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Introdução
O objetivo do Trabalho Prático 3 é o de montar um robô móvel capaz de se localizar via estímulos luminosos, seguir caminhos desenhados no chão, ou seja, ser um seguidor de linha (line-following); e ser capaz de controlar sua velocidade (odometria) por meio de shaft-encoders, de maneira que possa traçar caminhos pré-definidos (Reta, Quadrado e Triângulo) com a maior precisão possível (fornecida pelo controle com odometria). Sendo assim, o trabalho se dividiu em três macro tarefas: Localização, Odometria e Controle e Navegação.
Metodologia e Resultados
Adaptação dos Componentes Eletrônicos
Para a tarefa de Localização, a arena terá duas fontes de luz polarizadas, cada uma em um sentido (Imagem 1), o que nos levou a adicionar dois vidros polarizadores em cada sensor LDR, adaptação pode ser vista na Imagem 2.
Imagem 1 – Arena
Imagem 2 – Adaptação LDR com vidro polarizador
Para a tarefa de Odometria e Controle, tivemos alguns problemas com o sensor break-beam e acabamos precisando adaptar nossos sensores óptico-reflexivos (cortando-os a meio e separando os lados emissor e receptor) para a leitura.
Imagem 3 – Adaptação sensores óptico-reflexivos
Problemas
Durante a execução do TP, alguns problemas nos atrasaram (o ferro de solda começou ter folga na fixação de sua ponta – Imagem 4) ou interferiram na qualidade da montagem final do robô (como foi o caso da engrenagem de uma das reduções cujo encaixe central estava quebrado, prejudicando o acoplamento desta com as demais e, consequentemente, atrapalhando a tração do robô e, infelizmente, não tínhamos outra que a substituísse).
Imagem 4 – Ferro de solda quebrado
Montagem
Manteve-se a construção realizada para o TP3 fazendo apenas algumas adaptações para os demais sensores que seriam incorporados à estrutura. A montagem final do robô:
Imagem 5 – Montagem Final
Tarefa de Localização
O robô deve ser capaz de se alinhar com a fonte de luz mais próxima presente na arena (as lâmpadas polarizadas). O vídeo abaixo demonstra esta localização:
Vídeo: Localização - alinhamento segundo fonte de luz mais próxima
Tarefa de Odometria e Controle
Como dito anteriormente, adaptamos dois sensores óptico-reflexivos de modo a coloca-los como receptores e emissores um de frente ao outro. Para o shaft-encoding utilizamos uma das próprias peças do kit LEGO DIDACTA, conforme Imagem 6.
Imagem 6 – Sensores para Odometria
O objetivo é realizar um caminho determinado (triângulo, quadrado e reta) e selecionável pelo menu da HandyBoard. Veja os vídeos abaixo.
Vídeo: Odometria e Controle - percorrer um caminho determinado
Navegação (line-following)
Nesta tarefa, o robô deve seguir marcas na arena. O sensoriamento foi feito com dois óptico-reflexivos voltados para o chão e na parte da frente do robô, conforme mostrado na Imagem 7.
Imagem 7 - Sensores para line-following
O resultado da navegação é mostrado no vídeo abaixo:
Vídeo: Navegação (line-following)
Pode-se observar que a adaptação feita com os sensores óptico-reflexivos prejudicou o resultado da Navegação, uma vez que, provavelmente, receptor e emissor, não estavam alinhados corretamente para realizar uma precisa leitura do encoder.
Discussões e Desafios
Muitos acontecimentos entraram para nosso aprendizado permanente para este TP, dois deles destacados aqui:
- Fiação demais, nunca é demais.
Com a queima de alguns sensores e arrebentamento de vários jumpers, foi preciso comprar mais fios (e sensores…)
- Adaptar (sem gambiarra) é mais difícil do que parece
Principalmente, no que diz respeito a fixação dos sensores nas posições necessárias, esta tarefa foi, de longe, a mais demorada e cheia de contra tempos (arrebentamento de fiações, quebra de pinos, falta de cabos, etc)
Com tudo isso, esperamos fazer o próximo TP com maior eficiência.