[Diario] Dia 1 - Primeiros Passos

*** Neste passo, vamos ver quais são os componentes que o nosso robot vai utilizar, como os adquirir e como funcionam.***

    Esperámos que te estejas a ambientar ao mundo da Robótica. Depois de abordar a planificação do projecto, está na hora de entrar na parte prática: a concretização.

   Se já viste como funciona um robot, então é a altura de escolheres os componentes que necessitas. Infelizmente não há muitas lojas que vendam componentes como os microcontroladores ou sensores. Para os adquirir, é quase necessário recorrer a lojas online. Em Portugal, há a LusoRobótica e a PTRobotics. Se precisares, podes recorrer a lojas internacionais como a Pololu. Para outros componentes de electrónica ou bricolage, basta recorrer às lojas locais.

   Vamos então dar uma vista de olhos aos componentes do nosso robot (na continuação):

- Arduino

Microcontrolador Arduino

Para que serve: este será o “cérebro do robot”. O microcontrolador recebe inputs (entradas de informação) e envia outputs (saídas de informação) a partir dos vários pinos que tem. Utilizámos Arduino UNO por ser uma ferramenta de fácil aprendizagem com uma vasta comunidade online e muito material para quem se está a iniciar em robótica. Claro que para o microcontrolador ter alguma utilidade tem de estar programado, visto que é o programa que interpreta os dados recebidos e comunica o que o robot vai fazer em seguida. Mais à frente, iremos abordar a programação do Arduino para o seguimento de linhas. Mais informações no site do Arduino.

Onde comprar: LusoRobótica, entre outras lojas online.

- Motores

Motores e rodas

Para que serve: se pretendes ter um robot móvel, eis outro componente que não pode faltar. O movimento do robot será efectuado através de dois motores e duas rodas numa configuração diferencial. Este tipo de configuração é o mais simples para a deslocação do robot: cada roda está ligada independentemente a um motor e é a conjugação do movimento individual das rodas que determina a direcção e velocidade com que o robot se vai deslocar. É o microcontrolador que fornece os sinais eléctricos aos motores, determinando como e quando eles vão funcionar. Além de motores, existem também os servos cuja diferença se encontra explicada aqui.

Onde comprar: LusoRobótica, entre outras lojas online. Entre 8 e 20 €. Também é possível reutilizar motores a partir de impressoras velhas. É uma questão de procurar ;)

- Sensores

Sensor QTR-8RC

Para que serve: pretendemos um sensor que seja capaz de seguir linhas. Podem-se improvisar algumas soluções mas o sensor de luminosidade QTR-8RC Reflectance Sensor Array é perfeito para a tarefa. Constituído por 8 sensores individuais, medem a taxa de reflexão da superfície sob o robot (preto – pouca reflexão;  branco – muita reflexão). Se o robot estiver bem centrado com a linha, serão os sensores do centro a detectar “preto” e assim sucessivamente. Estes dados são transmitidos ao Arduino que por sua vez comunica com os motores, permitindo que o robot corrija a trajectória e se ajuste à linha.

Onde comprar: LusoRobótica, entre outras lojas online. Cerca de 15€.

- Alimentação

Pilhas no suporte

Para que serve: Como qualquer aparelho electrónico, sem uma fonte de alimentação, o robot não funciona. Geralmente, utilizam-se baterias ou pilhas recarregáveis visto que compensam a longo prazo. É preciso ter em conta a tensão necessária para cada componente. O Arduino funciona com 5V mas os motores não funcionam sempre com a mesma tensão. O modelo que utilizámos funciona também a 5V, por isso é este o valor que temos de ter em conta quando comprarmos as pilhas. Cada pilha recarregável tem 1,2V por isso, um suporte de 4 pilhas fornece 4,8V de tensão, que são suficientes para alimentar todo o circuito. Os motores têm tendência para produzir algum ruído eléctrico no circuito que pode interferir com o Arduino. Por esse motivo, é comum alimentar em separado os motores e o Arduino, cada um com o seu suporte de 4 pilhas a fornecerem 4,8V.

