Robô Industrial

Módulo Bluetooth

2014-07-15T09:12:00.000-07:00

Já pensou em controlar seu robô ou qualquer outro projeto feito em Arduino através de um PC ou celular? Então, umas das soluções pode ser usar um módulo bluetooth.

No caso de usar um PC para controle este tutorial está completo, no caso de celular será preciso um pouco mais de estudos para aprender e programar para Android, iOS ou qualquer outro sistema operacional móvel.

Obviamente você precisará de um Arduino “original” ou um clone.

Também precisará de um módulo bluetooth. O que utilizei neste tutorial é um módulo bluetooth do tipo HC-05 e baixo custo fornecido pela Tato Equipamentos Eletrônicos. Esse módulo emula uma porta serial o que torna muito simples sua utilização e o código do sketch bem curto.

Primeiro ligue os pinos VCC do módulo ao 5V do Arduino e o pino GND do módulo a um GND do Arduino:

Ligue o pino RXD do módulo ao pino digital 7 do Arduino e o pino TXD do módulo ao pino digital 6 do Arduino:

Vamos ao código:

#include <SoftwareSerial.h>

 

SoftwareSerial bt(6, 7); // RX  TX

int led = 13;

int caractere;

 

void setup() {

bt.begin(9600);

pinMode(led,OUTPUT);

}

 

void loop() {

if (bt.available()) {

caractere = bt.read();

if(caractere == '1') {

digitalWrite(led,HIGH);

bt.println("OK, led ligado.");

}

if (caractere == '0') {

digitalWrite(led,LOW);

bt.println("OK, led desligado.");

}

}

delay(100);

}

Neste sketch criarmos uma porta serial via software usando os pinos digitais 6 e 7 do Arduino, com isso não compartilhamos os pinos 0 e 1 o que nos forçaria a desconectar o módulo toda vez que fosse necessário reprogramar o Arduino.

Depois de iniciar a comunicação com 9600 bps é só ficar verificando se há dados na porta serial e se houver realizar as tarefas desejadas. Lembre-se o bluetooth é como uma porta serial sem fio!

Para testar podemos usar o Windows para enviar e receber dados para o Arduino, basta que seu computador tenha um dispositivo bluetooth nativo ou conectado a ele. Siga os passos abaixo:

Clique no ícone do seu dispositivo Bluetooth na bandeja do sistema, em seguida em Mostrar Dispositivos Bluetooth:

Na janela que aparecerá clique em Adicionar um Dispositivo:

Após breve pesquisa aparecerá o módulo HC-05:

Clique sobre o dispositivo encontrado e você será solicitado para entrar com a senha de pareamento, que no caso é 1234. Em seguida clique em Avançar:

Em seguida o dispositivo aparecerá na lista como adicionado:

No ícone Bluetooth da bandeja do sistema, clique sobre a opção Abrir Configurações:

Na janela que aparecerá selecione a aba Portas COM, nela você saberá em que porta COM o módulo está transmitindo e/ou recebendo dados:

Agora, com um programa qualquer de conexão serial, podemos receber os dados enviados via Bluetooth. No meu caso utilizei o puTTY, bastando inserir a porta COM e a velocidade:

Estando tudo OK é só digitar 1 para ligar o LED do pino 13 e 0 para desligar:

Com isso fica fácil estabelecer conexão bluetooth entre seu projeto e um computador, celular ou tablet. Basta realizar a conexão entre os dispositivos e usar um software capaz de enviar dados pela porta serial criada.

Depois disso é só inventar!

Fonte:

Fernando Bryan Frizzarin, Utilizando módulo bluetooth com Arduino. Disponivel em:<http://goo.gl/yQG9FF> Acesso em 15 de Julho de 2014.

Cássio Agnaldo Onodera, Experiencia Arduino + Bluetooth + Android - parte 1/3. Disponivel em:<https://www.youtube.com/watch?v=IwnofqvGKow> Acesso em 15 de Julho de 2014.

