MELHORIAS NO KIT EDUCACIONAL PÊNDULO INVERTIDO MONTADO COM REEE Ricardo Teixeira da Silva Orientador: Sérgio Campello Oliveira 1.

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1 MELHORIAS NO KIT EDUCACIONAL PÊNDULO INVERTIDO MONTADO COM REEE Ricardo Teixeira da Silva Orientador: Sérgio Campello Oliveira 1

2 Roteiro Motivação Objetivos O Pêndulo Invertido Análise do Kit Pêndulo Invertido Adaptação e Implementação das Melhorias Resultados Conclusão e Trabalhos Futuros 2

3 Motivação Gerar recursos para aulas práticas Construir recursos com REEE Minimizar o custo de aquisição 3

4 Objetivos e Metas Melhorar o Kit Pêndulo Invertido Criar uma etapa de inicialização Adicionar sensores de fim de curso Enviar dados por requisição Criar códigos de comando Adicionar uma interface RS-232 4

5 O Pêndulo Invertido 5 Pêndulo de Stephenson-Kapitza Pêndulo Invertido com controle horizontal Proposta por Stephenson (1908) Kapitza (1951) explicou fisicamente o problema

6 O Pêndulo Invertido Contexto Educacional Teorias devem ser explicadas por meio de demonstrações experimentais (JUNG, 2011); Alunos de engenharia são mais propensos a serem ativos do que os reflexivos (FELDER, 1988); Sistemas de pêndulo invertido têm sido utilizados como o sistema de base experimental (JUNG, 2011). 6

7 O Pêndulo Invertido Contexto Educacional GLIP2001 da Googol Technology IP01 da Quanser 7

8 O Pêndulo Invertido Aplicações Comerciais - Elektor OSPV1 8

9 O Pêndulo Invertido Aplicações Comerciais - Double 9

10 O Pêndulo Invertido Aplicações Comerciais - Segway 10

11 Análise do Kit Pêndulo Invertido 11

12 Análise do Kit Pêndulo Invertido 12

13 Análise do Kit Pêndulo Invertido Hardware Montado a partir de Resíduos Eletrônicos; Utiliza a plataforma Arduino; Problemas com colisões; A correia e o motor podem ser danificados. 13

14 Análise do Kit Pêndulo Invertido Software Simplicidade ao comandar o carro; Posição inicial determinada manualmente; Não identifica o fim-de-curso; Transmissão de dados continuamente; Apenas comandos de posicionamento. 14

15 Adaptação e Implementação das Melhorias Diagrama de Estados 15

16 Adaptação e Implementação das Melhorias Sensores de fim-de-curso 16 Sensor óptico Sensor mecânico Sensor magnético

17 Adaptação e Implementação das Melhorias Sensores de fim-de-curso 17

18 Adaptação e Implementação das Melhorias Interface RS-232 18

19 Adaptação e Implementação das Melhorias Inicialização do Sistema O carro é deslocado para a esquerda; Quando sensor é ativado, o carro para; Inicia-se então a centralização do carro. 19

20 Adaptação e Implementação das Melhorias Requisição de Dados por Demanda Os dados dos sensores são enviados por meio de requisição; Código de comando específico. 20

21 Adaptação e Implementação das Melhorias Códigos de Comandos e Eventos Comandos de movimentação do carro; Comandos de controle; Códigos de configuração; Eventos e Exceções do Sistema. 21

22 Adaptação e Implementação das Melhorias DescriçãoCódigo RecebidoValor Enviado Parar 0- Mover para Direita 1 à 255- Mover para Esquerda -1 à -255- Obter Dados300 Novos dados: H,PL,VL,PA,VA Dados Originais: H,SL,TSL,SA,TSA,EC,EP Reiniciar301 - Receber Novos Dados302 - Receber Dados Originais303 - Redefinir Valores304 - Valores Configurados305 C,PF,PD,LE,LD Estado ESPERA-400 Parada por fim de curso-401 Comando Inválido-402 22

23 Resultados Alcançados Sensores de fim-de-curso 23

24 Resultados Alcançados Interface RS-232 e Códigos de Comando 24

25 Resultados Alcançados Inicialização do Sistema 25

26 Resultados Alcançados Requisição de Dados por Demanda 26

27 Conclusão O kit ficou mais resistente O motor é desligado nas colisões laterais. Dados enviados por requisição Evita que o canal serial fique congestionado; O cliente define quando quer os dados. Códigos de comando Permite saber o momento de uma colisão para que a devida providência possa ser tomada; Tratamento de códigos inválidos ; É possível reiniciar o sistema através de um código. Interface RS-232 É possível fazer o controle através dispositivos com este padrão. Diagrama de Estados Guia para a implementação do controle ou ainda outras melhorias que sejam necessárias. 27

28 Conclusão É possível utilizar o Kit Pêndulo invertido como recurso didático em disciplinas do curso de Engenharia de Computação Recursos montados com REEE podem equipar laboratórios de cursos de Engenharia de Computação Aproximar os alunos de problemas reais 28

29 Trabalhos Futuros Atrito do carro com o eixo pelo qual este deslizas Há a necessidade da fixação da estrutura de madeira Acúmulo do valor da variável que representa o disco codificado 29

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