RESUMO EXPANDIDO DESENVOLVIMENTO DA ESTRUTURAÇÃO E PROGRAMAÇÃO DE UM ROBÔ AUTÔNOMO PARA FINS SOCIAIS, TECNOLÓGICOS E COMPETITIVOS

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1 RESUMO EXPANDIDO DESENVOLVIMENTO DA ESTRUTURAÇÃO E PROGRAMAÇÃO DE UM ROBÔ AUTÔNOMO PARA FINS SOCIAIS, TECNOLÓGICOS E COMPETITIVOS Autores : Lucas Eduardo Koch ERNZEN, Jessé de PELEGRIN Identificação autores: Bolsista PIBIC-EM/CNPq; Orientador IFC-Campus Luzerna. Introdução A área tecnológica cresce exponencialmente, incentivada pela demanda mundial na busca por meios autônomos para satisfazer os diversos setores industriais. A fim de motivar a pesquisa na área da robótica, principalmente no setor educacional nos cursos de engenharia e cursos técnicos de nível médio, foram criadas competições de robôs a nível nacional e mundial, que colocam a prova às tecnologias desenvolvidas por diferentes grupos de pesquisa que proporcionam a troca de informações e aprimoramentos tecnológicos. Estas competições, tem se mostrado uma grande ferramenta de incentivo ao estudo na área tecnológica, exatamente por seguirem um propósito de entretenimento. Desta forma, ao se direcionar para o setor industrial, os estudantes terão maior facilidade em proporcionar soluções importantes em linhas de processos fabris, automações, controles de robôs em meios insalubres entre outros. As competições são divididas em diversas categorias, e a que mais se aproxima do conceito de automação industrial é a de robô de sumô, sendo esta a escolhida para o desenvolvimento deste projeto, que tem por principal objetivo gerar a integração dos conteúdos das disciplinas propedêuticas e técnicas, e o resultado final a construção por completa do robô de sumo que possa participar de competições nacionais e internacionais. Material e Métodos A competição de robô de sumô tem como objetivo, empurrar o adversário para fora de um ringue que é feito de aço, com dimensões de 1,50 metros de diâmetros, todo pintado de preto com bordas brancas. A característica do robô segue algumas restrições básicas para poder competir, que são: dimensões de 20 x 20 centímetros, massa de no máximo 3 quilogramas e a partir do início do combate não pode haver interferências externas de comando.

2 O principal obstáculo no desenvolvimento de um robô autônomo é a implementação do sistema de controle. São dois aspectos que marcam esta barreira, num primeiro momento, requer-se de um sistema de controle de tamanho reduzido para não interferir na mobilidade do robô. Depois disso, a complexidade do algoritmo de programação é elevada por causa das trajetórias não pré-definidas, fazendo com que os conhecimentos adquiridos sejam testados. A partir destas restrições e obstáculos a construção do robô de sumo dividiu-se em: chassi, placa de potência, sensoriamento e placas de controle. O chassi utilizado partiu de (Lorenzi et al., 2014), conforme Figura I, desenvolvido em um projeto anterior. Figura I Chassi do Robô Para que o robô se situe, sensores foram instalados no chassi, para evitar que o robô saia do ringue e na parte superior para que o robô possa encontrar o oponente. A busca do adversário é feita através de sensores ultrassônicos, devido sua precisão e a grande faixa de varredura que possibilita uma ação rápida de localização. A placa de potência é a responsável pelos acionamentos dos motores, os quais são alimentados com uma tensão de 24Vcc oriundo das baterias de LiPo(líthiopolímero), as mesmas utilizadas em aeromodelos, devido sua alta potência e baixa massa. A Figura II apresenta a placa de potência, com os quatros relés responsáveis pelo

3 chaveamento e consequentemente a atuação do robô. Por serem motores de corrente continua, ao inverter a polaridade de alimentação dos motores, o sentido de giro é invertido, o que possibilita a mobilidade completa do robô. Figura II Placa de Potência O principal elemento que compõe as partes do robô é a placa de controle, apresentada na Figura III. Nesta esta acoplada o microcontrolador que trabalha como o cérebro que comanda todas as ações do robô a partir da programação inserida. A estratégia de luta esta toda estabelecida na lógica de programação configurada, desta forma, é extremamente importante os cuidados com o desenvolvimento do software, para obter um bom resultado nos combates. Figura III Placa de controles com sensores acoplados

4 Resultados e discussão O robô de sumô foi finalizado com êxito, apesar de encontrar algumas dificuldades durante a compatibilidade dos componentes estabelecidos. O principal elemento substituído foi o microcontrolador, primeiramente utilizou-se o PIC18f4550, mas devido a complexibilidade de interconexões entre os sensores optou-se em trocar para o arduinonano, que é menor e fácil comunicação com os problemas encontrados. A Figura IV apresenta o robô de sumô finalizado. Figura IV Robô de Sumô. A fim de testar a capacidade de tração, submeteu-se um teste de força onde o robô empurrou com efetividade um objeto de 32kg, ou seja, aproximadamente 11 vezes mais pesado que o robô. Conclusão O projeto do robô foi realizado com sucesso e com grandes avanços, um ponto forte deste robô é a utilização de imãs para aumentar sua força peso, uma vez que o ringue é de ferro. A utilização de 5 sensores de proximidade para garantir uma melhor precisão e a utilização de baterias de lipo que garantem uma eficiência energética muito superior a outros tipos de baterias. Portanto este projeto teve um impacto muito grande

5 no conhecimento dos alunos pela sua realização e aplicação. O projeto ficará nas dependências do campus Luzerna e disponível para que os novos alunos possam utiliza-lo para o aprendizado robótico e tecnológico. Referências ALVAREZ JÁCOBO, Justo Emilio, Desenvolvimento de um Robô Autônomo Móvel Versátil utilizando Arquitetura Subsumption, Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, p.. Dissertação (Mestrado). AZEVEDO, Fernando Mendes de; BRASIL, Lourdes Matos; OLIVEIRA, Roberto Célio Limão de. Redes neurais com aplicações em controle e em sistemas especialistas. Florianópolis, SC: Bookstore, p. ISBN BATISTA, Mariana Desireé Reale; QUINTELLA, Camila Mendes; CAMPOS, Camila Ribeiro. PROJETO ELETRÔNICO PARA CONSTRUÇÃO DE ROBÔ AUTÔNOMO DE SUMÔ. Disponível em: < Acesso em: 08 mar LORENZI, LUAN CIZESKI DE.; VARGAS, D.L. Robô de sumô robo autônomo com processamento distribuído. In: VII MICTI MOSTRA NACIONAL DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA E TECNOLÓGICA INTERDICIPLINAR, 2014, Araquari. : Instituto Federal Catarinense.