Fazer um "Robô operado remotamente"

Veículo Operado Remotamente (ROV)

Bom pessoal vamos a mais um projeto, desta vez vamos construir um veículo autônomo, qual poderá ser pré-programado para agir de uma determinada maneira ou poderemos controlá-lo remotamente através de um microcomputador ou um controle remoto, para o chassi do veículo utilizaremos um pedaço de acrílico por ser leve e resistente, mais nada impede que outros materiais possam ser utilizados como metal, madeira, plástico, etc., para meu projeto vou utilizar um pedaço de acrílico de 11 x 18Cm que será suficiente para prender todas as placas de controle, os servos, os sensores, iluminação, etc.

Na figura acima temos uma imagem do acrílico que será o chassi, os 4 pneus, o eixo e os 2 servo de rotação continua.

O próximo passo consiste em prender um pneu em cada servo de rotação contínua isso pode ser feito de pelo menos duas maneiras diferentes, a primeira consiste em prender o pneu diretamente no eixo do servo, porém para isso seria interessante que o buraco do pneu tivesse ranhuras para prender no eixo do servo e com isso evitar que o mesmo patine no momento da tração e com isso perder o torque, a segunda maneira e a que eu utilizei consiste em prender os Horns (peça plástica em formato de estrela que vai no eixo do servo) diretamente no pneu, evitando assim a perda de torque já que toda força do servo será transmitida para o pneu, para prender os Horns nos pneus pode utilizar cola para plástico ou se for possível pequenos parafusos.

Na imagem acima podemos ver os servos presos com fita dupla face.

Servo preso com fita adesiva dupla face, visto de cima.

Na imagem acima podemos ver de cima o chassi já montado e com os pneus.

O mesmo chassi porém agora visto de baixo.

O próximo passo consiste em montar a parte de alimentação do seu veículo, esse alimentação pode ser feita de várias maneiras como por exemplos baterias ou pilhas, utilizando baterias você pode por exemplo utilizar baterias veículos RC (Rádio Controlado) também conhecidas como LIPO, que são baterias de grande capacidade de armazenamento porém com preço relativamente elevado, essas baterias são encontradas em várias voltagens, inclusive um modelo de 4,8Volts que é ideal já que estaremos trabalhando com circuítos digitais a alimentação quanto mais próxima de 5Volts melhor, uma outra solução utilizando baterias recarregáveis são as de Ácido/Chumbo (mesmo tipo de baterias utilizadas em carros), existem baterias de 6Volts e de 12Volts porém nesses casos deveremos utilizar estabilizadores de voltagem para baixar a voltagem para os 5Volts desejados (para isso utilize um LM7805 com um bom dissipador de calor), as baterias de ácido/chumbo apesar de serem baratas e de excelente capacidade de armazenamento tem um encoveniente de serem extremamente pesadas e sendo assim precisam de uma carcaça e um sistema de tração mais robustos.

Uma outra saída seria a utilização de pilhas e isso pode ser feito de algumas maneiras, uma utilização simples seria a utilização de um suporte para 3 pilhas do tipo "AA", que dará um total de 4,5Volts (1,5Volts cada) esse tipo de configuração é a que utilizarei no meu projeto por ser barato e simples, uma outra solução de maior potência seria utilização de um suporte pata 4 pilhas e a utilização de 4 baterias "AA" recarregáveis (dessa utilizadas em câmeras digitais) que além de terem capacidade superior as pilhas convencionais (mesmo as alkalinas) ainda podem ser recarregadas quando acabam sua carga, outra vantagem é que como cada bateria tem 1,2Volts cada uma, as 4 baterias irá dar 4,8Volts e com grande capacidade, uma outra utilização com 4 pilhas comum, que dará 6Volts no total, porém pode ser implementado a queda da tensão com a utilização de dois diodos 1N4001 em série um com o outro, como cada diodo tem uma queda de tensão em média de 0,6Volts (1,2Volts no total) uma grande vantagem dessa configuração é que pode se colocar dois jumpers em paralelo com cada diodo e quando as baterias começarem a descarregar você pode fechar um jumper anulando um diodo e ficando com queda de apenas 0,6Volts e quando descarregar mais um pouco poderá fechar o outro jumper anulando assim toda circuito de queda de energia e com isso utilizar seu conjunto de pilhas por muito tempo.

