ROBÔ DESVIADOR DE OBSTÁCULOS C.E.P.IRENO

ROBÔ DESVIADOR DE OBSTÁCULOS

C.E.P.IRENO;

Laboratório, Departamento, Universidade
Endereço para Correspondência
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Um Autor, Segundo A. Utor, Assim P. O. R. Diante

Laboratório de Qualquer Coisa, Depto. de Outra Coisa, Universidade de Algum Lugar
Caixa Postal 6969, 12345-678,  Urbanopolis, DO, NOLAND
E-mails: [e-mail], [e-mail], [e-mail]

Abstract⎯  With technological advances, the researcher has been researching and applying artificial intelligence to the hierarchy of diversified functions. In the present work, there is a proposal for a robot that is able to move and deflect through the contact sensors, using an arduino one, is easy to program and through commands in C language. The architecture is validated through a prototype that is used as a real-world scenario.

Keywords⎯ Keyword list, separated by, colons. Style:

Resumo⎯ Com os avanços tecnológicos, diversos pesquisadores vem estudando e aplicando a  inteligência artificial para robôs que tenham diversificadas funções. No presente trabalho, é apresentada a proposta de um robô que é capaz de locomover-se e desviar obstáculos através de sensores de contato, utilizando um arduino uno, pois é de fácil programação e programado através de comandos em linguagem C. A arquitetura é validada através de um protótipo que utiliza como cenário o mundo real, a qual possui barreiras onde é necessário mudar a direção.

Palavras-chave⎯  Robô, Desviador de obstáculo, Arduino.

1    Introdução

Com os avanços tecnológicos, permite-se que haja um desenvolvimento a um ritmo acelerado na procura de um Robô com a melhor elaboração, com capacidades que seriam inimagináveis aos olhos humanos. A robotização desperta tanta curiosidade e entusiasmo por parte da comunidade científica, que se torna uma área multidisciplinar, altamente ativa, envolvendo campos como a engenharia eletrotécnica, engenharia mecânica, inteligência artificial. Dos ramos da robótica, o mais avançado e mais conhecido é o da robótica industrial, cujos robôs são utilizados para substituir homens em trabalhos que geralmente requerem grande esforço e precisão, comuns em aplicações industriais e médicas [1].

Humbot Sargantana é um projeto da empresa Makit que consiste em um robô cujos objetivos são pedagógicos quando voltados ao uso acadêmico (embora também sejam usados como brinquedos). O presente trabalho propôs utilizar o modelo Humbot Desviador de Obstáculos, controlado por uma placa Arduino Uno R3 e alguns sensores [2,3].

2   Detalhamento experimental

2.1 Estrutura física

Foi mantido o aspecto original Sargantana, com poucas mudanças. As principais diferenças se encontram na carcaça, que foi fabricada em ABS por impressão 3D disponível no FabLab da FACENS e a fonte de tração utilizada, que ao invés de ser um servo motor, optou-se por um motor DC 5V com caixa de redução acoplada.

A figura 1 mostra o esquema de montagem do robô. A bateria foi colocada na parte central da estrutura e sobre ela a placa Arduino R3; a ponte H foi instalada na parte inferior, entre as rodas, atrás dos motores. Para fixar o motor a roda, além de utilizar o já existente encaixe, utilizou-se adesivo instantâneo.  

[pic 1]

Figura 1. Vista superior do Humbot [fonte: Próprio autor]

O Arduino foi instalado na parte superior, como demostra a Figura 2.

[pic 2]

Figura 2. Montagem do arduino do humbot [fonte: Próprio autor]

2.2 Eletrônica

Os motores são controlados por uma ponte H, por sua vez controlada pelo Arduino e alimentada pela bateria, com 7,4V. A bateria alimenta também o Arduino.

Na parte frontal do robô foi instalado um sensor ultrassônico e a sua esquerda, perpendicularmente foi instalado um ultrassônico auxiliar. Devido a ao esgotamento de portas de alimentação, utilizou-se uma porta digital para alimentar o ultrassônico lateral.

[pic 3]

Figura 3. Montagem do ultrassónico [fonte: Próprio autor]

2.3 Comportamento

Ao ser ligado, o robô deve avançar para frente e ao se deparar com um obstáculo deve parar e realizar uma curva para a direita.

Caso haja um obstáculo também a sua esquerda, o robô realizará uma leve curvatura à direita e seguirá em frente, tentando retornar ao percurso depois de desviar do obstáculo  

2.4 Estágios de desenvolvimento e problemas encontrados

O primeiro estágio do desenvolvimento foi a discussão a respeito da inserção da robótica na sociedade: no meio industrial, no comércio, nas tarefas domésticas, no meio acadêmico, etc. Após isso foram introduzidos os modelos de robô Sargantana.

Em seguida foi feita a montagem da estrutura física do robô e disposição dos componentes (a princípio o robô contava apenas com o sensor ultrassônico frontal), processo simples e de baixa dificuldade.

Testaram-se todos os componentes utilizando a placa Arduino e desenvolveu-se um código responsável por comandar o robô. Este processo foi trabalhoso devido à falta de conhecimento dos integrantes do grupo em programação, gerando atraso para o desenvolvimento do projeto.

Outra fonte de atraso foi uma instalação física errada, na qual a placa Arduino sofreu com falta de alimentação, gerando um comportamento que não correspondia ao que o código executava, tendo consumido tempo para identificar a fonte do problema.

A maneira como as rodas foram instaladas geraram uma angulação indesejada cuja consequência foi uma oscilação, mais acentuada na roda direita. Naturalmente seria necessário fazer uma compensação no tempo de acionamento dos motores das rodas, tendo sido mais problemático realiza-lo com as rodas “tortas”. A fim de realizar-se este processo, mediu-se o deslocamento que a roda teria durante 300ms; para isso utilizou-se uma fita isolante, que aderiu a roda, sendo possível depois medir com uma trena.

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Diante destes resultados interrompeu-se o pulso que aciona o motor direito a 90% em relação ao motor esquerdo, melhorando a trajetória que o robô realiza.

O próximo passo foi implementar uma função multitarefa no robô, esta que o aproximará de um comportamento robótico.

Visando futuramente a instalação de um encoders, que possibilitarão a realização de manobras mais precisas, instalou-se na lateral esquerda um sensor ultrassônico, que pode obter a distância dos obstáculos a sua esquerda. Posteriormente, pretende-se fazer com que o robô contorne o obstáculo através de uma manobra que dependerá da distância do obstáculo desviado.