Controlando um Robô em plataforma Arduino com joystick Bluetooth e Celulares Android
Por: Anderson Cremoneze • 30/8/2017 • Trabalho acadêmico • 4.039 Palavras (17 Páginas) • 328 Visualizações
Automação e Robótica
Controlando um Robô em plataforma Arduino com joystick Bluetooth e Celulares Android
Salto – SP
2014
Automação e Robótica
Controlando um Robô em plataforma Arduino com joystick Bluetooth e Celulares Android
Anderson Antonio Cremoneze
Salto – SP
2014
Automação e Robótica
Controlando um Robô em plataforma Arduino com joystick Bluetooth e Celulares Android
Pré-projeto apresentado na disciplina de Tópicos Avançados em Computação de Conclusão de Curso como requisito básico para a apresentação do Trabalho de Conclusão do Curso de Ciência da Computação
Orientador (a): Anselmo de Araujo Couto
Salto-SP
2014
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO – TEMA E PROBLEMATIZAÇÃO 5
1.1 Apresentações do Problema 5
1.2 Justificativas do Trabalho 5
1.3 Objetivos do Trabalho 6
2. MICROCONTROLADORES 7
2.1 Microcontrolador Atmega328p 7
2.2 Arduino 8
2.2.1 Arduino Uno 8
2.2.2 Placa de Expansão USB (USB Host Shield) 9
2.2.3 Arduino Motor Shield 10
2.2.4 IDE de Desenvolvimento do Arduino 11
2.3 Motores CC 11
2.3.1 – Funcionamento dos Motores CC 12
2.4 Servomotor 12
2.4.1 Descrição dos Servomotores e seu Funcionamento 13
3. COMUNICAÇÃO 14
3.1 Arquitetura Bluetooth 15
3.2 Camada de Rádio Bluetooth 16
3.3 Dispositivo USB Bluetooth (Dongle Bluetooth) 17
4. ANDROID 18
4.1 Ambiente de Desenvolvimento Android 19
REFERÊNCIAS 22
1. INTRODUÇÃO – TEMA E PROBLEMATIZAÇÃO
1.1 Apresentações do Problema
O ser humano sempre desejou voar, atingir altas velocidades, pular mais alto, ou seja, quebrar recorde; podemos dizer que o homem sempre está procurando meios e desenvolvendo ferramentas para executar estas funções, tarefas e atividades de modo mais fácil ou ágil que a forma padrão de efetivação.
Com o passar do tempo, novas maquinas e novas tecnologias surgiram, e cada vez mais o homem possui interação com essa tecnologia, sejam com comando de voz, gestos, toques entre outras maneiras.
Esse projeto consiste na elaboração e implementação de um software para simular o controle de algumas das funcionalidades automotivas e de um hardware para simular as funções motoras de um veículo, podendo ser controlado por um Smartphone com plataforma Android ou também por um Joystick Bluetooth.
O objetivo deste projeto não esta relacionado à substituição das atividades já efetuadas por um veículo, e sim no desenvolvimento e implementação de uma nova maneira para realização das funções automotivas. O protótipo possui diversos servomotores e motores de corrente continua (Motor CC) que dão realidade ao projeto. Como hoje em dia é comum às pessoas possuírem dispositivos com variadas formas de interação, este projeto permitirá ao usuário controlar um veiculo a uma determinada distância; desenvolvendo um protótipo com interação através de um aplicativo para celular Smartphone com plataforma Android e também para um controle de Vídeo Game para a realização das funções motoras de um veiculo.
1.2 Justificativas do Trabalho
O usuário possui mais interação com maquinas e novas tecnologias e principalmente com dispositivos móveis como, por exemplo, o celular. Este projeto propõe o controle de um robô que representa um veiculo. O objetivo é trabalhar em cima do controle de Servomotor (motor elétrico mecânico que se movimenta por comandos), e também com motores CC simulando as funções de um veículo. Por que não controlar um veículo através do seu Smartphone ou até mesmo por um controle de Vídeo game Joystick Bluetooth?
