Controle de Posição Através de Sensores de Luz Breno Teruel, Danilo Sanches, Gabriel Augusto e Viviani Xavier

Esta apresentação trata do estudo sobre controladores de posição de um veículo sobre um trilho. A definição da posição desejada é feita através do acionamento de fontes de luz posicionadas ao longo do trilho. O veículo possui sensores de luz que fornecem informações para um sistema digital que atua de forma a maximizar a recepção frontal de luz.

Esquema do Projeto

O controle de posição é feito através de sensores de luz em um sistema de malha fechada. Para o desenvolvimento do projeto estão sendo utilizadas partes de uma impressora (trilho e cabeçote), ou seja, o cabeçote é o veículo controlado que contém uma placa com fototransistores. Estes detectam a incidência de luz, emitida pelos emissores de luz, que são formados pelas lâmpadas conforme o esquema da figura mostrada anteriormente.

Diagrama de Blocos do Sistema de Malha fechada

Na figura apresentada é mostrado um diagrama de blocos que representa sistema de controle, onde pode-se observar o Controlador Gc(s) a Planta H(s) e os cinco sensores de luz, fechando assim a malha de controle.

Programa do Controlador

Imagem do Projeto

Circuito de Acionamento do Motor

Resultados Posição 1-A (Volts) Posição 1-B (Volts) Posição 1-C (Volts)   Posição 1-A (Volts) Posição 1-B (Volts) Posição 1-C (Volts) Sensor L 9,41 8,44 Sensor Am 9,17 7,69 Sensor V 3,845 9,65 Sensor Az 9,04 9,75 Sensor R 9,11 9,79 Posição 2-A (Volts) Posição 2-B (Volts) Posição 2-C (Volts) 9,90 9,53 8,80 9,88 9,55 8,32 9,77 7,58 9,76 8,67 9,57 9,83 9,48 9,86 Posição 3-A (Volts) Posição 3-B (Volts) Posição 3-C (Volts) 9,93 9,89 9,58 9,92 9,85 9,73 6,73 9,70 8,35 9,43 9,46 8,51 9,37

Conclusão Com a parte física construída e sua malha de controle fechada, foi possível verificar o funcionamento de um sistema de controle em malha fechada. O objetivo inicial do projeto era fazer com que um veículo percorresse um trajeto sobre trilhos, procurando a melhor posição (melhor incidência de luz). Foi utilizado um circuito eletrônico, para controlar a velocidade e o sentido de rotação do motor do veículo, composto por um PWM e uma Ponte H. Para os sensores, foram utilizados fototransistores, por possuir um tempo relativamente pequeno de resposta, isto faz com que o controlador atue sobre o sistema de forma mais rápida. Os sensores foram ligados diretamente nas entradas do controlador (LabVIEW), já a saída foi ligada no circuito do motor, fechando assim a malha de controle. Foi utilizado um controlador proporcional, ou seja, um controlador que atua de forma proporcional ao erro gerado pelo sistema. No futuro pode ser utilizado um controlador proporcional integral (PI), assim o sistema ficará mais preciso, uma vez que o controlador integral consegue atuar sobre pequenos erros, dado que sua função é integral o erro ao longo do tempo, obtendo um melhor alinhamento ao foco de luz.