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ROBÔ DE SUMÔ

Igor Caponi Souza¹, icaponi@hotmail.com
Igor Hereda Simões¹, igorhesi@hotmail.com
Jorge Emílio Bomfim da Silva Filho¹, jebsfilho@hotmail.com
Luciana Vergne Ribeiro Ferreira¹, veergne@hotmail.com
1
  UNIFACS - Universidade Salvador,
PA7, Rua Vieira Lopes, nº2 – Rio Vermelho
41.940-560 – Salvador – Bahia

Resumo: A equipe “LEDFOUR” optou pela construção de um robô de sumô automatizado visando a competição
promovida pelo Campeonato Baiano de Robôs Autônomos (CBRA). Está totalmente dentro das regras impostas pelo CBRA
para a categoria “Sumô de Robô” de 3Kg. Com uma estrutura leve de acrilíco e alumínio, e pneus preenchidos por esponja,
tem-se um sistema fundamentado nas forças de contato. Motores de vidro elétrico conferem ao robô um elevado torque, e
são controlados por uma placa de circuito Ponte-H aliada a inteligência do robô, que é determinada por seus sensores
infra-vermelhos e ultra-sônicos, obecendo aos comandos da placa de Arduíno, a qual utiliza em seu microcontrolador a
linguagem de programação C.

Palavras-chave: robô, Arduíno, engenharia, ARHTE.


1.   INTRODUÇÃO

1.1 JUSTIFICATIVA

          As disputas em avanços nas tecnologias de automação estão sendo cada vez mais intensas devido ao fato de que o
investimento em desenvolvimento tecnológico está proporcionalmente ligado ao desenvolvimento econômico de um país. Os
centros de pesquisa crescem no Brasil, e há uma grande importância em estimular a criatividade dos jovens para estas áreas.
          Dentro desse contexto tecnológico, são promovidos diversos eventos para promover a vontade de inovar e criar. Na
Bahia, por exemplo, há o Campeonato Baiano de Robôs Autônomos (CBRA), promovido pelo Grupo de Robótica Aplicada
da Bahia (GRA-Ba), com diversas modalidades, como o “Sumô de Robô”.
          Segundo o professor Anderson Harayashiki Moreira, do Núcleo de Robótica do Instituto Mauá de Tecnologia (SP),
os robôs de competição apresentam inovações que podem ser utilizadas em autômatos comercias: “ Temos campeonatos de
resgate, que simulam situações como terremoto, em que objetos são espalhados e o robô precisa encontra-los em meio aos
escombros”.
          Nos campeonatos, o sumô de Robôs é atualmente uma das modalidades mais difundidas no mundo dentre as demais,
por isso, a equipe Ledfour decidiu criar um robô de sumô, para que este seja capaz de participar de campeonatos na categoria
de 3Kg.

1.2 FUNDAMENTAÇÃO

         Um robô consiste em um dispositivo ou grupo de dispositivos que realizam trabalho autônomo, pré-programado, ou
por controle humano, de acordo com a Robotics Industries Association.
         Os robôs autônomos são aqueles que possuem conexões de alimentação entre o ambiente, os sensores e os atuadores,
e assim executam determinadas tarefas. Neste caso, os algoritmos são importantes para relacionar as funções de entrada e
saída do robô através de microcontroladores ou microprocessadores. Outrossim, um robô autônomo busca uma simulação de
movimentos semelhantes aos dos humanos podendo implementar a lógica de programação dele para um rede de
monitoramento em empresas, assistência a deficiente visuais ou até mesmo a idosos.
         Assim, o robô de sumô apresenta muitos componentes eletrônicos e mecânicos que possibilitam a realização de
tarefas da máquina com o meio externo, pois o robô terá a necessidade de desviar, empurrar obstáculos e distinguir
iluminações de forma autônoma.
2. METODOLOGIA

         Para o desenvolvimento deste protótipo, incluindo a sua programação, foi necessário analisar previamente algumas
das regras do campeonato, disponíveis para download no site
http://www.roboticaaplicada.com.br/CBRA2009/regulamento.htm, a saber:
         a) O robô deve caber em uma caixa de 20 cm de largura e 20 cm de comprimento, com altura ilimitada, e deve ter
suas partes integradas, ou seja, não pode ser separado em pedaços após o início da luta. Quando o combate for iniciado, o
robô poderá assumir qualquer dimensão, sendo que as partes expansíveis não podem ultrapassar 10 cm.
         b) O robô não deve pesar mais do que 3 kg e deve ser totalmente autônomo, ou seja, não poderá haver mecanismos
de controle externo.
         c) O robô, depois de acionado o botão de início, deverá permanecer parado durante 5 segundos.
         d) É permitido o uso de microcontroladores, de qualquer fabricação e qualquer tamanho de memória.
         e) O comportamento do robô deve ser de atitude pacifista.
         f) Não é permitido o uso de partes que podem danificar a arena, dispositivos inflamáveis ou dispositivos que
arremessem coisas ao oponente. Também não é permitido o uso de cola, dispositivos sugadores ou similares, que grudem o
robô ao ringue.
         g) O uso de estruturas que confundam o robô adversário com simulação de faixa branca de fim de arena é proibido.
         Antes de qualquer decisão, o grupo sentiu a necessidade de receber orientações para suas escolhas. Assim,
ocorreram diversos encontros com Adauto, monitor do laboratório de Circuitos I, professor Marcos Guimarães e professor
Murilo Plínio.
         Com as orientações prévias, foi decidido por unanimidade o uso de uma placa de controle Arduino, devido ao fato
de que seu uso é mais simplificado do que microcontroladores como PIC. Também foi decidido quais sensores utilizar, bem
como a quantidade e o posicionamento de cada um: 4 sensores infra-vermelhos, posicionados nos cantos do protótipo, 1
sensor ultra-sônico, posicionado na frente do protótipo.
         O motor escolhido foi o de vidro elétrico, já que este possui torque suficiente para o objetivo do protótipo a um bom
custo. Foram necessários 2 motores para otimizar o movimento do protótipo. A construção de uma placa de circuitos de
Ponte H foi necessária ao protótipo, devido ao uso de motores.
         Como fonte de energia, optou-se pelo uso de bateria de lítio, pelo seu tempo de duração sem precisar de recarga ser
longo.
         Em suma, os componentes eletrônicos do protótipo são:
         - 4 Sensores infra vermelhos
         - 1 sensor ultra-sônico
         - 2 motores de vidro elétrico
         - 1 placa Arduino
         - 2 placas de Ponte H que consistem em: 4 relés, 4 resistores de 10, 4 resistores de 330, 4 transistores, 4
              diodos, 4 leds, 4 bournes.
         - 1 Bateria com capacidade total de 11.1V.

