Batalha de Robôs 2019_V4- ATUALIZADA.

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ETEC Professor Basilides de Godoy

Batalha de Robôs - Projeto técnico

São Paulo 2019

2 SUMÁRIO

1 – INTRODUÇÃO .................................................................................................................................... 3 2 – OBJETIVOS ......................................................................................................................................... 3 3 – PARTICIPAÇÃO OBRIGATÓRIA ........................................................................................................... 3 4 - DESCRIÇÃO DO PROJETO: .................................................................................................................. 3 4.1 - Movimentação do robô............................................................................................................... 4 4.2 - Descrição do Robô ...................................................................................................................... 4 4.2.1 - Parte elétrica ............................................................................................................................ 4 4.2.2 - Parte mecânica – Sugestão de Modelo .................................................................................... 8 5 - O COMBATE...................................................................................................................................... 12 6 – REGRAS ............................................................................................................................................ 12

3 1 – INTRODUÇÃO A “Batalha de Robôs” é um evento que acontece na ETEC Prof. Basilides de Godoy, como culminância dos trabalhos em robótica dos estudantes de Mecatrônica da unidade. Tem o intuito de incentivá-los ao desenvolvimento tecnológico, de divulgar os projetos que são desenvolvidos na escola para a comunidade e de compartilhar experiências com alunos de outras ETECs. As competições, neste ano, acontecerão nas dependências da Etec Prof. Basilides de Godoy, no dia 04 de maio de 2019, a partir das 10h, com a participação dos estudantes dos cursos Técnico em Mecatrônica e Médio Integrado à Mecatrônica e abertas ao público em geral. O primeiro, segundo e terceiro colocados receberão prêmios e medalhas. O melhor design receberá uma premiação exclusiva e os demais competidores, certificados de participação.

2 – OBJETIVOS O objetivo principal é propiciar aos alunos dos cursos técnicos a oportunidade de desenvolver, projetar e conceber a construção de um robô de batalha, a partir da aquisição e/ou ampliação de conhecimentos, competências e habilidades referentes às disciplinas estudadas no decorrer do curso. Também possibilitar o reconhecimento da relação entre as disciplinas que compõem a grade curricular dos cursos técnicos, promovendo assim a integração entre alunos, professores e coordenadores. Ademais, pretendemos desta forma, inserir os alunos em atividades comuns à prática acadêmica: planejamento, pesquisa e execução de projetos.

3 – PARTICIPAÇÃO OBRIGATÓRIA Todos os alunos regularmente matriculados no 2º e 3º módulos do Curso Técnico em Mecatrônica e no 2º ano do Curso ETIM Mecatrônica, deverão compor grupos de até 5 integrantes em sua respectiva turma, projetando e construindo um robô de batalha controlado por um aplicativo disponível no sistema Android (celular) de acordo com as especificações deste descritas a seguir.

4 - DESCRIÇÃO DO PROJETO: A concepção inicial do projeto consiste em desenvolver um robô com um balão preso a sua estrutura. O Carrinho/Robô Arduino controlado por sistema de comunicação Bluetooth, o qual através de um dispositivo equipado com sistema Android (celular), consegue realizar todos os comandos necessários para o processo de movimentação do carrinho. De modo geral, a ideia é desenvolver um Carrinho/Robô Arduino que seja controlado pelo celular e pudesse ser de fácil montagem e utilização. A base do carro poderá ser comprada para montar ou para quem deseja pôr a mão na massa e construir seu próprio Carrinho/Robô.

4 A organização das peças e a decoração da carcaça do robô, assim como o design será por conta da criatividade dos alunos projetistas!

4.1 - Movimentação do robô Pressionando-se os botões para frente, o robô deverá avançar em linha reta, e, pressionando os botões para trás, o robô deverá recuar no mesmo sentido. Quando pressionado os botões para o lado ou para o outro, o robô avançará virando para esquerda ou direita. Na posição de repouso, os motores do robô não serão alimentados e ele permanecerá parado.

