Começamos por montar um sensor do tipo LDR diferencial na estrutura de uma peça de lego, como mostra a figura abaixo:

Após a construção e teste do sensor, foi realizada a colocação das lentes com polaridades diferentes para que impeçam a passagem de luz de uma das fontes polarizadas, de acordo com qual lado o robô esteja orientado para. Isto é necessário para que o robô consiga se alinhar com uma das fontes, de acordo com qual lado ele esteja.

O robô agora consegue se localizar com as fontes de luz polarizadas. Ele se localiza de acordo com a fonte de luz mais próxima. Isto é, se ele estiver do lado direito do campo ele se alinhará com a luz do lado direito, e, se ele, estiver do lado esquerdo ele se alinhará com a luz do lado esquerdo.

Começamos por montar um sensor break-beam para construir o conceito de shaft encoders. Como mostrado na figura abaixo: Utilizamos a engrenagem de 6 furos, diretamente ligada a outra engrenagem (mesmo eixo), para que a velocidade de rotação de ambas fosse a mesma.

Implementamos um controlador PD para controlar a velocidade do robô a fim que ele seja capaz de realizar três caminho diferentes: reta, quadrado e triângulo. Para realizar o caminho reta (ou os lados do quadrado ou do triângulo), medimos o raio R da roda utilizada no robô. Medimos também o valor V retornado pelo shaft encoder após um giro de 360º da roda de raio R. Assim, a distância percorrida pelo robô tem uma relação direta com a quantidade de furos por segundo.

O robô consegue se locomover seguindo a lógica do controlador PD. O movimento em linha reta funciona com um leve desvio. Encontramos mais problemas com o movimento de rotação, onde os valores de ângulos esperados e reais ainda não estão com uma margem de erro aceitável.

O grupo não tinha certeza de como ficaria a implementação do controlador PD, então foi necessário uma grande pesquisa e várias tentativas de diferentes abordagens para o problema. Ajustes finos ainda devem ser realizados para que os movimentos sejam feitos de maneira mais precisa para o próximo trabalho.

Começamos por montar um sensor de cor para identificação de blocos de cinco diferentes cores. Esta era uma tarefa do trabalho anterior que ainda não tinha sido completada. O sensor é mostrado na figura abaixo:

Nessa tarefa, o robô deve se movimentar em linha reta, e caso encontre algum bloco azul, verde, amarelo ou vermelho, ele deve parar, identificar a cor do bloco, se movimentar em linha reta para trás e realizar alguma possível ação, de acordo com a cor que ele identificar. Para a identificação de obstáculos foi usado o próprio sensor LDR do sensor de cor, pois ele apresentou uma ótima relação de valores, permitindo assim precisão ao identificar um obstáculo. O sensor LDR é acionado quando o robô começa a se movimentar. Ao encontrar algum bloco a rotina de identificação é chamada. Após a identificação da cor, a tomada de decisão é acionada e o robô faz o movimento esperado.

O robô consegue identificar as cores com precisão, assim como a percepção que o bloco está na sua frente. A tomada de decisão também funciona corretamente. O grande problema deu-se pela falta de precisão dos movimentos angulares desde a tarefa anterior, o que refletiu em movimentos não precisos na tomada de decisão.

Apenas ajustes finos do controle permitirão que a tomada de decisão seja mais precisa e confiável, as demais tarefas estão funcionando perfeitamente.

O trabalho permitiu a implementação de algoritmos de controle simples. Portanto, foi possível trabalhar com a teoria de controle na prática, visualizar a mudança na resposta do robô quando parâmetros eram variados e constatar a similaridade com os modelos teóricos. Ajustes finos no controle ainda serão necessários para que os movimentos sejam mais suaves e precisos. No entanto, o robô segue firme na luta para chegar com o pé direito na competição que se aproxima.

Fotos do robô atualmente: