A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Atelier de Formação Iniciação à robótica móvel Associação.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Atelier de Formação Iniciação à robótica móvel Associação."— Transcrição da apresentação:

1 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Atelier de Formação Iniciação à robótica móvel Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Princípios de Construção Mecânica e Electrónica de um MicroRobot Móvel Autónomo

2 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Robô móvel autónomo, capaz de: Seguir uma pista Subir e descer uma rampa Detectar cores Detectar obstáculos Avisar por meio de som/luz Vídeo Robotica 2006

3 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Princípios de Construção Face à complexidade do tratamento das informações recolhidas nos sensores, decidiu-se pelo controlo por microcontrolador. Face ao tipo de piso e à necessidade de rapidez, optou-se por uma tracção diferencial, com duas rodas motrizes e uma roda de apoio livre.

4 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Tecnologia? Keep It Seriously Simple

5 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Construção da Plataforma Factores a ter em conta: –Simplicidade Minimizar o número de partes móveis e a complexidade do robô –Robustez resistência aos impactos

6 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Modularidade Materiais aconselhados para a plataforma: Vidro acrílico, PVC ou contraplacado O robô deve ser composto por um grupo de módulos que se interliguem de tal forma, que um dos módulos possa ser substituído sem necessidade de remoção dos restantes.

7 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Materiais aconselháveis PVC Vidro acrílico Contraplacado Colas

8 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Estrutura Mecânica Forma (plataforma simples): Roda livre Vista de baixo Motores Vista Lateral

9 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Estrutura Mecânica Forma (plataforma dupla): Roda livre Vista de baixo motores Vista Lateral

10 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Estrutura Mecânica Estrutura Mecânica (Sugestão) Sensor de obstáculos Placa controlador roll-on servos Sensor de pista bateria

11 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Geometria do problema Localização dos sensores de pista Geometria da rampa A rampa, com 25º de inclinação, coloca problemas : –quanto à localização do centro de gravidade, –quanto ao binário disponível para a superar e –quanto à geometria e localização dos sensores.

12 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Geometria do problema Here we go!!!!!!!!!!!!!!

13 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Geometria do problema O centro de gravidade do carro deverá estar centrado e o mais baixo possível, de modo a que em plena rampa, não caia fora dos pontos de apoio das rodas

14 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Geometria do problema Quanto à localização dos sensores de pista, importa reparar que no início da subida estes se afastam do solo, podendo deixar de sentir a pista, como se vê na figura.

15 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Geometria do problema Pelo contrário, no fim da subida, os sensores aproximam-se perigosamente do solo, podendo ficar presos.

16 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Geometria do problema Assim, e tendo em conta a geometria do problema, sugere-se a localização dos sensores próximo dos eixos das rodas.

17 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Geometria do problema Os sensores de pista devem estar o mais afastados possível das rodas motrizes.

18 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Motores Existem 3 tipos possíveis de motores –CC (corrente contínua) - mais potentes, controlo difícil, caros, exigem mais electrónica. –Passo-a-Passo - pouco potentes, pesados, controlo muito fácil. –Servos - muito potentes, leves, controlo fácil e baratos – foi a opção tomada.

19 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Motores CC Como controlar o motor CC –A inversão de marcha exige uma ponte H como a da figura M + - En Dir Frente Trás

20 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Motores Podemos construir uma ponte com componentes discretos - os transístores funcionam, como interruptores. M - + Controlo Avanço Controlo Recuo

21 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Motores Podemos utilizar um circuito integrado como o L293D que contem duas pontes, já protegidas com díodos para correntes até 600 mA.

