Objetivos: Familiarização com a handy-board e funções do Interactive-C, visando a utilização de sensores óticos para auxiliar na caracterização do ambiente ao redor do robô.

Caracterização do Sensor: O sensor ótico se constitui de um fototransmissor e um receptor que lê a reflexão em um obstáculo do feixe emitido pelo fototransmissor. Primeiramente, a montagem foi feita na frente do robô, como indicam as figuras a seguir.

Primeira montagem do sensor

Para efeitos práticos, porém, o grupo decidiu colocar esse sensor na traseira do robô:

Segunda montagem do sensor

Foi colocado um bloco em frente ao sensor a 3mm do mesmo. Em seguida o robô com o sensor e o bloco foram cobertos para impedir a entrada de luz. Com o sensor ligado à handy-board, foi possível obter o valor numérico para a iluminação do bloco, que pode indicar sua cor e refletividade. Várias medições indicaram um mesmo valor de 91. O mesmo foi feito ligando-se os motores e o valor obtido foi igual, o que indica que a movimentação das engrenagens e a energia gasta com os motores não afetam a leitura do sensor.

Em seguida, retirou-se a cobertura e o valor do sensor foi medido considerando a interferência luminosa do ambiente. Mesmo assim o valor medido se mantinha sempre constante, mudando para 82 apenas devido à luminosidade adicional. A partir daí já pôde-se verificar que quanto mais claro o feixe refletido ao receptor, menor é o valor numérico adquirido.

Novamente foram coletados os valores do sensor para distâncias diferentes de 3mm. Para 6mm foram obtidos os valores 158, 159 e 160. A média foi de 159 e o desvio padrão foi de 1. Para 9mm, o valor obtido ficou sempre em 204. Já para 12mm obteve-se 215 e 216, com média 215,5 e desvio de 0,5. Com a ajuda do matlab, pôde-se plotar o gráfico das medidas obtidas pela distância do bloco ao sensor, como é visto a seguir.

Gráfico	Interpolação:

Com o auxílio da ferramenta de interpolação, verificou-se uma linearidade na faixa próxima a 3mm, até 6mm. Para o restante das medidas, até 12mm, a melhor curva obtida foi uma equação de segundo grau, indicada no gráfico.

Para a validação da curva foram feitas novas medidas do sensor. Abaixo seguem os gráficos dessas medidas e a nova curva de interpolação para os valores de validação.

Validação do sensor

Influência da superfície e cor do objeto: Utilizando 4 blocos de espuma sólida, cada um de uma cor, montou-se uma tabela com os valores mais frequentes obtidos pelo sensor ao ser posto à frente de cada bloco, nas 4 distâncias já descritas. A tabela segue abaixo.

Plotando-se um gráfico com os valores da tabela, observa-se que a distância para melhor diferenciar os 4 blocos é a de 3mm. O gráfico mostra, para cada medida, a cor de seu bloco correspondente.

Gráfico para os blocos coloridos:

Uma possível calibração do sensor pode ser feita colocando os blocos a 3mm e indicando a cor pela faixa de valores mostrada no gráfico. Assim, teria-se uma indicação de que o bloco é amarelo para valores até 64, azul se o valor vai de 65 a 77, vermelho de 78 a 87 e verde para valores de 88 ou acima.

Exercícios de Normalização: Foram realizados os 3 “Normalizing Exercises” da página 85 do livro-texto Robotics Explorations - A Hands-on Introduction to Engineering, de Fred Martin.

1. Com um pano preto, tapou-se o sensor completamente e esse indicou um valor de 254 para sua saída. Iluminando-o com uma lâmpada, ou levando-o à uma janela ensolarada, o mesmo indicou 3. Assim, a função de normalização do Interactive C foi alterada com esses dois valores correspondendo às novas variáveis MIN_LIGHT e MAX_LIGHT, respectivamente.

2. A função funcionou colocando todos os novos valores gerados na faixa de 0 a 100, correspondendo esses valores, respectivamente, à luz máxima possível de se incidir sobre o sensor e à escuridão máxima possível de se submetê-lo.

3. Como a função faz igual a zero os valores que resultariam em números negativos, da mesma forma que torna 100 valores resultantes em números maiores que esse, mesmo que se consiga uma luz ou escuridão superiores às da normalização (de valores 0, 1, 2 ou 255) o valor indicado não sairá da faixa de 0 a 100.

Montagem do LDR: Os sensores LDR identificam facilmente a transição de uma cor preta para outra branca. Foram colocados dois desses na frente do robô, próximo ao roll-on, apontando o chão. Eles foram cobertos com tubo termo-retrátil para minimizar luzes interferentes:

Montagem dos sensores LDR

A handy-board foi programada para atuar nos motores de acordo com a saída desses sensores. Dessa forma, foi possível criar um programa que instruísse o robô a seguir uma faixa preta sobre a bancada de experimentos. Os vídeos a seguir mostram o resultado:

Vídeo: Parte 1 Parte 2 Parte 3

• tp2.lis
• menu.ic
• cores.ic
• linha.ic