CARACTERÍSTICAS DE UM GIROSCÓPIO EM ARDUINO

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1 CARACTERÍSTICAS DE UM GIROSCÓPIO EM ARDUINO Wessley dos Santos ds Silva 1, Wyllian Fressatti 1 1 Universidade Paranaense (Unipar) Paranavaí PR Brasil wessleysantos13@gmail.com, wyllian@unipar.br Resumo. Este trabalho tem como objetivo a construção de uma pequena aplicação utilizando um giroscópio e mais 2 servo motores, com o intuito de que o protótipo tenha um equilíbrio próprio, sendo assim quando colocarmos algo em qualquer um dos lados da extremidade havendo um desnível para ambos os lados, os servos motores iram se movimentar para que o objeto se mantenha em perfeito equilíbrio. Para o presente trabalho será utilizado o giroscópio mecânico devido o baixo custo e a facilidade do manozeio, será utilizado também o arduino como plataforma de programação devido a todos códigos serem open source e o custo e benefício. 1. Introdução Giroscópio é um dispositivo fundamental quando se fala em equilíbrio, todo equipamento que possui um sistema de equilíbrio tem giroscópio. Pesquisadores da Universidade de Stanford, em parceria com o grupo de pesquisa de defesa israelense Rafael, desenvolveram uma maneira de transformar o giroscópio de smartphones em um microfone.[dixit 2014] Neste trabalho haverá a uzilização da plataforma arduino para que haja um protótipo completo, com isso sera utilizado o arduino devido a ser uma plataforma fácil de se trabalhar e de fácil entendimento. 2. Metodologia O trabalho aqui proposto, tem como finalidade mostrar para os usuários que não é possível ter equipamentos de qualidade que os satisfaçam no quesito equilíbrio sem a ajuda do giroscópio, neste trabalho foi reunido características onde mostramos todo o processo de um giroscópio, suas principais funções e onde podemos encontrar equipamentos que utilizam desta tecnologia, para a conclusão deste projeto, sera desenvolvido uma pequena aplicação onde será mostrado todo um funcionamento de um giroscópio. 3. Desenvolvimento Para este trabalho foi feito a escolha de uma plataforma e um dispositivo onde ambos trabalharam juntos, a plataforma arduino, à escolhida tem o intuito de que mesmo com um simples projeto conseguiremos alcanças um produto robusto e com um ótimo custo e benefício. O dispositivo escolhido foi o giroscópio devido a funcionalidade do mesmo consiste em um perfeito balanceamento, foi escolhido este dispositivo devido ao trabalho necessitar que haja um perfeito equilibrio.

2 3.1. Conceitos de um Giroscópio Giroscopio é um dipositivo cujo sua funcionalidade consiste em um rotor perfeitamente balanceado, este balaceamento pode acontecer livremente em torno de seus eixos geométricos fazendo com que interceptem no seu centro de gravidade. Ao se colocar o dispositivo em uma suspenção caracterizada no tipo cardan, o giroscópio pode receber e adiquirir qualquer tipo de orientação, sendo assim todas elas no centro de massa que deve permanecer fixo no espaço. No início do século passado foi desenvolvido uma agulha giroscópica que indicasse o Norte Verdadeiro ai invés do Norte Magnético, essa agulha é um grande exemplo das proproedades e as aplicações formais do giroscópio. [Caron 2016] Muitos navios modernos utilizam este equipamento a cada vez mais a bordo, não apenas para obter uma referência de rumos e marcações, mas sim para servir como componentes básicos de um sistema de navegação inercial e prover dados de direção, a inércia giroscópia e a precessão estacionária são duas propriedades básicas de giroscópio que são exploradas. Os giroscópio foi introduzido atualmente em vários dispositivos eletrônicos de consumo em massa, além das aplicações em aeronaves, bússolas, sistemas de posicionamento global, etc., os fabricantes incorporam na tecnologia moderna sempre que um giroscópio permite um calculo de orientação e rotação.[cubiça 2014] Figura 1. Giroscópio (Fonte:[2012]) Aplicação dos Giroscópio Os girosrópio muitas vezes são utilizados como sensores inerciais na maioria das aplicações, devido a sua forte característrica de se opor à mudanças de direção com dispositivos sensíveis às velocidades angulares, o giroscópio tem a capacidade de ser referência em seu próprio eixo de rotação, promovendo uma variação de quantidade de movimento angular no tempo, fazendo com que seja possível a medição da velocidade angular, normalmente definido pela unidade de medição graus por segundo Característica de Giroscópio As principais características mais intrigantes de um giroscópio é de desafiar a gravidade, para que haja um bom entendimento de como é o funcionamento de um giroscópio é fazer

