Projeto Robô Autônomo

 

Objetivo

Capacitar o aluno ao desenvolvimento de projetos microprocessados controlando dispositivos de potência e monitorando sensores.

Linhas Gerais

Implementar um robô móvel autônomo (não conectado a um computador de uso geral) que, baseado em sensores, possa resolver um dos problemas descrito abaixo.

Tipos de robôs

Serão aceitos robôs que permitam um dos meios de movimentação abaixo:

  1. Robô de esteira: o robô poderá se movimentar por esteiras como em um tanque de guerra (ver exemplo);
  2. Robô com pernas: motores ou servo-motores movimentam pernas mecânicas (ver exemplo no site da Parallax);
  3. Robô com múltiplas patas: motores ou servo-motores movimentam múltiplas patas (bug robots) mecânicas (ver exemplo no site da Parallax);
  4. Robô com rodas: motores fazem girar pequenas rodas de plástico (ver exemplo no site da Parallax).

Problema a ser solucionado

O robô implementado deve ser apto a realizar uma das seguintes atividades:

  1. Seguidor de linha: o robô deve ser apto a seguir uma linha branca (ou qualquer outra cor) no chão (com sensor infravermelho);
  2. Sair de um labirinto: a técnica básica para sair de alguns tipos de labirinto é seguir sempre encostado na parede do lado direito (ou esquerdo). Pode não ser a técnica ótima mas funciona;
  3. Detector de buraco: o robô deve realizar bate-e-volta sobre uma mesa sem cair, detectando a borda de um "precipício" através de sensores infravermelhos ou ultra-som;
  4. Robô que se alimenta: a alimentação do robô é energia elétrica. A idéia aqui é que ele pode ficar brincando de bate-e-volta até que sua bateria esteja fraca. Ao detectar esta situação (está com fome), ele localiza por infravermelho os contatos de uma fonte de alimentação e vai até lá, recarregar sua bateria. Concluída a recarga, ele volta a brincar;
  5. Seguidor de luz: um robô que fica aguardando um facho de luz ser colocado na sua frente (proveniente de uma lanterna - por exemplo). Ao percebê-lo, o robô deverá segui-lo;
  6. Misto: poderá ser implementado características mistas dos problemas acima.

Restrições

O robô montado deve respeitar as seguintes restrições:

  1. Deve ser autônomo: não estar conectado a um computador. A tomada de decisões para a resolução do problema deve ser feita por um ou mais microcontroladores embarcados;
  2. Alimentado por pilhas ou baterias embarcadas;
  3. Para movimentação deve utilizar motores DC, de passo ou servo-motores;
  4. Para orientação deve utilizar detectores infravermelho (para detecção do obstáculo ou linha), sensores por contato (mecânico)  e/ou ultra-som;

Pista de prova

Visto que o robô terá que resolver um dos problemas mencionados acima, a equipe deverá implementar sua própria pista de prova com madeira, papelão ou outro material adequado.

Equipe

Para o desenvolvimento do projeto, as equipes devem possuir no máximo 4 integrantes.

Adicionais

Pontos adicionais serão dados às equipes que apresentarem um dos recursos abaixo:

bulletCapacidade de locomoção em uma pista de prova irregular;
bulletCapacidade de contornar obstáculos.

Etapas do projeto

Atividade Data de apresentação Entregar
Definição da equipe e escopo do projeto. 06/03/08 Documento de uma página.
Projeto mecânico preliminar:
bulletespecificação que descreve a proposta da estrutura mecânica e as alternativas de motores e sensores que poderão ser utilizados.
Documento de duas páginas (frente e verso) descrevendo o projeto mecânico e a pista de prova.
Projeto da pista de prova:
bulletespecificação que descreve a estrutura a ser montada como pista de prova do robô.
Projeto dos sensores:
bulletDefinição dos sensores necessários (infravermelho, ultra-som ou mecânico);
bulletValidação dos sensores já selecionados, com resultado de testes práticos (comprovando a escolha).