4.2 - Descrição do Robô 4.2.1 - Parte elétrica A quantidade de alguns itens como parafusos, espaçadores e Jumpers irão depender de como será desenvolvido o projeto e o modo utilizado para a fixação e adaptação de cada elemento do projeto no chassi do Carrinho Arduino. Vale lembrar que este carrinho deverá possuir dois motores com caixa de redução. As peças para a montagem podem ser adquiridas facilmente em bairros comerciais de eletrônica (Santa Ifigênia) ou na internet por um preço acessível (Saravati, Baú da Eletrônica, Instituto digital, Robô Core, Mercado Livre, etc.) NÃO RECOMENDAMOS SITES DA CHINA, PORQUE NÃO CHEGARÁ A TEMPO PARA A BATALHA DE ROBÔS.

PRODUTOS UTILIZADOS NO PROJETO

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1 Arduino UNO R3 + Cabo USB; 1 Carrinho Arduino 2WD em MDF, ACRÍLICO ou base desenvolvida pelo aluno; 1 Driver L298N ou Duplo Ponte H; 1 Bluetooth RS232 HC-05; 2 Motores DC 3-6V com caixa de redução; 1 Roda giratória 360º (roda boba); 1 Suporte para Pilha AA; Pilhas AA 1,5V; Parafusos Metálicos; Parafusos Plásticos; Espaçadores Plástico; Jumpers. 1 Buzzer; (OPCIONAL). ITENS A SEREM ACRESCENTADOS PELO GRUPO;

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ESPECIFICAÇÃO DOS COMPONENTES:

Drive L298N

Conjunto de 2 pontes H, Esse módulo é projetado para controlar cargas indutivas, permitindo o controle do sentido de rotação do motor e sua velocidade com PWM. ESPECIFICAÇÕES PONTE H L298N:          

Tensão de Operação: 4~35v Chip: ST L298N Controle de 2 motores DC ou 1 motor de passo Corrente de Operação máxima: 2A por canal ou 4A max Tensão lógica: 5v Corrente lógica: 0~36mA Limites de Temperatura: -20 a +135°C Potência Máxima: 25W Dimensões: 43 x 43 x 27mm Peso: 30g

Funcionamento

O (Motor A) e (Motor B) se referem aos conectores para ligação de 2 motores DC ou 1 motor de passo. (Ativa MA) e (Ativa MB) – são os pinos responsáveis pelo controle PWM dos motores A e B. Se estiver com jumper, não haverá controle de velocidade, pois os pinos estarão ligados aos 5v. Esses pinos podem ser utilizados em conjunto com os pinos PWM do Arduino. (Ativa 5v) e (5v) – Este Driver Ponte H L298N possui um regulador de tensão integrado. Quando o driver está operando entre 6-35V, este regulador disponibiliza uma saída regulada de +5v no pino (5v) para um uso externo (com jumper), podendo alimentar por exemplo outro componente eletrônico. Portanto não alimente este pino (5v) com +5v do Arduino se estiver controlando um motor de 6-35v e jumper conectado, isto danificará a placa. O pino (5v) somente se tornará uma entrada caso esteja controlando um motor de 4-5,5v (sem jumper), assim poderá usar a saída +5v do Arduino. (6-35v) e (GND) – Aqui será conectado a fonte de alimentação externa quando o driver estiver controlando um motor que opere entre 6-35v. Por exemplo se estiver usando um motor DC 12v, basta conectar a fonte externa de 12v neste pino e (GND). (Entrada) – Este barramento é composto por IN1, IN2, IN3 e IN4. Sendo estes pinos responsáveis pela rotação do Motor A (IN1 e IN2) e Motor B (IN3 e IN4).

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A tabela abaixo mostra a ordem de ativação do Motor A através dos pinos IN1 e IN2. O mesmo esquema pode ser aplicado aos pinos IN3 e IN4, que controlam o Motor B

Exemplo de circuito utilizando 2 motores DC

Módulo Bluetooth RS232 HC-05

Módulo de comunicação bluetooth RS232 Em sua placa existe um regulador de tensão e você poderá alimentar com 3.3 a 5v, bem como um LED que indica se o módulo está pareado com outro dispositivo. Possui alcance de até 10m.