3 uma alusão a um processo rudimentar. Podemos tratar um giroscópio como um pedaço de madeira, imagina que este pedaço de madeira esteja em repouso sobre um bartante suspenso no ar, isso seria impossível, mas dependendo da maneira em que o mesmo é colocado sobre o fio esticado, ele pode perfeitamente se equilibrar e pender para qualquer um dos lados sem cair. Os giroscópios são utilizados em instrumentos como as bússolas, todo giroscópio pussui uma agulha que sempre aponta em uma mesma direção, isso faz com que melhore muito o mundo técnologico fazendo com que aparelhos possuam um sistema de navegação inerciais. Quando um aparelho é colocado, como um celular, os sensores do eixo conseguem informar para qual direção exatamente o produto esta se movendo, com isso a utilidade é ainda maior, sendo que o mesmo sistema é adotado a um piloto automático das aeronaves.[landim 2010] 3.4. Arduino O arduino é uma plataforma de prototipagem em eletrônica, com essa plataforma é possível possível o desenvolvimento desde projetos simples até mesmo aos mais robustos, o arduino foi elabolado por Massimo Bazi e David Cuartielles na itália em 2005 com o intuito de facilitar o desenvolvimento de projetos, controles de diversos sensores, motores entre vários outros componentes eletrônicos são possíveis através da plataforma arduino. O arduino é muito utilizado no mundo pelo fato de que todo o material disponibilizado pelo fabricante como a IDE de desenvolvimento e até mesmo bibliotecas para projetos são open-source, permitindo assim que seus usuários utilizem sem restrições.[eletrogate 2012] 3.5. Por que usar Arduino O arduino foi criado com o intuito de que toda a prototipação e desenvolvimento tivesse como objetivo a facilidade e com custos relativamente baixo e com isso o usuário não necessita de um amplo conhecimento na área de eletrônica, Os usuários utilizam esta plataforma sempre tendem a crescer cada vez mais, fazendo com que nunca falte dúvida na utilização do hardware ou software.[eletrogate, 2016] Quando se tem uma necessidade de envolver a eletrônica a um projeto, seja ela analógica ou digital, em que é preciso automatizar algo ou torná-lo inteligente, nós precisamos utilizar microcontroladores, esses componentes são como o processador do nosso computador, porém não precisam de memória RAM externa e nem armazenamento para o programa, um microcontrolador já possui internamente memória para o programa, memória RAM para os dados, e uma unidade de processamento, porém obviamente possuem um desempenho muito inferior a um processador. Hoje em dia os microcontroladores mais utilizados em projetos particulares de pessoas são os PIC da Microchip e os Atmega da ATMEL, e a pesar de muitas pessoas acharem que o Arduino é um microcontrolador, ele não é, o Arduino é apenas uma plataforma de desenvolvimento que utiliza os microcontroladores da ATEMEL.[MUNDO DOS HACKERS, 2013]

4 Figura 2. Figura ilustrativa de uma placa Arduino UNO(Fonte:TECHTUDO Autor:KARLA SOARES [2013]) Características do Arduino O hardware do arduino pode ser alimentada de duas maneiras, sendo elas através de uma porta usb ou por uma fonte de alimentação externa, a ligação feita pela alimentação externa é feita por através de um conector jack com um ponto positivo no cento do conector. Sendo essa conexão feita pelo conector jack a tensão da fonta deve sempre estar entre os limites de 6v. a 20v, porém caso o hardware alimentado possua uma tensão menos que 7v., a o equipamento pode ficar instável, devido a placa de um arduino uno é de 5v, e quando a placa recebe uma tensão maior do que 12v. o regulador de tensão da placa pode sobreaquecer e a placa ser denificada, por isso o recomendado é que para uma conexão de fonte externa sempre esteja no valores entre 7v. a 12v. [Souza 2013] 4. Considerações Finais O arduino tem vários atributos que podemos levar em consideração, um deles é a facilidade em obter códigos devido a plataforma ser open source, com isso o usuário tem uma grande vantagem para aprender sobre a plataforma. O giroscópio no século em que vivemos é fundamental, pois com ele conseguimos obter vários tipos de direção e saber com exatidão a localidade de varias coisas, para muitos equipamentos o giroscópio é primordial, como as aeronaves, elas não possuiriam piloto automático se não houvesse a existência do giroscópio. Referências Caron, F. (2016). Giroscópio. Cubiça, H. (2014). MODELAGEM, SIMULAÇÃO E CONTROLE DE UM GIROSCÓPIO.

5 Dixit, P. (2014). O giroscópio do seu smartphone pode ser usado para espionagem. Eletrogate (2012). Arduino Básico. Landim, W. (2010). Como Funcionam Acerelômetros e Giroscópio? MOURA, J. D. (2012). PROTÓTIPO DE MÃO ROBÓTICA DE BAIXO CUSTO PARA REABILITAÇÃO. Souza, F. (2013). Arduino UNO.