Tank Rover 5

2014-07-01T07:39:00.000-07:00

Robô Seguidor de Linha

Para a montagem de um Robô industrial seguidor de linha são necessários inúmeros complementos eletrônicos, mecânicos e acessórios para compor de forma exitosa a ação programada do Robô, um desses equipamentos é o chassis cuja finalidade é determinar como será a dinâmica de locomoção deste.

O Chassis(base) Tank Rover 5

Neste projeto, foi defino a utilização da Base Tank Rover 5 (Figura 1). Este equipamento é uma nova geração de base para robô controlados, projetado especificamente para estudantes. Esta base Rover 5 é o único no mercado que possui 4 moto-redutores independentes juntamente a 4 encoders. Os encoders são do tipo óptico de quadratura. O conjunto de engrenagens pode ser rotacionado em incrementos de 5 graus para as mais diferentes configurações.

Figura 1. Base Tank Rover 5

Fonte: www.dfrobot.com

Esta base robótica se caracteriza por não ser muito frágil, ela tem uma base resistente que - devido ao se design - pode passar por cima de muitos objetos com ajuda de sua esteira(Figura 2). Você pode também trocar as esteiras por rodas convencionais (Figura 3).

Figura 2. Esteiras do Tank Rover 5 Figura 3. Tank Rover 5 com Rodas

Fonte: www.dfrobot.com Fonte:www.sparkfun.com/datasheets

Caracterísiticas:

Caixas de engrenagens com ângulos ajustáveis
4 motores DC independentes
4 encoders ópticos independentes
Esteiras tipo tanque espessas
Suporte para 6 baterias AA (baterias não inclusas)
Torque em stall de 10kg/cm

Caros você queira saber mais sobre o funcionamento e características técnicas e práticas do Tank Rover 5 acesso os links abaixo, onde disponibilizamos o manual e um vídeo mostrando o Tank Rover 5 na prática.

Manual (data sheets) - Tank Rover 5

Vídeo disponibilizado no You Tube com a base robótica Tank Rover 5 na construção de um Robô.

Fontes:
Data Sheets
Exemplo do encoder de quadratura
Motor Datasheet

Sensor Ultrassônico

2014-07-01T06:50:00.002-07:00

Hoje em dia é comum encontrar sensores de distância instalados na traseira de carros para auxiliarem os motoristas na hora de estacionarem. Esses sensores detectam objetos que estão em uma determinada distância e caso o sistema decide que o objeto está muito perto do carro, ele emite um beep . Os sensores de distância tem várias aplicações no meio comercial e industrial, como por exemplo, em residências e em escritórios para indicar a presença de alguém no ambiente.

Alguns desses sensores emitem um beep e outros acendem uma luz.

Os sensores são capazes de medir a distância que são em relação a um objeto por meio de um sistema de medição de ecos. Os sensores são formados por um transistor que emite um breve pulso de energia ultra-sónica. Quando o pulso é refletida por um objeto, o sensor capta os eco produzidas por um receptor, e por um sistema de processamento do sinal, calcula a distância que está do objeto. A fórmula para calcular a distância de um sensor ultra-sônico é:

d = 1/2 v · t

Em que d é a distância, v é a velocidade e t é o tempo.

Usos e Benefícios

Devido às suas características, podemos encontrar sensores ultra-sônicos em aplicações, tais como:

Medição de nível - em tanques contendo produtos diferentes na forma líquida.
Controle de colisões em sistemas de estacionamento.
Controle de posição em áreas como robótica, indústria de plástico, etc.
Controle enchendo tanques.

As principais vantagens destes sensores são:

Não há necessidade de contato físico para detectar objetos.
Bom custo-benefício
Em comparação com outras tecnologias, com base em dispositivos de ultra-som são compactos e leves.

Este sensor, não necessitando o contato físico com o objeto, fornece a capacidade de detectar itens frágeis, como tinta fresca, também detecta qualquer material, independentemente da cor, na mesma medida, sem correção ou fator de correção. Sensores ultra-sônicos têm uma função de aprendizagem para definir o campo de detecção, com um intervalo mínimo e máximo de seis milímetros de precisão. O problema com estes dispositivos são áreas cegas e o problema de falsos alarmes. A zona cega é a área entre o lado sensível do detector e da amplitude mínima a que qualquer objecto pode ser detectado de forma segura.

