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:
- Robô de esteira: o robô poderá se movimentar por esteiras como em
um tanque de guerra (ver
exemplo);
- Robô com pernas: motores ou servo-motores movimentam pernas
mecânicas (ver exemplo no site da
Parallax);
- Robô com múltiplas patas: motores ou servo-motores movimentam
múltiplas patas (bug robots) mecânicas (ver exemplo no site da
Parallax);
- 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:
- Seguidor de linha: o robô deve ser apto a seguir uma linha branca
(ou qualquer outra cor)
no chão (com sensor infravermelho);
- 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;
- 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;
- 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;
- 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;
- Misto: poderá ser implementado características mistas dos problemas
acima.
Restrições
O robô montado deve respeitar as seguintes restrições:
- 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;
- Alimentado por pilhas ou baterias embarcadas;
- Para movimentação deve utilizar motores DC, de passo ou servo-motores;
- 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:
| Atividade |
Data de apresentação |
Entregar |
| Definição da equipe e escopo do projeto. |
06/03/08 |
Documento de uma página. |
Projeto mecânico preliminar:
 | especificação 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:
 | especificação que descreve a estrutura a ser montada como pista de
prova do robô. |
|
Projeto dos sensores:
 | Definição dos sensores necessários (infravermelho, ultra-som ou
mecânico); |
 | Validação 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:
 | Teste de velocidade de resposta esperada do sensor; |
 | Teste de consumo de energia elétrica esperado do sensor; |
 | Registro de tamanho esperado do sensor; |
 | Circuitos 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:
 | Definição dos elementos motrizes (motor, transmissão, caixa de
redução, velocidade desejada, consumo de energia desejado); |
 | Validação 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:
 | Velocidade dos motores; |
 | Torque; |
 | Escolha das caixas de redução (se necessárias); |
 | Sistemas de transmissão (polias, engrenagens, etc.); |
 | Consumo previsto dos módulos eletro-mecânicos do robô em movimento e
em repouso; |
 | Circuitos 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:
 | Definição do microprocessador; |
 | Esquema eletrônico do circuito do microprocessador. |
|
07/05/08 |
Documento com, no máximo, duas páginas (uma folha
frente e verso) com os resultados:
 | Definição dos pinos de entrada e saída necessários; |
 | Definição dos recursos necessários (PWM, TIMER, ...); |
 | Definição do clock necessário para atender os tempos de resposta
exigidos; |
 | Definição 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:
 | Definição dos circuitos de alimentação necessários; |
 | Validação 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:
 | Teste dos valores adequados das diferentes tensões necessárias do
circuito; |
 | Teste de capacidade de corrente compatível com os módulos anteriores; |
 | Diagrama 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:
 | Fluxograma 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:
 | Apresentação final do robô resolvendo o problema proposto. |
|
Entregar um CD com:
- Relatório final do projeto com no máximo duas páginas
contendo fotos do projeto;
- Site HTML com todos os documentos entregues anteriormente (inclusive o
relatório final) convertidos em HTML;
- Diretório contendo várias fotos do projeto e da equipe (colocar apenas
fotos relevantes - não colocar bobagens!!!);
- Vídeo com aproximadamente 30s, narrado e feito no Movie Maker, apresentando o projeto
com os seguintes tópicos:
- Tela inicial de apresentação;
- Apresentação da equipe;
- Apresentação do projeto;
- Demonstração do projeto.
Pegue aqui um exemplo de vídeo. |