Mostra Nacional de Robótica (MNR) 1

ROBÔ SOLAR: A ROBÓTICA MÓVEL COM O USO DE ENERGIA RENOVÁVEL.

Dempise de Lima Leal – 2º Ano Técnico em Informática1,

Igor Luis dos Santos - 2º Ano Técnico em Informática1 , Josualdo Dias – Tutor Responsável

2

1CENTRO TERRITORIAL DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL DO LITORAL NORTE E AGRESTE BAIANO – CETEP/LN

Rua Maria Feijó, 13 – Centro Alagoinhas - BA

2 UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA - UFBA Av. Adhemar de Barros Campus Ondina – 40170-210

Salvador – BA

Resumo Este trabalho descreve o desenvolvimento e construção do robô solar, desde ideia da proposta até o funcionamento do dispositivo. Onde através da robótica móvel e utilização de energias renováveis, propõe um trabalho prático que envolve teoria e a prática da construção de mecanismos robóticos que satisfaçam as condições impostas. Etapas que consistem em analisar a proposto, revisar suas restrições, gerar e selecionar possíveis soluções e por fim construir o projeto. O processo de construção do robô se caracteriza pela idealização estrutural, criação de protótipos, busca por componentes adequados ao desenvolvimento da proposta, aquisição de componentes, montagem e teste. Palavras Chaves: Robô Solar, Robótica, Prática, Energia Renovável.

Abstract: This paper describes the development and construction of solar robot, since the idea proposed to the operation of the device. Where over the mobile robotics and use of renewable energy, provides practical work involving theory and practice of construction of robotic mechanisms that meet the conditions imposed. Steps are to analyze the proposed review their restrictions, generating and selecting possible solutions and finally build the project. The robot building process is characterized by structural ideation, prototyping, search for suitable components for the development of the proposal, procurement of components, assembly and testing.

Keywords: Solar Robot, Robotics, practice, Renewable Energy.

1 INTRODUÇÃO

As energias renováveis são alternativas ao modelo energético tradicional e geram um menor impacto ambiental. Uma das mais conhecidas formas de energia renovável é a Energia Solar, que converte à energia solar em energia elétrica através do uso de painéis fotovoltaicos.

Associar energias renováveis com os robôs, garantem maior autonomia energética ao robô, que por sua vez pode se locomover por mais tempo no caso dos robôs móveis. A robótica é tida como a ciência dos sistemas que interagem com o mundo real, com pouco ou mesmo nenhuma intervenção humana, em diversas áreas do conhecimento (MARTINS, 2006). Um robô é muito mais que um conjunto de mecanismos e eletrônica, capaz de trabalhar de maneira ininterrupta. Os robôs sugerem modernidade e avanço científico, gerando expectativas para o progresso tecnológico. Esse projeto traz a atenção das pessoas para a energia renovável do tipo solar que embora tenhamos o conhecimento da sua existência, nós quase não a utilizamos. Por meio desse Robô Móvel que é controlado por um controle remoto de TV e alimentado com energia solar, associaremos de forma prática a robótica móvel com uma forma de energia renovável.

2 DESENVOLVIMENTO DA PROPOSTA A proposta do trabalho é usar a energia solar para fazer com que o robô se mova controlado por um controle de televisão. A placa solar irá fornecer energia aos motores e uma bateria de 9V irá fornecer ao Arduino. O Arduino é responsável por receber o sinal infravermelho e transformá-los em comandos, que vão da Ponte H para os motores. Usaremos a programação padrão do Arduino, que é baseada em Linguagem de Programação C.

2.1 Analise e Revisão da Proposta

A ideia e objetivo da proposta são criar de desenvolver um Robô Móvel, estilo veículo, que use a luz solar para recarregar suas baterias e possa ser controlado com um controle remoto de TV ou rádio.

Mostra Nacional de Robótica (MNR)

2.2 Geração e Seleção de Soluções

Seguindo a ideia da proposta iniciamos uma pesquisa de projetos semelhantes por completo ou parcialmente. A partir de alguns resultados encontrados, na sequencia começamos a planejar a estrutura na questao do tamanho do robô e componentes que seriam utilizados.

Optou-se por delimitar o tamanho do robô em cm, 20 X 15 x 15 (Comprimento X Largura X Alttura). Da mesma maneira foi decidido o material para base do robô e o sistema de captaçao de energia solar.

2.3 Construção do Projeto O processo de construção do robô se caracteriza pela idealização estrutural, principalmente em sua estética. O robô por sua vez apresenta materiais, alguns simples e de diferentes escalas de preço, buscando assim uma melhor busca pelos componentes e um custo beneficio. O Robô irá se movimentar com a ajuda da carga de energia solar, permitindo assim uma via alternativa de energia sustentável.