Sensores Infra-Vermelhos:
   A luz vermelha emitida pelo led emissor é refletida para o led receptor quando o robô passar pela faixa branca do campo,
mudando, a partir da programação, o sentido de rotação dos motores para que o robô mude sua direção e não saia do campo
com a identificação da faixa branca.

Sensor Ultra-Sônico:
     Para a identificação do robô oponente, foi necessário a utilização de um sensor ultra-sônico, o qual irá calcular a
distância do robô a um determinado objeto a partir da emissão de um sinal ultra-sônico que reflete em um objeto e retorna ao
sensor. Assim, é possível, a partir da programação e da distância calculada pelo sensor do obstáculo, avançar ou desviar sobre
o robô oponente. O sensor ultra-sônico utilizado foi o QTC-1RC.

Motor de Vidro Elétrico:
    Para o movimento das rodas do robô de sumô foram utilizados dois motores de vidro elétrico Bosch que giram em uma
amplitude angular determinada pelo microcontrolador do arduíno. O modelo utilizado, Bosch 0130821419 é um sistema
composto por motor elétrico e redutor de engrenagens, sendo classificado como motorredutor. Por ser um motorredutor,
fornece movimento rotativo com torque elevado. Abaixo, seguem as características do motor:
Potência
  Código Bosch             Decrição sugerida                  Familia Volt       [W]      Sentido rotação
     0130821419            MOTOR ELÉTRICO C.C.                   FPG      12V        30     Horário+Anti-horário
      Velocidade                     Torque                   Corrente
                                                                       Supressor Conector       Velocidades
       máx (rpm)                    máx (Nm)                    (máx)
          90                           12                         25       -          -              90

                    Tabela 1 – Características do motor elétrico Bosch 0130821419 fornecidas pelo fabricante.

  Placa de Arduino:
     A lógica de programação do robô de sumô está presente na placa de Arduíno Uno, a qual apresenta um microcontrolador
  Atmega328 que irá controlar as funções de movimentação do robô, através da linguagem de programação C. Essa placa é
  composta por 14 entradas e saídas digitais, 6 entradas analógicas, um cristal oscilador de 16MHz, conexão USB para troca de
  dados com um computador, uma entrada para fonte, soquetes, ICSP e um botão de reset que servirá para retirar todos os
  dados presentes na placa. A placa de Arduíno foi escolhida para compor o projeto devido ao seu baixo custo e a sua ótima
  funcionalidade para sistemas microcontrolados em função de sensores.

  Ponte H :
       A ponte-h funciona como uma auxiliadora na operação dos motores de vidro elétrico do robô de sumô. Para que o motor
  funcione, é necessário acionar um par de chaves em diagonais opostas , o que faz com que a corrente flua do pólo positivo
  para o negativo passando pelo motor e fazendo-o girar. Para inverter o sentido da rotação, desligamos essas chaves e
  acionamos o outro par de chaves, o que faz com que a corrente flua na direção oposta e, consequentemente, o sentido da
  rotação do motor será alterado.Ela possibilita uma amplificação da tensão e corrente para o motor, já que o microcontrolador
  do arduino não fornece a tensão e corrente necessária para o movimento das rodas do robô.
  Assim, na construção da placa de ponte H foram usados os seguintes componentes: 4 relés, 5 bournes, 4 transistores
  (BC548), 4 diodos zener, 4 leds e 8 resistências. A polarização das rodas ocorre através dos chaveamentos dos relés. Ao
  chavear os relés 1 e 2 são alternados os giros do motor 1 para a direita e esquerda respectivamente; e ao chavear os relés 3 e 4
  são alternados os giros do motor 2 para a direita e para a esquerda respectivamente. Os bournes são utilizados para a conexão
  dos motores (2 unidades), a entrada de dados (2 unidades) e alimentação da bateria (1 unidade).Foram utilizadas também 4
  resistências de 330Ω e 10 KΩ para evitar sobrecorrentes nos LEDs e transistores respectivamente. Por último foram
  utilizados 4 leds para informar se há ou não a passagem de corrente elétrica.

   • Diodo:
      Tem como função proteger o resto do circuito contra a tensão reversa dos motores.

    • Transistor:
       Serve para isolar 2 circuitos e/ou amplificar o sinal de um circuito. O transitor isola o circuito do arduino e a bateria,pois
  ele amplifica o sinal de 5v do arduino para a bateria, chaveando o circuito da ponte-h com a bateria.




                           Figura 1 – Placa de Ponte-H em 3D, projetada através do Ares 7 Professional.

Bateria:
A bateria servirá como fonte de energia elétrica fornecendo 11,1V, podendo ter picos em torno de 12V. A bateria é
composta por 3 células de 3,7V, e é uma bateria do tipo Li-Po ForcePower. A corrente que a bateria pode fornecer, segundo o
fabricante, é de 2,2A em 1 hora (2200mAh). A Bateria alimentará o Arduino e a ponte-H.


      Após a confecção da parte eletrônica, pensou-se na parte mecânica. O embasamento que a equipe teve foi a partir de
  protótipos feitos em anos anteriores.

        Os gastos com a montagem do protótipo podem ser visualizados na tabela abaixo:

                                                                     Valor Unitário
                                 Materiais       Quantidade              (R$)            Valor Total (R$)
                            placa de Arduíno          1                    80                   80
                                  Sonar               1                    50                   50
                             Infra-Vermelho           4                    20                   80
                                  Relés               4                     5                   20
                                Resistores            8                   0,3                  2,4
                                  Diodos              4                     1                    4
                                   Leds               4                   0,5                    2
                               Capacitores            4                   0,5                    2
                               Transistores           4                     1                    4
                          Regulador de Tensão         1                     2                    2
                                 Bournes              5                   0,5                  2,5
                         Cantoneiras de Aluminio    2,5m                    0                    0
                                 Acrílico         1332cm²                  43                   43
                                                                                               291,9

                                                 Tabela 1 – Custos com o projeto

       Os gastos totais com o projeto foram no valor de R$291,90.

  3.    ESTRUTURA MECÂNICA

       A estrutura da parte mecânica do robô tem dois seguimentos: a base de alumínio e uma cápsula de acrílico para proteger
  a estrutura interna do robô de fatores externos. A escolha do material foi baseada na densidade de cada material, pois havia a
  preocupação quanto à massa total do robô, que não pode ultrapassar 3Kg. A estrutura foi desenvolvida de modo que todo o
  peso do robô se concentre no centro da mesma, no eixo dos pneus, para que a força normal possa ser calculada através do
  peso total do robô.

  3.1 DESENHO GRÁFICO

        Para o planejamento da estrutura do robô, foi utilizado o programa Sketchup versão 8. O resultado foi a figura abaixo:




                                 Figura 2 – Visão lateral da base de alumínio da estrutura do robô.
Como se pode observar, as dimensões da base do robô são: 17cm de comprimento acima da rampa e 20cm de
comprimento no eixo da rampa , 20cm de largura e 0,6cm de altura. Com a cápsula de acrílico, que possui uma altura
correspondente a 18cm, totaliza-se uma altura de 24cm.




