô montado com uma escova que

anda pela casa, bate-volta nos obstáculos e pode ser utilizado em interessantes

competições escolares. Com ele aprendemos diversos princípios da física e ainda

promoveremos algumas competições interessantes. Veja o artigo no site

WWW.newtoncbraga.com.br.

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Newton, Ação e Reação e o Nosso Robô-Escova

Sir Isaac Newton, importante cientista inglês que descobriu a “lei da gravidade”

formulou um princípio que diz que se fizermos força sobre qualquer tipo de objeto

num sentido, ele reage com igual intensidade no sentido oposto. Este princípio de-

nominado “da ação e reação” é muito importante para a física regendo o funciona-

mento de diversos dispositivos utilizados em tecnologia. Sem ele, os veículos não

navegariam, os aviões não voariam, os pássaros não voariam e você não caminha-

ria. O que ocorre no caso do robô escova é simples.

Colocamos sobre uma escova comum um motor e sua alimentação feita por pi-

lhas. No eixo do motor prendemos um pequeno objeto, como uma arruela ou porca

de modo que sua rotação ocorra de forma excêntrica, criando forte vibração.

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Entortando as cerdas das escova para traz, por aquecimento, a vibração faz com

que o robô avance rapidamente com a transferência das vibrações. A figura 1 mos-

tra o que ocorre.

Figura 1 – O robô avança com o movimento vibratório das cerdas transmitido pelo

motor.

Usando uma escova oval, o robô bate e volta quando encontra algum obstáculo.

Assim, solto numa sala, ele ficará andando aleatoriamente. Numa arena ele ficará

batendo e voltando de modo intermitente até que suas pilhas esgotem ou ele seja

desligado, conforme mostra a figura 2.

Figura 2 – Numa arena, o robô ficará batendo e mudando de trajetória constante-

mente.

Montagem

A montagem do robô escova é extremamente simples. Usamos uma escova Cignus

16 , que pode ser encontrada na maioria dos supermercados. Para uma competi-

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ção escolar será interessante que todos usem a mesma escova, para que haja uni-

formidade de desempenho dos robôs.

O circuito consiste simplesmente num motorzinho de pilhas ligado a um suporte

de duas pilhas, conforme mostra a figura 3.

Figura 3 – Circuito elétrico do propulsor do robô.

Para o caso de alunos da quinta série do fundamental, os motorzinhos já são for-

necidos soldados aos fios do suporte de pilhas para os alunos.

A montagem começa com a colocação de um pequena porca ou arruela presa ao

eixo de modo excêntrico, conforme mostra a figura 4.

Figura 4 – Colocando o peso excêntrico no eixo.

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A escova que usamos é do tipo mostrado na figura 5.

Figura 5 – Escova utilizada no projeto.

Na fase seguinte da montagem, entortamos as cerdas

da escova num sentido usando para esta finalidade ar

quente. Passando a mão pelas cerdas e focalizando o ar

quente de um secador de cabelos, entortamos levemen-

te as cerdas da escova, conforme mostra a figura 6.

Figura 6 – Entortando as cerdas com ar quente. Depois colamos o motor e o suporte de pilhas na parte superior da escova usan-

do cola forte (cola quente, super-bond, cola plástica, etc.). A figura 7 mostra como

isso é feito.

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Figura 7 – Motor e suporte colados na escova. Os fios são mantidos desligados e são ligados quando desejamos que o motor funcione. Pode-se manter os fios liga-dos e tirar as pilhas do suporte para desligar.

Coloque as pilhas no suporte e verifique se o motor gira e haja uma boa vibração.

Testando e Usando

Basta colocar as pilhas no suporte e soltar o robô no chão liso ou numa mesa. Ele

deve deslocar-se rapidamente, como ostra o nosso filme.

Comprovado o funcionamento é só usar seu robô, programar as demonstrações e

surpreender seus amigos.

Competições

Diversas competições podem ser programadas com base neste comportamento ba-

te-e-volta do pequeno robô escova.

A) Coloque um pino no centro da arena e depois dois ou mais robôs de alunos

que serão soltos simultaneamente. Aquele que derrubar o pino em primeiro

lugar é o vencedor da prova. A figura 8 mostra esta prova.

Figura 8– Prova de derrubada do pino.

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B) Faça raias (duas ou mais) com tabuinhas finas de modo que os robôs pos-

sam correr dentro delas. Neste caso, pode ser realizada uma corrida de ro-

bôs. A figura 9 mostra como fazer isso

Figura 9 – Corrida de robôs.

C) Finalmente, sugerimos uma competição em que usamos uma meta (gol) den-

tro de uma arena. Os robôs são soltos e o primeiro que conseguir atravessá-

la será o vencedor, conforme mostra a figura 10.

Figura 10 – Prova em que o robô deve atravessar a meta (gol).

Lista de Material

1 escova Cignus 16 ou equivalente

1 motor de 3 ou 6 V (*)

1 suporte para duas pilhas pequenas e duas pilhas pequenas

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1 arruela ou porta pequena

Cola

1 pedaço de fita isolante

Professor Ventura Explica

Como Funciona o Motor Elétrico

Encontramos motores elétricos numa grande quantidade de dispositivos que pre-

cisam converter energia elétrica em força ou movimento. O tipo mais comum é o

chamado motor de corrente contínua, como o que usamos em nosso projeto, e que

pode ser alimentado por pilhas, baterias e mesmo energia de uma tomada, se ela

for convenientemente transformada. Estes motores tem uma construção interna do

tipo mostrado na figura 8.

(figura 8)

Existem dois imãs em forma de meia-lua que criam um campo magnético. No inte-

rior destes imãs encontramos bobinas presas a um eixo, que ao serem percorridas

por uma corrente elétrica, criam um campo magnético. Este campo interage com o

campo dos imãs aparecendo uma força que faz com que as bobinas girem. Um

conjunto de escovas (contactos) faz com que a corrente se inverta constantemente

nas bobinas para que elas não parem.

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Este é o Professor Ventura?

Ele conhece tudo sobre tec-

nologia e ensina coisas inte-

ressantes que podem ser fei-

tas facilmente. Ele também

tem muitas coisas engraça-

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Atividades

1. O que diz o princípio da ação e reação de Newton?

2. De onde vem a energia que propulsiona o robô-escova?

3. Porque as cerdas da escova precisam ser inclinadas para trás?

4. Por que é preciso colocar um pesinho preso ao eixo do motor?

5. Um motor elétrico converte energia elétrica em que tipo de energia?

6. O que encontramos dentro de um motor elétrico?

7. Para que servem os imãs dos motores elétricos?

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Quem é Newton C. Braga

O professor Newton C. Braga é um renomado autor de livros

técnicos, professor de tecnologia e criador do Prof. Ventura, perso-

nagem que ensina tecnologia e tem muitas estórias interessantes

das quais participa com seus alunos Beto e Cleto. O Prof. Newton

já publicou mais de 100 livros técnicos, muitos dos quais em inglês

através de editoras nos Estados Unidos, sendo recomendados em

escolas daquele país e de diversos outros países, sendo alguns

até traduzidos para o russo, chinês, espanhol, árabe e até mesmo

o turco. Ele utiliza o método de ensino de tecnologia que criou diretamente, pas-

sando seus projetos para seus alunos do Colégio Mater Amabilis de Guarulhos, a-

lém de diversas outras escolas. O prof. Newton possui seu site onde apresenta mi-

lhares de artigos, nos quais descreve projetos e ensina muito de tecnologia. Confira

em WWW.newtoncbraga.com.br.

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