Nesta linha de raciocínio este trabalho inicia com a elaboração e desenvolvimento deste projeto. Com o pensamento de ter sempre a facilidade do controle e interação do protótipo em suas mãos, será feito o uso do celular, pois este dispositivo se tornou uma ferramenta quase que indispensável nos dias de hoje.
1.3 Objetivos do Trabalho
O objetivo geral deste trabalho é o desenvolvimento e montagem de um protótipo que simula as funções de um veiculo. Para representar as funções de um automóvel utilizaremos servomotores e motores CC. O microcontrolador utilizado é o Arduino Uno e a interação é feita por meio de um celular com sistema operacional Android e o joystick via Bluetooth. Será desenvolvido um aplicativo que será instalado em Smartphone com Android para controlar o protótipo.
Conforme descrito nos problemas e nos objetivos gerais acima, os itens a serem desenvolvidos no decorrer deste projeto são:
- Desenvolvimento dos códigos para Arduino e suas funcionalidades. Como a o Arduino tem como base a plataforma C/C++, é possível receber comandos de vários sensores do Smartphone.
- Montagem de servomotores e motores CC, representando de certa forma uma imagem mais próxima e real do automóvel, contendo conexões de fonte de energia e dados, servomotores e motores CC.
- Configuração do dispositivo Bluetooth, tanto o que esta no protótipo quanto o que esta no Smartphone.
- Instalação da aplicação no Smartphone Android e configuração das ações para transmissão dos dados para o Arduino.
2. MICROCONTROLADORES
Os Microcontroladores estão presentes em vários produtos hoje em dia. Podem estar em veículos modernos que tem seu motor, combustão e ignição controladas por um microcontrolador. Diversos produtos utilizam microcontroladores, como por exemplo, (Televisão, câmeras de segurança, impressoras, celulares, secadoras).
Microcontroladores são microprocessadores, que têm circuitos especiais integrados programáveis e possuem a estrutura de um microcomputador, com memória, processador e portas de entrada e saída (Input/Output). São usadas em áreas residenciais, automações industriais inclusive em automação predial. São Programados para tarefas específicas e usados para diversos tipos de implementação. Os principais itens que devem ser levados em consideração para a escolha de um microcontrolador é a capacidade de sua memória interna e a velocidade do seu processador. (Atmel, 2009);
A freqüência do Clock dos microcontroladores é baixa em relação aos microprocessadores comerciais, seu consumo é pequeno e pode entrar em modo de espera (sleep), conseqüentemente economizando energia.
Segundo (Passos. 2001), os microcontroladores contêm processadores lógicos e aritméticos, memória de leitura, escrita e armazenamento de dados, leitura e armazenamento de programas, memória EEPROM (Memoria de armazenamento de dados permanentes) e dispositivos de Entrada e Saída (Input/Output), os microcontroladores possuem todas as funções e dispositivos dos microprocessadores comerciais.
2.1 Microcontrolador Atmega328p
O microcontrolador Atmega328p é utilizado nos dispositivos Arduino Uno, Arduino 2009 e Arduino Bluetooth ou BT. É um microcontrolador de 8 bits que possui 32KB de memória flash(Memória que não necessita de energia para manter os dados armazenados e oferece um tempo de resposta ágil) usado para a armazenamento dos códigos e é fabricado pela empresa ATMEL. A arquitetura do equipamento é a RISC (Reduced Instruction Set Computer ou Computador com um Conjunto Reduzido de Instruções – representa uma linha de processadores que apresentam um conjunto simples e pequeno de instruções). A frequência de operação é de 16 MHz. O dispositivo possui memórias do tipo Flash (32 KB), EEPROM (1 KB) e RAM (2KB). Na sua composição ainda estão vinte e três entradas e saídas digitais, com tensão de operação de varia de 1.8 a 5.5V e baixo consumo de energia (Passos, 2011).
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