MILLENNIUM FALCON-ROBÔ SEGUIDORA DE LINHA

O carrinho seguidor de linhas, também considerado um robô, tem como função detectar, através da leitura de sensores, a presença de um caminho posto sobre determinada superfície. Assim, pretende-se que, com essa detecção, ao final do projeto, o carrinho construído siga uma linha desenhada. 

Vale ressaltar que não se trata de um robô pré-programado, tendo em vista a ausência de arduino. Além disso, as instruções em questão se referem a feitura do projeto de forma manual. 

Observação: o presente projeto fornece instruções para construir um carro no formato da nave Millennium Falcon da franquia Star Wars. Entretanto, a arquitetura não é obrigatoriedade, estando, assim, sobre critério do construtor.

Será que voa...?

CIRCUITO: 

• 1 clip de bateria
• 1 bateria
• 1 canudo de plástico
• 1 imagem impressa do circuito
• 1 interruptor
• 4 resistores de 100 ohms
• 2 transistores TIP 122
• 2 LEDs de alto brilho
• 2 LDRs de 5mm
• 2 motores DC 3-6V com caixa de redução
• 1 pequena placa
• 1 rolha

ESTRUTURA: 

• Papelão cinza
• MDF
• Cola branca (de preferência do tipo "extra adesiva para pva")
• Cola quente e/ou cola SuperBonder
• Fita crepe

Para além dos materiais listas acima, é necessária a disponibilidade de outras ferramentas que irão auxiliar o processo de construção do carrinho. Dentre elas, deve-se ter em mãos estanho e ferro de solda para o circuito, régua de metal, estilete, pincel, compasso, lápis, alicate universal e/ou de bico longo e furadeira para a estrutura.

O circuito se resume em fazer a integração, isto é, o conjunto de materiais – supracitados – coletivamente, funcionar. Afinal, o resultado almejado e, portanto, o carrinho, depende diretamente da atuação eficaz do motor, por sua vez vinculado intrinsecamente à efetivação prática do circuito como um todo.

O processo se inicia na bateria, responsável pelo fornecimento de tensão (corrente elétrica) para o circuito e, consequentemente, pela alimentação dos LEDs e LDRs. Assim, os LEDs, emitindo luzes que ao serem refletidas ou não, afetam os LDRs que, por sua vez, enviam pequenos sinais para o transistor. Este último material mencionado dispõe da função de amplificar a corrente elétrica em movimento, encaminhando-a para o motor. Vale ressaltar que os resistores, no circuito, servem sobretudo para evitar a queima dos outros componentes eletrônicos presentes. 

O controle do motor – se ele irá girar mais rápido ou mais devagar – está vinculado à luminosidade que chega no LDR. Isso significa que, se o LDR estiver muito iluminado, maior será a velocidade. Por este motivo, coloca-se o LDR envolto em algum material que impeça o excesso de captação de luz ambiente (de modo que o LDR só capte a diferença de luminosidade do piso). Nesta lógica é possível explicar, ainda, a escolha do caminho em tinta preta: o preto é característico por absorver todas as cores e é responsável por guiar o caminho percorrido pelo carrinho. 

Uma vez que cada sensor – posicionados na parte frontal da estrutura – recebe uma luminosidade diferente, pode-se explicar a efetuação precisa de curvas feitas pelo carrinho. Com o auxílio da imagem 1, considera-se as seguintes diferentes situações exemplificadoras deste cenário: 

• Situação1: Quando posto sobre uma superfície branca, a luz captada pelo LDR ligado ao motor direito é semelhante à captada pelo LDR ligado ao motor esquerdo. Com a corrente elétrica que alimenta os motores também similares, a velocidade do carrinho se torna constante. 

• Situação 2: Quando, simultaneamente, um dos LDRs está posto sobre uma superfície branca e outro sobre uma superfície preta (passando pela rota que busca ser seguida), ocorre a efetivação do movimento curvo do carrinho. Isso pois, enquanto a corrente elétrica que move um dos motores se mantém, a do outro acaba diminuindo à medida que o LDR se encontra no escuro. Desta forma, uma roda passa a girar mais rápido que a outra, "obrigando" o movimento curvado feito pelo carrinho. 

1.Utilizando o MDF, cortar 10 circunferências com as seguintes medidas:

• Diâmetro - 6 cm.
• Espessura - 0,3 cm.

2. Após cortar, montar 2 rodas que guiarão o carrinho. Cada roda será composta por 5 das circunferências cortadas. Colá-las utilizando cola branca e pincel. Quando prontas, envolver ambas as rodas em fita crepe e retirar após 24 horas. (Imagens "a")

• Observação: Caso seja de interesse, é possível utilizar rodas de plástico. Entretanto, é necessário a compra do material.

3.Tendo por base o papelão cinza, escolher a arquitetura da estrutura de seu carrinho. Desenhar um molde e,

com auxilio de uma tesoura e/ou um estilete, cortá-lo. (Imagens "b")

• Observação 1: O formato deve ter como princípio a logística e disposição dos materiais na estrutura. Assim, de

preferência para uma superfície cuja parte superior é triangular/afinada, favorecendo a mobilidade.

• Observação 2: Caso haja interesse do construtor, utilizar a imagem da Millennium Falcon apresentada na "Introdução" como acompanhamento visual para desenho.

4.Lixar as bordas da estrutura e pintar da forma que desejar. Esperar secar. (Imagens "b")

5.Com o auxílio da régua, compasso e furadeira, fazer um pequeno furo no centro da roda - a espessura do buraco

é equivalente a um fino fio de metal. (Imagem "c")

• Observação: Fazer este processo para cada uma das rodas.

6. Fixar o fio de metal na roda com fita crepe e/ou cola. (Imagem "d')

• Observação: Fazer este processo para cada uma das rodas.