Os sensores ultrassônicos são amplamentes utilizados no desenvolvimento de projetos em arduino, principalmente em robores autônomos.

Para melhor entendimento colocamos um video que explica bem o funcionamento de um sensor ultrassônico do canal do Renato Aloi no Youtube.

Referência

Mecatronica Atual, Sensor de nível ultra-sônico. Disponivel em:<http://www.mecatronicaatual.com.br/educacao/1786-sensor-de-nvel-ultra-snico> Acesso em 27 de junho de 2014.

Renato Aloi, Curso Arduino Advanced - Aula 20 (Sensor de Distância Ultrassônico) seriallink.com.br. Disponivel em: <https://www.youtube.com/watch?v=3HlkD85IRxc> Acesso em 27 de junho de 2014.

Newton C Braga, Como funconam os sensores Ultrasônicos. Disponivel em:<http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/5273-art691> Acesso em 27 de junho de 2014.

Servomotores em Arduino

2014-07-01T06:38:00.003-07:00

Nesta postagem iremos falar sobre o que é um servo motor, como funciona, e suas aplicações na plataforma arduino.

Os servos motores são muito usados no controle de aviões telecomandados, robôs, barcos de controle remoto, helicópteros, além no arduino é claro, e são dispositivos que pode ser posicionado numa determinada posição angular de acordo com um sinal de entrada.

Enquanto esse sinal se mantiver constante e for enviado para o servomotor, o servo irá manter a sua posição angular, ao variar o sinal de entrada possibilita uma variação a posição angular do veio.

Um servomotor possui três entradas. Uma entrada é a alimentação (normalmente 5V para servomotores standard), outra será a massa e a última que falta referir será o sinal de entrada. Este sinal de entrada será um impulso PWM, em que fazendo variar o seu “duty cicle”, podemos variar a posição angular do servomotor. Isto em servomotores de posição, pois também existem servomotores de rotação contínua. Nesses servomotores a variação do “duty cicle” far| variar na posição angular, mas a velocidade e sentido de rotação do servomotor. Existe possibilidade de modificar, sem grande dificuldade, um servomotor de posição para rotação contínua. Esta modificação é permanente, não podendo ser reversível. No entanto, o objectivo desta postagem não se centra nisso, mas sim em como fazer a sua interação com a plataforma de desenvolvimento Arduino.

Os principais componentes de um servo motor de posição são os seguintes, Circuito de controle , potenciómetro , motor DC .

O circuito de controle, como o próprio nome indica, é responsável por controlar e mover o motor DC, com base nas informações obtidas pela leitura do potenciómetro e do sinal de entrada. O potenciómetro, neste contexto, é utilizado acoplado ao eixo de rotação para conseguir obter a posição angular do eixo.

Para facilitar a aprendizagem colocamos um video do canal All Eletrônics do youtube

Referência:

Livro

MCROBERTS, M. Arduino Básico. 1 ed. São Paulo: Novatec, 2011.

Entendendo melhor sobre eletrônica

2014-06-24T09:31:00.002-07:00

Como todo mundo sabe, quando entramos no universo da robótica, precisamos entender um pouco sobre eletrônica e programação, e para aqueles que estão começando nesta área agora, nós do roboticaufopa estamos colocando alguns videos sobre os conceitos iniciais de eletrônica, que achamos no youtube.

Lei de Ohm e Resistores

Tensão, corrente e Resistência elétrica

Associação de Resistores

Me salva - fontes de Correntes e tensão

Me Salva - Campo elétrico

Me Salva - electromagnetismo

Referência

Canal All Eletrônics You Tube:

https://www.youtube.com/user/AllEletronicsGR

Canal Me Salva You Tube:

https://www.youtube.com/user/migandorffy

Introdução ao Robô Seguidor de Linha

2014-06-24T07:37:00.002-07:00

Ao longo de anos de cada vez mais evolução industrial, a vida das pessoas passou a ser facilitada de vários modos. Adventos como a computação e a robótica possibilitaram então uma experiência mais cômoda para a execução de algumas atividades. Na indústria, por exemplo, tarefas antes executada por homens foram facilitadas com o uso de alguns meios robóticos. Hoje em dia, robores autônomos já desenvolvem alguns processos sem intervenção humana.

