domingo, 26 de dezembro de 2010

Robô de sumô





No primeiro semestre deste ano surgiu a oportunidade de participar de uma guerra de robôs de sumô promovida pela faculdade em que eu estudo.
As regras foram as mesmas usadas em vários campeonatos que existem para robôs de sumo com limite de peso em três quilos exceto por uma peculiaridade, não permitia o uso de microcontroladores. Toda a lógica do robô deveria ser feita com portas lógicas e timers além de componente eletrônicos discretos como resistores capacitores e transistores.
Convidei um colega de curso, formamos uma dupla e nos escrevemos na guerra.


A estrutura física e a tração

 
Para mover o robô usamos dois motores de vidro elétrico. Na ponta do eixo de cada motor foi soldada uma porca para possibilitar a fixação de parafusos que serviriam de eixo para as rodas.
Um dos quatro pontos de fixação do motor foi serrado para que fosse possível usar rodas menores, que significam maior torque além de fazer com que os motores, parte mais pesada 
do conjunto, fiquem mais próximo ao solo aumentando a estabilidade.
Inicialmente os motores foram presos um ao outro com o uso de barra roscada de 4mm, porcas e arruelas,  então as laterais, feitas em compensado de 4mm, foram fixadas nas barras.
.

 



 

 Como eixo das rodas traseiras foi usado um pedaço de barra roscada presa nas laterais por quatro porcas. A intenção era prender o eixo e deixar as rodas girando livres.

   

Um detalhe importante é a tração nas quatro rodas,conseguida com a utilização de uma corrente e engrenagens do cambio de bicicleta. Uma solução simples porém eficiente.
Como as rodas usadas são de borracha maciça ficou fácil prender as engrenagens nelas com parafusos.










Funcionamento

 A figura ao lado mostra o diagrama lógico simplificado onde é possível ver como funciona o Eniac acompanhando a descrição abaixo.

  • Depois de contado o tempo para iniciar o funcionamento por  TM liga, os motores rodam para frente;
  • Os motores são acionados por dois relés cada como mostrado na figura ao lado. Alimentar as bobinas inverte a rotação do motor;
  • Quando um dos sensores de linha esta SLE ou  SLD  encontra a linha branca este aciona os dois timers que determinam quanto tempo cada motor respectivamente terá sua rotação invertida ou por quanto tempo a procura ao oponente será inibida no caso do timer direito;
  • De tempo em tempo o TM BUSC manda um sinal para inverter a rotação do motor direito fazendo o robô girar em torno do próprio eixo. Antes de chegar ao motor esse sinal passa por um AND com o sinal do sensor de busca e o sinal do timer direito. Se o sensor de busca encontrar algo ele manda 1 que negado, interrompe a procura. A procura também é interrompida quando o sensor de linha direito é acionado, já que se afastar da linha é mais importante que procurar o oponente;
  • As chaves CH1 e CH2  combinadas permitem alguns modos de funcionamento mostrado abaixo.

A montagem da lógica

Não poder usar microcontrolador foi o meu maior desafio. Depois de varias tentativas, simulando a associação de portas lógicas em um simulador da CLP Zelio, onde você arrasta e solta blocos lógicos. Percebi a possibilidade de fazer blocos lógico físicos com os CIs de portas lógicas e o TIMER 555 e, através de jumper, alteras a “programação” do robô o quanto fosse necessário. Disso também surgiu a idéia do nome Eniac. - O Eniac foi o primeiro computador eletrônico construído. Nele alterar o programa executado significava fazer uma reorganização de jumpers e chaves.

A idéia foi montar pequenas placas, uma contendo um CI porta NOT outra placa com um CI de porta OR, outra com a porta AND e outras quatro com timers tendo como base o LM555.
Blocos lógicos

Os potenciômetros dos timers ficam na parte de cima do robô possibilitando alterações de seu comportamento até mesmo nos intervalos das lutas.

O robô deveria esperar 5 segundos antes de começar funcionar. Para isso foi usado um dos timers que recebe um pulso negativo assim que o interruptor geral do Eniac é ligado, o que mantém sua saída em nível alto pelo tempo determinado por seu potenciômetro. Esta saída negada aciona através de  transistores  três reles,  dois  ligados  em
Time
paralelo para alimentar o circuito de força. Após o tempo determinado a saída do timer volta a zero o que iria desenergizar os reles, isso não acontece por causa do terceiro relé, que serve como contato de retenção mantendo o conjunte de reles acionados até que a chave geral seja desligada.


Outros detalhes

Para fixar a parte eletrônica foram usadas barras roscadas na vertical e placas quadradas  de compensado de 4mm de espessura e 18cm  de lado. A bateria usada, Lipo 2200 mAh , foi colocada em cima dos motores de forma que ficasse fácil troca-lá pela reserva caso fosse necessário. Logo acima da bateria na primeira plataforma ficou a parte de força composta por duas placas com relés (detalhe mostrados acima). A primeira é acionada pelo timer LIGA. Na segunda placa é feito o controle do sentido de rotação dos motores. Na segunda plataforma de baixo para cima estão os blocos lógicos. Todos os timers foram colocados na ultima plataforma, feita em alumínio, presos apenas pelos potenciômetros.

Fico devendo os detalhes sobre os timers e os sensores de linha para uma próxima postagem.


Críticas e comentários construtivos serão sempre bem vindos.




8 comentários:

  1. cara, voce pode me enviar os circuitos que voce montou?

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    1. Olá amigo! O sensor de linha é o mostrado neste post: http://tecnomelque.blogspot.com.br/2010/12/arduino-sensor-ir.html
      Na lógica, mostrada no diagrama acima, fora usados 3 CIs de porta lógica. Os timers foram com 555. Como eram circuitos simples desenhei direto na placa. Se não houver restrição em seu projeto seria melhor usar um microcontrolador para parte lógica. Veja este post: http://tecnomelque.blogspot.com.br/2012/07/robo-de-sumo-500-gramas.html

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  2. amigo, queria saber se tem como me enviar os CIs utilizados ou se possivel o esquema completo do robo?

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  3. Melquíades ,bom dia.
    Você teria algum email particular para que eu possa estar entrando em contato com você?

    Grato

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  4. ola amigo boa tarde! onde voce achou essas rodinha ?

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  5. Este comentário foi removido pelo autor.

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  6. Buenas,
    Como fez o encaixe das rodas com o eixo do motor?
    []'s

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  7. Este comentário foi removido pelo autor.

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