TP 2 - O Thundertank Versão 2.0

O TP2 consiste em montar um robô com sensores, de forma que os sinais obtidos sejam utilizados para a reaalização de tarefas especicadas.

As principais motivações desse trabalho são:

• familiarização com sensores;
• construção de sensores;
• avaliação de sinais;
• processamento de sinais.

Os objetivos desse trabalho são os seguintes:

1. Construção de sensores ópticos ativos;
2. Caracterização do sensor;
3. Influência da distância na identificação de cores;
4. Montagem de sensores diferenciais;
5. Apresentação dâs tarefas na sala de aula.

Nessa seção vão ser mostrados maiores detalhes do que foi feito para atingir os objetivos enunciados, além da apresentação em forma de gráficos ou tabelas, de todos os testes realizados.

Os sensores ópticos ativos foram criados a partir de pares led/foto-receptor. Ambos componentes possuem o mesmo comprimento de onda, que está na região do infra-vermelho.

O desenho a abaixo mostra o circuito que representa o sensor montado.

Circuito do sensor

Essa etapa do projeto consiste em encontrar uma forma do robô distingüir blocos de cores diferentes, colocados numa distância fixa, utilizando os sinais obtidos pelos sensores ópticos ativos

Primeiramente, foi colocado no robô o sensor óptico ativo criado de acordo com a subseção anterior.

Depois foram seguidos os seguintes passos:

1. Foi colocado um dos blocos coloridos a uma distância 3cm do motor, de forma que o sensor consiga receber informações úteis;
2. As condições de iluminação foram mantidas constantes;
3. Foram adquiridos 20 dados dos sensores, sendo que as medidas foram separadas por 2 segundos;
4. Foram plotados gráficos dos resultados obtidos;
5. Foram repetidos os passos de 1 a 4, com condições de iluminação não constantes.
6. Foram repetidos todos os itens anteriores, mas com os motores ligados.

Nessa subseção serão mostrados os resultados obtidos pelas experiências realizadas em relação a caracterização do sensor.

Amarelo

Azul

Verde

Vermelho

Sem luz

Motor ligado

Pode-se observar, com os resultados, que as medidas obtidas foram basante consistentes. Também pode-se observar que o motor não altera muito a percepção das cores identificadas. Já a luz externa modifica bastante os resultados obtidos.

Nessa etapa do projeto, deve-se verificar qual a influência da distância de um objeto na identificação de sua cor.

Primeiramente foram realizadas novas medidas com os blocos coloridos, mas dessa vez, o bloco foi testado nas seguintes distâncias: 3 cm, 4 cm, 5 cm.

Os resultados obtidos também estão demonstrados nos gráficos Amrelo, Verde, Azul e Vermelho da subseção anterior.

Ao analisar esses resultados pudemos identificar que a melhor distância para se identificar blocos de diferentes cores foi 4 cm.

Nessa etapa, deve-se construir e montar no robô, um sensor de forma que o robô se torne fotófago e consiga diferenciar entre duas fontes de luz com polaridades diferentes.

Primeiramente foi criado o sensor e foi reliazada uma bateria de medidas para observação do comportamento do sensor.

Depois, foram colocados filtros polarizadores nesse sensor, e o sensor foi acoplado ao robô. Foi escrito um programa de forma que o robô possa ir em direção à luz com polaridade especificada.

Como não foram utilizados os sensores adequados, não foi possível realizar a distinção entre as luzes.

Para realizar essa tarefa, deve-se escolher Localiza no menu. Essa tarefa consiste em executar o programa citado na subseção anterior.

Para realizar essa tarefa, deve-se escolher Seguir Linha no menu. Essa tarefa consiste em fazer o robô seguir linhas pretas marcadas no campo de competição (cor branca).

Para a execução dessa tarefa foram seguidos os seguintes passos:

• Foi montado dois sensores abaixo do robô: um do seu lado esquerdo e um do seu lado direito.
• O robô foi calibrado, de forma que ele sabe um intervalo de valores que mostra que ele está na linha preta e um intervalo de valores que mostra que o lado esquerdo ou o lado direito do robô saiu da linha preta.
• Foi criado, então, um programa que faz com que o robô conserte sua trajetória caso ele saia da linha por um dos lados.

Opção do menu para a tarefa	Sensores utilizados

Robô realizando a tarefa

Para realizar essa tarefa, deve-se escolher LinhaBloco no menu. Essa tarefa consiste em fazer o robô se locomover seguindo uma das linhas pretas da mesa de competição, seobre a qual estarão blocos coloridos. O robô deverá tomas ações com base na cor do bloco identificado.

Para a realização dessa tarefa, foram utilizados os resultados mostrados na subseção Caracterização do sensor em conjunto com os resultados obtidos no TP1. Ou seja, o programa utiliza a função para seguir linha em conjunto com a função de identificação de cores. As ações que o robô deve realizar, para cada cor, devem ser escolhidas atraves do menu, antes da execução do programa.

Código dos gráficos: graficos.zip

Código do programa: codigo_fonte.zip

Para a tarefa de seguir linha o trabalho foi extremamente eficiente e funcionou de forma adequada.

Para a tarefa de distinção de cores: o sensor escolhido(apenas infravermelho) apresenta alta variabilidade em relação às condicões ambientais embora ele fique bem exato e com diferenciação de cores em uma faixa de alguns milímetros. Não foi possivel a sua utilização e a construção de um novo sensor se faz necessária.

Para a tarefa de localização: A fonte de luz do laboratório não gerava radiação infravermelha suficiente para que o uso de fotoreceptores infravermelhos fosse possível. Isso também será corrigido com o uso de LDRs no lugar dos fotoreceptores.