Tabela de conteúdos

Trabalho Prático 2

Utilização de Sensores

Data de entrega:
Data de devolução:

Objetivos:

Familiarizar o aluno com a Handy Board e com as principais características do ambiente de programação Interactive C. por meio da utilização de sensores, avaliando montagem e processamento dos sinais medidos.

Material para consulta:

Instruções:

  1. O relatório deverá estar disponível na página do grupo no momento da apresentação do trabalho.
  2. Todos os programas desenvolvidos no trabalho devem ser interativos, ou seja, deve ser possível monitorar o seu comportamento por algum tipo de informação visual ou sonora e além disso deve ser possível interromper a sua execução de maneira simples e rápida.
  3. A avaliação do trabalho será feita com base no funcionamento dos programas e, portanto, não é necessário entregar o código fonte do programa impresso. O código deve estar disponível na página do grupo.
  4. No momento da apresentação todos os componentes do grupo devem estar presentes e aptos a responder perguntas sobre o trabalho desenvolvido.
  5. Além dos aspectos teóricos, o trabalho também será avaliado em termos da qualidade da montagem (fiação, solda, acabamento, estrutura mecânica, etc).

Tarefa:

Em todos os itens, deverão ser utilizadas as funções de coleta de dados da Seção 6.5 “Advanced Sensing”.

  1. Caracterização do sensor:
    1. Monte o sensor ótico no seu robô;
    2. Coloque um objeto (uma peça de lego) a uma distância de cerca de 3mm do sensor;
    3. Mantenha as condições de iluminação constantes. Uma das maneiras é cobrir a montagem (robô + objeto) com uma caixa de papelão;
    4. Adquira dados por cerca de 5 segundos;
    5. Plote um gráfico (MatLab ou Excel) dos dados adquiridos, no qual devem constar o valor médio e o desvio padrão. Como você pode descrever o seu dado?
    6. Repita os itens I a V sem manter as condições de iluminação contantes, plotando o gráfico da mesma maneira. Qual foi o impacto da (variação ) da iluminação ambiente no dado adquirido?
    7. Levante curvas relacionando a distância de um obstáculo com o valor medido. Realize diversas medidas para cada distância e trace um gráfico Sinal×Distância, mostrando a média e o desvio padrão para cada ponto. Observando o comportamento do sinal, encontre uma função que descreva a relação. A função é linear? Se não for, para qual(is) faixa(s) de valores ela pode ser aproximada por funções lineares?
    8. Repita os itens I a V com ambos os motores acionados. Descreva e explique o resultado obtido.
  2. Validação:
    1. Coloque o mesmo objeto utilizado a 4 distâncias diferentes das usadas anteriormente e determine o erro médio entre o valor medido pelo sensor e o valor calculado pela sua função.
  3. Influência da superfície e cor do objeto:
    1. Utilizando os blocos coloridos de isopor disponíveis no laboratório, determine qual a melhor distância que permita distinguir entre blocos de diferentes cores.
    2. Crie uma interface que mostre o bloco identificado na tela da Handy Board.
    3. Descreva a metodologia usada para determinar a distância. A partir dos valores medidos, apresente um histograma que descreva o comportamento do sensor.
  4. Interface de sensores:
    1. Leia as seções 2.4 a 2.6 e 3.1 a 3.4.
    2. Faça os exercícios 1, 2 e 3 do item “Normalizing Exercices” da pg 85.
    3. Inicialmente construa apenas um foto-resistor (LDR) (conforme mostrado nas figuras 3.28 e 3.29). Teste esse sensor, conectando-o a uma das portas analógicas da Handy Board (leia atentamente o texto na página 72 : “Not All Ports Are Created Equal”) e escreva um programa para imprimir continuamente o valor da tensão medida (na página 110 há um exemplo).
    4. Assim que dominar o processo para um sensor, construa e conecte outro LDR a uma outra porta analógica e repita os testes. Lembre-se de implementar uma boa interface para interação com o programa e utilize os botões start e stop, para interagir com o programa. Observe como as leituras variam dependendo da qualidade da isolação da luz externa (a parte traseira desses componentes não bloqueia a luz como você poderia imaginar).
  5. Sensoriamento avançado: Leia a seção 6.5 do livro, prestando atenção nos conceitos sobre calibração, condicionamento, e processamento dos sinais de sensores. Faça os exercícios de calibração (exercícios de 1 a 6 da pg 306) utilizando o histórico dos sinais medidos (item 6.64, página 293). Complete a montagem do HandyBug com os sensores de luz (LDR) e implemente a função de seguir a linha escura.
  6. Tarefa a ser mostrada no dia da apresentação: O robô deve ser capaz de identificar a cor dos blocos fornecidos ao grupo e informar na tela da Handy Board. O robô deverá se locomover seguindo a linha preta da mesa montada no laboratório.