                    Figura 3 – Visão lateral da estrutura do robô com base de alumínio e cápsula de acrílico.

  3.2 LOCOMOÇÃO

      Inicialmente, pensou-se em esteiras deslizantes como artifício de locomoção do robô. Devido à reduzida gama de
  movimentos, esta opção foi logo descartada.
      Assim, foi decidido o uso de dois pneus - revestidos de borracha e preenchidos por esponjas, que proporcionam o
  escoamento do ar graças aos seus poros interconectados, e uma roda frontal de alta rotatividade com base de alumínio e feitas
  de silicone que serve para auxiliar o movimento. Os sulcos no revestimento são contribuintes para a intensificação do atrito,
  pois aumenta a rugosidade.

  • Resistência ao rolamento:

       Se pensarmos no robô de sumô como uma máquina cuja finalidade seja de empurrar uma carga, no caso, o robô
  adversário, podemos fazer um paralelo entre o robô e as máquinas utilizadas em obras de terraplenagem. Sendo assim,
  existem algumas propriedades desta categoria de máquina que podem ser aplicadas na definição das características do robô, e
  a mais relevante são a resistência ao rolamento e a aderência. Uma análise matemática será feita mais adiante.

  4. ANÁLISE MATEMÁTICA

  4.1 TORQUE

      O torque do motor é importante para a propulsão das rodas.
      Para a comprovação matemática do cálculo do torque do motor, foram levados em consideração dois fatores: a potência
  do motor e a velocidade em rotações por minuto, disponibilizada pela Bosch, como indicados na Tabela 1 – Características
  do motor elétrico Bosch 0130821419 fornecidas pelo fabricante, mostrada anteriormente.




                                                                                  Legenda
                                                                      P = Potência (Watts)
                                                                      n = Velocidade angular (rpm)
                                                                      I = Corrente elétrica (Amperes)
                                                                      Nm = Torque (Nm)




                           Gráfico 1 – Gráfico da performance do motor Bosch modelo 0130821419.
O fabricante (Bosch) só forneceu os valores máximos de potência, torque, e velocidade angular. Se observarmos o
gráfico acima (Gráfico 1) vemos que esses valores não serão atingidos simultaneamente, já que:
     a) Quando o torque for máximo, a rotação será nula,
     b) Quando a potência for máxima, o torque já terá reduzido por volta de 50% do seu valor,
     c) A rotação será máxima quando o torque for nulo.
     Assim, o cálculo do torque à plena carga deste motor pode ser analisado pela equação:

      T=         PxK             ,                                                                                      (1)
                  V

onde T, P, K e V indicam, respectivamente, Torque, Potência, Constante e Velocidade. As unidades de medidas utilizadas
foram:
     a) Libras-pés (lb.ft) para o Torque,
     b) Horse-Power (HP) para a Potência,
     c) Rotações por minuto (rpm) para a velocidade.
     A constante K é predeterminada, e neste caso (lb.ft), é de 5252.
     Com os valores conhecidos, é necessário converter as unidades de medida para as adequadas a formula. Fazemos regra
de três simples:
       1HP = 746W

      Pmotor (W) = 30W

      Pmotor (HP) = 30      ,                                                                                            (2)
                    746

onde Pmotor (W) indica a potência do motor em Watts, com o valor fornecido pela tabela, e P motor (HP) indica a potência do
motor em Watts convertida para Horse-Power. Obtemos Pmotor (HP) = 0,04 HP.
    Substituindo em (1):
     T=       0,04Hp * 5252 ,
                 90rpm

temos T = 2,34 lb.ft. Convertendo para Newton.metro (Nm) por regra de três simples, temos que:

      1 Nm = 0,74 lb.ft ,

      T (Nm) =      2,74 lb.ft       ,                                                                                  (3)
                    0,74 lb.ft

      T (Nm) = 3,61 Nm.

    Comparando o valor encontrado com o valor fornecido pela tabela disponibilizada pela Bosch, onde oTorque à plena
carga máximo é dado como 12Nm, verificamos que o valor de torque e rotação máximos simultâneos será de 3,61Nm, que é
o ponto de interseção entre essas duas grandezas no gráfico 1.

4.2 CENTRO DE MASSA

    Como já citado anteriormente, a estrutura foi desenvolvida de modo que todo o seu peso se concentre no centro do robô,
ou seja, sobre os eixos da roda. Tem-se que os motores, os pneus e a estrutura física do protótipo como as massas relevantes,
e que as rodas estão concêntricas ao motor, deve-se considerar um plano cartesiano imaginário (x,y,z), onde o motor está
desde a origem (0,0,0), até pontos no eixo cartesiano (x,y,z). A massa dessas estruturas descritas anteriormente em conjunto,
medida em balança comercial, corresponde a 1,640Kg, sendo 1,12Kg correspondentes aos motores (0,56Kg cada), 0,214 Kg
correspondente aos pneus (0,170Kg cada), e o restante correspondente à estrutura. Considerando que a estrutura do robô é
simétrica, calcula-se o ponto do centro de massa através de uma média ponderada.
    Para realizar o cálculo, é necessária uma divisão simétrica da estrutura em relação ao ponto (10,0,0), correspondente ao
eixo das rodas, e assim obtém-se dois lados iguais C1 e C2, com coordenadas C1(12,7,6) e C2(8,7,6), com massa igual a
0,82kg cada. A obtenção do centro de massa R(xR,yR,zR) se dará por:

    R(xR,yR,zR) = (xc1*mc1 + xc2*mc2       ,   yc1*mc1 + yc2*mc2    ,   zc1*mc1 + zc2*mc2 )                     (4)
                         mtotal                      mtotal                   mtotal
R(xR,yR,zR) = ( 12*0,82 + 8*0,82         ,    7*0,82 + 7*0,82       ,   7*0,82 + 7*0,82 )
                          1,64                          1,64                     1,64

    R(xR,yR,zR) = (10 , 7 , 6 )

    Com essa posição, verificamos que o centro de massa do robô está localizado acima do eixo das rodas, concentrando o
peso do robô sobre este eixo.

4.3 FORÇAS DE CONTATO

     Para uma competição de sumô de robôs, é importante que haja uma boa aderência dos pneus à pista, para que haja
locomoção sem risco de derrapagem, e dessa forma, dificulta a força do robô oponente contra o protótipo. Um dos fatores que
indicam essa aderência é a força de atrito, definida como uma força que se opõe ao movimento que tende o deslizamento. O
efeito visual dessa força pode ser visualizado na imagem abaixo:




                                     Figura 4 – Visualização do atrito entre duas superfícies

    Para fazer com que o corpo consiga ter uma boa aceleração sem deslizar excessivamente, podemos controlar dois fatores:

• O coeficiente de atrito:
         O coeficiente de atrito é característico ao tipo de superfície. O coeficiente de atrito de interesse para o protótipo será
o coeficiente de atrito cinético (µc) que há entre a arena e o pneu (borracha e borracha), que será em torno de 1,16.

