Introdução à robótica

Transcrição

1 Núcleo de Robótica e Sistemas Cibernéticos Ensino pesquisa e extensão em robótica educacional e cibernética. Introdução à robótica Objetivo da aula 7: Entender o funcionamento de um controlador ou processador digital e suas aplicações à robótica. Projeto base: O seguidor de luz Prof. Eduardo Bento Pereira Aula 7-01 de julho de Aula do dia 01 de Julho de 2013

2 DSP s PICs FPGA s (e microcontroladores)

3 Oscilador (Clock) I/O s Processador Comunicação Memórias

4 Módulos de I/O: Tipos de I/O Conversão A/D (Resolução) Tipos de variáveis

5 Módulos de I/O: Exemplo 1. Sensor: Luz tipo LDR Funcionamento: Varia a resistência conforme a incidência de luz. Uso: Normalmente montado em um diverso de tensão ou circuito ponte de Wheaststone;

6 Módulos de I/O: Exemplo 1. Sensor: Luz tipo LDR Escuridão: resistência máxima, geralmente mega ohms. Luz intensa: resistência mínima, geralmente dezenas de ohms. Funcionamento: Varia a resistência conforme a incidência de luz. Uso: Normalmente montado em um diverso de tensão ou circuito ponte de Wheaststone;

7 Módulos de I/O: Exemplo 1. Sensor: Luz tipo LDR Funcionamento: Varia a resistência conforme a incidência de luz. Uso: Normalmente montado em um diverso de tensão ou circuito ponte de Wheaststone;

8 Módulos de I/O: Exemplo 1. O que isso faz???? Posso usar só o LDR?

9 Módulos de I/O: Exemplo 1. É preciso entender como funciona o circuito de entrada de um controlador digital! Principalmente o conceito de alta impedância.

10 Módulos de I/O: Exemplo 1. Então, não é só usar o que se aprendeu em Circuitos Elétricos I????

11 Módulos de I/O: Exemplo 1. Supondo a = 5 V, pode-se esperar que, dependendo do ajuste do Pot, Vo varie de 0 a no máximo 5 V

12 Módulos de I/O: Exemplo 1. Supondo a = 5 V, pode-se esperar que, dependendo do ajuste do Pot, Vo varie de 0 a no máximo 5 V Conversor A/D Se a entrada for de 8 Bits, por exemplo: a variação em decimal será de 0 a 255 e a variável será do tipo inteira armazenada em um posição de memória.

13 Arquitetura básica de um controlador digital: a memória! Oscilador (Clock) Tipo de memória; I/O s Processador Comunicação Posição de memória; Memórias Aplicação!

14 Arquitetura básica de um controlador digital: a memória! Tipo de memória; Posição de memória; Aplicação!

15 Módulos de entrada: Digitais Atentar para valores de ativação do nível lógico. Frequência de chaveamento dos sensores, etc.; Variável tipo Bit (1 posição de memória). Analógicas Resolução dependente do número de Bits -> Tipo de variável (1 Byte, 2 Bytes, Int, Float ); Taxa de amostragem. Especiais Frequência; Sensores de temperatura: termopar, termoresistência.

16 Módulos de saída: Digitais Frequência de chaveamento dos sensores, etc. Máxima corrente de saída; Tipo de variável (Boolean: bit 0 ou 1). Analógicas Resolução dependente do número de Bits -> Tipo de variável (1 Byte, 2 Bytes, Int, Float ); Corrente máxima de saída. Especiais PWM; Protocólos de comunicação, sistemas de video e som, etc.

17 Número e tipo de I/O s; Velocidade de processamento (Clock); Linguagens de programação; Tamanho e tipo da memória; Compiladores e Ambientes de desenvolvimento; Gravadores.

18 Características: Tamanho: 5,3cm x 6,8cm x 1,0cm; Microcontrolador: ATmega328; Tensão de operação: 5V; Tensão de entrada (recomendada): 7-12V; Tensão de entrada (limites): 6-20V; Memória Flash: 32KB (dos quais, 0,5KB são usados pelo bootloader) SRAM: 2KB EEPROM: 1KB

19 Características: Tamanho: 5,3cm x 6,8cm x 1,0cm; Microcontrolador: ATmega328; Tensão de operação: 5V; Tensão de entrada (recomendada): 7-12V; Tensão de entrada (limites): 6-20V; Memória Flash: 32KB (dos quais, 0,5KB são usados pelo bootloader) SRAM: 2KB EEPROM: 1KB

20 Características: Tamanho: 5,3cm x 6,8cm x 1,0cm; Microcontrolador: ATmega328; Tensão de operação: 5V; Tensão de entrada (recomendada): 7-12V; Tensão de entrada (limites): 6-20V; Memória Flash: 32KB (dos quais, 0,5KB são usados pelo bootloader) SRAM: 2KB EEPROM: 1KB

21 Digital I/O 14 Pinos de I/0 digitais (6 podendo ser saídas PWM); Corrente DC por pino I/O: 40 ma;

22 Digital I/O 14 Pinos de I/0 digitais (6 podendo ser saídas PWM); Corrente DC por pino I/O: 40 ma;

23 Digital I/O V 5 V 10 Bits = 256 = 2 8

24 Digital I/O Instrução

25 Digital I/O Saída digital (0 a 5 V) Pinos ={3, 5, 6, 9, 10, 11} Instrução

26 Digital I/O Saída digital (0 a 5 V) Pinos ={3, 5, 6, 9, 10, 11} Instrução 0 a a 5 V

27 V 5 V Analog Input 10 Bits = 1024 = 2 10

28 Clock 16 MHz Oscillator

29 Arduíno IDE Programação USB

30 Sources

31 Net

32 Materiais: Arduíno, Sensores LDR 3 mm, conjunto de rodas com redução, shieldmotor, base DVD/CD usado, roda livre, bateria de 7.2 V. Confeccionar o shield sensor de luz. Especificações: O robô deve seguir uma fonte de luz que esteja entre 20 a 30 cm dele. Esta fonte é uma lâmpada de 60W. Objetivo: Aprofundar o conhecimento na programação em linguagem C aplicada ao arduíno e confecção de PCB.

33 Próximo módulo: A programação! Oscilador (Clock) I/O s Processador Comunicação Assembly e linguagem C. Memórias

34 Obrigado! Tudo posso naquele que me fortalece! Fl. 4-13