Trabalho Prático 2 - Nelsinho PIC-E

Os objetivos deste trabalho são basicamente:

• Avaliação experimental dos erros de atuação
• Desenvolvimento de controle simples para o robô
• Programação de tarefas concorrentes

1. Estrutura e Controle: Desenvolver um robô apenas com peças do kit Lego (incluindo as rodas) e dois motores. Esse robô será controlado apenas pela HandyBoard.
2. Menu: Todas as tarefas deverão ser acessadas facilmente por meio de um menu, do potenciômetro e dos botões. A usabilidade dessa interface será avaliada.
3. Erros de translação e rotação: Para auxiliá-lo nessas tarefas, deve-se criar um dispositivo que levante e abaixe uma marcador (pincel atômico, marcador de quadro branco, caneta hidrográfica, etc.) sobre uma cartolina ou papel, no qual o robô trafegará (lembre-se de levar um idêntico para a apresentação). Dessa forma as trajetórias ficarão claramente marcadas e poderão ser medidas e verificadas com maior facilidade e precisão.
4. Calibração: para determinar a distância percorrida ou o ângulo de rotação em função do tempo de acionamento dos motores, deve-se realizar uma “calibração” prévia. Para isso faça, pelo menos, 10 testes para cada valor de potência P. Deve-se apresentar uma tabela onde para cada tempo t haja, pelo menos, 10 colunas com valores das distâncias (ângulos) percorridas. Tem-se que plotar um gráfico t x d (t-tempo; d-distância percorrida pelo robô ou theta - ângulo de rotação do robô). (P e t devem ser selecionados no menu). O gráfico deve mostrar o valor médio e a barra de erro correspondente de um desvio padrão em torno da média, como mostrado abaixo:

Com as tabelas de calibração, é possível ajustar curvas (polinômios) que possam ser utilizados para se obter distâncias e ângulos quaisquer (interpolação).

Data de Apresentação: 29/09/09 01/10/2009

24 de Setembro de 2009

Pontapé inicial do trabalho. Após todos os integrantes lerem a especificação, foi discutido opções para os protótipos. Ficou decidido que o robô terá 3 rodas sendo que 2 serão tracionadas por motores. A roda dianteira servirá apenas como um apoio, e estamos tratando de deixá-la com o menor atrito possível, para tal está sendo feito um apoio que deixará a roda livre pra se alinhar com o movimento do robô.

Para as reduções, inicialmente utilizamos a rosca sem fim e mais 2 reduções em série, achamos o movimento lento, entretanto, manteremos essa configuração já que não temos limitação e tempo.

27 de Setembro de 2009

Nessa reunião terminamos a estrutura do robô e começamos a programação. Pausa para o Majestoso… Nesse momento não tínhamos a definição da terceira “roda”, pois primeiramente colocamos uma roda que não aguentava o esforço e saia, depois colocamos um apoio que gerava muito atrito. Por indicação do Grupo 5, decidimos pegar um Rolon no laboratório. Como o robo “lembra” um carro de fórmula 1, nomeamos nosso robô: Nelsinho PIC-E, o piloto da moda juntamente com um famoso controlador PIC, que criamos uma nova versão.

30 de Setembro de 2009

Reunião de ajustes finais, testes no laboratório, sobre a cartolina. Todos os testes demoraram bastante. O problema com o eixo do motor atrasou ainda mais.

int test(){

  /* test mode variables */
  int power=0;                                             
  int time=0;
  
  /*setting the engine power*/
  printf("Press START to change the power value\n");
  while(!start_button());
  while(start_button());
  while(!stop_button()){
      printf("Power = %d \n",power);
      power=knob()-100;
      sleep(0.25);
  }
  
  /*setting the functioning time*/
  printf("Press START to change the time value\n");
  while(!start_button());
  while(start_button());
  while(!stop_button()){
      printf("Time = %d sec\n",time);
      time=knob();
      sleep(0.25);        
  }
  
  /*motor functions*/
  motor(0,power);
  motor(1,power);
  sleep((float)time);
  alloff();
  
  /*end of function*/
  return 0;
 }

 int translation(){
  /*translaction mode variable*/
  int distance=0;
  
  /*setting the distance track*/
  printf("Press START to change the distance value\n");
  while(!start_button());
  while(start_button());
  while(!stop_button()){
      printf("Distance = %d cm\n",distance);
      sleep(0.25); 
      if(knob()<85)
        distance=10;
      else if(knob()<170)
        distance=20;
      else
      distance=30;
  }
  
  /*function*/
  translate(distance);
  
  /*end of function*/
  return 0;
 }

 int translate(int value){
  if(value == 10){
      sleep(2.0);
      motor(0,95);
      motor(1,85);           /*calibrar valores*/
      sleep(2.3);
      alloff();
  }else if(value == 20){
      sleep(2.0);
      motor(0,95);
      motor(1,85);
      sleep(4.6);
      alloff();
  }else{
      sleep(2.0);
      motor(0,95);
      motor(1,85);
      sleep(7.0);
      alloff();
  }
  return 0;
 }

 int rotation(){
  /*rotation mode variables*/
  int angle=0;
  
  /*setting the angle rotation*/
  printf("Press START to change the angle value\n");
  while(!start_button());
  while(start_button());
  while(!stop_button()){
      printf("Angle = %d grads\n",angle);
      sleep(0.25); 
      if(knob()<85)
        angle=30;
      else if(knob()<170)
        angle=60;
      else
      angle=90;
  }
  
  /*function*/
  rotate(angle);
  
