ESCOLA ESTADUAL DESEMBARGADOR MILTON ARMANDO POMPEU DE BARROS

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1 1 ESCOLA ESTADUAL DESEMBARGADOR MILTON ARMANDO POMPEU DE BARROS Elisângela Mazei da Silva Dyonathan Dallison Feliciano Mota Leonardo Fernandes Scarpin Tiago dos Santos Ferreira AUTOMAÇÃO DE ROBÔS DE RESGATE ATRAVÉS DA PLATAFORMA ARDUÍNO Colider 2013

2 2 Sumário 1 INTRODUÇÃO METODOLOGIA CONSTRUÇÃO DO ROBÔ DE RESGATE RESULTADOS E ANÁLISE DE DADOS CONCLUSÃO REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 15

3 3 1 INTRODUÇÃO Tendo como base o projeto anterior que promoveu a automação de um robô seguidor de linha (figuras 1 e 2) utilizando o Arduíno como controlador, surgiu a possibilidade de trazer até a MNR uma versão melhorada do robô utilizando-o para situações de resgate. A escolha pelo Arduíno se deu por ser uma simples placa micro controlada, com um ambiente de desenvolvimento para escrever softwares para a mesma (ARDUINO, 2011). Esta placa contém dispositivos de proteção como capacitores, diodos e resistores que evitam que possíveis erros causados por usuários inexperientes danifiquem o microcontrolador, além de possuir portas para comunicação que segue o padrão Electronic Industries Association (EIA) RS-232, que se trata de uma padronização de uma interface de comunicação entre equipamentos, disponibilizando ainda portas de entrada e saída analógicas e digitais com ou sem Modulação de Largura de Pulso em inglês Pulse Width Modulation (PWM). Sua arquitetura simples permite o controle de diversos outros hardwares através de um computador de uso pessoal (PC). Seu de ambiente de desenvolvimento, também gratuito, disponibiliza ao usuário diversos exemplos de algoritmos em C++ além das bibliotecas que auxiliam na criação de rotinas e cálculos matemáticos dentro de um algoritmo (TSUKAMOTO, 2011). O desenvolvimento da robótica na escola possibilitou a criação do grupo por terra, água e ar que visa construir robôs autônomos para os três meios assim os alunos, após explorarem o material, passam a utilizar sucatas eletrônicas para criarem novos robôs, tendo sempre como plataforma de programação o Arduíno. Atingindo a definição de robótica que é construir robôs ou outros mecanismos que consigam desempenhar tarefas autonomamente, como se locomover sozinho ou levantar um objeto (Santo mauro, 2008). Lieberknecht (2009, grifo do autor) define robótica como a ciência que estuda a montagem e a programação de robôs. Os robôs podem ser caracterizados como dispositivos autônomos reprogramáveis controlados por um programa de computador. Este por sua vez pode ser armazenado no próprio robô (robôs móveis), ou em um computador ao qual o robô está ligado (robô de mesa).

4 4 Este projeto tem como objetivo construir um robô autônomo de resgate, estudar e entender a plataforma Arduíno e a inserção de mais sensores como o de gás, entre outras alterações e trabalhar em grupo, através do Projeto Por terra água e ar, despertando o companheirismo, a interação, a cooperação e a capacidade de liderança dos alunos além desenvolver a organização do tempo e do espaço e participar da Feira de Ciências etapas municipal, estadual e nacional e da Mostra nacional de Robótica A justificativa para adotar hardwares baseados na plataforma computacional livre Arduíno se deve ao seu formato que mantém sua arquitetura e demais projetos de hardware protegidos pela licença Creative Commons Attribution Share-Alike 3.0, na qual prevê direitos autorais além de permitir trabalhos derivados, tanto pessoais como comerciais desde que seja dado crédito ao Arduíno e que estes trabalhos sejam enquadrados sob a mesma licença. Figura 1:Carro utilizado na MNR 2012 base para o carro de resgate

5 5 Figura 2 : Ligações de Ponte H carro METODOLOGIA Primeiramente observou-se os materiais disponíveis para a complementação do robô, que se constituía em placa Arduíno, jogo de rodas, motores, sensores de distancia e sensores seguidores de linha e acrescentou-se sensores de gás, temperatura, foram trocadas o sistema de rodas e tração por um sistema de esteira a fim de proporcionar maior possibilidades de locomoção. Vale ressaltar que de acordo com o projeto as rodas seriam substituídas por pernas, mas devido ao gasto e a difícil montagem das mesmas optou-se por utilizar esteiras que servem ao propósito de ultrapassar os obstáculos quando se tratar de pequenas elevações e utilizou-se um sensor de presença para desviar de obstáculos maiores. Terminando na transformação do robô seguidor de linha em um dispositivo de salvamento para operações em áreas de difícil acesso como desmoronamentos, áreas afetadas por terremotos e outros foi instalado um sensor de gás acoplado a um sistema de luz para informar a incidência de gás ou não, assim como o sensor de temperatura, tudo programado de acordo com as necessidades para a sobrevivência de seres humanos.

