Carrinho seguidor de faixa

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UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI

ESCOLA DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA

FELIPE D’AVILA – RA: 20908510

HENRIQUE CAVALIS – RA: 20907596

REGIS DURSO MOREIRA – RA: 20924738

ROBSON LIMA ALVES – RA: 20479807

SILVIO CÉSAR ANDRADE DA SILVA – RA: 20610381

PROJETO INTEGRADO II

CARRINHO SEGUIDOR DE LINHA

SÃO PAULO

2016

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Sumário

1. OBJETIVOS        

2. INTRODUÇÃO TEÓRICA        

3. O PROTÓTIPO        

3.1 Implementação Mecânica        

3.2 Implementação Eletrônica        

3.3 Lógica de funcionamento        

4. MATERIAIS UTILIZADOS        

4.1 Arduíno UNO        

5. RESULTADOS        

5.1 RESULTADOS PRÁTICOS        

5.2 SIMULAÇÃO        

6. CONCLUSÃO        

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        

1. OBJETIVOS

O projeto descrito visa elaborar, projetar e executar a montagem prática de um protótipo de sistema robótico autônomo, com capacidade para reconhecer e percorrer um trajeto previamente demarcado através de traço escuro em um piso claro ou vice-versa. O reconhecimento do traçado deverá ser feito por meio de sensores óticos que medirão a reflexão da luz no piso, distinguindo o trajeto demarcado. A leitura dos sensores e a lógica de funcionamento à partir dos dados coletados será efetuada por um módulo de controle Arduíno, que enviará a um circuito de potência os sinais adequados para controle dos motores.

Do ponto de vista acadêmico, configuram-se ainda como objetivos da implementação deste projeto o estudo independente dos sistemas que compõem o protótipo, bem como a sua atuação em conjunto. O trabalho de pesquisa que possibilitou sua execução incluiu, mas não se limitou, ao estudo dos sistemas microcontrolados (especificamente na plataforma Arduíno), lógica de programação, sistemas eletrônicos de potência, sistemas de controle em malha aberta e fechada e motores de corrente contínua.

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Figura 1 – Chassis com rodas

2. INTRODUÇÃO TEÓRICA

Na vanguarda da ciência, os sistemas robóticos autônomos têm evoluído cada vez mais e apresentado soluções nas áreas de automação que seriam impensáveis há pouco tempo. À despeito disso, a ideia de um autômato, um dispositivo que realiza determinadas tarefas sem a intervenção humana direta, vem desde os tempos da Grécia Antiga. No início, eram dispositivos simples, utilizados como brinquedos, ícones religiosos ou como ferramentas para demonstrar princípios científicos. Após o período do renascimento, muitas máquinas mais complexas foram criadas. Mesmo usando recursos limitados, como motores à corda ou por gravidade, algumas destas máquinas eram capazes de realizar tarefas impressionantes, como desenhar ou escrever um texto pré-configurado, como o autômato de Maillardet, construído no século 19.

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Figura 2 - Autômato de Maillardet

A palavra robô tem sua origem no termo tcheco “robota”, que significa “trabalho forçado”. Foi cunhada pela primeira vez em uma peça de teatro de Karel Capek, no início dos anos 20 para designar, na história da peça, autômatos humanoides que substituiriam as pessoas na realização de trabalhos.

No entanto, somente após a segunda guerra mundial os primeiros robôs viriam a ser implantados na indústria. O primeiro robô industrial patenteado foi o Unimate, nos Estados Unidos, em 1946 (patente garantida em 1961) e ele entrou em serviço em uma linha de montagem da General Motors no início dos anos 60. Hoje, a utilização de robôs nas indústrias é uma realidade em todo o mundo. Eles são utilizados no transporte automatizado de cargas, em linhas de produção, desempenhando funções arriscadas ou repetitivas para seres humanos. Estima-se que mais de 700.000 robôs sejam empregados nas indústrias em todo o mundo. Eles proporcionam redução de custos, aumento da produtividade, melhor aproveitamento de matéria-prima, economia de energia, além da precisão na montagem de peças em escala microscópica e coordenação de movimentos complexos.

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Figura 3 – Robô Unimate.

Atualmente, muito além da área industrial, os robôs são plenamente utilizados nos mais diversos ambientes, na execução de tarefas domésticas (aspiradores de pó, cortadores grama), no auxílio cirúrgico em centros médicos e hospitais, no monitoramento e mapeamento de regiões, pelas forças armadas, na vigilância de áreas de conflito e fronteiras, em ataques e contra-ataques aéreos em batalha, no desarme de bombas, etc. Os dispositivos robóticos autônomos ou semiautônomos estão presentes em nosso dia a dia e é crescente sua presença e implementação em áreas cada vez mais diversas, fazendo com que o estudo desta tecnologia e suas aplicações seja peça fundamental na grade do curso de engenharia e demais carreiras relacionadas.

3. O PROTÓTIPO

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Figura 4 – Desenho técnico

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Figura 5 – Desenho técnico

3.1 Implementação Mecânica

Para implementar a proposta de utilizar materiais recicláveis na construção do veículo em si, adotou-se a ideia de madeira reciclada para a confecção do chassi. Este, será composto por uma placa principal, inferior, com medidas aproximadas de 16 x 22 cm e uma placa secundária instalada acima desta, suportada por pilares cilíndricos, elevada em 3 cm, com medidas aproximadas de 12x12 cm.

A placa primária terá a função de sustentar todo o conjunto, contendo diretamente fixada em si, através de grampos metálicos, os conjuntos motores / redutores, na parte posterior e a roda livre na parte anterior, além do suporte da bateria, que será instalado sob a placa superior. Os conjuntos de sensores óticos serão fixos no chassi em sua parte inferior, sendo dois conjuntos na dianteira do veículo e um terceiro na parte traseira.

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