7.Projetar a posição do motor na parte inferior do carrinho e recortar dois retângulos por onde irão passar as

rodas. (Imagem "e"')

• Observação: Estes retângulos não devem ser estreitos para que não atrapalhem a movimentação da roda e,

consequentemente, do carrinho.

8.Sobre os furos feitos no carrinho:

• Ao lado direito e esquerdo da parte frontal do carrinho fazer dois furos (com a furadeira) por onde irão passar os

LDRs e LEDs.

• Fazer 4 furos para prender o motor com o auxílio de enforca-gatos - repetir o processo para cada um dos motores.
• Fazer um furo na parte central para passar os fios positivos e negativos dos motores presos na placa - utilizar o posicionamento dos próprios motores como parâmetro para o furo.
• Fazer dois furos na abertura da estrutura.

9.Furar a rolha ao meio e passar um arame. Prender nos furos feitos na abertura da estrutura.

Observação geral: Acesse o arquivo "Imagens - Construção da Estrutura" para visualizar o passo-passo desta etapa

ilustrado em fotos. Ao lado de cada passo descrito acima, há a orientação em itálico para suas respectivas imagens.

1.Recomenda-se, primeiramente, a utilização de um simulador do projeto para familiarização da disposição do circuito. O simulador pode ser tanto online, quanto à mão, apenas para pré-programação dos fios, tal como uma possível noção de espaço na placa.

• Observação: é importante evidenciar logo de início que, ao final da montagem do circuito, será necessária a definição do polo positivo e polo negativo da placa, uma vez que depende da disposição dos fios na mesma. 

2.Sobre o posicionamento dos transistores: colocá-los na placa e soldá-los. (Imagens "a")

• Observação: as aberturas em que as pernas dos transistores serão encaixadas está à critério do construtor. 

3.À frente de cada transistor, colocar dois resistores e soldá-los na placa. 

4.Fazer duas duplas de resistores, ligando-os (por meio da solda). 

• Observação: duas duplas serão formadas, tendo em vista que haverá de ter 4 resistores posicionados na placa. 

5.Ligar (soldar) a junção feita na etapa 4 ao transistor. 

• Observação: considerando que haverá de ter dois transistores na placa, este processo deverá ser feito para cada um deles. 

6.Ligar (soldar) a ponta direita de cada transistor com uma das pontas de cada LDR.

7.Ligar (soldar) a perna restante de um resistor da dupla à ponta restante do LDR e ligar (soldar) a perna restante do outro resistor da mesma dupla à ponta positiva do LED. 

• Observação: considerando que haverá de ter duas duplas de resistores, este processo deverá ser feito para cada uma delas. 

8.Por meio do "jumper", ligar a ponta central dos transistores ao lado negativo da placa. 

• Observação 1: considerando que haverá de ter dois transistores, este processo deverá ser feito duas vezes. 
• Observação 2: o "jumper" é um fio condutor utilizado para organizar o circuito, conectando dois pontos distantes. Acessar o link para explicação detalhada. 

9.Ligar (soldar) a perna esquerda do transistor ao lado positivo do motor. (Imagens "c")

• Observação 1: considerando que haverá de ter dois transistores na placa, este processo deverá ser feito duas vezes. 
• Observação 2: para definir o lado positivo do motor, é necessário utilizar o clip e a bateria, considerando o sentido de interesse do construtor para qual a roda irá rotacionar.

10.Ligar (soldar) a perna negativa do LED (a única que sobrou) ao lado definido como negativo do motor. (Imagens "b")

• Observação: considerando que haverá de ter dois LEDs e dois motores, este processo deverá ser feito duas vezes. 

11.Para tornar a ligação feita na etapa 10 negativa, conectar a ligação ao lado definido como negativo da placa. 

• Observação: considerando que haverá de ter dois LEDs e dois motores, este processo deverá ser feito duas vezes. 

12.Ligar (soldar) o fio positivo do clip na parte positiva da placa e o fio negativo no interruptor.

13.Ligar (soldar) o fio negativo do interruptor na parte negativa da placa.

Atenção: é muito importante que cada passo seja feito precisamente para não haver futuras falhas no funcionamento do carrinho. 

Tá pronto ;)

Observação geral: Acesse o arquivo "Imagens - Construção do Circuito" para visualizar o passo-passo desta etapa ilustrado em fotos. Ao lado de cada passo descrito acima, há a orientação em itálico para suas respectivas imagens.

1.Passar em um dos furos da parte frontal da estrutura um LDR (envolve-lo em um pedaço de canudo e fita isolante) e, no outro, o LED. (Imagem "a")

• Observação: Fazer este processo duas vezes, para os dois LDRs e LEDs.

2.Prender os motores na parte inferior do carrinho com auxílio do enforca-gato. (Imagem "b")

3.Passar pelo furo central da estrutura os fios positivos e negativos da placa. (Imagem "b")

4.No motor: ligar (soldar) no lado positivo o fio positivo e, no lado negativo, o fio negativo.

• Observação: Fazer este processo para cada um dos motores.

5.Prender o clip na bateria.

6.Prende a bateria na parte superior traseira do carrinho com cola quente ou enforca-gato.

7.Colar o interruptor no carrinho - escolha do local com base nos interesses de quem está construindo.

Esperamos que, ao ligar o interruptor, o seu carrinho ande...ou voe, se for o caso.

Observação geral: Acesse o arquivo "Imagens - Finalização - Junção da Estrutura Com O Circuito" para visualizar o passo-passo desta etapa ilustrado em fotos. Ao lado de cada passo descrito acima, há a orientação em itálico para suas respectivas imagens.

Caso tenham ficado dúvidas sobre a montagem do carrinho, recomenda-se o seguinte material (em vídeo): Robô seguidor de linha