O projeto proposto para semana de competição de engenharia

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A grande maioria dos robôs seriais existentes está na indústria e lá, as tarefas mais executadas são o deslocamento em um ambiente (locomoção) e a movimentação de objetos ao seu redor (manipulação). Esta distinção por tarefas pode dividir os robôs em duas categorias: robôs móveis e robôs manipuladores, ainda que alguns executem ambas as funções.

As estruturas mecânicas dos robôs são elaboradas de forma a executar determinados movimentos. Os manipuladores são geralmente em forma de braço antropomórfico. Suas articulações podem executar movimentos de rotação e de translação.

3 Descrição do Projeto

Este projeto tem como intuito de implementar um sistema que utilize um sistema eletrônica analogico, para o deslocamento do robô guiado por sensores que detectam uma faixa de cor.

3.1 Objetivo Geral

Desenvolver um robô capaz de se movimentar através de uma trajetória plana demarcada por uma faixa escura envolta por um meio claro através de sensores compostos por diodos emissores de luz infravermelha e foto transistores, motores DC e um circuito de controle analogico baseado em amplificadores operacionais.

3.2 Objetivos Especıficos

• Entender o funcionamento dos sensores

• Projetar um circuito com amplificadores operacionais que atuam na funcão de comparação

• Dimensionar os componentes de forma a permitir o controle dos motores do robô

• Simular o circuito para provar funcionalidade do projeto

• Implementar o circuito do robô seguidor de faixa em placa de circuito impresso

4 Revisão Bibliográfica

Com o intuito de obter-se um melhor entendimento dos componentes e procedimentos realizados neste trabalho, segue abaixo uma r ́apida revis ̃ao bibliogr ́afica dos principais temas e conceitos teóricos necessários para o entendimento do projeto.

4.1 Divisor de tensão

O divisor de tensão é uma técnica de projeto utilizada para criar uma tensão elétrica (Vout) que

seja proporcional á outra tensão (Vin). + Vin −R1 e R2+Vout −

Figura 4: Exemplo de circuito divisor de tensão.

[pic 3]

Podemos demonstrar o funcionamento de um divisor de tensão utilizando o as seguintes onde temos dois resistores, R1 e R2. A tensão Vout que queremos calcular certa a tensão em cima do resistor R2, como mostra na equação 1.

Vout =

R2 ∗ Vin

R1 + R2

(1)

4.2 Sensor SEGUE FAIXA

Controle até 2 motores DC ou 1 motor de passo com este módulo Ponte H L298N Arduino. Esse módulo é projetado para controlar cargas indutivas como relés, solenóides, motores DC e motores de passo, permitindo o controle não só do sentido de rotação do motor, como também da sua velocidade, utilizando os pinos PWM do Arduino [pic 4]

ESPECIFICAÇÕES PONTE H L298N:

- Tensão de Operação: 4~35v

- Chip: ST L298N (Datasheet)

- Controle de 2 motores DC ou 1 motor de passo

- Corrente de Operação máxima: 2A por canal ou 4A max

- Tensão lógica: 5v

- Corrente lógica: 0~36mA

- Limites de Temperatura: -20 a +135°C

- Potência Máxima: 25W

- Dimensões: 43 x 43 x 27mm

- Peso: 30g

Funcionamento Ponte H L298N:

- [pic 5](Motor A) e (Motor B) se referem aos conectores para ligação de 2 motores DC ou 1 motor de passo

- (Ativa MA) e (Ativa MB) – são os pinos responsáveis pelo controle PWM dos motores A e B. Se estiver com jumper, não haverá controle de velocidade, pois os pinos estarão ligados aos 5v. Esses pinos podem ser utilizados em conjunto com os pinos PWM do Arduino

- (Ativa 5v) e (5v) – Este Driver Ponte H L298N possui um regulador de tensão integrado. Quando o driver está operando entre 6-35V, este regulador disponibiliza uma saída regulada de +5v no pino (5v) para um uso externo (com jumper), podendo alimentar por exemplo outro componente eletrônico. Portanto não alimente este pino (5v) com +5v do Arduino se estiver controlando um motor de 6-35v e jumper conectado, isto danificará a placa. O pino (5v) somente se tornará uma entrada caso esteja controlando um motor de 4-5,5v (sem jumper), assim poderá usar a saída +5v do Arduino.

- (6-35v) e (GND) – Aqui será conectado a fonte de alimentação externa quando o driver estiver controlando um motor que opere entre 6-35v. Por exemplo se estiver usando um motor DC 12v, basta conectar a fonte externa de 12v neste pino e (GND).

- (Entrada) – Este barramento é composto por IN1, IN2, IN3 e IN4. Sendo estes pinos responsáveis pela rotação do Motor A (IN1 e IN2) e Motor B (IN3 e IN4).

A tabela abaixo mostra a ordem de ativação do Motor A através dos pinos IN1 e IN2. O mesmo esquema pode ser aplicado aos pinos IN3 e IN4, que controlam o Motor B

Conectando Ponte H ao Arduino:

Vamos mostrar dois esquemas de ligação deste módulo ao Arduino Uno R3, que utilizarão o mesmo programa mostrado no final do post.

O primeiro circuito utiliza a alimentação do próprio Arduino, e deve ser feito sem o Jumper em (Ativa 5V). Utilizamos 2 motores DC 5V.[pic 6][pic 7]

4.3 Transistor como chave

O transistor ́e um componente eletrônico que começou a popularizar-se na década de 1950, tendo sido o principal responsável pela revolucão da eletrônica na década de 1960. São utilizados principalmente como amplificadores e interruptores de sinais elétricos. O termo provem do inglês transferresistor (resistor/resistência de transferência), como era conhecido