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Construindo seu Robô

5.Estudo de Caso

5.1. Caso 1: Robô econômico simples.

Como estudo de caso, primeiro introduzimos o caso de um robô simples e econômico que pode ser facilmente construido. Na Figura 11 vemos images de diversos ângulos desse robô.

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Figura 11 – O robô visto em todos os ângulos diferentes.

Como pode-se ver, este robô foi feito com materias que são relativamente fáceis de achar e muito fáceis de serem substituídos. Começando com as rodas em que uma roda é feita de duas tampas de maionese colocadas juntas e fita isolante contornando as bordas das tampas para aumentar a aderência das rodas. A Figura 12 demonstra os materiais mencionados. Caso não tenha fita isolante, outras fitas com aderência semelhante ou maior também poderão servir. A Figura 13 mostra como a frente da roda fica com a fita.

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Figura 12 – Tampa de pote de maionese e fita isolante (Fonte: Wikipedia).

 Figura 13 - Vista frontal da roda já com fita isolante.

Figura 13 – Vista frontal da roda já com fita isolante.

Depois que as rodas estão montadas, o próximo passo é acoplar as mesmas a um servo motor. Para isso, para cada roda precisaremos de um servo motor que possua um eixo que possibilite a colocação de dois parafusos que prenderão as rodas ao eixo do motor. A Figura 14 mostra um exemplo de servo motor com encaixe de eixo apropriado e o acoplamento da roda com o motor. Já a figura 15 mostra de um outro ângulo como a roda fica parafusada ao servo motor.

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Figura 14 – Servo motor apropriado e encaixe servo motor com roda e acoplação de motor com chassi.

Figura 15 – Vista lateral do acoplamento roda e servo motor. Note os parafusos perfurando a roda.

Figura 15 – Vista lateral do acoplamento roda e servo motor. Note os parafusos perfurando a roda.

Já o chassi, o corpo do robô onde todos os seus componentes são acoplados, pode ser feito a partir de qualquer superfície plana e resistente. No caso do nosso exemplo, foi feito com uma chapa de alumínio bastante resistente. Uma opção boa e barata seria um chassi feito de madeira compensado bem leve e resistente, o mesmo tipo de material que as pranchetas escolates são feitas. Ainda na Figura 14 podemos observar como o acoplamento do servo motor foi feito ao chassi. Dois cubos de madeira foram parafusados no chassi e o servo motor foi parafusado nesses dois cubos de madeira. Sendo assim, o servo motor não fica frouxo e nem dançando, interferindo na locomoção do robô.

Uma roda boba, igual aquelas de carrinho de supermercado mas muito menor, é acoplada na parte traseira do robô. Para o acoplamento, basta somente dois furos e dois parafusos em diagonal. Esse tipo de roda é facilmente encontrada em macenarias. A Figura 16 demonstra o acoplamento.

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Figura 16 – Acoplamento da roda boba ao chassi.

O próximo passo é anexar as pilhas recarregáveis.Uma boa idéia é utilizar encaixes para pilhas. No caso deste robô estamos utilizando 8 pinhas, ou seja, dois encaixes de quatro pilhas. Os encaixes de pilhas são acoplados utilizando uma braçadeira plastica. Ambos os encaixes de pilhas e as braçadeiras plasticas podem ser encontradas em lojas de materiais eletrônicos. A Figura 17 mostra diferentes tipos de encaixes para pilhas e braçadeiras plásticas. Já a Figura 18 mostra o acoplamento desses encaixes ao chassi. Note também que está sendo utilizado pilhas do tipo AA.

Figura 17 – Encaixe para pilhas e braçadeiras plásticas. Fonte: Wikipedia.

Figura 18 – Acoplamento do encaixe de pilhas no chassi.

Figura 18 – Acoplamento do encaixe de pilhas no chassi.

O último componente a ser anexado a parte de baixo do chassi são os sensores de linha. Neste robô eles foram anexados a dois pedaços de aluminio protegidos por fita isolante ou qualquer outro tipo de material isolante (para evitar o contato entre o circuito elétrico e o metal do alumínio). Só então que os sensores de linha são acopados utilizando braçadeiras plásticas e parafusos com furos entre os pedaços de alumínio e o circuito do sensor de linha. A Figura 19 mostra a localização e como esses pedaços de alumínio foram parafusados ao chassi e também como os sensores de linha são acoplados a esses pedaços alumínio.

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Figura 19 – Acoplamento dos sensores de linha.

Ainda sobre a Figura 19, note também o furo no chassi onde os fios dos motores e dos sensores estão passando. Não esquecer deste detalhe importante!

Na parte de cima do chassi, temos uma pequena caixa plástica que pode ser encontrada em qualquer loja de R$ 1,99. Ela servirá para guardar qualquer componente eletrônico como o arduino por exemplo. Neste robô está sendo utilizado uma versão mais compacta do Arduino chamado Arduino Nano, que está acoplado a um circuito feito para controlar os servo motores e voltagem sendo alimentada no Arduino. Na Figura 20 podemos ver a vazilha e os componentes que estão nela. A vazilha pode ser facilmente acoplada com furos em ambos o chassi e vazilha e braçadeiras prendendo os dois, parafusos ou até mesmo fita dupla face.

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Figura 20 – Vazilha plástica e os componentes que estão nelas.

Neste caso específico, o circuito foi feito de tal forma que as pilhas podem ser carregadas diretamente no robô e também um interruptor para ligar, desligar e acionar o modo carregador está presente. Neste caso, foram feitos orifícios na vazilha para facilitar o acesso do carregador ao circuito e o interruptor. Ver Figura 21.

Figura 21 – Orifícios na vazilha plástica

Figura 21 – Orifícios na vazilha plástica

A última coisa a se adicionar ao robô é o sonar que está localizado na parte da frente do robô como pode-se ver na Figura 22. O sonar está preso também a vazilha plástica atravéz de braçadeiras plásticas como também pode-se observar na Figura 22. O material que está envolvendo o sonar serve somente para evitar que o mesmo balance muito e é opcional.

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Figura 22 – Acoplamento do sonar à vazilha plástica.

Pronto! Seguindo todos esses passos você deve ter um robô montado e funcional se os componentes eletrônicos foram trabalhados de maneira correta, parecido com o que está na Figura 11. Agora o próximo passo é programar o robô para que o mesmo funcione de maneria desejada.

Obs: Faça todos os orifícios necessários na vazilha plástica antes de acoplá-la ao robô e colocar quaisquer componentes eletrônicos dentro da mesma.

5.2. Caso 2: Em construção…

6. Conclusão

Neste momento o leitor deve estar apto a projetar robôs simples e funcionais com materiais facilmente encontrados no cotidiano. Lembrando que para que o robô funcione de maneira satisfatória, é necessário que os componentes eletrônicos estejam funcionando perfeitamente e que o robô esteja devidamente programado para executar as funções desejadas.

Referências:

  1. Mobile Robotics for Multidisciplinary Study – Carlotta A. Berry: http://www.morganclaypool.com/doi/abs/10.2200/S00407ED1V01Y201203CRM004 (Thank you for allowing us to use your book!)
  1. Vex Currculum – Link: http://curriculum.vexrobotics.com/curriculum/drivetrain-design
  1. Wikibooks: Robotics/Types of Robots/Wheeled – Link: http://en.wikibooks.org/wiki/Robotics/Types_of_Robots/Wheeled
  1. Wikipedia: www.wikipedia.org