• A força normal (N):
        A força normal é igual, apenas em módulo e direção, à força peso (no caso de um plano horizontal),
        Foi possível medir a massa do robô, que é de aproximadamente 2,85Kg, e a partir disso, considerando a gravidade
como 9,8m/s², calculou-se a força Peso.

    P=m*g                                                                                                                     (5)

Sendo m a massa, e g a gravidade, temos que:

    P = 2,85Kg * 9,8m/s²


    P = 27,93N

Ao obter a força Peso, calcula-se a força de atrito, assumindo N = 27,93N, sendo N a Normal:

    Fat = µc * N                                                                                                              (6)

    Fat = 1,16 x * 27,93N

    Fat = 32,398 N

    A força de atrito será de 32,398N, o que dá ao robô uma boa resistência ao deslizamento.
Como já citado em outro tópico acima, outro fator que contribui à aderência é a resistência ao rolamento.

• Resistência ao Rolamento (Rro):
    É a força de resistência exercida pela superfície de apoio contra as rodas da máquina. É a medida da força que é preciso
superar a fim de rolar ou puxar uma roda sobre essa superfície.

     Rro = 2% PBR + 0,6% do PBR/cmpenetração do pneu ,                                                                      (7)

     sendo PBR o peso bruto do robô. Obviamente, este coeficiente da porcentagem do peso sobre o eixo motriz terá de ser
estimado, mas para efeitos de analise, pode-se perceber que a escolha de colocar os componentes mais pesados do robô sobre
o eixo motriz, como foi feito, é o ideal, de modo a maximizar este coeficiente, aumentando a eficiência do robô. Através
dessa fórmula podemos perceber que a escolha de um pneu preenchido com esponja é interessante, pois ao suportar a carga, a
esponja pode deformar, o que aumentará a área de contato entre o pneu e o piso, de modo que a carga estará mais bem
distribuída, diminuindo a concentração de tensões, o que acarreta em uma menor penetração do solo que, por fim, diminuiria
a resistência ao rolamento.

5.   PROGRAMAÇÃO

if(infra1==HIGH){
tras();
delay(750);
direita();
delay(750);}

if(infra2==HIGH){
tras();
delay(750);
esquerda();
delay(750);}

if(infra3==HIGH){
frente();
delay(750);
direita();
delay(750);}

if(infra4==HIGH){
frente();
delay(750);
direita();
delay(750);}
frente();
delay(10);}

     Na parte acima da programação é definida a nossa estratégia,que funciona a partir de cada sensor separadamente, e a
depender de cada situação o robô fará movimentos para procurar sempre permanecer na luta e tentar achar o oponente,mas
caso nenhum sensor infravermelho tenha achado a linha branca,o robô irá para frente por um período de 10 ms,esse intervalo
é bem pequeno para garantir que antes do robô andar para frente,ele esteja sempre verificando os sensores
continuamente,rodando o programa todo diversas vezes.
     A programação do robô foi elaborada de acordo com a linguagem do microcontrolador do Arduíno, que é baseado na
linguangem C, com implementações do fabricante.
     Logo quando ligado o robô espera 5 segundos para iniciar o seu funcionamento pleno(instrução presente no regulamento
oficial de lutas de robôs de sumô).A partir daí, o nosso robô faz a leitura de seus 5 sensores (1 ultrassônico e 4
infravermelhos) e realiza sua rotina.Verifica-se o estado do sensor ultrassônico (Sonar), caso este seja positivo,ou seja, caso o
sensor identifique algo próximo ao robô, ele empurrará o obstáculo ao mesmo tempo em que verifica o estado dos dois
sensores infravermelhos frontais,quando qualquer um destes identificar a linha branca, o robô para de andar para frente e
então executa o resto da rotina,que é a verificação dos sensores infravermelhos e a execução da nossa estratégia para o robô
não sair da pista e para achar o oponente,que se dá através do Sonar.
A partir da programação do robô foi elaborado o fluxograma abaixo:
Legenda
Sonar - Sensor ultrassônico
InfraFd - Sensor infravermelho frontal da direita
InfraFe - Sensor infravermelho frontal da
esquerda
InfraTd - Sensor infravermelho traseiro da direita
InfraTe - Sensor infravermelho traseiro da
esquerda




                              Figura 5 – Fluxograma baseado na programação do robô.
6.   CONSIDERAÇÕES FINAIS

6.1 CONCLUSÃO
    Segundo a equipe, o conhecimento teórico e a prática têm que andar lado a lado para a superação de obstáculos. Para a
elaboração do robô, o planejamento foi essencial para lidar com os prazos e desafios.
    Como resultado, o robô de sumô elaborado pela equipe LEDFOUR está dentro das regras impostas pela CBRA para o
campeonato de “Sumô de Robô” na categoria 3Kg, tanto em sua estrutura mecânica quanto em sua programação.

6.2 AGRADECIMENTOS

     A equipe LEDFOUR agradece a Jorge Emilio Bomfim da Silva, pelo apoio e dedicação na construção da estrutura
mecânica; Antonio Filho, pelas doações dos pneus e da bateria; a EDS parafuso (Evandro Aldir e Edson Aldir), que
patrocinaram parte da estrutura mecânica. A equipe agradece também a todos aqueles que ajudaram, mas que aqui não foram
citados.

7.   REFERÊNCIAS

Internet
Disponível em:
 http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAbpwAH/meios-porosos. Acessado em 06 de maio de 2012 às 17:48.

Disponível em: http://fisicomaluco.com/experimentos/2008/09/19/como-o-peso-de-um-objeto-interfere-na-forca-de-atrito/.
Acessado em 09 de maio 2012 às 16:54.

Disponível em: http://www.wendelsantos.com/sistema/cotidiano_pneu.php. Acessado em 09 de maio de 2012 às 19:28.

Disponível em:
http://www.bosch.com.br/br/negociosindustriais/info/servicos/global/xls/linha_completa.xls. Acessado em 10 de maio de
2012 às 14:43.

Disponível em: http://www.bosch.com.br/br/mundobosch/revista/materia_mar29_01.htm. Acessado em 10 de maio de 2012
às 14:52.

Disponível em: http://www.robocore.net/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=1325. Acessado em 13 de maio de
2012 às 20:37.

Disponível em: http://www.ctb.com.pt/?page_id=1467. Acessado em 13 de maio de 2012 às 22:08.

