Robô De Sumô AGV

Inspirados pelo dinamismo e pela complexidade dos combates entre robôs de sumô, buscamos aplicar nossos conhecimentos técnicos para projetar e construir um robô capaz de competir autonomamente. O robô deve identificar adversários, evitar cair do ringue e empregar estratégias de ataque e defesa, unindo precisão técnica e criatividade.

Este projeto não é apenas uma oportunidade de consolidar habilidades práticas, mas também de desenvolver competências como trabalho em equipe, resolução de problemas e gestão de recursos. Por meio de etapas bem planejadas e detalhadas, buscamos criar um robô competitivo que demonstre as possibilidades da robótica em aplicações práticas.

Materiais e Componentes Necessários:

Principais Componentes

1. 1x Arduino Uno;
2. 1x Sensor infravermelhos;
3. 1x Sensor ultrassônico;
4. 2x Motores DC 3.6V com caixa de redução;
5. 1x Ponte H (L298N);
6. 2x Bateria LiPo 3.7V;
7. 1x Chassi 18 cm de comprimento e 5 mm de espessura ;.
8. 1x Chassi 12,5 cm de comprimento e 5 mm de espessura ;
9. 1x Protoboard 400 Pontos;
10. 1x Chapa de ferro de 1 mm de espessura, 2,6 cm de comprimento e 15 cm de largura;
11. 2x Roda Hobby;
12. X jumpers;
13. 4x Parafusos M3 de 5 cm;
14. 11x Parafusos M3 de 0,5 cm.

Outros Materiais e Ferramentas

1. Fios, conectores, fita isolante e solda para conexões elétricas.
2. Ferramentas básicas, como chave de fenda, alicate, ferro de solda,régua de medição e parafusadeira.
3. Multímetro para verificar as conexões elétricas e evitar falhas.

O modelo 3D pode ser feito pelo tinkercad,fusion ou qualquer outra plataforma de modelagem 3D. Esse modelo vai ser utilizado como base na construção do robô e para o corte dos chassis (ou impressão 3D).

Para criar um chassi em MDF para projetos personalizados, você precisará decidir entre duas opções de corte: utilizar uma máquina a laser ou realizar o corte manualmente com ferramentas apropriadas. Ambas as abordagens têm suas vantagens e desafios, dependendo dos recursos disponíveis e do nível de precisão desejado.

Se você optar pelo corte a laser, precisará de acesso a uma máquina que permita ajustar a potência e a velocidade para cortar MDF com espessuras variadas (geralmente de 3mm a 6mm). Essas máquinas são encontradas em makerspaces, oficinas especializadas ou podem ser adquiridas caso você pretenda usá-las regularmente. Recomenda-se criar o design do chassi em um software CAD (como AutoCAD ou Fusion 360) e exportá-lo em um formato compatível, como DXF ou SVG. Certifique-se de realizar testes preliminares em pedaços menores de MDF para ajustar a configuração ideal de corte e evitar desperdício.

Caso opte pelo corte manual, será necessário ter ferramentas como uma serra tico-tico ou um estilete para materiais mais finos, além de réguas e gabaritos para garantir a precisão dos cortes. Nesse caso, desenhe o chassi diretamente no MDF ou use um molde impresso para maior exatidão. O corte manual exige paciência e prática, mas é uma opção mais acessível para quem não possui uma máquina a laser.

Independentemente do método escolhido, guarde os pedaços de MDF que sobrarem. Eles podem ser úteis para ajustes, reforços ou até para outros projetos futuros. Se possível, procure locais onde você possa adquirir MDF em pequenas quantidades ou até reaproveitar peças descartadas, como sobras de marcenarias ou lojas de bricolagem. A improvisação e o reaproveitamento podem economizar recursos e trazer soluções criativas para o projeto.

Você precisará de um sensor ultrassônico HC-SR04, um sensor seguidor de linha e dois motores de 3,6 V com caixa de redução para este projeto. Esses componentes podem ser encontrados em kits de robótica ou adquiridos separadamente em lojas de eletrônica ou online. Se estiver reaproveitando componentes, procure por brinquedos antigos, impressoras ou outros dispositivos com motores de baixa tensão e caixas de redução.

No caso do sensor HC-SR04, ele utiliza ultrassom para medir distâncias e é ideal para evitar obstáculos. Você precisará testar seu funcionamento conectando-o a um microcontrolador, como um Arduino. Monte o sensor em uma base estável e use código básico para verificar a precisão das medições. Certifique-se de que ele esteja posicionado corretamente para evitar interferências no sinal.

Para o sensor seguidor de linha, geralmente é composto por sensores IR que detectam a diferença entre superfícies claras e escuras. Teste-o em uma superfície com uma linha preta bem definida para garantir que o sensor responda corretamente às mudanças de cor. Ajuste a sensibilidade do sensor, se necessário, para melhorar o desempenho em diferentes condições de luz.

Os motores de 3,6 V com caixa de redução são essenciais para movimentar o robô. Eles fornecem torque suficiente para operar em velocidades mais baixas, garantindo precisão. Antes de usá-los, teste cada motor separadamente, conectando-os a uma fonte de energia adequada. Verifique se há ruídos anormais ou falhas mecânicas na caixa de redução. Caso encontre problemas, considere desmontar e lubrificar as engrenagens ou substituir componentes danificados.

Video de como pode ser feito o teste: Video do teste dos sensores e dos motores

Neste projeto, vamos programar um robô de sumô AGV que utiliza dois motores de 3.6V com caixa de redução, um sensor ultrassônico HC-SR04 e um controlador L298N para movimentação. O robô será capaz de detectar o oponente utilizando o sensor ultrassônico e avançar para empurrá-lo para fora da arena.