Os chamados “Robôs Industriais” possuem módulos que lhe permitem grandes possibilidades de movimento. Com três meios possíveis de execução, estes robôs podem executar tarefas pré-programadas com mais agilidade. Através do código implementado ele poderá obedecer a comandos enviados remotamente, havendo interação homem/máquina por intermédio de algum meio de troca de informações; ele poderá ainda responder a instruções repassadas por meio de luz. Esse é o módulo seguidor de luz, que irá definir o rumo a ser tomado através de sensores que captarão a incidência luminosa e assim, definindo o trajeto do robô; e ainda poderá seguir uma execução em linha, onde um trajeto é montado e ele percorrerá o percurso até o fim, ou até que haja algum obstáculo, que, dependendo do código implementado, poderá ser vencido; ou então,

O módulo seguidor de linha pode ser implementado de várias formas, com vários tipos de sensores, alguns mais precisos, outros com o código menos complicado. Dependendo da necessidade do uso do seguidor de linha, pode-se optar por usar o LDR.

LDR (Light Dependent Resistor)

LDR (do inglês Light Dependent Resistor), em português Resistor Dependente de Luz (português brasileiro) ou Fotoresistor (português europeu) é um componente eletrônico passivo do tipo resistor variável, mais especificamente, é um resistor cuja resistência varia conforme a intensidade da luz (iluminamento) que incide sobre ele. Tipicamente, à medida que a intensidade da luz aumenta, a sua resistência diminui.

O LDR é construído a partir de material semicondutor com elevada resistência elétrica. Quando a luz que incide sobre o semicondutor tem uma frequência suficiente, os fótons que incidem sobre o semicondutor libertam elétrons para a banda condutora que irão melhorar a sua condutividade e assim diminuir a resistência, e vice versa. (WIKIPEDIA, 2014).

Podem ser usados também sensores infravermelhos.

Sensor Infravermelho

Eles garantem mais precisão quanto à determinação da variação de cor e assim, confere uma estabilidade maior ao “Robô Industrial” quando este está executando em modo “Seguidor de Linha”.

Para que a montagem do robô seguidor de linha será necessária a utilização de dois sensores LDR alinhados lateralmente, com espaço para detectar a trilha; Uma placa, que na versão mais básica do seguidor de linha pode utilizar o modelo Arduino Uno, para receber as linhas de código para a execução da rotina programada; dois motores DC, que permitirão a movimentação do robô; uma base robótica para a acomodação dos componentes; jumpers para as conexões componentes/placa.

A disposição dos sensores varia de caso para caso, sendo mais comumente utilizados na parte frontal da base robótica, que permitirá um maior controle de direcionamento.

Após a montagem, vem à implementação do código que atenda às necessidades do uso do robô. É nesse passo que as condições de direcionamento, locomoção e estado dos motores são programadas e enviadas para a placa.

Quando houver a interação dos três módulos no robô industrial, serão utilizadas somente os sensores do seguidor de linha e as linhas de códigos implementadas para a interação com os outros blocos de código.

No fim, o “Robô Industrial” e em particular o módulo seguidor de linha, poderá ser usado para rotinas repetitivas, como por exemplo, ir de um ponto a outro do ambiente transportando materiais, ou ainda, através do código implementado, realizar alguma tarefa durante o trajeto.

Fontes: Seguidor de Linha

Informações Adicionais:

Data Sheet - TCRT 5000

Data Sheet - LDR

Ponte H

2014-06-23T17:35:00.001-07:00

Quando começamos a trabalhar com robótica, descobrimos a importância de um circuito eletrônico que é indispensável para quase todo projeto: a Ponte H.

O que é ponte H e para que serve?