Disponível em: http://etg.ufmg.br/~jisela/pagina/notas%20aula%20Terraplenagem.pdf . Acessado em 13 de maio de 2012 às
21:59.


Abstract: The "LEDFOUR" team has chosen the automated sumo robot in order to participate in competition promoted by
the Campeonato Baiano de Robôs Autônomos(CBRA).The robot is fully into the rules imposed by CBRA to the 3kg Sumo
Robot category.With a light acrylic and aluminum structure and sponge filled tires has a system based in contact
forces.Electric windows engines grab to the robot a high torque and these components are controlled by a H-bridge together
with infrared and ultrasonic sensors making the robot artificial intelligence associated with the Arduino board programmed
in C language.C.

Keywords: robot, engineering, ARHTE, Arduino

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  • 1. ROBÔ DE SUMÔ Igor Caponi Souza¹, icaponi@hotmail.com Igor Hereda Simões¹, igorhesi@hotmail.com Jorge Emílio Bomfim da Silva Filho¹, jebsfilho@hotmail.com Luciana Vergne Ribeiro Ferreira¹, veergne@hotmail.com 1 UNIFACS - Universidade Salvador, PA7, Rua Vieira Lopes, nº2 – Rio Vermelho 41.940-560 – Salvador – Bahia Resumo: A equipe “LEDFOUR” optou pela construção de um robô de sumô automatizado visando a competição promovida pelo Campeonato Baiano de Robôs Autônomos (CBRA). Está totalmente dentro das regras impostas pelo CBRA para a categoria “Sumô de Robô” de 3Kg. Com uma estrutura leve de acrilíco e alumínio, e pneus preenchidos por esponja, tem-se um sistema fundamentado nas forças de contato. Motores de vidro elétrico conferem ao robô um elevado torque, e são controlados por uma placa de circuito Ponte-H aliada a inteligência do robô, que é determinada por seus sensores infra-vermelhos e ultra-sônicos, obecendo aos comandos da placa de Arduíno, a qual utiliza em seu microcontrolador a linguagem de programação C. Palavras-chave: robô, Arduíno, engenharia, ARHTE. 1. INTRODUÇÃO 1.1 JUSTIFICATIVA As disputas em avanços nas tecnologias de automação estão sendo cada vez mais intensas devido ao fato de que o investimento em desenvolvimento tecnológico está proporcionalmente ligado ao desenvolvimento econômico de um país. Os centros de pesquisa crescem no Brasil, e há uma grande importância em estimular a criatividade dos jovens para estas áreas. Dentro desse contexto tecnológico, são promovidos diversos eventos para promover a vontade de inovar e criar. Na Bahia, por exemplo, há o Campeonato Baiano de Robôs Autônomos (CBRA), promovido pelo Grupo de Robótica Aplicada da Bahia (GRA-Ba), com diversas modalidades, como o “Sumô de Robô”. Segundo o professor Anderson Harayashiki Moreira, do Núcleo de Robótica do Instituto Mauá de Tecnologia (SP), os robôs de competição apresentam inovações que podem ser utilizadas em autômatos comercias: “ Temos campeonatos de resgate, que simulam situações como terremoto, em que objetos são espalhados e o robô precisa encontra-los em meio aos escombros”. Nos campeonatos, o sumô de Robôs é atualmente uma das modalidades mais difundidas no mundo dentre as demais, por isso, a equipe Ledfour decidiu criar um robô de sumô, para que este seja capaz de participar de campeonatos na categoria de 3Kg. 1.2 FUNDAMENTAÇÃO Um robô consiste em um dispositivo ou grupo de dispositivos que realizam trabalho autônomo, pré-programado, ou por controle humano, de acordo com a Robotics Industries Association. Os robôs autônomos são aqueles que possuem conexões de alimentação entre o ambiente, os sensores e os atuadores, e assim executam determinadas tarefas. Neste caso, os algoritmos são importantes para relacionar as funções de entrada e saída do robô através de microcontroladores ou microprocessadores. Outrossim, um robô autônomo busca uma simulação de movimentos semelhantes aos dos humanos podendo implementar a lógica de programação dele para um rede de monitoramento em empresas, assistência a deficiente visuais ou até mesmo a idosos. Assim, o robô de sumô apresenta muitos componentes eletrônicos e mecânicos que possibilitam a realização de tarefas da máquina com o meio externo, pois o robô terá a necessidade de desviar, empurrar obstáculos e distinguir iluminações de forma autônoma.
  • 2. 2. METODOLOGIA Para o desenvolvimento deste protótipo, incluindo a sua programação, foi necessário analisar previamente algumas das regras do campeonato, disponíveis para download no site http://www.roboticaaplicada.com.br/CBRA2009/regulamento.htm, a saber: a) O robô deve caber em uma caixa de 20 cm de largura e 20 cm de comprimento, com altura ilimitada, e deve ter suas partes integradas, ou seja, não pode ser separado em pedaços após o início da luta. Quando o combate for iniciado, o robô poderá assumir qualquer dimensão, sendo que as partes expansíveis não podem ultrapassar 10 cm. b) O robô não deve pesar mais do que 3 kg e deve ser totalmente autônomo, ou seja, não poderá haver mecanismos de controle externo. c) O robô, depois de acionado o botão de início, deverá permanecer parado durante 5 segundos. d) É permitido o uso de microcontroladores, de qualquer fabricação e qualquer tamanho de memória. e) O comportamento do robô deve ser de atitude pacifista. f) Não é permitido o uso de partes que podem danificar a arena, dispositivos inflamáveis ou dispositivos que arremessem coisas ao oponente. Também não é permitido o uso de cola, dispositivos sugadores ou similares, que grudem o robô ao ringue. g) O uso de estruturas que confundam o robô adversário com simulação de faixa branca de fim de arena é proibido. Antes de qualquer decisão, o grupo sentiu a necessidade de receber orientações para suas escolhas. Assim, ocorreram diversos encontros com Adauto, monitor do laboratório de Circuitos I, professor Marcos Guimarães e professor Murilo Plínio. Com as orientações prévias, foi decidido por unanimidade o uso de uma placa de controle Arduino, devido ao fato de que seu uso é mais simplificado do que microcontroladores como PIC. Também foi decidido quais sensores utilizar, bem como a quantidade e o posicionamento de cada um: 4 sensores infra-vermelhos, posicionados nos cantos do protótipo, 1 sensor ultra-sônico, posicionado na frente do protótipo. O motor escolhido foi o de vidro elétrico, já que este possui torque suficiente para o objetivo do protótipo a um bom custo. Foram necessários 2 motores para otimizar