Rodrigo S. VianaRodrigo S. Viana

Experimentos com RobóticaExperimentos com Robótica

Qual o significado da Qual o significado da expressão: expressão: Robótica Educacional???Robótica Educacional???

Robótica EducacionalRobótica Educacional ou ou Robótica Robótica PedagógicaPedagógica são termos utilizados para são termos utilizados para caracterizar ambientes de aprendizagem caracterizar ambientes de aprendizagem que reúnem que reúnem materiais de sucatamateriais de sucata ou ou kits de kits de montagemmontagem compostos por peças diversas, compostos por peças diversas, motores e sensores controláveis por motores e sensores controláveis por computador e computador e softwaressoftwares que permitam que permitam programar de alguma forma o programar de alguma forma o funcionamento dos modelos montados.funcionamento dos modelos montados.

Mecatrônica

Mecânica Eletrônica Informática

•engrenagens•polias•rodas•eixos

•mancais•parafusos

•porcas

•resistores•bobinas

•capacitores•motores•sensores

•CIs

•algoritmos•programação•automação

•controle•aquisição de dados

1º)Modulo: Mecânica

Área responsável pelo conjunto estrutural e pelo conjunto de movimento, ou seja, através da mecânica é possível fazer que o robô tenha esqueleto e seja capaz assim de movimentar.Mecânica é dividida em duas partes : Estrutural e MovimentoNa mecânica estrutural iremos ver diversos elementos que compõem a estrutura física de um robô, e existem duas Categorias de estruturas: Estática e Flexível.

a) EstáticaAtravés da estrutura estática podemos fazer o esqueleto do robô utilizando peças de polímeros (plásticos e borracha) e de metais. A estrutura é a responsável tanto pelo aspecto físico do robô, quanto a disposição dos componentes e distribuição dos outros itens que compõe um robô.Fazem parte das estruturas estáticas:

- Barras- Bases- Conectores- Mancais- Cantoneiras- Parafusos e Porcas- Ganchos

b) DinâmicaA estrutura dinâmica é a estrutura do robô responsável pela transmissão de movimento gerado por alguns atuadores sempre utilizando a estrutura estática para sua fixação. Se como no corpo humano, a estrutura estática é o esqueleto os ossos do corpo humano. A estrutura dinâmica seria exatamente os músculos do corpo humano.

- Polias- Engrenagens- Rodas- Girabrequim- Buchas- Adaptadores- Eixos

B) MovimentoNa parte de mecânica de movimento utilizaremos diversas leis na Física para que o robô possa se movimentar e transformar energia como desejar para que o movimento seja executado do melhor método possível

2º) Módulo: AtuadoresAtuadores, são os componentes que consomem energia elétrica da fonte ou das pilhas para realizar uma ação. Os atuadores são fixados sempre na estrutura estática do robô.

A) RotacionaisOs rotacionais são os atuadores que através de energia elétrica geram ou fornecem ação em movimentos que possuam rotação e torque. Os atuadores, normalmente, atuam diretamente nas estruturas dinâmicas, para que a energia possa ser transmitida.No robô, os atuadores utilizam a energia elétrica provida das pilhas e transformam em energia cinética (energia de movimento).

B) EmissoresOs Emissores são os atuadores diferente dos geradores, que ao invés de produzir energia cinética, utilizam energia elétrica para a emissão visual, sonora, calórica e magnética. Para a robótica, estes atuadores são essenciais, pois além de efeitos visuais, podem transmitir estado de uma ação.

- Buzzer- LED (Colorido ou Incolor)- Selonoíd (eletroímã)- Resistência de calor

Laboratório de Robótica Modelix

Estruturas e Forças - CUBO

Monte um quadrado simples, com laterais triangulares, conforme apresentado no guia das estruturas uma estrutura sólida. Material usado:

4 cantoneiras de 9 furos

2 barras de 8 furos

Alavancas - Gangorra

Atividade: Montagem de uma gangorra.

