TÓPICOS DE INTRODUÇÃO AO LABVIEW E SUA APLICAÇÃO NA ROBÓTICA MÓVEL

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1 TÓPICOS DE INTRODUÇÃO AO LABVIEW E SUA APLICAÇÃO NA ROBÓTICA MÓVEL Proponente: Gabriela Lígia Reis Instituição: Universidade Federal de São João del-rei. gabireis10@yahoo.com.br Área Temática: Software de programação em blocos, aplicado à robótica. Duração: 6 horas. Pré-requisitos: Programação básica. Recursos a serem utilizados: Todos os recursos a serem utilizados já foram disponibilizados no LACOI. Materiais para impressão: Apostila. RESUMO: Por meio da instrumentação virtual é possível reduzir custos com instrumentos específicos para cada medição e ainda monitorar diferentes plantas em ambientes industriais. Neste cenário, o software LabVIEW vem sendo largamente utilizado, principalmente devido à sua flexibilidade e qualidade. Considerando estes aspectos, a proposta deste minicurso consiste em capacitar os alunos a trabalhar com as estruturas básicas de programação em blocos presentes nesse software, verificar na prática suas aplicações na robótica móvel.

2 Palavras Chave: Instrumentação, LabVIEW, Robótica móvel. 1. INTRODUÇÃO: O LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) é uma linguagem de programação gráfica originária da National Instruments. A primeira versão surgiu em 1986 para o Macintosh e atualmente existem também ambientes de desenvolvimento integrados para os Sistemas Operacionais Windows, Linux e Solaris. Os principais campos de aplicação do LabVIEW são a realização de medições e a automação. A programação é feita de acordo com o modelo de fluxo de dados, o que oferece a esta linguagem vantagens para a aquisição de dados e para a sua manipulação. Os programas em LabVIEW são chamados de instrumentos virtuais ou, simplesmente, IVs. São compostos pelo painel frontal, que contém a interface, e pelo diagrama de blocos, que contém o código gráfico do programa. O programa não é processado por um interpretador, mas sim compilado. Deste modo a sua performance é comparável à exibida pelas linguagens de programação de alto nível. Desta forma, com este software e sua placa de aquisição, é possível desenvolver, por exemplo, osciloscópios e multímetros, e visualizar medidas de temperatura e pressão, tendo um custo significantemente menor em comparação com o custo de um instrumento real, permitindo flexibilidade e qualidade. Em 2010, percebendo o crescimento da robótica e da utilização de kits didáticos de robôs, a National Instruments incorporou ao LabVIEW os blocos de programação para o robô LEGO modelo mindstorms. Tais robôs são compostos de blocos do tipo LEGO, com unidades de processamento, partes móveis e de instrumentação (sensoriamento remoto, etc.) acopláveis de acordo com o interesse e imaginação. Sendo assim, por ser uma linguagem gráfica e de alto nível, o software LabVIEW se mostrou uma escolha bastante acertada para programar esse tipo de robô. Apesar de ser confortável programar sem código, não se deve esquecer que no LabVIEW é muito importante planejar muito bem o projeto antes de se passar à realização dos IVs, pois pequenas mudanças podem ocasionar profundas reestruturações do programa. 2. OBJETIVOS: O objetivo deste minicurso consiste no ensino das estruturas básicas do software LabVIEW, desde estruturas CASE (se-senão) até estruturas mais complexas, como a máquina de

3 estados e também a criação de uma interface virtual. Para isso, serão utilizados os robôs da LEGO, como uma forma de tornar as aulas mais práticas e dinâmicas. 3. JUSTIFICATIVAS: A possibilidade de utilizar o LabVIEW para várias aplicações de instrumentação e controle, por um custo bastante inferior ao que teriam os instrumentos de medição propriamente ditos, bem como a sua flexibilidade e qualidade fazem com que este software esteja sendo utilizado amplamente em ambientes industriais. Como exemplos de utilização do LabVIEW é possível citar: Sistema de monitoramento da qualidade da energia elétrica baseado em PC; desenvolvimento de testes semiautomatizados de miniestruturas; previsão de vida à fadiga dos engates dos vagões de transporte de carvão; e até mesmo monitoramentos de circuito de condicionamento para medir os esforços dos membros superiores e inferiores de pacientes paraplégicos. 4. MATERIAIS E MÉTODOS: Para a realização do minicurso serão utilizados seis computadores, sendo dois alunos para cada computador, um notebook, um data show e seis robôs LEGO modelo mindstorm. Para isso, as aulas deverão ser ministradas no LACOI (Laboratório de Controle e Instrumentação), que dispões de toda estrutura necessária. O curso será dividido em três etapas: Apresentação do software LabVIEW e suas aplicações; Exposição dos blocos e estruturas básicas de programação; Aplicação na robótica móvel. 4.1 Apresentação do software LabVIEW e suas aplicações Nesta etapa inicial serão feitas uma introdução aos alunos sobre a importância do software e algumas considerações sobre o modelo de fluxo de dados. Desta forma, será apresentada aos alunos a placa de aquisição da National e a interface do software.

4 4.2 Exposição dos blocos e estruturas básicas de programação Na segunda parte do minicurso serão apresentados os principais blocos de programação do LabVIEW, bom como as estruturas de programação mais básicas. Serão apresentados ainda os blocos do NXT (relacionados aos robôs da LEGO ) e estruturas mais complexas como a máquina de estados. Ainda nesta etapa, os alunos terão a oportunidade de verificar como pode ser feita a calibração de um sensor por meio do LabVIEW e como criar uma interface virtual para fazê-la. 4.3 Aplicação na robótica Por fim, serão propostos desafios a serem realizados com os robôs, de forma que os mesmos possam cumpri-los de forma autônoma. Nesta última etapa, os alunos terão a oportunidade de desenvolver os conhecimentos adquiridos e aprender um pouco sobre robótica móvel. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: FERREIRA, R. F.; LINS Z. D.; CAVALCANTI, M. C. Virtualização de instrumentos industriais utilizando o LabVIEW. In: VIII Conferência Internacional de Aplicações Industriais, 2008, Poços de Caldas. FARIA, U. C.; CARVALHO, A. A. Desenvolvimento de um Programa em LabVIEW e de um Circuito de Condicionamento para Medir os Esforços dos Membros Superiores e Inferiores de Pacientes Paraplégicos, Bioingeniería y Física Médica Cubana, 3 (1) SANTOS, L. C.; BERALDO, F. P.; HEMANDEZ, L. F.; CARVALHO R. A. M.; SILVA, M. L. P. Desenvolvimento de testes semi-automatizados de miniestruturas. Revista Brasileira de Aplicações de Vácuo, v. 25, n.2, 75-81, MORGADO, T. L. M.; BRANCO, C. M.; INFANTE, V. Previsão de vida à fadiga dos engates (rabetas) dos vagões de transporte de carvão. Revista da Associação Portuguesa de Análise Experimental de Tensões, v. 14, pg 35-43, BATISTA, J.; MARTINS, J. S.; AFONSO, J. L. Sistema de Monitorização da Qualidade da Energia Eléctrica Baseado em PC. In: 8º Congresso Luso-Espanhol de Engenharia Eletrotécnica, 2003, Vilamoura, Algarve, Portugal.

5 SOUSA, M. V.; REIS, G. L.; ALMEIDA, V. M. O.; SOUZA L. F. F.; BARROSO, M. F. S.; AMARAL, G. F. V.; NEPOMUCENO, E. G. A robótica educativa como instrumento de apoio ao ensino da matemática e da física. In: I Mostra Nacional de Robótica, 2011, São João Del-Rei.