22 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Motores O circuito integrado L293D vai ter duas alimentações. Uma para comando (5V) e outra para potência (9.6 V). A Tabela permite programar o movimento em qualquer sentido (conjugando 2 sinais)

23 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Motores Controlo de velocidade Utiliza-se um sinal PWM (Pulse Width Modulation) A velocidade do motor varia proporcionalmente à área debaixo da porção positiva de cada período T T T média

24 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Motores Ajuste da velocidade e do binário O motor, por si só, não se encontra preparado para ser usado directamente num robô –Problema - velocidade excessiva (>5000 rpm) e binário disponível insuficiente. –Solução - Uso de sistemas de engrenagens que reduzam a velocidade de rotação e aumentem o binário disponível.

25 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Motores Vantagens –Torna possível a utilização de microcontroladores –Reduz as perdas térmicas nos componentes, pois nem sempre a tensão é aplicada.

26 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Motores Relação binário/velocidade Nº dentes roda 1 1 T 2 2 T 1 Nº dentes roda 2 Nº dentes roda 1 Nº dentes roda 2 Relação transmissão =

27 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Rodas O diâmetro das rodas irá condicionar a velocidade do robô. Rodas maiores Velocidade linear maior Num minuto, uma roda desloca-se: s = 2.. R. nR - raio da roda n - nº de rotações p/minuto

28 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Motores Servo Os servomotores são motores particularmente concebidos para o modelismo. Potentes, de baixo consumo, leves, resistentes ao choque e baratos.

29 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Motores Servo Características

30 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Motores Servo No seu uso normal os servos rodam ângulos que dependem da largura do impulso fornecido Para o uso em robôs móveis, é necessário adaptá-los para rotação contínua.

31 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Modificar um Servomotor Agora que já sabe como funciona um servomotor, vamos descrever como pode transformar um servomotor R/C num excelente motor de corrente contínua com redutor de velocidade. O que se vai fazer é modificar o servo de modo a que este funcione sem batente e sem electrónica de controlo.

32 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Modificar um Servomotor Os passos seguintes ajudá-lo-ão a realizar as modificações. Retire o parafuso que prende a flange ao eixo do servo.

33 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Modificar um Servomotor Abra a caixa removendo os 4 parafusos localizados na base do servo. A tampa da base deve ser retirada lentamente e com cuidado. Remova a tampa do topo da caixa.

34 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Modificar um Servomotor Tenha cuidado em anotar o modo como estão dispostas as rodas dentadas e remova-as do topo do servo. Coloque-as sobre uma folha de papel pela mesma ordem com que estavam no servo. A roda dentada fina ao centro não precisa ser retirada.

35 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Modificar um Servomotor Seguidamente, é preciso remover da caixa a placa do circuito electrónico. Para isso, vai ser necessário dessoldar os terminais do motor que estão directamente inseridos na placa.

36 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Modificar um Servomotor Localize e remova o pequeno parafuso philips do potenciómetro na figura e retire o conjunto placa de circuito impresso+cabo+potenciómetro.

37 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Modificar um Servomotor Dessolde o cabo (ou corte- o) e use os condutores encarnado e preto para ligação directa aos terminais do motor. Deixe o condutor de sinal (branco ou amarelo) sem ligação.

38 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Modificar um Servomotor Remova o batente da roda dentada como se indica na figura (use x-acto ou alicate).

39 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Modificar um Servomotor Volte a colocar as rodas dentadas nos seus lugares, começando pela do meio. Quando todas estiverem colocadas, coloque as duas tampas. Finalmente aperte os quatro parafusos da caixa. Os servos estão finalmente em condições de serem utilizados no seu robot. Teste o servo, com uma tensão CC de 6V.

40 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Sensores Tipos de problemas a resolver: detecção de obstáculos a curta distância seguimento de pista detecção de cores seguimento de paredes detecção de inclinação

41 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Sensores- detecção de obstáculos Por toque (contacto) com interruptores mecânicos ou whiskers.

42 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Sensores- detecção de obstáculos Por IV a distância Não alterar!!

43 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Sensores- detecção de obstáculos

44 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Sensores- detecção de obstáculos

45 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Sensores- detecção de pista Sensor de pista Este dispositivo possui três sensores infra-vermelhos que permitem detectar por reflexão, o contraste preto- branco da linha preta face ao fundo branco.

