Equipe AÇÃO_RESGATE_II

Transcrição

1 Equipe AÇÃO_RESGATE_II BELO, Josimar Bertoldo; PAIXÃO, Cleysson Lima da; OLIVEIRA, Antônio Vicente de. Resumo Este projeto da equipe AÇÃO RESGATE da E.M.E.F. Moema Tinoco da Cunha Lima, localizada na cidade de João Pessoa PB, objetiva participar da XIII Competição Brasileira de Robótica, no ano 2015, na modalidade Resgate B. Ressaltamos que a equipe é formada por alunos do Ensino Fundamental II. Nesta perspectiva, o nosso respaldo teórico está no desenvolvimento de uma metodologia no contexto da escola, através da robótica educativa que promova um ambiente de aprendizagem significativa, onde o professor e o aluno interajam desde o planejamento, montagem, automoção e controle dos dispositivos mecânicos que serão programados pelos alunos com o uso do computador através de um softwares de linguagem simples, o programa LEGAL. Enfatizamos a relação entre a tecnologia e o homem, numa prática formativa com alunos cada vez mais interessados em inovação, ciência e tecnologia. O robô que será utilizado na modalidade Rescate B, em 2015, foi baseado no protótipo construído para XII Competição Brasileira de Robótica, como mostra a Figura 1. Totalmente autônomo o robô será programado para cumprir o desafio proposto. O aperfeiçoamento do protótipo teve inicio após a competição anterior; nossa pretensão é que o nosso robô siga a mesma dimensão, equivalente a 30 cm, tamanho este, que possibilita seu melhor desempenho na arena. A programação vem sofrendo alterações mediante as lições aprendidas através de testes realizados pelos alunos da equipe. I. INTRODUÇÃO O Projeto da equipe AÇÃO RESGATE vem sendo desenvolvido desde de 2014, com o objetivo de ampliar e recriar as ações pedagógicas do Projeto de Robótica Educativa, enquanto ferramenta de aprendizagem tecnológica. A nossa proposta é que no cotidiano da escola o entrelaçamento pedagógico deste projeto, esteja em efetiva sintonia inter e transdisciplinar. Os alunos que formam a equipe AÇÃO RESGATE participaram da XII Competição Brasileira de Robótica, em 2014, que aconteceu na cidade de São Carlos-SP. Com os excelentes resultados e conquistas obtidos na competição a equipe deseja participar da próxima edição do evento, na modalidade Resgate B. O protótipo, passou por muitas melhorias e adquiriu novos recursos a partir da criação do modelo construído para a XII Competição Brasileira de Robótica, na modalidade Rescue B, em Os novos recursos foram incorporados ao projeto após estudos realizados a partir das lições aprendidas na última competição em relação a montagem, programação e execusão veio através dos erros ocorridos nessa competição como parte da montagem e programação. A. Modelo II. OS ROBÔS B. Kit utilizado Figura 1. Protótipo Na construção do Projeto utilizaremos o kit de Robótica Educativa, conhecido como Kit PETE Mecatrônica, fabricado pela empresa brasileira PETE - COMÉRCIO DE MATERIAIS DIDÁTICOS E PEDAGÓGICOS LTDA, os kits, o software LEGAL e o material paradidático, foram adquiridos pela Prefeitura Municipal de João Pessoa (PMJP) e disponibilizados pela Secretaria de Educação e Cultura para todas unidades escolares que compõem a rede de ensino. O meio de comunicação do robô dar-se-á pelo módulo de controle contido no kit. O módulo é programado através do software LEGAL, que leva o programador a compreender conceitos como: variáveis, ângulos, graus, comandos, velocidade, lateralidade, medidas de tempo e comprimento entre outros. O módulo é capaz de identificar em seu meio; cores, obstáculos, níveis de temperatura e som, através de sensores digitais e analógicos, tendo em suas laterais oito entradas, e seis saídas para motores e servomotores, O Módulo de Controle 3.0, como