o movimento do protótipo. A construção de uma placa de circuitos de Ponte H foi necessária ao protótipo, devido ao uso de motores. Como fonte de energia, optou-se pelo uso de bateria de lítio, pelo seu tempo de duração sem precisar de recarga ser longo. Em suma, os componentes eletrônicos do protótipo são: - 4 Sensores infra vermelhos - 1 sensor ultra-sônico - 2 motores de vidro elétrico - 1 placa Arduino - 2 placas de Ponte H que consistem em: 4 relés, 4 resistores de 10, 4 resistores de 330, 4 transistores, 4 diodos, 4 leds, 4 bournes. - 1 Bateria com capacidade total de 11.1V. Sensores Infra-Vermelhos: A luz vermelha emitida pelo led emissor é refletida para o led receptor quando o robô passar pela faixa branca do campo, mudando, a partir da programação, o sentido de rotação dos motores para que o robô mude sua direção e não saia do campo com a identificação da faixa branca. Sensor Ultra-Sônico: Para a identificação do robô oponente, foi necessário a utilização de um sensor ultra-sônico, o qual irá calcular a distância do robô a um determinado objeto a partir da emissão de um sinal ultra-sônico que reflete em um objeto e retorna ao sensor. Assim, é possível, a partir da programação e da distância calculada pelo sensor do obstáculo, avançar ou desviar sobre o robô oponente. O sensor ultra-sônico utilizado foi o QTC-1RC. Motor de Vidro Elétrico: Para o movimento das rodas do robô de sumô foram utilizados dois motores de vidro elétrico Bosch que giram em uma amplitude angular determinada pelo microcontrolador do arduíno. O modelo utilizado, Bosch 0130821419 é um sistema composto por motor elétrico e redutor de engrenagens, sendo classificado como motorredutor. Por ser um motorredutor, fornece movimento rotativo com torque elevado. Abaixo, seguem as características do motor:
  • 3. Potência Código Bosch Decrição sugerida Familia Volt [W] Sentido rotação 0130821419 MOTOR ELÉTRICO C.C. FPG 12V 30 Horário+Anti-horário Velocidade Torque Corrente Supressor Conector Velocidades máx (rpm) máx (Nm) (máx) 90 12 25 - - 90 Tabela 1 – Características do motor elétrico Bosch 0130821419 fornecidas pelo fabricante. Placa de Arduino: A lógica de programação do robô de sumô está presente na placa de Arduíno Uno, a qual apresenta um microcontrolador Atmega328 que irá controlar as funções de movimentação do robô, através da linguagem de programação C. Essa placa é composta por 14 entradas e saídas digitais, 6 entradas analógicas, um cristal oscilador de 16MHz, conexão USB para troca de dados com um computador, uma entrada para fonte, soquetes, ICSP e um botão de reset que servirá para retirar todos os dados presentes na placa. A placa de Arduíno foi escolhida para compor o projeto devido ao seu baixo custo e a sua ótima funcionalidade para sistemas microcontrolados em função de sensores. Ponte H : A ponte-h funciona como uma auxiliadora na operação dos motores de vidro elétrico do robô de sumô. Para que o motor funcione, é necessário acionar um par de chaves em diagonais opostas , o que faz com que a corrente flua do pólo positivo para o negativo passando pelo motor e fazendo-o girar. Para inverter o sentido da rotação, desligamos essas chaves e acionamos o outro par de chaves, o que faz com que a corrente flua na direção oposta e, consequentemente, o sentido da rotação do motor será alterado.Ela possibilita uma amplificação da tensão e corrente para o motor, já que o microcontrolador do arduino não fornece a tensão e corrente necessária para o movimento das rodas do robô. Assim, na construção da placa de ponte H foram usados os seguintes componentes: 4 relés, 5 bournes, 4 transistores (BC548), 4 diodos zener, 4 leds e 8 resistências. A polarização das rodas ocorre através dos chaveamentos dos relés. Ao chavear os relés 1 e 2 são alternados os giros do motor 1 para a direita e esquerda respectivamente; e ao chavear os relés 3 e 4 são alternados os giros do motor 2 para a direita e para a esquerda respectivamente. Os bournes são utilizados para a conexão dos motores (2 unidades), a entrada de dados (2 unidades) e alimentação da bateria (1 unidade).Foram utilizadas também 4 resistências de 330Ω e 10 KΩ para evitar sobrecorrentes nos LEDs e transistores respectivamente. Por último foram utilizados 4 leds para informar se há ou não a passagem de corrente elétrica. • Diodo: Tem como função proteger o resto do circuito contra a tensão reversa dos motores. • Transistor: Serve para isolar 2 circuitos e/ou amplificar o sinal de um circuito. O transitor isola o circuito do arduino e a bateria,pois ele amplifica o sinal de 5v do arduino para a bateria, chaveando o circuito da ponte-h com a bateria. Figura 1 – Placa de Ponte-H em 3D, projetada através do Ares 7 Professional. Bateria:
  • 4. A bateria servirá como fonte de energia elétrica fornecendo 11,1V, podendo ter picos em torno de 12V. A bateria é composta por 3 células de 3,7V, e é uma bateria do tipo Li-Po ForcePower. A corrente que a bateria pode fornecer, segundo o fabricante, é de 2,2A em 1 hora (2200mAh). A Bateria alimentará o Arduino e a ponte-H. Após a confecção da parte eletrônica, pensou-se na parte mecânica. O embasamento que a equipe teve foi a partir de protótipos feitos em anos anteriores. Os gastos com a montagem do protótipo podem ser visualizados na tabela abaixo: Valor Unitário Materiais Quantidade (R$) Valor Total (R$) placa de Arduíno 1 80 80 Sonar 1 50 50 Infra-Vermelho 4 20 80 Relés 4 5 20 Resistores 8 0,3 2,4 Diodos 4 1 4 Leds 4 0,5 2 Capacitores 4 0,5 2 Transistores 4 1 4 Regulador de Tensão 1 2 2 Bournes 5 0,5 2,5 Cantoneiras de Aluminio 2,5m 0 0 Acrílico 1332cm² 43 43 291,9 Tabela 1 – Custos com o projeto Os gastos totais com o projeto foram no valor de R$291,90. 3. ESTRUTURA MECÂNICA A estrutura da parte mecânica do robô tem dois seguimentos: a base de alumínio e uma cápsula de acrílico para proteger a estrutura interna do robô de fatores externos. A escolha do material foi baseada na densidade de cada material, pois havia a preocupação quanto à massa total do robô, que não pode ultrapassar 3Kg. A estrutura foi desenvolvida de modo que todo o peso do robô se concentre no centro da mesma, no eixo dos pneus, para que a força normal possa ser calculada através do peso total do robô. 3.1 DESENHO GRÁFICO Para o planejamento da estrutura do robô, foi utilizado o programa Sketchup versão 8. O resultado foi a figura abaixo: Figura 2 – Visão lateral da base de alumínio da estrutura do robô.