7 Pareando:

Antes de comunicar com o seu módulo você precisará pareá-lo com o dispositivo que desejas conectar. Isto vai variar dependendo do Sistema Operacional que você estará usando mas em termos gerais:    

1 – Habilite o Bluetooth do seu dispositivo. 2 – Procure por outros dispositivos Bluetooth. 3 – Procure por um dispositivo chamado ‘HC-05’ e pareie com ele. 4 – O código é ‘1234’

Exemplo de ligação

Circuitos de Exemplos de ligação: Drive, motores e modulo Bluetooth

8 Alimentação com 9V

Alimentação com 6V

4.2.2 - Parte mecânica – Sugestão de Modelo Na figura abaixo há um modelo demonstrativo - um robô na sua versão básica que poderá admitir variações dentro de regras estabelecidas. Exemplo de plataforma (chassi) e exemplo de motor DC;

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4.2.3 - Parte software – compilador ARDUINO / Aplicativo – PLAY STORE

Arduino e o nome dado a uma plataforma de desenvolvimento de microcontroladores feita para simplificar o projeto eletrônico, prototipagem e experimentação para artistas, hackers, amadores, pessoas que tenham pouco conhecimento de eletrônica e/ou de programação. Arduino contém um microcontrolador Atmega - que e um “computador” completo com CPU, RAM, memória Flash, e pinos de I/O todos em um único chip e foi projetado para que possa ser ligado diretamente nos pinos de I/O, diversos tipos de sensores, LED’s, pequenos motores, reles, etc. Através desses pinos, é possível ler tensões de entrada (digital ou analógico) entre 0 e 5 volts. O Arduino se conecta ao seu computador via USB e pode ser programado de forma simples, utilizando uma linguagem bem parecida com a linguagem C / C + + em uma IDE desenvolvida para esse fim. A plataforma Arduino foi feita para aprender mexendo! Pode-se ensinar desde lógica de programação simples até avançada. E possível ensinar vários conceitos de eletrônica, como diversos componentes são ligados às saídas de microcontroladores e como o microcontrolador entende esses componentes. A plataforma Arduino e, sem exageros, um excelente recurso educacional.

O Carrinho/Robô Arduino Bluetooth necessita somente de um compilador e um “APP” aplicativo específico para a comunicação via “bluetooth”. https://www.arduino.cc/ https://www.arduino.cc/en/Main/Software https://www.arduino.cc/en/Guide/HomePage

10 Arduino Bluetooth RC Controller encontrado facilmente junto a Play Store. Este aplicativo é fácil interpretação e desenvolvimento do código, o qual não necessita de bibliotecas adicionais e possui comandos específicos fornecidos somente por este aplicativo em especial.

PROGRAMAÇÃO BASE: ARDUINO

#include SoftwareSerial mySerial(11,12); // RX, TX #define m1 3 #define m2 5 #define m3 9 #define m4 10 int data=0,kec=0; boolean forward=true; int fast[11]={0,80,100,120,140,160,180,200,220,240,255}; void setup() { pinMode(m1,OUTPUT); pinMode(m2,OUTPUT); pinMode(m3,OUTPUT); pinMode(m4,OUTPUT); mySerial.begin(9600); } void motorOut(unsigned char lpwm, unsigned char rpwm, boolean arrow){ if(arrow==false){

11 digitalWrite(m3,HIGH); digitalWrite(m1,LOW); analogWrite(m4,255-lpwm); analogWrite(m2,rpwm); } else{ digitalWrite(m3,LOW); digitalWrite(m1,HIGH); analogWrite(m4,lpwm); analogWrite(m2,255-rpwm); } } void loop(){ if(mySerial.available()>0){ data=mySerial.read(); if (data =='0') { kec=0;} else if (data =='1') { kec=1;} else if (data =='2') { kec=2;} else if (data =='3') { kec=3;} else if (data =='4') { kec=4;} else if (data =='5') { kec=5;} else if (data =='6') { kec=6;} else if (data =='7') { kec=7;} else if (data =='8') { kec=8;} else if (data =='9') { kec=9;} else if (data =='q') {kec=10;} //S= Stop if (data == 'S') { motorOut(0,0,false); } //F=Forward if (data=='F') { motorOut(fast[kec],fast[kec],true); } //I=turn right forward if (data=='I') { motorOut(fast[kec],((fast[kec])/2),true);} //G=turn left forward if (data=='G') { motorOut(((fast[kec])/2),fast[kec],true); } //R=turn right if(data=='R') { motorOut(fast[kec],0,true); } //L=turn left if(data=='L') { motorOut(0,fast[kec],true); } //B=back if(data=='B') { motorOut(fast[kec],fast[kec],false); } //H=turn left back if (data=='H') { motorOut(((fast[kec])/2),fast[kec],false); }

