sexta-feira, 10 de fevereiro de 2017

Teste do robô D2-1seguidor de linhas

Os Robôs seguidores de linhas são dispositivo eletromecânicos que apresentam a capacidade de se deslocarem de um ponto inicial a um ponto final ou completaram um determinado circuito, seguindo uma linha que normalmente é de cor negra num fundo de cor clara. 

Estes aparecem numa das modalidades da robótica que hoje em dia pode ser vista em muito eventos de robótica.


O no robô seguidor de linha o D2-1 que foi apresentado na publicação “Análise do D2-1 Robô seguidor de linhas” é um robô muito simples baseado numa eletrónica e mecânica simples mas que, apesar da sua simplicidade este,  funciona muito bem.


Após a realização da montagem do kit D2-1, foram feitos inúmeros testes, testes esses que iremos aqui demonstrar, tentando explicar de uma forma muito simples e pouco técnica o seu funcionamento.

Princípio de funcionamento do nosso robô:

Vamos de uma forma muito simples e não muito técnica tentar explicar como este funciona.
Na última publicação “Arduino and electronics Basics: LDR - Light Dependent Resistor” demos a conhecer o componente LDR que é utilizado neste robô em conjunto com um LED como sensore de linha.

Aqui é muito importante ter em mente que a resistência dos LDR’s varia de forma inversa à intensidade luminosa que incide sobre o estes componentes, ou seja quanto mais intensa for a luz, menor é o valor da resistência interna deste componente, inversamente quando a intensidade luminosa que incide sobre este componente diminuir a sua resistência interna aumenta. 

“Para os bons entendedores ou para os bons conhecedores em eletrónica já está tudo dito!”

Os sensores do nosso robô:
Cada um dos dois sensores é formado por um LED e um LDR sendo que o LED emite uma luz constante que vai ser refletida pela superfície e que vai ser captada posteriormente pelo LDR.



Como uma das propriedades das cores mais escuras é a quase ou mesmo nula reflexão da luz pois estas absorvem a mesma, em superfícies escuras o nosso sensor vai apresentar uma resistência elevada devido à baixa ou mesmo nula receção de luz (ilustração A).

Ao contrário em superfícies de cores claras a luz é toda ou quase toda refletida logo a quantidade de luz absorvida pelo LDR é muito grande apresentando assim uma resistência interna muito baixa (ilustração B).   



O nosso robô em movimento:
O nosso robô deslocasse com base nas indicações dos dois sensores, este procura manter a linha negra entre os mesmos.



1. Em linha reta:
Sempre que a pista apresenta troços retilíneos o nosso robô tende a deslocar-se paralelamente a linha negra no entanto devido a fatores como luz ambiente e fator de reflexão da superfície (alterações da reflexão devido a alterações da cor da superfície e da luminosidade que incide na mesma) o nosso robô acaba por nestes troços ter de ir ajustando a sua posição.

2. Em curva:
Quando o nosso robô entra em curva como o seu movimento padrão é andar em linha este vai ao longo deste troço ter de corrigir constantemente a sua posição em função do sensor que apresente maior resistência.
Com o aumento da resistência o motor do lado (esquerdo ou direito) do sensor que apresenta o aumento da sua resistência reduz a sua rotação mantendo-se inalterada a do motor do outro motor o que vai levar o nosso robô a guinar para o lado que o sensor apresenta o aumento da sua resistência ou seja para o lado em que o robô já esta a pisar a linha.
Enquanto estiver num troço em curva o comportamento vai ser sempre o mesmo corrigir a sua posição até entrar em um troço retilíneo.

3. Num cruzamento:
Esta é uma situação que pode levar o nosso robô ao erro, pois se existir o cruzamento da linha este pode alterar a sua direção se apenas um dos sensores entrar na área escura do cruzamento antes do outro levando o robô a guinar para o lado do sensor que estiver com maior resistência.

Nota: Devida ao facto da cor das superfície não ser constante bem como a luz que incide sobre a mesma e ainda devido à espessura da linha o nosso robô desloca-se em constante atualização da sua posição.
Aqui também é importante referir que não foi feita a separação do LDR’s dos LED’s o que vai influência o funcionamento dos sensores e consequentemente do robô.

Ensaio Pratico:

Material necessário.
  • D2-1 robô seguidor de linhas;
  • Fita-cola negra para definir o circuito;
  • 2x pilhas AA para a alimentação do robô;
Descrição do ensaio
O nosso robô foi testado recorrendo a 3 diferentes pistas digamos assim, em primeiro lugar recorrendo à pista fornecida no Kit, impressa nas costas do manual do robô de tamanho A4, posteriormente a uma pista oval de grandes dimensões com cerca de 2 metros de linha e por fim a uma pista em forma de oito (8) com um cruzamento.

No último ensaio sempre que interferíamos nos sensores com a luz da camara ou existia algum desfasamento nos sensores devido ao posicionamento do robô este seguia diferentes caminhos.

Importante referir que no caso de as pilhas estarem fracas o resultado não será o melhor, logo se estiver com problemas teste outras pilhas com boa carga para despistar problemas com a alimentação.


Vídeo
Demonstração do funcionamento do nosso Robô D2-1 Seguidor de linhas. 



Links úteis
Análise do D2-1 Robô seguidor de linhas
Arduino and electronics Basics: LDR - Light Dependent Resistor


Considerações Finais
Os robôs seguidores de linhas por mais simples que sejam pode desempenhar muitas funções, sendo uma das mais visíveis a educacional, uma vez que este é um dos robôs que mais é recriado para o estudo da robótica e eletrónica.

Através deste pequeno robô podemos aprender muito sobre o princípio básico de funcionamento destes robôs bem como sobre o funcionamento dos sensores de luz formados por LDR’s e LED’s e ainda sobre os restantes componentes que lhe dão forma.

No final não podíamos estar mais satisfeitos, pois para o baixo custo deste Kit, a montagem deste robô foi muito fácil e nos teste este comportou-se muito bem, desempenhado a sua função de forma muito eficaz.



Esperamos que este artigo tenha sido útil e se gostaram comentem e partilhem. Alguma dúvida ou questão deixem em comentário ou utilizem o formulário de contatos.


Um bom dia em nome da TecnoDomos.


Conteúdo redigido ao abrigo do novo Acordo Ortográfico

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