Robotica, Notas de estudo de Engenharia Informática

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ROBÓTICA

ESTUDO DE PEÇAS E

COMPONENTES

Profº Espec. Amadeu Zanon Neto

Araçatuba

Março/

Data da última revisão ou impressão: 25/08/

Índice

Introdução

A robótica é um estudo multidisciplinar que exige o conhecimento de

diversas áreas da ciência como matemática, biologia, linguagem, informática, eletrônica e

elétrica entre muitas outras. Ela está ligada diretamente ao estudo da inteligência artificial,

pois os novos projetos procuram fazer com que os robôs não só executem o que lhes é

programado, mas sim aprendam sozinhos a tomar decisões de acordo com estímulos do ambiente.

Este material visa facilitar o uso e o reconhecimento de peças dos kits de

robótica da Lego ® para montagem de projetos robóticos tanto nas áreas de ensino

fundamental como de engenharia e pesquisa.

Em uma primeira abordagem apresentaremos os principais componentes

com dados como nome, grupo, possíveis aplicações, modelos básicos de montagem,

descrições sobre a peça e informações extras quando necessárias. Após este trabalho aprofundaremos os estudos focando a montagem de circuitos mais elaborados para

trabalho e pesquisa com robótica.

Estudo baseado nos componentes do kit Lego Mindstorm 9793 ® , 9797 ® e

9648 ®.

Para complementação deste estudo sugiro a utilização da apostila de

LeoCad, que permite a construção em 3D dos modelos dos projetos para resolução dos

problemas propostos em aula. Pode ser baixada no site http://www.zanondigital.com.br.

® (^) LEGO Educational Division, LEGO Mindstorms for Schools, e ROBOLAB are trademarks of the LEGO Group. This document may be

photocopied for non-commercial educational use. All other rights reserved.

RCX 1.

Grupo LeoCad

Processadores. Grupo: Eletric

Nome : Electric Mindstorms RCX (Complete Assembly Shortcut).

Descrição Modelo

Bloco dotado de 3 saídas (A,B,C) para motores e lâmpadas e 3 entradas (1,2,3) para sensores de temperatura, pressão, temperatura e luz. Permite o carregamento de 5 programas.

Aplicações

Todos os projetos que necessitem de programação e que sejam automatizados.

Extras

Alimentação: 9V – 6 baterias AA ou adaptador. Corrente máxima de 500mA e a polaridade do pino deve ser centro (+) e externo ( - ) Botão Vermelho Æ Liga/Desliga o RCX. Botão Verde Æ Executar/parar o programa. Botão Preto Æ Posicionar no display a visualização dos valores recebidos pelos sensores. Botão Cinza Æ Selecionar o número do programa.

Infra-vermelho

Sensores

Lâmpadas e motores (atuadores)

Alimentação AC/DC

Botões de comando

Mini-motor 9 V

Grupo LeoCad

Atuadores. Grupo: Technic

Nome: Thecnic Mini-motor 9V

Descrição Modelo

Servo motor elétrico - 9v.

Aplicações

Projetos que necessitem de energia mecânica (movimento).

Extras

Alimentação: 9V que deve ser conectado as portas A, B ou C. Utilize os cabos de força para liga-lo ao RCX. Importante: Sempre desligue o RCX antes de conectar ou desconectar este ou qualquer outro dispositivo.

Lâmpada 9V

Grupo LeoCad

Atuadores. Grupo : Eletric

Nome : Light & Sound Side Light

Descrição Modelo

Lâmpada 9 V.

Aplicações

Projetos que necessitem de sinais luminosos, alertas ou faróis de veículos.

Extras

Alimentação: 9V que deve ser conectado as portas A, B ou C. Utilize os cabos de força para liga-lo ao RCX. Importante: Sempre desligue o RCX antes de conectar ou desconectar este ou qualquer outro dispositivo.

Sensor de luz - RCX

Grupo LeoCad

Sensores. Grupo : Eletric

Nome : Eletric Light Sensor (Complete Assembly Shortcut)

Descrição Modelo

Este sensor permite a detecção de intensidades diferentes de luz como claro e escuro. Têm um emissor de luz e dispositivo que detecta a intensidade de retorno da luz emitida.

Aplicações

Projetos de detecção de proximidade, faixas de solo, limitação de área de atuação do robô e detecção de presença.

Extras

Alimentação: 9V que deve ser conectado as portas 1, 2, 3. Já vem acompanhado com um cabo de energia. Importante: Sempre desligue o RCX antes de conectar ou desconectar este ou qualquer outro dispositivo.

