Os motores fornecidos foram recondicionados em termos de cabeamento, e fixados em peças LEGO modificadas, com cola quente e abraçadeiras. Os eixos de ambos foram modificados com a fixação de termo-retráteis para que fosse possível o encaixe de engrenagens LEGO.
Os motores denominados M1 e M3 são razoavelmente diferentes na relação potência x rotação, o que pode ser observado no ensaio de erro de translação. O motor M3 é ligeiramente mais rápido que M1, e por se encontrar do lado esquerdo do robô quando este se move para frente, para potências iguais, a trajetória é desviada para a direita.
A caixa redução construída para o robô é demonstrada no texto “The Art of Lego Design”. O modelo utiliza engrenagens de 8 e 24 dentes, o que confere uma relação rotacional de 243 para 1. Desta forma, obteve-se maior torque, sacrificando-se velocidade final, o que era a intenção do grupo.
O P36 foi montado de forma a melhor acomodar os motores e mantê-los fixos, para que não se soltem em situações em que torque é exigido. Sendo assim, uma grande parte da estrutura se encontra sobre os motores, o que resultou em um robô relativamente alto.
O robô se move através de esteiras formadas por três engrenagens de 40 dentes, em ambos os lados: duas no nível do solo, e uma posicionada em um nível superior. A engrenagem mais elevada está ligada à caixa de redução. Até o presente momento, as esteiras têm se comportado bem: não se partiram nenhuma vez, e conferem uma aderência razoável, variando de acordo com o tipo de chão.
1. Medir o erro de translação - Atuar os motores por um tempo constante e medir a distância percorrida para V = 20, 60 e 100.
O ensaio foi realizado considerando-se um tempo constante de 10s. O robô se deslocou sobre uma folha de papel, portando uma caneta colocada aproximadamente em seu eixo de simetria.
Uma vez que os motores são diferentes, as condições propostas pela tarefa garantem que o robô não se mova exatamente em linha reta.
Como referência considerou-se uma reta que passa pelo ponto inicial e que supostamente deveria ser traçada pelo robô. A trajetória real foi aproximada por uma reta e foi comparada com a referência para obter-se o ângulo de desvio durante o movimento.
Potência = 20%, t = 10s
| 1 | 2 | 3 | 4 | Média(cm) | |
|---|---|---|---|---|---|
| Distância(cm) | 50.68 | 49.90 | 48.90 | 49.78 | 49.82 |
| Erro(cm) | 0.86 | 0.08 | -0.92 | -0.04 | |
| Ângulo(graus) | 18 | 15 | 9 | 13 |
Potência = 60%, t = 10s
| 1 | 2 | 3 | 4 | Média(cm) | |
|---|---|---|---|---|---|
| Distância(cm) | 82.16 | 71.18 | 76.95 | 77.06 | 76.84 |
| Erro(cm) | 5.32 | -5.66 | 0.11 | 0.22 | |
| Ângulo(graus) | 35 | 19 | 29 | 29 |
Potência = 100%, t = 10s
| 1 | 2 | 3 | 4 | Média(cm) | |
|---|---|---|---|---|---|
| Distância(cm) | 74.51 | 84.78 | 88.75 | 77.76 | 81.45 |
| Erro(cm) | -6.94 | 3.33 | 7.30 | -3.69 | |
| Ângulo(graus) | 14 | 32 | 36 | 22 |
Valores positivos de ângulo indicam desvio para a direita, o que confirma que o motor M3, colocado à esquerda da estrutura é mais eficiente.
2. Medir o erro de rotação - Atuar os motores de forma que o robô gire 90 graus e medir o erro obtido para V = 20, 60 e 100.
O ensaio foi realizado para tempos determinados experientalmente para descrever um ângulo de 90 graus. Para isso, aplicou-se os valores de potência propostos, enquanto os motores giravam em sentidos opostos. O robô se girou sobre uma folha de papel, portando uma caneta presa a uma vareta fixada horizontalmente ao robô.
A partir do arco traçado pela caneta durante a rotação do robô, mediu-se os ângulos, construindo-se as tabelas abaixo:
Potência = 20%, t = 4550 ms (determinado experimentalmente)
| 1 | 2 | 3 | Média(cm) | |
|---|---|---|---|---|
| Ângulo(graus) | 89 | 97 | 95 | 93.67 |
| Erro(graus) | -4.67 | 3.33 | 1.33 |
Potência = 60%, t = 3300 ms (determinado experimentalmente)
| 1 | 2 | 3 | Média(cm) | |
|---|---|---|---|---|
| Ângulo(graus) | 95 | 95 | 87 | 92.33 |
| Erro(graus) | 2.67 | 2.67 | -5.33 |
Potência = 100%, t = 2600 ms (determinado experimentalmente)
| 1 | 2 | 3 | Média(cm) | |
|---|---|---|---|---|
| Ângulo(graus) | 95 | 89 | 87 | 90.33 |
| Erro(graus) | 4.67 | -1.33 | -3.33 |
É importante ressaltar que os testes de rotaçao foram realizados com a bateria consideravelmente descarregada.
3. Fazer o robô realizar uma trajetória quadrada de 30 cm x 30 cm por 3 vezes consecutivas.
Inicialmente, ajustou-se a potência de cada motor para que o robô se movesse em linha reta. Isto foi feito experimentalmente e encontrou-se M1 = 73% e M3 = 100%. O giro se dava com M1 = -73% e M3 = 100%.
O acionamento dos motores se dava de forma gradual, então acelerou-se ambos para que chegassem na potência desejada ao mesmo tempo. Para isto, o incremento de potência de cada motor era diferente.
Para desenhar os lados dos quadrados, definiu-se o tempo de deslocamento retilíneo empiricamente. O giro de 90 graus também era realizado ajustando-se o tempo de giro, o que também foi definido por tentativas.
Os valores de tempo testados para o ajuste final foram anotados e encontram-se na tabela abaixo:
| Tempo Reta(ms) | Distância(cm) | Tempo Giro(ms) | Ângulo(graus |
|---|---|---|---|
| 2300 | < 30 | 2900 | » 90 |
| 4300 | > 30 | 2900 | » 90 |
| 4100 | ~ 30 | 2700 | > 90 |
| 4000 | ~ 30 | 2600 | ~ 90 |
| 4000 | ~ 30 | 2500 | < 90 |
| 4000 | ~ 30 | 2600 | ~ 90+ |
| 4000 | ~ 30 | 2550 | < 90 |
| 4000 | ~ 30 | 2575 | < 90 |
| 4000 | ~ 30 | 2600 | ~ 87 |
| 4000 | ~ 30 | 2650 | ~ 88 |
| 4000 | ~ 30 | 2675 | ~ 90 |
| 4000 | ~ 30 | 2675 | ~ 90 |
Por fim, para a carga da bateria no momento dos testes, os valores de tempo definidos são os que estão em negrito. É importante ressaltar que estes valores devem ser redfinidos à medida que a carga da bateria varia.
A construção e calibração do robô para tarefas como andar em linha reta, girar, realizar trajetórias quadradas mostra que a prática se afasta em muito dos resultados esperados.
A parte mêcanica é um grande entrave nesta etapa do trabalho. Lógica e códigos bem estruturados não significam sucesso, uma vez que infinitas variáveis influenciam no desempenho das tarefas. Desta forma, os ajustes se dão basicamente na tentativa e erro, e é importante ressaltar que cada ambiente requer um ajuste diferente.
O código utilizado para os testes e também responsável pela realização da trejatória quadrada está abaixo:
