HellBot Robô direcionado por fontes de calor

Índice  Introdução  Metodologia :  Mecanismo;  Hardware;  Interface Comunicação;  Software NXT;  Hardware de medição de temperatura;  Software myRIO;  Resultados

Introdução O presente projeto tem como objetivo aplicar os conhecimentos obtidos na disciplina de Metrologia, através da construção de um robô direcionado por fontes de calor.

Introdução O projeto aplica conceitos de:  medição de tensão, resistência e temperatura;  Obtenção de média de amostragem;  estimativa de incertezas e erros;  Correção de erros sistemáticos;  Cálculo de posicionamento.

Metodologia O robô é construído a partir de:  Kit LEGO MINDSTORMS NXT;  Incluindo peças, atuadores e controlador  Termistores NTC e resistores de precisão;  Placa NI myRIO;  Sistema de comunicação NXT/myRIO a transístor.

Mecanismos Os mecanismos do robô são construídos com as peças do kit LEGO MINDSTORMS NXT. O robô é baseado em um modelo apresentado no manual do kit, alterado para atender aos requisitos do projeto.

Mecanismos

Os atuadores do kit NXT são controlados pelo próprio controlador NXT. Esta é a única finalidade do controlador no projeto.

Mecanismos Todo o processamento de “inteligência” do robô é executado pela placa NI myRIO. Construímos uma interface de comunicação entre myRIO e NXT.

Software NXT Desenvolvemos o software embarcado no NXT. O mesmo recebe um sinal digital combinacional de 2 bits e executa o movimento adequado.

Interface combinacional Os estados do sinal combinacional são:  00. Robô aguarda parado;  01. Robô gira à direita;  10. Robô gira à esquerda;  11. Robô move-se para a frente.

Software NXT

Construímos o hardware de medição de temperatura. Utilizamos termistores NTC.

Software NXT A medição de temperatura se baseia na medição da resistência através de um divisor de tensão com um resistor de valor conhecido. Utilizamos resistores de 10k com exatidão de 0,1 %.

Software NXT Testamos os resistores com um multímetro Agilent U1242 calibrado, com erro estimado em 0,00x10k ohms para resistências de 10 k. Os resistores variaram entre 9995 e ohms.

Software myRIO O software em execução na placa myRIO executa todo o processamento relacionado a:  medição de temperatura,  cálculos e  comandos de reposicionamento do robô.

Software myRIO

O software é composto por:  Um loop de leitura, medição e cálculo de temperaturas,  Uma máquina de estados principal, com a função de calcular e executar o movimento efetivo do robô.

Software myRIO [Inserir imagem software myRIO]

Funcionamento sem fios O robô roda o software de controle de forma autônoma. Obtemos o status do robô em tempo real através de rede sem fios (WiFi)

Software myRIO

Resultados Dificuldades no processo de solda do hardware de medição de temperatura causaram funcionalmente errático inicial, corrigido posteriormente. Os outros hardwares desenvolvidos funcionaram adequadamente.

Resultados A inércia térmica dos termistores foi o único agravante sério a afetar o desempenho do robô na correta movimentação em direção a uma fonte de temperatura.

Inércia térmica Duas possíveis soluções são propostas para o problema da inércia térmica são:

Resultados 1. Adaptar o software visando trabalhar com posicionamento baseado em taxas de variação de temperatura em vez de temperaturas absolutas, ou

Resultados 2. Substituir o hardware de medição de temperatura por um sistema baseado em termopares, com inércia térmica muito menor.

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