Sensor de Rotação - RCX

Grupo LeoCad

Sensores. Grupo : Eletric

Nome : Eletric Rotation Sensor Brick (Complete Assembly Shortcut).

Descrição Modelo

O sensor de rotação também é conhecido como encoder e permite verificar quantos graus rotação foram exercidos sobre um determinado eixo.

Aplicações

Utilize este sensor em projetos que exijam uma precisão na rotação de elementos como esteiras, braços mecânicos, posicionadores e etc.

Extras

Alimentação: 9V que deve ser conectado as portas 1, 2, 3. Já vem acompanhado com um cabo de energia. Importante: Sempre desligue o RCX antes de conectar ou desconectar este ou qualquer outro dispositivo. A resolução do sensor é de 1/16 ou seja 360 / 16 = 22,5º.

Cabos de Energia – Padrão Lego

Grupo LeoCad

Elétrico. Esta peça não pode ser representada no LeoCad.

Descrição Modelo

Os cabos de energia servem para conectarmos o RCX aos sensores e aos motores e lâmpadas de seu projeto.

Aplicações

Qualquer projeto que exija conexão de motores e sensores.

Extras

Importante: Sempre desligue o RCX antes de conectar ou desconectar este ou qualquer outro dispositivo. Nos kits temos dois tipos de cabo de energia, pequenos que medem: 16 cm e os grandes com 1,5 m.

Prancha dupla

Grupo LeoCad

Estrutura. Grupo: Plate – Lá você encontra todas as pranchas.

Descrição Modelo

Peças em formato chato com 2 pinos de largura e nas versões 2x2, 2x3, 2x4, 2x6, 2x8, 2x10, 2x12, 2x16.

Aplicações

São peças usadas em praticamente todos os projetos. Servem para dar uma base de sustentação para montagem de estruturas e apoio de componentes.

Extras

Utilize-as para fixar duas vigas montadas sobre eixos. Estas peças são apresentadas em versões com furos.

Blocos com e sem furos

Grupo LeoCad

Estrutura. Grupo: Thecnic

Nome: Thecnic Brick (com diversos tamanhos).

Descrição Modelo

Peças em formato de blocos com 1 pino de largura nas versões 1x2, 1x4, 1x6, 1x8, 1x10, 1x12, 1x14, 1x16. Podem apresentar furos ou não, estes furos podem ser redondos para deixar que um eixo ou conector rode livremente, ou na versão de furo em cruz para fixação do eixo não permitindo que este se movimente.

Aplicações

Peças essenciais na montagem de estruturas e veículos. Permitem também o acoplamento de eixos de rodas para movimentos.

Extras

Use em montagens de veículos.

Blocos

Grupo LeoCad

Estrutura. Grupo : Brick

Nome : Brick – verificar as medidas 2x2, 2x4 …

Descrição Modelo

Os blocos são como tijolos para montagens de estruturas rígidas. Podem apresentar cantos arredondados. Encontrados nas versões 2x2, 2x3, 2x4, 2x6, 2x8 e 2x10.

Aplicações

São utilizados em uma série de montagens, desde veículos a estruturas que recebam um certo limite de peso.

Extras

Use como base estrutural.

Engrenagens

Grupo LeoCad

Transmissão. Grupo: Technic

Nome: Technic Gear # Toth – Verificar o número de dentes (Toth).

Descrição Modelo

Engrenagens são rodas dentadas que permitem a transmissão de energia mecânica dos motores para os eixos e consequentemente às rodas acarretando movimento. As versões mais comuns de engrenagens são: 8, 16, 24 e 40 dentes.

Aplicações

Carros, esteiras ou qualquer projeto que necessite de rodas e movimento.

Extras

A combinação de engrenagens permitem o controle de força e velocidade de movimento.

Coroas

Grupo LeoCad

Transmissão. Grupo: Technic

Nome: Technic Gear # Toth Crow – Crow significa coroa.

Descrição Modelo

São engrenagens que permitem a transmissão de movimento perpendicularmente, ou seja, os dentes ficam para frente permitindo a colocação em 90 º do motor em relação ao eixo.

Aplicações

Carros, esteiras ou qualquer projeto que necessite de rodas e movimento.

Extras

A combinação de engrenagens permitem o controle de força e velocidade de movimento. Algumas engrenagens podem ser usadas em sistemas de transmissão, em diferenciais ou caixas de redução.