Resolvido o problema da alimentação de energia para o veículo o próximo passo consiste em prender o eixo da frente, para isso utilizei dois "gomos" de barra de conector do tipo "Sindal" utilizando o mesmo como mancal além de dar um bom alinhamento ao eixo.

Na imagem acima podemos ver o eixo dianteiro fixado o auxílio de um "Sindal"

Agora temos pela frente a parte lógica/eletrônica do veículo, para isso estou utilizando uma Placa de Laboratório (ainda em versão beta) com um microcontrolador PIC 16F628A, essa placa consiste em um laboratório para testes de eletrônica com um microcontrolador que é muito simples de trabalhar e extremamente robusto, a placa permite a gravação de um novo Firmware diretamente na placa, sem a necessidade de remover o microcontrolador (ICSP - In-Circuit Serial Programming) essa gravação será feita através de uma placa gravadora do PIC´s ICSP que irá acompanhar o laboratório, essa Placa Laboratório tem 8 entradas/saídas para comunicação com dispositivos externos como motores, servos, LED´s, buzzer, sensores, etc... a placa também conta com um botão de Reset que fará com que o microcontrolador volte ao estado inicial, e um botão extra para ser utilizado em seus projetos (até 8 botões podem ser adcionados nessa placa através dos 8 canais de comunicação), 2 LED´s programáveis no microcontrolador, Cristal externo com Jumper para utilização ou não do mesmo (o PIC 16F628A conta com oscilador interno) e uma porta serial DB9 para comunicação com um Microcomputador atavés da Porta Serial RS232.

Imagem do ROV com a Placa Laboratório (Beta)

Imagem em detalhe da Placa Laboratório

Imagem do Gravador de PIC ICSP com cabo serial

A programação desta placa pode ser feito em qualquer linguagem compatível com PIC como ASM, C, Basic, etc..., porém como a idéia desse site é ter projetos simples os exemplos serão em Pic Basic Pro por ser uma linguagem para PIC muito simples e prática e existe uma versão Demo que pode ser baixada no site da microEngineering Labs essa versão Demo tem limitações de tipos de PIC´s porém o PIC 16F628A está na lista dos agráciados por essa versão e além de uma limitação no código permitindo apenas 31 linhas de programação (linhas em branco e comentários não são computados) você também pode adquirir uma versão full e sem restrição de microcontrolador ou quantidade de linhas por aproximadamente $250,00 no próprio site do fabricante, para a edição de seus programas você pode utilizar um editor de texto de sua preferência ou até mesmo o bloco de notas do Window,s porém aconselho a utilização do MicroCode Studio que pode ser baixado aqui, a grande vantagem desse editor que foi desenvolvido especialmente para o Pic Basic facilitando muito na hora da compilação além de integrar com o "Assemblador" da Microchip que pode ser baixado aqui.

Abaixo segue um simples exemplo de teste para fazer o ROV andar e virar para a direita, você pode copiar e colar o código abaixo e compilar em seu ambiente, bem como fazer alterações a vontade.

Exemplo de tração do ROV feito em Pic basic Pro
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'* Name : RSLab1.bas *
'* Author : Rogerio Pocas *
'* Notice : Copyright (c) 2007 Robotica Simples *
'* : All Rights Reserved *
'* Date : 9/12/2007 *
'* Version : 1.0 *
'* Notes : Teste de servos de tração *
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cont var byte 'Cria variavel de contador
trisb = 0 'Todas as portas serão saidas
inicio: 'Inicio da rotina
for cont = 0 to 150 'Conta de 0 a 150
pulsout 0,100 'Gira servo no canal 0 no sentido anti horario
pulsout 1,200 'Gira servo no canal 1 no sentido horario
'Como os servos estao de costa um para o outro, cada um tem que girar
'em um sentido para veiculo andar para frente ou para traz
pause 15 'Espera 15uS
next cont 'Volta ao começo
pause 100 'Espera 100uS
for cont = 0 to 120 'Conta de 0 a 120
pulsout 1,200 'Gira apenas um servo para fazer o veiculo rodar
pause 15 'Espera 15uS
next cont 'Volta ao comeco
pause 100 'Espera 100uS
goto inicio 'Volta ao inicio da rotina (para sempre ;-)
Ou faça o download do arquivo copilando nesse url http://www.roboticasimples.com/download/RSLab1.HEX

Continua em breve...