TP2 - Robótica Móvel (Locomoção)
Introdução
Um robô móvel é um dispositivo automático capaz de se movimentar e de interagir em um ambiente definido, utilizando sensores para identificar o local em que ele está inserido. Para este trabalho, o robô móvel construído possui capacidades limitadas de identificação do ambiente, uma vez que só foi empregado um sensor ativo construído a partir da associação de quatro componentes: um sensor de intensidade luminosa (LDR) e três diodos emissores de luz (LEDs) nas cores vermelho, verde e azul para identificar a cor de blocos de isopor.
Objetivos
O objetivo do trabalho é construir um robô móvel, um carrinho, capaz de completar 3 tarefas:
1) Se locomover descrevendo as seguintes trajetórias mostradas em imagem fornecida pelo professor:
2) Identificar a cor de blocos utilizando um sensor LDR e 3 LEDs
3) Realizar as duas tarefas anteriores simultaneamente, alterando o comportamento do robô segundo a cor de cada bloco percebido.
Materiais Utilizados
Os materiais utilizados foram:
Almoxarifado LEGO + peças extras
Kit Arduino contendo:
Placa Arduino Mega 2560 R3
Motor Shield V2
LCD Keypad Shield 16x2
Sensor Shield
Battery pack (8xAA, botão ON/OFF)
Cabo USB
Fonte de alimentação (12V)
Caixa de ferramentas contendo:
Alicate de Bico 125mm
Alicate de Corte Diagonal 125mm
Pistola de Cola Quente
Ferro de Solda 30W 127V
Suporte para ferro de solda com esponja
Estilete Grande
Sugador de Solda
Lâmpadas de LED nas cores azul, verde e vermelho
Sensor LDR
Roda esférica
Testes e Decisões
No começo do trabalho o grupo focou em reparar os dois motores e em construir a estrutura principal do robô com as devidas associações de engrenagens a fim de se obter um maior torque nas duas rodas. Uma vez que a estrutura estava pronta, o foco do grupo foi dividido: programar a movimentação do robô e construir e configurar o sensor de cores ativo a partir da associação de um sensor de intensidade luminosa (LDR) e 3 diodos emissores de luz (LEDs) nas cores vermelho, verde e azul. Foram feitos diversos testes para ajustar a velocidade e o tempo de acionamento de cada motor para que sua movimentação fosse a desejada, formando uma linha reta, um triângulo e um quadrado. Também foi necessário testar a calibração do sensor, obter limiares para cada cor e testar sua precisão com os blocos coloridos disponibilizados e com outros objetos nas cores vermelho, verde, azul, amarelo e preto. Durante os testes, foi decidido que para virar, o robô deveria acionar as duas rodas, virando ao redor do centro do eixo, ao invés de parar uma roda e usá-la como centro da rotação. Percebeu-se também que devido à baixa intensidade do LED verde, a leitura do sensor apresentava maior precisão quando os blocos estavam mais próximos do robô.
A estrutura inicial do robô pode ser observada na seguinte imagem:
A estrutura com os motores e a vista inferior com a roda esférica podem ser observadas nas seguintes imagens:
Programação
O código utilizado no segundo trabalho pode ser encontrado aqui.
Resultados Finais
Como esperado, foi possível fazer com que o robô se movimentasse nos trajetos propostos e o sensor foi capaz de identificar cores com precisão, desde que os blocos coloridos estivessem a uma distância pequena do sensor. Entretanto, devido a problemas, não foi possível realizar a terceira tarefa.
A execução de pequenas tarefas, como andar para frente e girar 90° podem ser observadas nos seguintes vídeos: