RoboBeagle McCluskey
O terceiro robô desenvolvido pelos componentes do Quarteto é o RoboBeagle McCluskey. Agora, o robô possui sistemas de aquisição de dados e deve tomar decisões baseadas nas informações. Leva em seu nome a homenagem ao grande cientista McCluskey e já se orienta em um campo de batalha. O grupo mantém a jornada em busca de um robô cada vez mais autônomo.
Objetivos
Dentre os objetivos do trabalho prático, o principal é a familiarização com os sensores na robótica e o processamento do sinal. Obviamente outros conhecimentos como montagem de sensores e montagem de estruturas em lego vão ser aperfeçoados.
Tarefas a serem realizadas pelo robô
O software desenvolvido para a HandyBoard deve permitir ao robô:
- Seguir luz em um campo delimitado. A apresentação será realizada em um campo com duas fontes de luz polarizadas perpendiculares entre si. Com o auxílio de sensores e polarizadores, devemos possibilizar ao robô seguir em direção a uma das duas luzes;
- Seguir linha. O robô deve ser capaz de seguir uma linha escura no campo delimitado;
- Andar em linha e identificar blocos. Andar em linha reta e identificar blocos coloridos que serão colocados em seu caminho;
- Ao realizar a tarefa anterior, o robô deve tomar decisões, previamente informadas pelo programador da tarefa.
O Robô possui um sistema de emergência com uma parada no modo manual, caso seja necessário parar com as operações do mesmo, basta clicar no botão de emergência “stop”
Decisões de Projeto e Funcionamento
- O RoboBeagle possui três rodas, sendo duas rodas do tipo simples dispostas lado a lado e uma esférica (do tipo “rolon”) localizada a frente do eixo imaginário formado pelas rodas simples. A cada uma das rodas simples está ligado um motor distindo.
- Como pode observar nas fotos, para uma melhor distribuição de tensão superficial no eixo das rodas, colocamos doi pontos de contato para cada eixo de roda, ou seja, a roda do robô fica entre estruturas de Lego, isso reduz o desgaste das peças Lego e torna o robô mais robusto.
- Como no robô “Surfista Prateado, para o robô transladar uma tensão de mesmo sinal deve ser aplicada em cada motor e para ele rotacionar tensões de sinais contrários devem ser aplicadas em cada motor (o parâmetro de entrada dos motores é o percentual da potência máxima). O eixo de rotação do motor é o centro do eixo imaginário que une as duas rodas simples.
Obs.: O parâmetro de entrada dos motores são os percentuais das potências máximas, sendo assim, quando se falar de potência negativa, é a potência aplicada a uma tensão com sinal oposto.
- Decidimos inserir um sistema de emergência para segurança do robô, essa função permite parar o funcionamento do robô a qualquer instante com o acionamento do botão de segurança.
- Colocar os sensores estrategicamente posicionados para obter uma melhor captura dos respectivos sinais. O sensor de luz polarizada na parte superior do robô, o sensor de cor para blocos direcionado para frente e no meio do robô e o sensor de seguir linha na parte inferior do robô.
- Fazer o sensor de cores incidindo a luz branca e medindo o a resposta do sinal. Da mesma maneira que poderíamos fazer um sensor com 4 Leds coloridos e incidir as 4 cores possíveis, decidimos inserir uma luz branca e medir o sinal de resposta, baseado nesse sinal identificar a cor do bloco.
Etapas de desenvolvimento
- Dia 28/10: Terminamos os testes das funções implementadas e desenvolvemos o site com o relatório do trabalho prático.
- Dia 27/10: Terminamos o desenvolvimento do software, inserimos as funções de seguir linha, seguir luz e a tarefa final que é a identificação de cores de blocos. Iniciamos o desenvolvimento do site e do relatório que será entregue.
- Dia 26/10: Terminamos as medições necessárias para o desenvolvimento do trabalho.
- Dia 25/10: Iniciamos as medições solicitadas na especificação do trabalho e atualizamos o software, algumas lógicas de funcionamento foram desenvolvidas no decorrer do projeto.
- Dia 23/10: Terminamos os sensores e acoplamos no robô, a parte inicial do software já estava pronta e iniciamos alguns testes dos sensores. Esse passo inicial com os sensores foi somente para verificar a relação entre os sensores e se realmente estavam funcionando.
- Dia 21/10: Fizemos a montagem do robô, a estrutura do robô anterior foi alterada para uma otimização da redução nas engrenagens, travamento do motor e permitir o acoplamento dos sensores. Iniciamos o desenvolvimento do software com o menu e atividade que serão desenvolvidas na apresentação.
- Dia 19/10: Foi proposto o trabalho prático em sala de aula e esclarecidas as dúvidas iniciais sobre o projeto. Após a aula, pegamos o material necessário para construção dos sensores.
Dificuldades encontradas e Soluções Propostas
- O limiar de decisão medido no sinal pode variar com o dia da realização do trabalho devido a iluminação local. Como não sabemos as condições do dia da apresentação, decidimos fazer uma função de calibração dos sensores que será executada no dia da apresentação, isso tende a reduzir os nossos problemas com interferência e variação das condições do tempo no dia da apresentação.
Medidas Realizadas
De acordo com as especificações do trabalho, realizamos algumas medidas para entender o funcionamento dos sensores.
- Com o bloco vermelho a 3mm do sensor com o motor desligado, temos:
Com caixa | Sem caixa |
---|---|
83,0 | 62,0 |
83,0 | 61,0 |
83,0 | 58,0 |
83,0 | 58,0 |
83,0 | 57,0 |
83,0 | 57,0 |
83,0 | 57,0 |
83,0 | 57,0 |
83,0 | 57,0 |
83,0 | 57,0 |
83,0 | 57,0 |
83,0 | 57,0 |
83,0 | 57,0 |
83,0 | 57,0 |
83,0 | 57,0 |
83,0 | 57,0 |
83,0 | 57,0 |
83,0 | 57,0 |
83,0 | 57,0 |
83,0 | 57,0 |
Média | Média |
83,0 | 57,55 |
Desv. Pad. | Desv. Pad. |
0 | 1,4 |
- Com o bloco vermelho a 3mm do sensor com o motor ligado, temos:
Com caixa | Sem caixa |
---|---|
80,0 | 72,0 |
81,0 | 72,0 |
81,0 | 72,0 |
81,0 | 72,0 |
81,0 | 72,0 |
81,0 | 71,0 |
81,0 | 72,0 |
81,0 | 72,0 |
82,0 | 72,0 |
82,0 | 72,0 |
82,0 | 71,0 |
82,0 | 71,0 |
82,0 | 71,0 |
82,0 | 72,0 |
82,0 | 72,0 |
83,0 | 72,0 |
83,0 | 72,0 |
83,0 | 72,0 |
83,0 | 72,0 |
83,0 | 71,0 |
Média | Média |
81,65 | 71,75 |
Desv. Pad. | Desv. Pad. |
00,93 | 00,40 |
- Medição de cores e distâncias:
Azul 3mm | Azul 1cm | Azul 2cm | Amarelo 3mm | Amarelo 1cm | Amarelo 2cm | Verde 3mm | Verde 1cm | Verde 2cm | Vermelho 3mm | Vermelho 1cm | Vermelho 2cm |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
92,0 | 96,0 | 106,0 | 60,0 | 71,0 | 83,0 | 93,0 | 99,0 | 106,0 | 62,0 | 66,0 | 74,0 |
91,0 | 97,0 | 106,0 | 60,0 | 71,0 | 83,0 | 93,0 | 99,0 | 105,0 | 61,0 | 70,0 | 74,0 |
91,0 | 97,0 | 106,0 | 59,0 | 71,0 | 82,0 | 93,0 | 99,0 | 106,0 | 58,0 | 67,0 | 74,0 |
92,0 | 97,0 | 106,0 | 59,0 | 71,0 | 82,0 | 93,0 | 99,0 | 105,0 | 57,0 | 65,0 | 74,0 |
92,0 | 97,0 | 106,0 | 60,0 | 71,0 | 81,0 | 92,0 | 98,0 | 106,0 | 57,0 | 65,0 | 73,0 |
91,0 | 97,0 | 106,0 | 59,0 | 71,0 | 81,0 | 93,0 | 98,0 | 105,0 | 57,0 | 64,0 | 73,0 |
91,0 | 97,0 | 106,0 | 59,0 | 71,0 | 81,0 | 92,0 | 99,0 | 105,0 | 57,0 | 64,0 | 73,0 |
91,0 | 97,0 | 106,0 | 59,0 | 71,0 | 81,0 | 93,0 | 98,0 | 105,0 | 57,0 | 64,0 | 73,0 |
91,0 | 97,0 | 106,0 | 59,0 | 71,0 | 81,0 | 93,0 | 98,0 | 105,0 | 57,0 | 64,0 | 73,0 |
91,0 | 97,0 | 106,0 | 59,0 | 71,0 | 81,0 | 93,0 | 98,0 | 105,0 | 57,0 | 65,0 | 73,0 |
91,0 | 97,0 | 106,0 | 59,0 | 71,0 | 81,0 | 93,0 | 98,0 | 105,0 | 57,0 | 64,0 | 73,0 |
91,0 | 96,0 | 106,0 | 59,0 | 71,0 | 81,0 | 93,0 | 98,0 | 105,0 | 57,0 | 64,0 | 73,0 |
91,0 | 96,0 | 107,0 | 59,0 | 71,0 | 81,0 | 92,0 | 98,0 | 105,0 | 57,0 | 64,0 | 73,0 |
91,0 | 96,0 | 106,0 | 59,0 | 71,0 | 81,0 | 92,0 | 98,0 | 105,0 | 57,0 | 64,0 | 72,0 |
91,0 | 96,0 | 106,0 | 59,0 | 71,0 | 81,0 | 92,0 | 98,0 | 105,0 | 57,0 | 65,0 | 72,0 |
91,0 | 96,0 | 106,0 | 59,0 | 71,0 | 81,0 | 92,0 | 98,0 | 105,0 | 57,0 | 65,0 | 73,0 |
91,0 | 96,0 | 106,0 | 59,0 | 71,0 | 81,0 | 93,0 | 98,0 | 105,0 | 57,0 | 65,0 | 72,0 |
91,0 | 96,0 | 106,0 | 59,0 | 71,0 | 81,0 | 92,0 | 98,0 | 105,0 | 57,0 | 65,0 | 73,0 |
91,0 | 96,0 | 106,0 | 59,0 | 71,0 | 81,0 | 92,0 | 98,0 | 105,0 | 57,0 | 64,0 | 72,0 |
91,0 | 96,0 | 106,0 | 59,0 | 71,0 | 81,0 | 93,0 | 98,0 | 105,0 | 57,0 | 64,0 | 72,0 |
Média | Média | Média | Média | Média | Média | Média | Média | Média | Média | Média | Média |
91,15 | 96,50 | 106,05 | 59,15 | 71,00 | 81,30 | 92,60 | 98,30 | 105,15 | 57,55 | 64,90 | 72,95 |
Desv. Pad. | Desv. Pad. | Desv. Pad. | Desv. Pad. | Desv. Pad. | Desv. Pad. | Desv. Pad. | Desv. Pad. | Desv. Pad. | Desv. Pad. | Desv. Pad. | Desv. Pad. |
0,37 | 0,51 | 0,22 | 0,37 | 0,00 | 0,66 | 0,50 | 0,47 | 0,37 | 1,39 | 1,45 |
- Medição de ambiente sem bloco:
Linha Branca |
---|
136 |
136 |
136 |
137 |
136 |
136 |
136 |
136 |
136 |
136 |
136 |
136 |
136 |
136 |
136 |
138 |
139 |
141 |
141 |
139 |
Média |
136,95 |
Desv. Pad. |
1,70 |
- Medidas com o sensor de linha
Sensor da esquerda (Referencial robô)
Linha Branca | Linha Preta |
---|---|
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
11,0 | 189,0 |
Média | Média |
11,0 | 189,0 |
Desv. Pad. | Desv. Pad. |
00,0 | 00,00 |
Sensor da direita (Referencial robô)
Linha Branca | Linha Preta |
---|---|
12,0 | 197,0 |
12,0 | 197,0 |
12,0 | 197,0 |
12,0 | 197,0 |
12,0 | 198,0 |
12,0 | 197,0 |
12,0 | 198,0 |
12,0 | 198,0 |
12,0 | 197,0 |
12,0 | 197,0 |
12,0 | 198,0 |
12,0 | 197,0 |
12,0 | 197,0 |
12,0 | 198,0 |
12,0 | 198,0 |
12,0 | 198,0 |
12,0 | 198,0 |
12,0 | 198,0 |
12,0 | 198,0 |
12,0 | 198,0 |
Média | Média |
12,0 | 197,0 |
Desv. Pad. | Desv. Pad. |
00,93 | 00,40 |