Onde comprar: Encontram-se pilhas recarregáveis na grandes superfícies e em lojas de electrónica. Os suportes também se encontram disponíveis em lojas de electrónica, mas se for necessário, encontram-se garantidamente na Internet. O preço é que é mais elevado: 15 € por cada 4 pilhas.

- Breadboard

Uma breadboard

Para que serve: Para ligar todos os componentes anteriores e assegurar que tudo funciona como deve ser, é necessário estabelecer um circuito electrónico. Além dos fios, são também necessários outras peças para assegurar o sistema não falha como os condensadores ou os chips. Para ligar tudo isto, usa-se a breadboard (ou placa de ensaios) possui uma série de ranhuras em que podem colocar os fios ou as patinhas dos componentes sem que seja necessário soldar e dessa forma, é muito fácil corrigir qualquer erro sem ter de fazer uma placa de novo.

Onde comprar: Maioria das lojas electrónica e também na Internet. Entre 8 e 15 €.

- Ponte H

Ponte H L293D

Para que serve: Se estiveres a usar motores, é necessário um chip chamado Ponte H para os controlar. A Ponte H (cujo nome deriva da forma que toma no esquema de circuito) amplia o sinal produzido pelo Arduino, que por si só não é suficiente para alimentar os motores, e também permite fazer variar a velocidade dos motores e o sentido da rotação.

Onde comprar: LusoRobótica, entre outras lojas. Cerca de 3 €.

- Condensadores

Um condensador electrolítico

Para que serve: Os condensadores (ou capacitores) são pequenos componentes que actuam como reservatórios de energia eléctrica quando ligados a uma fonte de alimentação. O valor de um condensador mede-se em Farads, mas o mais comum é trabalhar com as suas subunidades como o uF (microfarad). Num circuito como o de um robot, os condensadores servem para contrariar a grande quantidade de energia necessária no arranque dos motores e também para absorver o ruído provocado por aqueles.

Onde comprar: Qualquer loja de electrónica da tua zona. Um condensador custa cerca de 20 cêntimos, por isso, não custa nada comprar vários de uma vez para utilização futura.

- Outro material:

Fio de Rede

Fios de circuito: existem kits de fios eléctricos, alguns que acompanham até as breadboards na aquisição, mas se não quiseres gastar dinheiro podes improvisar uma solução muito simples. Se tiveres um fio de rede antigo, experimenta descarná-lo: em 1 m de fio encontrarás 8 fios de cores diferentes, ou seja, 8 m de fio que são suficientes para muitos robots.

Interruptor: Ter um interruptor é bastante conveniente para teres o robot ligado apenas quando quiseres fazer a sua demonstração. Tenta arranjar um que seja compatível com a breadboard, numa loja de electrónica.

Roda livre:  A roda livre ajuda a nivelar o teu robot (só com duas rodas é díficil), sem perturbar a sua liberdade de movimento. Tenta arranjar rodas como as dos carrinhos de supermercado, ou então, tens sempre a Internet.

Estrutura do nosso Robot

Chassis: É uma boa altura para ires começando a pensar na estrutura do teu robot. Tem em mente os componentes que vais usar e tenta manter a estrutura o mais simples e leve possível. Acrílico é uma boa solução para a plataforma principal e a madeira pode ser útil para aparafusar alguns componentes. Tem atenção às peças que necessitam de ser removidas com facilidade (como as pilhas recarregáveis). Velcro é bastante prático nessas situações.

   É hora então de começares a adquirir o material e ires experimentando algumas coisas. Se electrónica não é o teu forte ou pelo menos, precisas de repescar a memória, vê aqui informações importantes para montares os circuitos. Diverte-te  ;)

Na próxima entrada, vamos indicar como é que o Arduino, a ponte H e os motores se juntam para pôr o teu robot em movimento.

Ver mais:  

1. Pré-projecto "projectoAREA" [Hiperligação] (inclui toda a bibliografia empregue neste artigo);