Carrinho Seguidor De Linha. (SEM ARDUÍNO)

Não faltam, hoje, modelos de carrinhos motorizados que seguem uma linha de referência, mas a maioria deles dispõem de funções programadas em linguagens como a do arduíno. Este instructable propõe um carrinho que dispensa tal componente, e que funciona somente com eletrônicos não muito complexos e, portanto, acessíveis e adequados à robótica amadora.

Tenha em vista que este é um carrinho que faz uso do componente LDR, sensor de luz que, em detrimento da diferença de detecção de fótons advindos do LED que o acompanha, coordena o movimento e a força de cada motor. A detecção de fótons varia conforme a linha os absorve ou os deixa de absorver. É a partir deste funcionamento que o carrinho é capacitado a seguir a linha e controlar seu movimento.

Instrumentos:

Equipamento para solda;

Tesoura e alicate;

Broca ou furadeira (caso necessário criar um eixo para a roda)

Sistema:

1 Clip de Bateria;

1 Interruptor;

4 Resistores de 100Ω, 5%;

2 Transistores TIP122;

2 LEDs de alto brilho;

2 LDRs de 5mm;

2 Motores DC 3-6V com caixa de redução;

1 Plaquinha de circuito;

1 Bateria de 9V;

11 Fios Jumpers (São recomendados 6 diferentes cores para melhor organização);

Add.

Estrutura:

1 Rolha;

1 Canudo de Plástico;

2 Rodas para tração e 1 roda para sustentação;

Papelão Cinza;

Alguns pares de enforca-gato;

Add.

Para a construção da estrutura base do carrinho, utiliza-se papelão cinza ou outro material rígido. Na estrutura, deve constar onde estarão os dois motores. Tenha em vista a posição das rodas e da tração, a fim de que o carrinho se movimente de maneira adequada. A posição das rodas depende do posicionamento dos motores.

Além da tração, tenha em vista que os LDRs frontais, tal como os LEDs frontais, deverão estar bem posicionados e suas disposições devem ser previamente analisados, bem como a distância entre os LDR, uma vez que essa distância deve estar adequada à extensão lateral da faixa que irá se seguir. Vide imagem do caderno para exemplificação. Meça a distância planejada entre os LDRs e os LEDs e perfure a estrutura para que eles, passando por ela, possam estar perpendiculares ao plano que será percorrido.

Deverá ser feito um furo meridional a fim de que passem os fios que estão para o funcionamento dos motores. Outros furos laterais, para sustentar os motores, as rodas traseiras e a roda frontal também são recomendados. Vide imagem do caderno. No carrinho do exemplo, foram feitos 2 furos de cada extremidade lateral na parte traseira da estrutura, onde passam os suportes para o motor. Para a roda frontal, recomenda-se que faça 2 furos para a passagem de cada eixo da roda, recomenda-se que se faça uma roda única frontal e centralizada, a fim de facilitar a curva.

Para a montagem das rodas, podem ser utilizados diversos materiais. Recomenda-se o uso de chapas de madeira ou outro material onde possa ser perfurado a fim de encaixar um arame. Vide imagem do motor, é necessário um arame que consiga se encaixar no buraquinho do motor. Conecte o arame à roda e a roda com seu devido eixo ao motor.

Antes de prender os motores, verifique seu posicionamento e sua rotação, é possível fazer isso com um circuito básico usando uma pilha e fechando o circuito nos receptores elétricos do motor.

Depois de verificar a rotação de cada motor e posicioná-los, prenda-os à estrutura utilizando algo que dê suporte ao motor e utilize as aberturas feitas nas laterais para passar esse material.

Para fazer a roda frontal, sem tração, pode ser usado outro suporte material, como uma rolha ou semelhante. Novamente, o intuito é passar um arame por entre a roda frontal a fim de criar um eixo para a roda. Esse eixo poderá ser fixado nas aberturas superiores, como na imagem da roda frontal, com dobras.

DICA: É difícil ajustar o eixo uma vez que a roda já está colocada. É sugerido, porém não fora testado, que se faça o eixo primeiro, com o auxílio de um alicate, e depois encaixe a roda. Caso seja feito com uma rolha, ou semelhante, pode ser feito um corte paralelo ao plano na rolha até sua cavidade, e encaixá-la, fechando o corte paralelo com cola quente e retirando quaisquer excessos.

Para a montagem do sistema, se farão necessários os componentes citados na lista no início do tutorial. De maneira sintetizada, a montagem deve seguir o esquema da imagem de sistema pontuado. Aqui vai breve introito às funções dos componentes, para que se saiba a relação entre cada parte do sistema e se possa, caso haja algum mal funcionamento, diagnosticar a falha.

Os LEDs, como já dito anteriormente, irão emitir fótons sob o plano branco que os refletirá. Os fótons refletidos chegam aos LDRs que, carregados duma carga inicial (ponto 1), envia corrente já em conformidade com a presença ou ausência de fótons detectados para a 'perna' esquerda do transistor, que, também carregado duma carga inicial (ponto 2), irá amenizar ou atenuar a corrente que sairá pela 'perna' direita do transistor, que se dirige até o motor e, portanto, regula sua rotação. Os resistores presentes têm mesma função: limitar correntes, apoiando-se no efeito Ohm, convertendo energia elétrica excedente em energia térmica; eles são utilizados nos fios que conduzem correntes de chegada nos LEDs e LDRs (ponto 3).

É possível organizar o sistema das imagens pontuadas acima na placa mãe no aplicativo online tinkercad.com/circuits. Mas, DICA INDISPENSÁVEL: tenha sempre em mente o funcionamento descrito acima e a imagem pontuada, principalmente quando estiver na montagem do sistema com a placa mãe.

Testes finais: O carrinho exemplo, ao fim de sua montagem, foi testado numa superfície com linha. Mesmo fora da superfície e da linha, a tração do carrinho, em sua roda esquerda, era notoriamente menor quando ligado. O carrinho não seguiu a linha quando colocado sobre ela, ficava girando, uma vez que uma roda era muito mais rápida que a outra.

Não foi possível resolver o imbróglio. Contudo, foram estipuladas hipóteses para o que haveria acontecido. Conclusão do mal funcionamento: Em virtude do funcionamento dos LDRs, testados separadamente com lanternas, observando a velocidade das rodas, sabia-se que não vinha dos detectores o problema. Seguindo o sistema referido na etapa anterior, a suspeita é de que haja mal contato com algum fio e sua conexão com o transistor. Foi verificado visualmente a fim de encontrar o mal contato, o que não foi possível. Recomenda-se, nesse caso, a refazer as reconexões e eliminar fatores um por um.

Abaixo, a instrução geral para prosseguir caso haja mal funcionamento semelhante:

A primeira coisa feita, e que se recomenda fazer caso haja algum problema semelhante, é que verifique a carga da pilha e que se garanta que a pilha utilizada possui os devidos 9v. Caso o problema persista, verifique se o detector LDR, em face aos fótons emitidos pelos LEDs e refletidos pelo plano branco, está bem posicionado ou funcionando conforme deve. Caso o problema ainda persista, cogite verificar o sistema a fim de achar algum mal contato com os transistores e/ou resistores e os fios que se conectam a eles e à outros componentes.