  • 5. Como se pode observar, as dimensões da base do robô são: 17cm de comprimento acima da rampa e 20cm de comprimento no eixo da rampa , 20cm de largura e 0,6cm de altura. Com a cápsula de acrílico, que possui uma altura correspondente a 18cm, totaliza-se uma altura de 24cm. Figura 3 – Visão lateral da estrutura do robô com base de alumínio e cápsula de acrílico. 3.2 LOCOMOÇÃO Inicialmente, pensou-se em esteiras deslizantes como artifício de locomoção do robô. Devido à reduzida gama de movimentos, esta opção foi logo descartada. Assim, foi decidido o uso de dois pneus - revestidos de borracha e preenchidos por esponjas, que proporcionam o escoamento do ar graças aos seus poros interconectados, e uma roda frontal de alta rotatividade com base de alumínio e feitas de silicone que serve para auxiliar o movimento. Os sulcos no revestimento são contribuintes para a intensificação do atrito, pois aumenta a rugosidade. • Resistência ao rolamento: Se pensarmos no robô de sumô como uma máquina cuja finalidade seja de empurrar uma carga, no caso, o robô adversário, podemos fazer um paralelo entre o robô e as máquinas utilizadas em obras de terraplenagem. Sendo assim, existem algumas propriedades desta categoria de máquina que podem ser aplicadas na definição das características do robô, e a mais relevante são a resistência ao rolamento e a aderência. Uma análise matemática será feita mais adiante. 4. ANÁLISE MATEMÁTICA 4.1 TORQUE O torque do motor é importante para a propulsão das rodas. Para a comprovação matemática do cálculo do torque do motor, foram levados em consideração dois fatores: a potência do motor e a velocidade em rotações por minuto, disponibilizada pela Bosch, como indicados na Tabela 1 – Características do motor elétrico Bosch 0130821419 fornecidas pelo fabricante, mostrada anteriormente. Legenda P = Potência (Watts) n = Velocidade angular (rpm) I = Corrente elétrica (Amperes) Nm = Torque (Nm) Gráfico 1 – Gráfico da performance do motor Bosch modelo 0130821419.
  • 6. O fabricante (Bosch) só forneceu os valores máximos de potência, torque, e velocidade angular. Se observarmos o gráfico acima (Gráfico 1) vemos que esses valores não serão atingidos simultaneamente, já que: a) Quando o torque for máximo, a rotação será nula, b) Quando a potência for máxima, o torque já terá reduzido por volta de 50% do seu valor, c) A rotação será máxima quando o torque for nulo. Assim, o cálculo do torque à plena carga deste motor pode ser analisado pela equação: T= PxK , (1) V onde T, P, K e V indicam, respectivamente, Torque, Potência, Constante e Velocidade. As unidades de medidas utilizadas foram: a) Libras-pés (lb.ft) para o Torque, b) Horse-Power (HP) para a Potência, c) Rotações por minuto (rpm) para a velocidade. A constante K é predeterminada, e neste caso (lb.ft), é de 5252. Com os valores conhecidos, é necessário converter as unidades de medida para as adequadas a formula. Fazemos regra de três simples: 1HP = 746W Pmotor (W) = 30W Pmotor (HP) = 30 , (2) 746 onde Pmotor (W) indica a potência do motor em Watts, com o valor fornecido pela tabela, e P motor (HP) indica a potência do motor em Watts convertida para Horse-Power. Obtemos Pmotor (HP) = 0,04 HP. Substituindo em (1): T= 0,04Hp * 5252 , 90rpm temos T = 2,34 lb.ft. Convertendo para Newton.metro (Nm) por regra de três simples, temos que: 1 Nm = 0,74 lb.ft , T (Nm) = 2,74 lb.ft , (3) 0,74 lb.ft T (Nm) = 3,61 Nm. Comparando o valor encontrado com o valor fornecido pela tabela disponibilizada pela Bosch, onde oTorque à plena carga máximo é dado como 12Nm, verificamos que o valor de torque e rotação máximos simultâneos será de 3,61Nm, que é o ponto de interseção entre essas duas grandezas no gráfico 1. 4.2 CENTRO DE MASSA Como já citado anteriormente, a estrutura foi desenvolvida de modo que todo o seu peso se concentre no centro do robô, ou seja, sobre os eixos da roda. Tem-se que os motores, os pneus e a estrutura física do protótipo como as massas relevantes, e que as rodas estão concêntricas ao motor, deve-se considerar um plano cartesiano imaginário (x,y,z), onde o motor está desde a origem (0,0,0), até pontos no eixo cartesiano (x,y,z). A massa dessas estruturas descritas anteriormente em conjunto, medida em balança comercial, corresponde a 1,640Kg, sendo 1,12Kg correspondentes aos motores (0,56Kg cada), 0,214 Kg correspondente aos pneus (0,170Kg cada), e o restante correspondente à estrutura. Considerando que a estrutura do robô é simétrica, calcula-se o ponto do centro de massa através de uma média ponderada. Para realizar o cálculo, é necessária uma divisão simétrica da estrutura em relação ao ponto (10,0,0), correspondente ao eixo das rodas, e assim obtém-se dois lados iguais C1 e C2, com coordenadas C1(12,7,6) e C2(8,7,6), com massa igual a 0,82kg cada. A obtenção do centro de massa R(xR,yR,zR) se dará por: R(xR,yR,zR) = (xc1*mc1 + xc2*mc2 , yc1*mc1 + yc2*mc2 , zc1*mc1 + zc2*mc2 ) (4) mtotal mtotal mtotal
  • 7. R(xR,yR,zR) = ( 12*0,82 + 8*0,82 , 7*0,82 + 7*0,82 , 7*0,82 + 7*0,82 ) 1,64 1,64 1,64 R(xR,yR,zR) = (10 , 7 , 6 ) Com essa posição, verificamos que o centro de massa do robô está localizado acima do eixo das rodas, concentrando o peso do robô sobre este eixo. 4.3 FORÇAS DE CONTATO Para uma competição de sumô de robôs, é importante que haja uma boa aderência dos pneus à pista, para que haja locomoção sem risco de derrapagem, e dessa forma, dificulta a força do robô oponente contra o protótipo. Um dos fatores que indicam essa aderência é a força de atrito, definida como uma força que se opõe ao movimento que tende o deslizamento. O efeito visual dessa força pode ser visualizado na imagem abaixo: Figura 4 – Visualização do atrito entre duas superfícies Para fazer com que o corpo consiga ter uma boa aceleração sem deslizar excessivamente, podemos controlar dois fatores: • O coeficiente de atrito: O coeficiente de atrito é característico ao tipo de superfície. O coeficiente de atrito de interesse para o protótipo será o coeficiente de atrito cinético (µc) que há entre a arena e o pneu (borracha e borracha), que será em torno de 1,16. • A força normal (N): A força normal é igual, apenas em módulo e direção, à força peso (no caso de um plano horizontal), Foi possível medir a massa do robô, que é de aproximadamente 2,85Kg, e a partir disso, considerando a gravidade como 9,8m/s², calculou-se a força Peso. P=m*g (5) Sendo m a massa, e g a gravidade, temos que: P = 2,85Kg * 9,8m/s² P = 27,93N Ao obter a força Peso, calcula-se a força de atrito, assumindo N = 27,93N, sendo N a Normal: Fat = µc * N (6) Fat = 1,16 x * 27,93N Fat = 32,398 N A força de atrito será de 32,398N, o que dá ao robô uma boa resistência ao deslizamento.