Material usado: 2 cantoneiras de 9 furos

1 painel de 9 furos

2 cantoneiras de 11 furos

2 barras de 4 furos e 1 dobra

1 barra de 2 fileiras e 11 furos 4 orings + 1 eixo de 3 polegadas

Movimento – Chassis com rodas

Montagem de um Chassi simples com rodas

Material usado:

1 painel de 9 furos 2 cantoneiras 9 furos

2 eixos 5.3 pol

4 rodas pequenas 8 orings para fixação das rodas

Movimento – Transferência de Movimento por polias

Atividade: Base de Transferência de movimento simples, através de polias

Material usado: 2 cantoneiras de 15 furos 1 painel de 15 furos 2 cataventos 3 eixos 2 orings para fixação 1 manivela e girabrequim 2 buchas de espaçamento 2 elásticos 4 Polias 4 barras de uma fileira com 11 furos (2 dobrados)4 barras de uma fileira com 10 furos 2 barras de uma fileira 5 furos 2 barras de uma fileira 3 furos

COMPONENTES ELÉTRICOS MODELIX

Circuito INT

Circuito HUB

EXERCÍCIO

Circuito Simples

Temos uma FONTE DE ENERGIA (caixa de pilhas), um CONSUMIDOR DE ENERGIA (LED) e um INTERRUPTOR.Para a sua operação correta , esses componentes estão ligados entre sipelo CONECTOR INT. Os LEDs são consumidores de energia que exigemque a polaridade seja respeitada, para funcionarem corretamente.Então,devemos fazer com que o fio positivo (vermelho) da caixa de pilhasseja conectado de forma correta ,para garantir que o pino conector dopólo positivo do LED (consumidor de energia) receba o polo positivo dacaixa de pilhas (fonte de energia).

Acionamento de Motor

Agora iremos usar nosso circuito e fazer experimentos, o primeiro, substituir o Led por um motor.

Acionamento de Buzzer

Agora iremos usar nosso circuito e fazer experimentos com outros circuitos de saída e entrada. Vamos acionar um Buzzer com outro tipo de interruptor.

Sensor de Luz e RELE, uma dupla imbatível

RELE

Sensor de Luz

Sensor de Luz

Experimente substituir o Interruptor por um sensor de luz...

Sensor de Toque

Outro Componente que atua como interruptor é o sensor de toque.Ative um motor usando este Sensor.

Robô Seguidor de Linha

Parte Elétrica

02 – Int 01 – Hub02 - Motores

Conectar motores e extensores nos INT´s, extensores e bateria (caixa de pilhas) conectados no Hub

Com a chave de fenda, fechar o circuito INT (plug vazio) para testar os motores

Motores testados colocar extensores nos plugs vazios

01 – Int 01 – Hub02 – Relés02 – Sensores de Luz

Interruptor gangorra – bateria (cx de pilhas) e 01 extensor serão ligados no INT

Respeitar sempre as polaridades (fio positvo com fio positivo e INT e HUB)

Extensor saindo do INT, leva a corrente elétrica para o HUB

2 outros extensores devem ser conectados ao HUB (polaridades do mesmo lado)

Extensores saindo do HUB devem ser conectados aos sensores de luz (respeitando as polaridades)

Com um extensor e um LED, os sensores de luz devem ser testados.

Com o interruptor gangorra ligado o LED acende, testando assim, um sensor de luz por vez.

O extensor que foi conectado aos primeiros INT´s dos motores agora serão colocados nos RELES NF (normalmente fechado)

Sensores de luz testados, os extensores dos mesmos vão se conectar aos relés.

MODELIXINO

Microcontrolador Modelixino• Conexão USB• 16 Portas Digitais Programáveis (I/O)• 6 Portas Analógicas• Baseado em Tecnologia Arduino• Open Source• Processador ATMega• Adaptável para comunicação Ethernet• Adaptável para Comunicação sem fio protocolo Xbee• Autonomia de alimentação para ser embarcado em

robô móvel• Software amigável

O trabalhador do século XXIO trabalhador do século XXI““O mundo de hoje necessita mais de O mundo de hoje necessita mais de pessoas criativas, autônomas e flexíveis do pessoas criativas, autônomas e flexíveis do que de especialistas superinformados” que de especialistas superinformados” (Relatório da UNESCO)(Relatório da UNESCO)

Flexibilidade e adaptabilidade;Capacidade de solucionar problemas;Comunicação e sociabilização;Autonomia e responsabilidade;Criatividade; Informação;Postura empreendedora;Autodesenvolvimento;

E-mail para contato:

rodrigosviana@gmail.comcontato@modelix.com.br

Mandar nomes dos participantes para o e-mail abaixo :

alex@modelix.com.br