Engenharia eletrônica e telecomunicações

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Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais

Curso: Engenharia eletrônica e telecomunicações

Professor: Nilson de Figueiredo Filho

Aluno: Rafael Gonçalves Ramos

Júlio Lopes

Robert Antônio de Sousa

               

               

Relatório Carrinho autônomo

                                                   

24 de junho de 2019

RELATÓRIO INTRODUÇÃO À ENGENHARIA ELETRÔNICA E DE TELECOMUNICAÇÃO

INTRODUÇÃO

O trabalho consistiu em ensinar de forma lúdica os conceitos relacionados à eletrônica, como comandos para configurar um arduíno, o conceito de movimento, e as variáveis a ele relacionadas como distância, velocidade, tempo e aceleração.

O primeiro passo para o seu desenvolvimento compreendeu uma pesquisa bibliográfica utilizando diversos sites, fóruns e comunidades de software e hardware livre onde foram encontrados matérias de grande importância para o trabalho. De posse destes materiais encontrados foi possível adquirir conhecimento em relação aos dispositivos eletrônicos que se tinha pretensão de integrar ao robô para atingir o objetivo principal que é o ensino da eletrônica e sua aplicação através desses conhecimentos.

CENÁRIO

A proposta do dispositivo é um carrinho, com o tamanho próximo de um carrinho de controle remoto, que se movimentasse de forma autônoma, usando sensores ultrassónicos, que permitissem algum tipo de configuração com relação à velocidade e à aceleração. Com o carrinho será possível ensinar de forma lúdica algumas leis da física de modo a tornar o aprendizado mais fácil e o conhecimento mais consolidado e focados no campo da eletrônica.

NECESSIDADE

O carrinho tem 2 sensores que lhe permitem desviar de obstáculos, resolver problemas de labirintos. O carrinho foi construído com um chassi composto por duas rodas e uma esfera deslizante (roda de carrinho de carga). A ideia é que o carrinho seja autônomo, isso significa que ele deverá percorrer distâncias, um pouco longas devido à capacidade da bateria, mas sem nenhuma intervenção humana. No caso desse trabalho o carrinho deverá se locomover em uma pista específica no menor tempo possível e sem que haja colisões durante o percurso.

SOLUÇÃO

Para os testes foi utilizada a tecnologia exploratória baseada em testes. Os testes foram incialmente testes de unidade e depois de integração, de forma semelhante ao que ocorre com os testes de software.  

Os testes feitos foram para verificar se cada componente do carrinho funcionava de forma individual e de forma conjunta, além da funcionalidade foi testada também a sua eficiência, visando a otimização do projeto.

Além disso, durante os testes sempre se estabelecia uma meta que o carrinho deveria atingir ou superar. Após a execução do teste era analisado o resultado (comportamento), caso o resultado não fosse o esperado, a equipe discutia o que poderia ter gerado a inconsistência, depois de analisar o problema detectado os envolvidos entravam em um consenso das possíveis falhas, e reformulavam a solução em conjunto.

A equipe sempre decidia em conjunto as alterações, tanto de software quanto de hardware, pois muitas vezes ao tentar resolver o problema, novos problemas surgiam (algumas vezes maiores que o anterior), assim acredita-se que o os problemas foram minimizados usando resolução unitária.

Tabela de Problemas e Soluções
Problemas	Soluções
Carrinho passava reto durante uma curva fechada.	Reposicionar os sensores, aumentando o espaçamento entre eles.
Carrinho trava durante uma curva.	Reposicionar os sensores, aumentando a distância do piso.
Pouco desempenho e autonomia do carrinho.	Substituição das pilhas de alimentação dos motores por pilhas mais potentes.

ESCOPO DO PROJETO  

Para começar a realização do projeto houve pequisas e sugestões de modelos de peças e componestes eletrônicos de forma que sejam comprados os melhores componentes para o funcionamneto do projeto. Logo após a compra realizamos a montagem do carinho seguindo diagramas e esquemas eletricos que auxiliaram para um exelente resultado e organização. Após a montagem ocorreu a criação da progrmação do arduíno, esses que foram realizados em um grande número ( 48 testes) até chegar numa melhor performace, lembrando que cada teste foi feito em união com os integrantes e salvos na nuvem.

REQUISITO E CARACTERÍSTICAS

Alguns dos requisitos foram:

(i) Placa Arduíno Uno: que será responsável por controlar todos os sensores, e motores que direcionam as rodas;

(ii) Plataforma (Chassis): compreende a estrutura do carrinho já com as rodas e motores acoplados;

(iii) Módulo L298N: é o módulo que possui o driver para controle dos motores, ele é controlado pelo Arduino, e possibilita a alimentação e o acionamento dos motores;

(iv) Sensor ultrassônico: é o sensor que vai detectar obstáculos que estiverem na frente ou ao lado do robô;

Claro que além desses componentes básicos outros componentes foram usados, mas como servem apenas para fazer a ligação deles eles foram omitidos deste texto.

Para um bom funcionamento do projeto foi necessário que os chassis junto aos componentes eletrônicos obtivessem o menor peso possível para que o carrinho pudesse se locomover de forma mais rápida e estável. Além disso optamos por uma bateria mais potente gerando uma velocidade e aceleração maior e também houve uma organização durante o projeto até mesmo no designer para evitar confusões e desavenças.

Outro aspecto importante deste trabalho é que todos os dados e resultados são sempre documentados e armazenados na nuvem, possibilitando assim que todas as informações dos testes realizados fiquem melhor organizado. Cabe observar que a documentação é feita tanto a nível de do hardware, quanto de software, com recursos multimídia como fotos e vídeos além de também ser submetida uma listagem de todos componentes utilizados e os códigos desenvolvidos.

PROJETO MECÂNICO

Layout do carrinho (hardware)

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