6 6 3 CONSTRUÇÃO DO ROBÔ DE RESGATE montagem da esteira. Após perceber a inviabilidade da construção das pernas passou a l Figura 3: engrenagens da esteira A Esteira Tamiya foi usada na construção do robô de resgate, por que ela teria uma facilidade a mais para o robô na hora de um resgate, ela pode tanto andar em lugares planos quanto em lugares que tenha escombros.

7 7 Figura 4: Caixa de redução dos motores A caixa de redução de motores tamiya, ela foi selecionada por que ela seria uma das partes mais importante do robô porque ela proporciona que o robô tenha uma facilidade tanto para virar a esquerda tanto para direita. Figura 5: esteira A corrente de esteira tamiya foi montada corretamente, para que na hora do teste ela não fique pulando, e se não caso acontecer isto o robô não vai andar corretamente em linha reta.

8 8 Figura 6: Esteira na base acrílica Depois que o chassi de acrílico foi todo montado, nos fixamos a caixa de redução e motores sobre o chassi, eu o chassi foi todo montado com acrílico o acrílico é uma placa de plástico que possui uma grande resistência, ele é muito difícil de achar mais por ser um produto muito utilizado, buscamos construir um chassi de acrílico, porque ele te uma grande resistência e tem uma grande densidade deste plastico duro que é dificilmente de se cortar.

9 9 Figura 7: roletes Quando terminamos de por a caixa de redução e motores sobre o chassi montamos os roletes e as rodas matriz. Figura 8: base do robõ Com os roletes e a rodas matriz montados sobre o chassi eles foram alinhados corretamente para que nada saia errado no teste, essa parte teve que ser

10 10 refeita duas vezes pois a falta de alinhamento perfeito faz com que o robô ande lateralmente. Figura 9: alinhamento da esteira corretamente. Aqui nos temos já a esteira completamente pronto alinhada Figura 10: vista lateral

11 11 roletes e das rodas matriz. Com a vista do lado do robô pode se observar o alinhamento dos Figura 11: vista frontal redução. Com a vista de trás do robô pode se ver como foi fixado a caixa de Figura 12: vista de cima

12 12 Pela vista de cima podemos ver o espaço que há no chassi para fazer uma estrutura para a bateria. Figura 13: anexo o arduíno Apos terminamos de montar o chassi montamos uma estrutura de acrílico para fixar o Arduíno em cima da caixa de redução. Figura 14: acoplando a bateria

13 13 Depois de por o Arduíno sobre a caixa de redução e de montar a estrutura para a bateria posicionamos ela na frente do motor de redução e motores. Figura 15: Palaca com a ponte H A placa perfurada foi utilizada para inserir a Ponte H alguns resistores eu até mesmo alguns sensores assim montando umas das partes mais importante do projeto, que serão interligados ao Arduíno e assim ligamos os fios da ponte H corretamente no Arduíno. Figura 16: estrutura para receber a placa

14 14 perfurada. Com um pedaço de papelão fizemos uma estrutura para por a placa Figura 17: vista lateral que foi montada. Com a vista da lateral do robô pode se ver toda a estrutura de papelão Figura 18: com Arduíno e ponte h e sensores

15 15 Com os fios da Ponte H ligados corretamente ao Arduíno, fizemos testes com os sensores e tudo ocorreu bem e concluiu-se o projeto com sucesso. 4 RESULTADOS E ANÁLISE DE DADOS Com o Robô teoricamente pronto iniciou-se a elaboração junto ao grupo de um programa para rodar no Arduíno e executar as operações indicadas. O Arduíno é um hardware que obedece funções que o são programados. A linguagem mais utilizada para se escrever linhas de códigos que rodem no Arduíno é C++. Com o código pronto começaram os testes, ocasionando certa aflição, pois o robô não atinge a meta esperada, logo foi necessário o aperfeiçoamento código. Com o código funcionando o robô atingiu o resultado esperado. 5 CONCLUSÃO Com o desenvolvimento do projeto conseguiu dar continuidade as atividades de robótica na Escola Estadual Desembargador Milton Armando Pompeu de Barros a experiência resultou em vários projeto e um deles foi o robô de resgate. Também foi adquirida experiência para sugerir, melhorias no robô que continuará com a ideia de ser autônomo ainda com a finalidade de ser uma tecnologia para auxilio em resgates de auto risco, como incêndios, vazamentos de gases, ou terremotos, mas agora com a utilização do Xbe para controle a maiores distâncias. Essas melhorias pretendem dar continuidade ao projeto no ano de 2014, proporcionando maior amplitude na aprendizagem através da robótica. 6 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Press, BAGNALL, B. Maximum Lego NXT: Building Robots with Java Brains. Variant

16 16 MAIA, Lady Daiana O.; Silva, Vandermi J. da; Rosa, Ricardo E.V. de S.; Junior, Vicente F. de Lucena; Neto, José P. Queiroz ; A robótica como ambiente de programação utilizando o kit Lego Mindstorms. Acesso em 20 de março de QUINTANILHA, Leandro Irresistível robô, Disponível em: < Acesso em 20 de março de TSUKAMOTO, Rafael Takashi. Utilização de uma unidade de medição inercial para controle de estabilização de uma plataforma. Trabalho de conclusão de curso de Licenciatura em computação, UNEMAT, Colid/MT 2011.

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