 

03/04/08 Documento com no máximo quatro páginas (duas folhas frente e verso) com os resultados:
bulletTeste de velocidade de resposta esperada do sensor;
bulletTeste de consumo de energia elétrica esperado do sensor;
bulletRegistro de tamanho esperado do sensor;
bulletCircuitos eletrônicos necessários testados;

Incluir obrigatoriamente fotos de todos os testes (quando cabível, pode ser em protoboard mesmo).

Obs.: imprimir frente e verso!

Projeto eletro-mecânico:
bulletDefinição dos elementos motrizes (motor, transmissão, caixa de redução, velocidade desejada, consumo de energia desejado);
bulletValidação dos elementos motrizes com resultado de testes práticos dos motores já selecionados (comprovando a escolha).
Documento com, no máximo, quatro páginas (duas folhas frente e verso) com os resultados dos testes:
bulletVelocidade dos motores;
bulletTorque;
bulletEscolha das caixas de redução (se necessárias);
bulletSistemas de transmissão (polias, engrenagens, etc.);
bulletConsumo previsto dos módulos eletro-mecânicos do robô em movimento e em repouso;
bulletCircuitos eletrônicos de potência.

Incluir obrigatoriamente fotos de todos os testes (quando cabível, pode ser em protoboard mesmo).

Obs.: imprimir frente e verso!

Projeto eletrônico do microprocessador:
bulletDefinição do microprocessador;
bulletEsquema eletrônico do circuito do microprocessador.

07/05/08

Documento com, no máximo, duas páginas (uma folha frente e verso) com os resultados:
bulletDefinição dos pinos de entrada e saída necessários;
bulletDefinição dos recursos necessários (PWM, TIMER, ...);
bulletDefinição do clock necessário para atender os tempos de resposta exigidos;
bulletDefinição e avaliação das características elétricas (tensões necessárias e consumo previsto) do módulo microprocessador do robô;

Obs.: imprimir frente e verso!

Projeto do sistema de alimentação:
bulletDefinição dos circuitos de alimentação necessários;
bulletValidação dos circuitos de alimentação necessários, com resultado de testes práticos da sua capacidade (comprovando a escolha).
Documento com, no máximo, quatro páginas (duas folhas frente e verso) com os resultados:
bulletTeste dos valores adequados das diferentes tensões necessárias do circuito;
bulletTeste de capacidade de corrente compatível com os módulos anteriores;
bulletDiagrama Circuitos eletrônicos.

Incluir obrigatoriamente fotos de todos os testes (quando cabível, pode ser em protoboard mesmo).

Obs.: imprimir frente e verso!

Fluxograma do software embarcado:
bulletFluxograma do software que resolve o problema escolhido.

05/06/08

Documento com, no máximo, duas páginas (uma folha frente e verso) com o fluxograma e uma página com a descrição textual dele.
Codificação e apresentação final:
bulletApresentação final do robô resolvendo o problema proposto.
Entregar um CD com:
  1. Relatório final do projeto com no máximo duas páginas contendo fotos do projeto;
  2. Site HTML com todos os documentos entregues anteriormente (inclusive o relatório final) convertidos em HTML;
  3. Diretório contendo várias fotos do projeto e da equipe (colocar apenas fotos relevantes - não colocar bobagens!!!);
  4. Vídeo com aproximadamente 30s, narrado e feito no Movie Maker, apresentando o projeto com os seguintes tópicos:
    1. Tela inicial de apresentação;
    2. Apresentação da equipe;
    3. Apresentação do projeto;
    4. Demonstração do projeto.

Pegue aqui um exemplo de vídeo.

Links

bulletEPE Magazine Supplemet
bullethttp://www.robos.com.br/
bullet http://www.guerraderobos.com.br/
bullethttp://www.das.ufsc.br/asimov/