2 também é conhecido, é capaz de suportar oito baterias recarregáveis, tendo em sua extremidade principal, botões funcionais e luzes que informam a carga das mesmas, como também sua utilização em comandos de programação. A entrada frontal serve para a conexão via USB para o envio e leitura de dados. No Projeto utilizaremos os sefuintes componentes do Kit PETE Mecatrônica: 125ºC. Para que o sensor tenha uma visão do ambiente, será utilizado um servomotor para que durante o percurso na arena possa manter em movimento com isso terá um ângulo maior de detecção da vítima. Módulo de controle 3.0 (MC): permite armazenar as programações recebidas de um computador onde são realizadas as programações do software LEGAL e executa-las. Figura 4. Sensor de temperatura. Figura 2. Módulo de Controle do Kit Alfa. Baterias recarregáveis: o MC funciona com 08 (oito) baterias recarregáveis. Sensor de faixa: utilizado para reconhecer uma faixa no caminho pode ser ela preta ou branca, através de seus transmissores e receptores de luz, convertendo seus valores em leitura binária de 0 e 1 ou falso e verdadeiro. Buscando o melhor funcionamento dos sensores, é necessário que eles sejam calibrados de acordo com a distância entre a região a ser analisada e o sensor para que ele reconheça a cor da faixa, pressionando os botões existentes nas laterais. Na modalidade Resgate B, o sensor de faixa tem a função de identificar a sala preta, sala em que o robô não poderá ingressar, mas sim identifica-la e realizar o recuo. Sensor de distância: tem a função de detectar a distância entre o robô e as paredes do labirinto, sem que seja preciso entrar em contato com elas. O sensor por sua vez, fornece ao Módulo de Controle valores em centímetros. No Projeto a equipe utiliza deste sensor para detectar as paredes e os obstáculos no interior da arena. Figura 5. Sensor de distância. Peças estruturais: as peças em alumínio reciclável estão disponíveis no kit PETE Mecatrônica e tem a função de ajudar na montagem do protótipo, pois são utilizados para acoplar os sensores ao Módulo de Controle utilizando-se de porcas e parafusos. Figura 3. Sensor de Faixa. Sensor de temperatura: utilizado para detectar a vítima durante o percurso em que o robô faz na arena, podendo o sensor lê temperaturas entre 30º e Servomotor: os servomotores não dão uma volta completa em seu eixo, o valor de ângulo corresponde a posição que o eixo do motor deve assumir, este valor deve ser um valor inteiro entre 0 e 180 graus. O servomotor é controlado pelo Módulo de Controle, que tem a capacidade de controlar até 4 (quatro) servomotores com grau de precisão para cada um deles. Seu funcionamento consiste em um circuito de controle que recebe sinais a fim de que se posicione em um determinado ângulo.

3 Figura 8. Moror DC. Figura 6. Servomotor. Sistema kit de resgate : o sistema kit resgate é composto por um servomotor que faz parte do Kit PETE Mecatrônica e uma peça cilíndrica em PVC onde são carregados os kits de salvamento. A peça cilíndrica foi projetada pelos alunos especificamente para receber o kit resgate, sendo simbolizado por pilhas de 1 cm cúbicos, ela é carregada ficando as 12 pilhas sobrepostas e o funcionamento dela é mecanicamente através do auxilio do servomotor que tem o papel de empurrar os kits de resgate. C. Construção dos protótipos A construção dos protótipos surgiu através da vivência dos alunos em participações em competições de Robótica, bem como aulas de Robótica promovidas na escola. Em todas as competições utilizamos o Kit PETE Mecatrônica e o software LEGAL. Figura 9. Alunos montando os protótipos. Figura 7. Sistema kits de resgate. Motores: os motores são fundamentais para o robô dessa modalidade. Os motores são utilizados para o deslocamento durante o trajeto no labirinto. As rodas são encaixadas nos motores, ou seja, cada motor recebe um roda. A fonte de energia é a mesma para todos os componentes que compõe o robô. Através do módulo de controle, é possível modificar a força (intensidade de rotação) do motor. O kit PETE Mecatrônica é composto por dois motores, podendo o robô utilizar mais do que esse número, caso haja necessidade. Abaixo podemos visualizar a representação de um motor presente no Kit. Figura 10. Alunos progrmando o protótipo.

