Trabalho Prático 1

Objetivos: Construir um robô LEGO que translade e rotacione, tendo seus motores atuados por programas executados pela Handy-board.

Calibração: Serão realizados testes com o robô, de forma a saber a distância que ele percorre e o ângulo que ele rotaciona. Dessa forma pode-se saber a potência necessária aos motores para que o robô execute determinada tarefa.

Finalidade: o robô deverá transladar e rotacionar diversas vezes sequencialmente, de forma a percorrer um percurso quadrado.

Tons da Handy-board: A função de tom da Handy-board deve ser explorada nesse trabalho. Para isso deve-se fazer um programa que toque alguma música qualquer.

Motores: Nesse trabalho os motores precisaram ser acoplados a peças LEGO, de forma a se encaixarem, de alguma forma, na estrutura a ser construída. A colagem foi realizada com cola quente. A foto abaixo mostra o resultado.

Motores
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Idéias: um primeiro robô foi construído, utilizando várias engrenagens e eixos. A locomoção se daria por duas rodas laterais e uma dianteira. As fotos abaixo ilustram o proposto.

Primeira Versão
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Como o número de engrenagens era o que possivelmente causava oscilações no giro das rodas, tentou-se reduzir isso utilizando-se correias entre algumas engrenagens. Outro fato observado foi o peso fazer as rodas entrortarem, o que se tentou evitar aumentando de uma para duas rodas de cada lado do robô. Para maior mobilidade na rotação, a rodinha dianteira foi substituída por um roll-on também colado em peças LEGO, como os motores. As próximas fotos mostram o resultado dessas modificações.

Segunda Versão
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Com isso o robô parecia estar estável. Porém, ao tentar executar a translação, verificou-se que os motores não tinham força suficiente. Tentou-se então um novo robô, dessa vez com várias reduções entre engrenagens. As fotos seguintes mostram a versão final do robô. Uma caneta foi acoplada sob seu eixo para desenhar sua rota.

Versão Final
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Testes: Com o robô funcionando, pôde-se colocá-lo sob testes de translação e rotação para verificar os possíveis valores que ele atingiria com o motor a diferentes potências. Foram realizadas diversas medidas e obteve-se os gráficos a seguir:

Gráficos
graftrans.jpg grafrot.jpg

Observa-se nesse gráficos os seguintes valores:

Para a translação: Para a Rotação:
Potência: 20% 60% 100% Potência: 20% 60% 100%
Médias: 59,14cm137,4cm156,94cmMédias: 96° 96,9° 88,9°
Mínimos: 57,5cm136,8cm154cm Mínimos: 84° 94° 73°
Máximos: 61,8cm138,3cm158,6cm Máximos: 106° 101° 95°

Desse modo pôde-se programar o robô com as potências corretas para fazer um quadrado pequeno. A translação deveria ser de 30cm e a rotação de 90°. Aplicando essas duas tarefas em sequência, com a caneta acoplada, pôde-se ver o traçado. O link a seguir mostra um vídeo com a execução da tarefa de desenhar o quadrado.

Vídeo

Tarefas concorrentes: A programação da Handy-board contou ainda com a elaboração de uma multi-tarefa. O robô deveria andar e tocar uma música paralelamente por 30 segundos. A tarefa foi concluída com sucesso. Houve ainda a opção de o robô apenas tocar a música, exibindo seu nome no display da handy-board.

A seleção de cada tarefa era facilmente realizada girando-se o knob da handy-board até a opção desejada.