Componentes Utilizados:

1. 2 Motores de 3.6V com caixa de redução: Responsáveis pela movimentação do robô.
2. 1 Sensor Ultrassônico HC-SR04: Detecta a distância do oponente.
3. 1 Sensor seguidor de linha: Detecta a linha da arena.
4. 1 Controlador L298N: Controla os motores.
5. 1 Microcontrolador (Arduino): Coordena o funcionamento do robô.
6. Estrutura física: Pode ser feita com materiais reaproveitados, como impressoras antigas, para montar o chassi.

Descrição do Funcionamento

O código abaixo implementa o controle básico do robô:

1. Movimentação para frente: Quando o sensor detecta um oponente a menos de 20 cm, o robô avança.
2. Procurar oponente: Caso o oponente não seja detectado, o robô gira em busca dele.
3. Parada: O robô para quando não há detecção de distância válida.

O código é projetado para que o robô execute as funções básicas de um robô de sumô. Você pode adaptá-lo para adicionar mais sensores ou melhorar a lógica de movimentação.

Dicas de Montagem

1. Certifique-se de posicionar o sensor ultrassônico de forma que ele fique voltado para frente, garantindo uma leitura precisa.
2. Monte os motores em posições alinhadas para evitar desvios durante a movimentação.
3. Para aumentar a estabilidade do robô, utilize uma estrutura compacta e centralize o peso.

A construção do robô de sumô AGV é dividida em etapas simples para garantir estabilidade, funcionalidade e organização dos componentes. Aqui, você aprenderá a montar o chassi, posicionar os componentes eletrônicos e realizar a conexão elétrica, utilizando os parafusos e peças fornecidas.

1. Montagem da Estrutura do Chassi

1. Fixação dos dois níveis do chassi:
2. Utilize 4 parafusos longos para fixar o chassi superior ao chassi inferior. Certifique-se de alinhá-los corretamente para que a estrutura fique estável.
3. Aperte os parafusos de forma uniforme para evitar desalinhamentos.
4. Garantia de estabilidade:
5. Verifique se a estrutura montada está firme, pois ela será a base para os componentes eletrônicos e mecânicos.

2. Instalação dos Componentes no Chassi Superior

1. Arduino e Protoboard:
2. Posicione o Arduino no chassi superior, preferencialmente no centro para facilitar as conexões elétricas.
3. Fixe o Arduino com parafusos menores ou fita adesiva dupla face para que ele fique estável.
4. Ao lado do Arduino, prenda o protoboard com os mesmos parafusos ou fita adesiva, garantindo que os cabos possam ser conectados facilmente.
5. Sensor Ultrassônico (HC-SR04):
6. Instale o sensor ultrassônico na frente do chassi superior, utilizando parafusos menores. Certifique-se de que o sensor esteja apontado para frente e centralizado para obter leituras precisas de distância.

3. Instalação dos Componentes no Chassi Inferior

1. Ponte H (L298N):
2. Prenda a ponte H no centro do chassi inferior. Utilize fita adesiva ou parafusos para garantir que ela não se mova, pois será responsável pelo controle dos motores.
3. Motores de 3.6V com Caixa de Redução:
4. Fixe os motores nas laterais do chassi inferior. Certifique-se de que estejam bem presos e alinhados para evitar desvios na movimentação.
5. Conecte as rodas aos motores, verificando se giram livremente.
6. Sensor Seguidor de Linha:
7. Instale o sensor seguidor de linha na parte frontal do chassi inferior, voltado para baixo. Ele deve estar próximo ao solo para detectar as linhas da arena.
8. Certifique-se de que o sensor está centralizado e ajustado na altura correta.

4. Conexões Elétricas

Agora que os componentes estão fixados, siga este esquema para conectar os fios de acordo com o código fornecido:

1. Conexão do Arduino aos motores (via Ponte H):
2. Conecte os pinos de controle dos motores (A1, A2, B1, B2) aos pinos 5, 4, 3 e 2 do Arduino, conforme o código.
3. Ligue a alimentação dos motores (VCC e GND) à ponte H, garantindo que os motores recebam energia suficiente.
4. Conexão do Sensor Ultrassônico:
5. Conecte o pino TRIG do sensor ao pino 7 do Arduino.
6. Conecte o pino ECHO ao pino 6 do Arduino.
7. Ligue o VCC e o GND do sensor ao Arduino ou a uma fonte de energia externa.
8. Conexão do Sensor Seguidor de Linha:
9. Conecte os pinos de saída do sensor seguidor de linha às portas digitais ou analógicas do Arduino (escolha portas disponíveis, como A0, A1 ou D8, dependendo de sua configuração).
10. Conecte o VCC e o GND do sensor ao Arduino.
11. Alimentação:
12. Conecte a fonte de energia (bateria ou power bank) ao Arduino e à ponte H.
13. Certifique-se de que a tensão dos motores e dos sensores seja compatível com a fonte de alimentação.

5. Testes Finais

1. Após realizar todas as conexões, ligue o Arduino e faça o upload do código.
2. Verifique se os motores, o sensor ultrassônico e o sensor seguidor de linha estão funcionando corretamente.
3. Ajuste as posições dos sensores e motores, caso necessário, para otimizar o desempenho.

Como deve funcionar: Funcionamento Robô de sumo AGV

O desenvolvimento de um robô de sumô com Arduino Uno é uma experiência rica em aprendizado e prática. Este projeto combina conceitos teóricos com habilidades manuais e criativas, proporcionando um ambiente desafiador e recompensador. Além de aprimorar conhecimentos técnicos, ele nos prepara para enfrentar desafios mais complexos na área da robótica e automação.

Com dedicação, planejamento e atenção aos detalhes, é possível criar um robô eficiente e competitivo, capaz de se destacar em competições e inspirar futuros projetos.