  • 8. Como já citado em outro tópico acima, outro fator que contribui à aderência é a resistência ao rolamento. • Resistência ao Rolamento (Rro): É a força de resistência exercida pela superfície de apoio contra as rodas da máquina. É a medida da força que é preciso superar a fim de rolar ou puxar uma roda sobre essa superfície. Rro = 2% PBR + 0,6% do PBR/cmpenetração do pneu , (7) sendo PBR o peso bruto do robô. Obviamente, este coeficiente da porcentagem do peso sobre o eixo motriz terá de ser estimado, mas para efeitos de analise, pode-se perceber que a escolha de colocar os componentes mais pesados do robô sobre o eixo motriz, como foi feito, é o ideal, de modo a maximizar este coeficiente, aumentando a eficiência do robô. Através dessa fórmula podemos perceber que a escolha de um pneu preenchido com esponja é interessante, pois ao suportar a carga, a esponja pode deformar, o que aumentará a área de contato entre o pneu e o piso, de modo que a carga estará mais bem distribuída, diminuindo a concentração de tensões, o que acarreta em uma menor penetração do solo que, por fim, diminuiria a resistência ao rolamento. 5. PROGRAMAÇÃO if(infra1==HIGH){ tras(); delay(750); direita(); delay(750);} if(infra2==HIGH){ tras(); delay(750); esquerda(); delay(750);} if(infra3==HIGH){ frente(); delay(750); direita(); delay(750);} if(infra4==HIGH){ frente(); delay(750); direita(); delay(750);} frente(); delay(10);} Na parte acima da programação é definida a nossa estratégia,que funciona a partir de cada sensor separadamente, e a depender de cada situação o robô fará movimentos para procurar sempre permanecer na luta e tentar achar o oponente,mas caso nenhum sensor infravermelho tenha achado a linha branca,o robô irá para frente por um período de 10 ms,esse intervalo é bem pequeno para garantir que antes do robô andar para frente,ele esteja sempre verificando os sensores continuamente,rodando o programa todo diversas vezes. A programação do robô foi elaborada de acordo com a linguagem do microcontrolador do Arduíno, que é baseado na linguangem C, com implementações do fabricante. Logo quando ligado o robô espera 5 segundos para iniciar o seu funcionamento pleno(instrução presente no regulamento oficial de lutas de robôs de sumô).A partir daí, o nosso robô faz a leitura de seus 5 sensores (1 ultrassônico e 4 infravermelhos) e realiza sua rotina.Verifica-se o estado do sensor ultrassônico (Sonar), caso este seja positivo,ou seja, caso o sensor identifique algo próximo ao robô, ele empurrará o obstáculo ao mesmo tempo em que verifica o estado dos dois sensores infravermelhos frontais,quando qualquer um destes identificar a linha branca, o robô para de andar para frente e então executa o resto da rotina,que é a verificação dos sensores infravermelhos e a execução da nossa estratégia para o robô não sair da pista e para achar o oponente,que se dá através do Sonar. A partir da programação do robô foi elaborado o fluxograma abaixo:
  • 9. Legenda Sonar - Sensor ultrassônico InfraFd - Sensor infravermelho frontal da direita InfraFe - Sensor infravermelho frontal da esquerda InfraTd - Sensor infravermelho traseiro da direita InfraTe - Sensor infravermelho traseiro da esquerda Figura 5 – Fluxograma baseado na programação do robô.
  • 10. 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS 6.1 CONCLUSÃO Segundo a equipe, o conhecimento teórico e a prática têm que andar lado a lado para a superação de obstáculos. Para a elaboração do robô, o planejamento foi essencial para lidar com os prazos e desafios. Como resultado, o robô de sumô elaborado pela equipe LEDFOUR está dentro das regras impostas pela CBRA para o campeonato de “Sumô de Robô” na categoria 3Kg, tanto em sua estrutura mecânica quanto em sua programação. 6.2 AGRADECIMENTOS A equipe LEDFOUR agradece a Jorge Emilio Bomfim da Silva, pelo apoio e dedicação na construção da estrutura mecânica; Antonio Filho, pelas doações dos pneus e da bateria; a EDS parafuso (Evandro Aldir e Edson Aldir), que patrocinaram parte da estrutura mecânica. A equipe agradece também a todos aqueles que ajudaram, mas que aqui não foram citados. 7. REFERÊNCIAS Internet Disponível em: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAbpwAH/meios-porosos. Acessado em 06 de maio de 2012 às 17:48. Disponível em: http://fisicomaluco.com/experimentos/2008/09/19/como-o-peso-de-um-objeto-interfere-na-forca-de-atrito/. Acessado em 09 de maio 2012 às 16:54. Disponível em: http://www.wendelsantos.com/sistema/cotidiano_pneu.php. Acessado em 09 de maio de 2012 às 19:28. Disponível em: http://www.bosch.com.br/br/negociosindustriais/info/servicos/global/xls/linha_completa.xls. Acessado em 10 de maio de 2012 às 14:43. Disponível em: http://www.bosch.com.br/br/mundobosch/revista/materia_mar29_01.htm. Acessado em 10 de maio de 2012 às 14:52. Disponível em: http://www.robocore.net/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=1325. Acessado em 13 de maio de 2012 às 20:37. Disponível em: http://www.ctb.com.pt/?page_id=1467. Acessado em 13 de maio de 2012 às 22:08. Disponível em: http://etg.ufmg.br/~jisela/pagina/notas%20aula%20Terraplenagem.pdf . Acessado em 13 de maio de 2012 às 21:59. Abstract: The "LEDFOUR" team has chosen the automated sumo robot in order to participate in competition promoted by the Campeonato Baiano de Robôs Autônomos(CBRA).The robot is fully into the rules imposed by CBRA to the 3kg Sumo Robot category.With a light acrylic and aluminum structure and sponge filled tires has a system based in contact forces.Electric windows engines grab to the robot a high torque and these components are controlled by a H-bridge together with infrared and ultrasonic sensors making the robot artificial intelligence associated with the Arduino board programmed in C language.C. Keywords: robot, engineering, ARHTE, Arduino