  /*end of function*/
  return 0;   
 }

 int rotate(int value){
  
  if(value == 30){
      sleep(2.0);
      motor(0,90);        /* calibrar valores */
      motor(1,-90);
      sleep(1.3);
      alloff();
  }else if(value == 60){
      sleep(2.0);
      motor(0,90);        /* calibrar valores */
      motor(1,-90);
      sleep(2.6);
      alloff();
  }else{
      sleep(2.0);
      motor(0,90);
      motor(1,-90);        /* calibrar valores */
      sleep(3.9);
      alloff();
  }
  return 0;
 }

 int leds(){
  
  poke(0x1009,0x3c);              /*map spin digital output*/
  while(!stop_button()){
      printf("Aperte STOP para abortar.\n");
      sleep(1.0);
      poke(0x1008,4<<random(4));
      sleep(1.0);
      poke(0x1008,4<<random(4));
      sleep(1.0);
      poke(0x1008,4<<random(4));
      sleep(1.0);
      poke(0x1008,4<<random(4));
      sleep(2.5);
      poke(0x1008,0);       /*turn off leds*/
  }
  
  return 0;
 }

 int walk(){
  
  /*turn on motors*/
  while(1){
      motor (0,85);
      motor(1,85);
      sleep(6.0);
      motor(1,-85);
      sleep(4.0);   
  }
  return 0;
 }

 int mtask(){
  /*processes variables*/
  int pidLED=0;
  int pidWALK=0;
  
  /*creating processes*/
  pidLED=start_process(leds());
  pidWALK=start_process(walk());    
  
  /*time of execution*/
  sleep(30.0);
  
  /*kill processes*/
  kill_process(pidLED);
  kill_process(pidWALK);
  alloff();
  /*end of function*/
  return 0;
 }

 int finaltask(){
  
  /*squares*/
  int sides=0;
  while(sides<12){
      motor(0,95);
      motor(1,85);
      sleep(7.0);            /*ajustar tempo para andar 30 cm*/
      motor(1,-85);
      sleep(3.75);/*ajustar tempo para virar 90 graus*/
      sides++;
  }
  
  alloff();
  sleep(3.0);
  
  /*circles*/
  motor(0,17);
  motor(1,100);
  sleep(141.0);
  
  alloff();
  
  return 0;
  
 }

 int main(){
  /* knob value */
  int value = 0;                                      
  
  printf("Press START to go Menu! \n");  
  while(!start_button());
  printf("START = Confirm\nKNOB = Change Option");
  /* time for visualization */
  sleep(5.0);                        
  while(start_button());
  
  /*choise of modes*/
  while(1){
      while(!start_button()){
          sleep(0.3);
          if(knob()<45){
              value=0;
              printf("Test Mode.\n");   
          }    
          else if(knob()<90){
              value=1;
              printf("Translaction Mode.\n");
          }    
          else if(knob()<135){
              value=2;
              printf("Rotation Mode.\n");
          }
          else if(knob()<180){
              value=3;
              printf("Leds Mode.\n");
          }
          else if(knob()<225){
              value=4;
              printf("Multitask.\n");
          }
          else{
              value=5;
              printf("FinalTask Mode.\n");   
          }
      }
      while(start_button());
      
      if(value==0)
        test();
      if(value==1)
        translation();;
      if(value==2)
        rotation();
      if(value==3)
        leds();
      if(value==4)
        mtask();
      if(value==5)
        finaltask();
  }
  return 0;
 }  

A principal dificuldade encontrada em todo trabalho foi a determinação do tempo que o motor deve manter-se ligado em relação aos ângulos e distancias que devem ser percorridos. Além disso, encontramos bastante dificuldade na diferença de potência que os motores devem ter, para realizar circunferências de diferentes círculos. Essas dificuldades somente foram sanadas com a realização de muitos testes. Percebemos também que com o passar do tempo e do número de testes, o robô acaba ficando descalibrado, justamente pela carga da bateria ir diminuindo após todos esses testes. Outra dificuldade foi o apoio para o eixo do motor. Tivemos problemas pois alguns tentativas estavam atrapalhando no movimento do eixo, mas por fim encontramos uma maneira de diminuir o atrito e a influencia no movimento do eixo. Um dos motores foi outro problema, ele estava com sérios problemas de mal contato e mesmo com ajustes e soldas realizadas ele continuava dando problemas, mas por fim, voltou a funcionar inexplicavelmente. O motor foi apelidado de José Alencar.

tp2_-_grupo_6.pdf

Nome: Nelsinho PIC-E

Profissão: Piloto Desempregado

Recordes:

Atual: 30/09/09

Quadrado “Perfeito” de lado 30 cm no GP do Laboratório

Giro “Perfeito” de raio 25 cm no GP do Laboratório

Histórico:

Segundo lugar no GP da Alemanha 2008

Batida Proposital no MuroGP de Singapura 2008

Ele não permitiu a divulgação de suas imagens!

Com esse trabalho vimos a dificuldade que é realizar um boa calibração em um robô, existem muitas variáveis que influenciam diretamente nessa calibragem. Algumas delas que podemos citar são:

• Carga da bateria da HandyBoard;

• Atrito;

• Diferenças entre motor;

• etc.

Para diminuir o efeito dessas variáveis, tivemos que realizar muitos testes até encontrar um valor de tempo e potência que tivesse o melhor resultado. Tivemos uma boa idéia das dificuldades que serão encontradas nos próximos trabalhos, mas em contrapartida temos vários métodos e ferramentas aprendidas nesse trabalho que podem ser usados para nos ajudar a enfrentar todos os problemas.

O grupo estava bastante atarefado, estressado, não trabalhamos muito com o Grupo 5, essa seção volta com tudo no TP-3