46 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Sensores - detecção de pista É constituído por três pares emissor/receptor idênticos constando cada um de um led emissor na banda dos infra-vermelhos e de um fototransístor sensível na mesma banda. Como a cor preta absorve as radiações e a cor branca as reflecte, temos assim o nosso fototransístor (sensor) a conduzir ou não. Os três leds são activados sequencialmente através de um microcontrolador, efectuando-se as leituras dos fototransístores nesses instantes.

47 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Sensores- detecção de pista

48 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica LDR (índice de reflexão monocromático) LDR (índice de reflexão RGB) Sensor de cores Que Solução? Detecção de Cores

49 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Sensores- detecção de cores O detector de cores é constituído por um divisor potenciométrico: uma resistência ajustável e uma LDR (o sensor). O mais económico. Sensível às variações de luz ambiente.

50 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Sensores- detecção de cores Seria sempre preferível ligar sequencialmente as cores RGB (3 leds) e efectuar medições separadas, mas isso não constitui um valor acrescentado para uma decisão rápida sobre a cor). Sensível à variação da luz ambiente.

51 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Sensores- detecção de cores Sensor CCD Muito caro. Tem o problema de diferenciar o prateado do branco

52 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Sensores-detecção de Inclinação

53 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Sensores-detecção de Inclinação Pendulo Sem custos! Solução eficaz. Permite saber o ângulo de inclinação.

54 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Avisadores Sonoro – bezouro Luminoso - LED

55 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Microcontrolador Picaxe 28X Características: 600 linhas código 21 pinos E/S 9-17 saídas 0-12 entradas 0-4 entradas A/D 2 saídas PWM

56 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Linguagens de programação PBasic (compatível com Basic Stamp) Ambiente integrado de desenvolvimento com suporte para programação gráfica por fluxogramas. Editor, compilador, programador e debugger incorporados.

57 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Etapas de trabalho Desenhar –Cuidado com as medidas Cortar e furar –Resistência e simplicidade Circuito (esquema) –Aproveitar todas as potencialidades do Picaxe Circuito (PCB) –Breadboad, placa de circuito impresso Programação –Em pequenos blocos e sucessivos testes

58 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Etapas de trabalho - desenhar

59 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Etapas de trabalho - desenhar

60 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Etapas de trabalho - desenhar O desenho do chassis em papel facilita o corte do PVC e a dobragem

61 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Etapas de trabalho – cortar e furar Operações de corte, dobragem, furação

62 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Placa do controlador - Breadboard São ideais para montar pequenos circuitos. Permitem fazer alterações de forma rápida. Podem surgir problemas de maus contactos.

63 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Placa do controlador - Stripboard O Stripboard é uma placa que possui pistas paralelas de cobre num dos lados. As pistas estão separadas de 0.1" (2.54mm) e nelas existem furos espaçados de 0.1" (2.54mm). Circuito em Stripboard (pistas do lado do cobre).

64 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Placa do controlador - Stripboard Os Stripboard são utilizados para realizar circuitos permanentes utilizando soldadura. São ideais para fabricar pequenos circuitos com um ou dois circuitos integrados (chips). Cortes e reparações no stripboard. Testes das ligações

65 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Pontos de teste V

66 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Esquema de ligações M2 M1 9V 9,6V Alimentação dos sensores Ligação ao cabo série para programar Sensor de pista (3inputs) Sensor de obstáculos (2outputs) Sensor de obstáculos (1input) Sensor de cor Bezouro Led

67 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Placa do controlador - PCB A solução mais difícil de concretizar. Melhores resultados. A mais cara.

68 DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Contactos ANPEE Picaxe


Carregar ppt "DearRobot 2007DearRobot 2007 Associação Nacional de Professores de Electrotecnia e Electrónica Atelier de Formação Iniciação à robótica móvel Associação."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google