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//turn right back if (data=='J') { motorOut(fast[kec],((fast[kec])/2),false); } } }

5 - O COMBATE A ideia é simples: vamos prender em cada robô um balão de borracha no centro do carro, e montar na sua parte frontal ou lateral agulhas de até 15 cm de comprimento (contados da base até a ponta da agulha). Limitamos o número de agulhas a 6, e proibimos a proteção do balão com anteparos, para um combate de habilidade. A finalidade da disputa é que, num combate entre dois robôs, um tenha de estourar o balão do outro. O combate será realizado em uma arena. Cada projeto deve ter colado o logotipo da escola e o nome da equipe.

6 – REGRAS

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A dimensão robô não poderá ultrapassar 30 cm, sendo esse valor referente à distância máxima entre os extremos. (Não considerando as dimensões das agulhas); Cada equipe será representada na competição por um único tipo de robô; O chassi (base) do robô deverá ser construído ou comprada pelos alunos; A carcaça deverá obrigatoriamente ser construída pela equipe; O robô deverá ter obrigatoriamente 3 rodas, sendo uma livre/giratória (roda boba), e as outras duas fixas em cada motor respectivamente, respeitando-se as dimensões máximas do robô; Estas dimensões não poderão ser alteradas após o início da batalha; O robô não poderá ultrapassar as linhas divisórias da arena; As rodas e as agulhas do robô não poderão danificar a arena; A fonte de energia de cada robô poderá ser provida por meio de pilhas ou baterias elétricas - de qualquer tipo, tensão, peso, tamanho, capacidade ou potência; Será permitida a instalação de no máximo dois motores elétricos em cada veículo, sendo tais motores de qualquer tipo, tensão, peso, tamanho ou potência, respeitando-se as dimensões máximas do robô; O robô poderá ter no máximo seis pontas perfurantes (cada agulha deverá ter no máximo 15cm da base até a ponta da mesma); Recomenda-se o uso de para-choques ou outro tipo de proteção nas rodas; O balão deverá estar entre 9 e 12 cm do solo e centralizado na base do carro. Será proibida a proteção do balão com anteparos; O robô não poderá ter mecanismos ou dispositivos que promovam a retirada do balão; O robô deverá ostentar obrigatoriamente O LOGO DA ESCOLA E O NOME DA EQUIPE, grafados em letras com no mínimo 2 cm de altura, nas duas superfícies laterais;

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Será permitida a afixação de propaganda nos robôs, desde que não promovam o consumo de bebidas alcoólicas, fumos ou drogas, e nem contenham conteúdo obsceno ou ofensivo a grupos étnicos, raciais ou sexuais; O robô deverá ser dotado de um controle remoto via celular, com comunicação bluetooth, permitindo a um operador humano ligar e desligar os motores elétricos e inverter o sentido de rotação dos mesmos; Não será permitido o uso de controle remoto com fio; A bateria do robô não poderá ser substituída durante o combate, portanto o mesmo deverá durar uma batalha por completa. A bateria do robô somente poderá, caso necessite, ser substituída entre os intervalos das batalhas. Todos os robôs inscritos serão medidos pelos responsáveis do evento.

AS REGRAS DEVERÃO SER CUMPRIDAS, DO CONTRÁRIO, A EQUIPE ESTARÁ DESCLASSIFICADA PELOS ORGANIZADORES DO EVENTO.

Referências:

https://www.filipeflop.com/blog/tutorial-modulo-bluetooth-com-arduino/ https://portal.vidadesilicio.com.br/modulo-bluetooth-hc-05-e-hc-06/ https://www.filipeflop.com/blog/motor-dc-arduino-ponte-h-l298n/ https://arduino.stackexchange.com/questions/54283/l298n-hc-05-simple-bluetooth-remotecar-not-running-in-arduino https://blog.usinainfo.com.br/carrinho-arduino-controlado-por-bluetooth-e-sistema-android/ https://create.arduino.cc/projecthub/JuliannaFreitas/carro-arduino-controlado-via-bluetootha01660 http://www.natalnet.br/ura/?p=421 https://prezi.com/wslkmkl7m_km/carrinho-controlado-por-arduino-via-bluetooth/