4 Figura 11. Alunos montando os protótipos. Figura 14. Instalação da roda livre e conexão dos motores. Depois de todo o processo de montagem inicial, programação, alterações de peças e sensores, chegou a um robô autonômo capaz de percorrer todo o labirinto e conhecer as vítimas resgatando-as atraves do kit de resgate, como mostra a figura 1. D. Programação Figura 12. Alunos em treinamento. Os alunos iniciaram a construção dos protótipos no início de junho/2014. Durante o processo foram discutidas diversas casualidades referentes a montagem, programação e erros que eventualmente ocorreram durante a execução do robô na arena. Iniciada a partir do robô zero, considerado assim por ser simples em sua essência, o modelo propicia novas invenções além de servir como base para outras montagens. Utilizando alguns componentes do Kit PETE Mecatrônica como módulo, dois motores, três rodas, sendo uma livre e uma cantoneira, foi possível iniciarmos os primeiros passos de montagem que seguirão para o seu próprio aperfeiçoamento e para um melhor desempenho dos motores ficam na parte de trás do robô. Figura 13. Montagem da roda livre A programação é elaborada através do software LEGAL desenvolvido pela PETE, onde cada movimento é colocado de acordo com a necessidade de executar a ação desejada. O ambiente de programação desenvolvido pela PETE faz parte do Sistema de Programação e Controle de Dispositivos Mecatrônicos LEGAL. Para simplificar chamaremos este sistema de Programa LEGAL. A Linguagem do Programa LEGAL é baseada em português estruturado, com elementos das linguagens Logo e Pascal. Esta é uma linguagem procedimental para ambientes educacionais. O ambiente de programação possui procedimentos acessíveis para os alunos envolvidas no processo de construção e de programação dos protótipos sugeridos. No processo de construção e programação dos robôs os alunos iniciarão com a programação dos movimentos. Os comandos terão algumas variações sintáticas. Como mostra a seguir trecho do código de programação através do software LEGAL: (Por Favor LimiteParede = 320 Limitedegiro = 200 LimiteRe = 250 MaiorDistanciaParede = 260 MaiorDistanciaRampa = 240 Servo1 130 Servo2 0 Comportamento = 0 Controle_Aproximacao = 0

5 cont1 = 0 cont2 = 0 cont3 = 0 cont4 = 25 cont5 = 25...) Como nos mostra a figura abaixo, o LEGAL é composto de abas, iniciando com a principal, seguida de outras que vão dos eventos de S1 a S8, além da Variável e Opções de Aprenda que favorecem no entendimento dos comandos. A aba Variável está sendo de grande valia no que tange a programação atual ora articulada para a realização das funcionalidades do robô durante a sua trajetória no Rescue B. O protótipo terá como fundamental segmento identificar vítimas na primeira e segunda sala, assim como vencer os obstáculos cumprindo à risca o labirinto e a rampa. Na realização dos primeiros testes surgiram algumas dificuldades relacionadas à programação. A equipe estudou várias possibilidades para conseguir chegar aos primeiros resultados; o desempenho de conquistar uma boa parte da arena de teste, ora improvisada. V. CONSIDERAÇÕES FINAIS A cada ano cresce a procura e o interesse dos alunos em participar dos campeonatos de robótica criados na intenção de estimular o desenvolvimento da ciência, tendo como foco principal a inteligência artificial. É nessa perspectiva que o nosso trabalho vem sendo desenvolvido por nossos alunos que vivenciam de forma prática. Da construção do robô a competição, diversos saberes de variadas áreas do conhecimento são colocados em prática na intenção de possibilitar excelentes conquistas e um futuro melhor por meio do conhecimento. É perceptível com a ampliação do Projeto na escola, o desenvolvimento dos alunos no que diz respeito a aptidões de coordenação motora, raciocínio lógico, percepção visual, capacidade de concentração, autoestima, consciência crítica, relacionamento interpessoal, comunicação interpessoal, comunicação e expressão, entre outros. A robótica torna-se uma ponte que une cada parte do que se aprendeu na sala de aula em teorias, levados para a prática, obtendo-se novas possibilidades de ensinamentos e absorção de conteúdos com mais persuasão. É mister que, na atualidade os robôs comecem a ser usados nas mais diversas atividades. Com este avanço, propomos um caminhar juntos, no desenvolvimento humano e tecnológico, contribuindo com a promoção da Robótica em João Pessoa, no Brasil e no mundo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] ABRANTES, Paula C. R. Aprender com robôs f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Educação, Departamento de Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Lisboa, Disponível em: < tm_paula_abrantes.pdf>. Acesso em: 12 de maio Figura 15. Exemplo de tela Inicial do ambiente Legal. [2] CBR 15. Disponível em: < Acesso em: 15 de maio [3] MARTINS, A. (1993). O que é robótica. São Paulo: Editora Brasiliense. McCarthy, J. (2007). What is artificial Basic [4] JUSTO, Faustina. A metodologia de aprendizagem e o desenvolvimento de competências. Disponível em:< aspx?id=88>. Acesso em: 20 mar