O Robô que joga basquete

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O sistema de manipulação da bola de jogo foi pensado de forma a colocar a bola na cesta.

4. PROJETO

O protótipo foi construído em materiais leves e de resistência boa, tais como: acrílico, alumínio e plástico.

4.1 FUNÇÕES DO ROBÔ

O robô deve locomover-se pela quadra de jogo, que tem dimensões de 2 metros de largura por 2 metros de comprimento, e acertar a bola de jogo em uma cesta, posicionada a 30 centímetros do chão, tem raio de 15 centímetros e uma tabela de 30 centímetros por 20 centímetros.

Figura 1: Controle arduino.

[pic 1]

Fonte: Própria.

Os valores dos botões do aplicativo são definidos: Nenhum: 0; Cima: 1; Baixo: 2; Esquerda: 3; Direita: 4; Triângulo: 7 ; X: 9. Para o sketch planejado serão utilizados apenas os botões acima citados. Os botões direcionais controlarão o chassi, o valor ‘0’ para nenhum comando enviado fará os motores pararem. Os botões Triângulo e x e círculo movimentarão a garra.

5. ESPECIFICAÇÕES DO ROBÔ

Os requisitos que devem ser seguidos:

- O robô deve ter largura de 16 centímetros e comprimento de 25 centímetros;

- O robô tem o peso aproximado de 3 kg;

- A tensão das baterias que alimentam os motores é de 7,4 V;

- A tensão da bateria que alimenta a placa do Arduino é de 9 v;

- O robô é controlado remotamente via bluetooth.

5.1 DIMENSIONAMENTO DAS PEÇAS

- Para a garra alcançar a altura de 30 centímetros da cesta ela será fixada à um fio de nylon em um carretel, que rotacionará por meio de um motor.

- A garra fechada tem altura de 10 centímetros, o chassi e as rodas combinam para 8 centímetros, a torre terá 45 centímetros, fazendo com que a altura total sobreponha a cesta por 13 centímetros, aproximadamente.

- A garra deverá tem abertura de 12 centímetros, suficiente para segurar a bola. A abertura total da garra, ou seja, o espaço entre as suas extremidades, é de 29

6. PROJETO DO PROTÓTIPO

6.1 PROJETO ORIGINAL

Pela facilidade na programação e por possuir vários métodos de controle a alternativa utilizada será a programação em uma placa Arduino. O controle via rádio foi o primeiro a ser considerado, possui bom raio de alcance, uma boa gama de frequências disponíveis. Entretanto pode sofrer interferências facilmente. O controlador infravermelho tem menor interferência, mas tem um raio pequeno de controle, sendo necessário apontá-lo diretamente para o receptor para que esse receba os comandos. A alternativa mais viável quanto à facilidade de programação e raio para controle é o controle via Bluetooth. Um receptor Bluetooth pode ser facilmente ligado à placa Arduino, sua programação não tem níveis de complexidade muito altos. Para que seja feito o controle via Bluetooth é necessário um aparelho pareado com a placa. O aparelho deve ter um Software que envie os comandos programados para a placa Arduino. Para o chassi foi escolhido um modelo pronto em acrílico, o modelo acompanha quatro rodas e quatro motores. Também foi considerado o uso de um chassi redondo com duas rodas, porém há uma limitação significativa nas dimensões, o que pode prejudicar o sistema que será usado para levar a bola à cesta.

Os motores serão controlados por meio de uma shield acoplada ao Arduino, a shield L293D, que permite o controle individual dos mesmos, além da adição de até dois servo motores. A alimentação pode variar de 5V a 12V, tanto para a placa quanto para a shield, que também fornecerá energia para eles. Para ambos os casos foi escolhida uma bateria de 9V.O sistema de manipulação da bola apresenta a maior dificuldade no projeto. A opção foi criar um braço robótico adaptado às necessidades do projeto, desenhado para ser simples e controlado via servo motor, os movimentos deverão fazer a garra capturar a bola e fazê-la passar pelo aro. A garra escolhida foi a garra para drones, modelo desenhado pela Mantis, por ser adaptável ao projeto,apresentar boa aderência a diversos materiais e não necessitar de fontes de energia externa para seu funcionamento, que é totalmente mecânico.

6.2 PROJETO FINAL

Controle: Foi seguido o modelo original, onde o Arduino é controlado via bluetooth de qualquer aparelho móvel com a função, onde é necessário a instalação do aplicativo Arduino BT Joystick Free. A placa Arduino é alimentada por uma bateria de 9V.

Para o controle independente de cada motor é utilizada a shield L293D, chamada de ponte H. A alimentação será feita por células de íon, extraídas de uma bateria de notebook.

Essa mudança foi feita por conta da corrente necessária para o acionamento dos três motores. As células estão dispostas com cada par em série, depois ligando os pares em paralelo.

Movimentação: Chassi com duas rodas ligadas a motores DC com dois rodízios estabilizadores. Foi escolhido esse sistema, pois a garra será içada por meio de um fio de nylon, movimentado por um carretel improvisado, esse carretel será acionado por um motor, que ocupará a porta de um dos motores do projeto original do robô.

O motor estará posicionado em uma torre em formado de T de 45 centímetros de altura que somada à altura do chassi e subtraída a da garra, é a altura necessária para a garra alcançar a cesta.

Manipulação da bola: Garra Mantis para drone, adaptada ao tamanho necessário. A garra estará presa a um fio de nylon.

7. FUNCIONAMENTO DO ROBÔ

O robô terá três motores e dois rodízios individuais, dois motores estarão acoplados a uma roda, o terceiro será responsável pelo movimento de subida e descida da garra, os rodízios servirão como apoio do chassi. Os motores estão nomeados como 1, 3 e 4, de acordo com a porta de saída na ponte H. Assim, o motor 1 estará na parte superior da estrutura de sustentação da garra, realizando a rotação do carretel responsável pelo içamento da mesma. Os motores 3 e 4 estarão na parte traseira e serão responsáveis pela movimentação do