2.3.1 Materiais

O levantamento de materiais para o projeto constitui os principais componentes utlizados para a construçao do robô solar:

- Motor DC

- Arduino Uno R3

- Protoboard

- Ponte H L293D

- Jumpers

- Placa de Fenolite

- LED’s

- Bateria 9V

- Controle Remoto

- Infrevermelho Receptor

Figura 1 - Motor DC

O motor dc é qualquer um de uma classe de máquinas eléctricas que converte energia elétrica em corrente contínua em energia mecânica.

Figura 2 - Arduino Uno R3

Para o controle computacional do robô foi utilizado o Arduino Uno R3, que é uma plataforma de hardware livre, com base em uma placa com microcontrolador, desenhada para facilitar o uso da eletrônica em projetos multidiciplinares. As principais caracteristicas do modelo escolhido são:

Modelo: Arduino Uno - R3 Microcontrolador: ATmega328 Voltagem de entrada: 7-12V Voltagem do Sistema: 5V Frequência de clock: 16MHz Memoria Flash: 32 Kb Digital I/O: 14 Entradas analógicas: 6 PWM: 6 UART: 1 Carregador: Optiboot Interfaz de Programação: USB via ATMega16U2

Figura 3 – Ponte H L293D

Ponte H é um circuito de Eletrônica de potência do tipo que converte uma fonte fixa de corrente continua fixa em uma tensão de corrente continua variável abrindo e fechando diversas vezes, assim se pode determinar o sentido da corrente e a tensão em um dado sistema ou componente.

Mostra Nacional de Robótica (MNR) 3

Figura 4 – Infravermelho receptor

Figura 4 – Controle com Infravermelho emissor

Figura 5 – Placa de Fenolite para célula solar com Led’s

Para a estrutura do robô optou-se por utilizar um plástico reutilizável, que é um material mais leve para a montagem do robô e de fácil manusei.

2.3.2 Mecânica

A estrututa mecânica do robô móvel é caracterizada pelo processo de locomoção que esse desenvolve com seus transmissores, atuadores e demais componetes. No projeto o robô utilizará rodas para seu deslocamento. As rodas estarao ligadas aos motores de forma direta, não havendo necessidade de um sistema de transmissão.

2.3.3 Eletrônica O sistema eletrônico do Robô Solar é dividido em duas partes. A primeira é a do circuito de captação e armazenamento de energia para alimentação dos motores do projeto.

Figura 5 - Esquema Eletrônico para Captação da Energia

Solar

A segunda parte do circuito é a que fará o controle do robô móvel, fazendo uso do Arduino, Infravermelho receptor e Ponte H. Através da captação da energia solar o robô recarregará/armazenará energia para sua locomoção. O Controle do robô funciona com a comunicação entre Controle remoto, arduino e infravermelho receptor. Por meio desse controle o robô se movimenta para frente, para trás e com possibilidades de efetuar pequenas curvas.

Figura 6 - Esquema Eletrônico Completo do Projeto

2.3.4 Programação

Para a programação do robô, será utilizado o ambiente desenvolvimento do arduino, fazendo uso de algumas bibliotecas específicas para Arduino.

3 MONTAGEM DO ROBÔ

Tendo todos os componentes disponíveis e funcionais, se iniciará a montagem do Robô Solar.

Os protótipos digitais foram elaborados para se verificar eventuais problemas. Nos próximos passos seguirá testes

4 RESULTADOS E TRABALHOS FUTUROS

Mostra Nacional de Robótica (MNR)

O robô encontra-se em fazer de integração dos diversos componentes, entretanto já houve testes individuais dos componentes, verificando que atendeu a proposta idealizada. O emprego da Mecânica, Eletrônica e Programação, mostraram-se primordiais para a conclusão do projeto. O que pode se propor como trabalho futuro é a inserção células fotovoltaicas que tenha maior potencial de captação da luz solar.

5 CONCLUSÕES

A proposta de desenvolver um robô com o uso de energia solar, juntando energia renovável e robótica móvel. Fazer esse tipo de trabalho é muito importante para construção do saber, seja na área de robótica ou em suas ramificações. Este tipo de desafio permite a aplicação de conceitos estudados e possibilita aprender muitos outros.

O estudo prático da robótica por meio de trabalhos que envolva um senso de responsabilidade ambiental e da construção tecnologica consciente, nos ajuda a compreender melhor o mundo em que vivemos e as possibilidades para melhorá-lo.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Arduino (2014). Site oficial: www.arduino.cc, acessado em

17/05/2014.

CDCC-USP (2015). http://fisica.cdcc.sc.usp.br/olimpiadas/01/artigo1/fontes_eletrica.html, acessado em 06/08/2015.

Martins, A. (2006) O que é Robótica. Editora Brasiliense, São

Paulo - SP. SECCHI, H. (2008) Una Introducción a los Robots Móviles.

Monografia premiada no concurso da Associação Argentina de Controle Automático – AADECA.

Shigley, JE. ; Uicker, JJ., (1995), Theory of Machines and

Mechanisms. McGraw Hill- Nova Iorque