Sabe-se que um motor de corrente contínua (DC) muda o sentido de sua rotação aos invertermos seus polos, conforme a figura 1. Isto pode ser feito manualmente, porém, quando estamos trabalhando com robótica, mecatrônica, ou em qualquer projeto que envolva motores DC, precisamos de uma chave "automática" que faça essa inversão da corrente, no tempo certo e da forma que desejamos e é aí que surge a importância da Ponte H.

Figura 1. O sentido da rotação é dado pelo sentido da corrente.
Fonte: newtoncbraga.com.br

A ponte H é feita com alguns transistores que são colocados estrategicamente de modo a "ordenar a corrente" de acordo com o desejado. Todavia, atualmente para quem trabalha com Arduino, não necessiamente precisa lidar com estes transistores para criar uma ponte H, pois já existem shields com tudo pronto (Figura 2). Há também circuitos integrados(Figura 3) que podem ser usados e o usuário poderá obter um bom resultado. Todavia, é de grande importância que conheçamos os princípios básicos de tudo isto para um melhor resultado em nossos trabalhos.


Figura 2: Ponte H para dois motores DC. Fonte: filipeflop.com

Figura 3: Circuito Integrado L293D.

No nosso caso, no projeto do Robô Industrial, não precisaremos colocar a mão na massa para criar um ponte H, pois a placa controladora que utilizaremos, a RoMeo V.1 possui um chip L298, ou seja, uma ponte H para utilização de 2 motores DC de até 2A (controle de rotação e sentido de 2 motores de maneira independente).

Como funciona uma ponte H?

A fim de conhecer melhor o funcionamento da Ponte H, vejamos o vídeo a seguir feito pelo Laboratório de Garagem:

E aí, achou interessante? Quer aprender mais? Assista as três vídeo-aulas a seguir e ao final você estará apto a comprar seus transistores e contruir sua própria Ponte H.

Fonte:

Braga. Newton C, Conheça as pontes H (MEC068a). Disponivel em:<http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/robotica/5166-mec068a> Acesso em 27 de junho de 2014.

Alói, Renato. Curso Arduino Advanced. Disponível em <https://www.youtube.com/watch?v=V9qcNztQyks&feature=youtu.be> Acesso em 27 de junho de 2014.

Placa Controladora DFRduino RoMeo v1.0

2014-06-23T14:45:00.000-07:00

Descrição

RoMeo é uma placa "All-in-One". Esta placa foi desenvolvida pela DFRobot e foi especialmente desenhada para aplicações de robótica móvel. Compatível com a plataforma de programação Arduino, esta placa se beneficia de todas as vantagens dos sistemas de código aberto. É suportada por milhares de utilizadores que disponibilizam os seus códigos como exemplos práticos. Pode, facilmente ser expandida com os diversos shields que existem para Arduino. O controlador de motores L298P e o socket para xBee permitem iniciar rapidamente um projecto de um robô móvel sem necessidade de usar drivers de motores externos e shields para comunicações sem fios.

A Romeo comporta-se como padrão Arduino Duemilanove 328 que significa que você pode programá-lo diretamente a partir do Arduino IDE

Placa Controladora Arduino RoMeo v1.0 (Fonte: DFRobot)

Especificações

Microcontrolador Atmega328
14 canais digitais de I / O
6 canais PWM (Pin11, Pin10, pin9, Pin6, pin5, Pin3)
8 Canais Analógicos de 10-bit
interface USB
Entrada de alimentação com detecção automática / comutação
Conector ICSP para programação direta do microcontrolador
Interface série TTL
Suporte AREF
Suporte Macho e Fêmea Pin Header
Soquetes Integradas para APC220 Módulo RF e Módulo DF-Bluetooth
Cinco conjuntos I2C Pin
Duas saídas para motores DC até 2A no máximo
7 botões de entrada
Alimentação DC: Alimentado por USB ou externamente com 7V~12V DC
Saídas DC: 5V /3.3V DC e saída para alimentação externa
Dimensão: 90x80mm
Peso: 60 gramas

Pinagem

Pinagem DFRduino RoMeo v1.0 (Fonte: DFRobot)

Atualmente a venda da versão 1.0 foi descontinuada, sendo agora ofertado a aquisição apenas as versões 1.1 e posteriores.