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segunda-feira, 5 de novembro de 2007

Execução do Projecto

O meu sistema consiste recepção de uma garrafa que vem num tapete rolante, quando chegar perto do fim do tapete acciona um sensor o qual dá informação à picaxe para o tapete parar e para o braço retirar a garrafa. Este sensor é um bumper que esta ligado directamente a 5V e uma resistência de 10k entre a massa e o sinal de entrada, que vai ligar a uma entrada digital da picaxe.
Quando a garra agarrar na garrafa e a retirar do tapete rolante o tapete torna a ser accionado pela picaxe até receber outra garrafa e assim sucessivamente. A garra também tem um bumper que dá informação a picaxe que tem uma garrafa e que já pode prender. A informação chega à picaxe da mesma forma que o bumper do tapete rolante porque o sinal é digital. Ao fim de a garra fechar o braço levanta até à posição programada. Estes servos, do braço, estão ligados aos pinos de saída da picaxe passando pela ponte H. A garra ao chegar à posição desejada o braço desce e depois pára. Quando o braço estiver parado a garra abre largando a garrafa. Quando o sensor da garra der informação à picaxe que não tem garrafa acciona o segundo tapete para se deslocar para a frente. Este tapete andará uns segundos e depois pára para permitir levar mais garrafas.
O meu sistema é constituído por duas picaxe 28X, três pontes H, um regulador de tensão, dois condensadores um electrolítico e outro poliéster e dois microswitch.
Tenho a fonte de alimentação que e constituída por um LM 2940, regulador de tensão, que trabalha com corrente continua, recebe uma tensão de 9V e regula a tensão para 5V para alimentar a picaxe e as pontes H. O pino 1 da picaxe é o reset. Para funcionar necessita de estar ligada através de uma resistência de 4,7k a 5V. Optei por colocar um microswitch ligado à massa e ao pino reset que permite reinicializar o programa. Os pinos 2,3,4 e 5 são entradas digitais e analógicas, temos a entrada serial (pino 6) onde é inserida a programação, a saída serial (pino 7) que permite fazer a leitura da picaxe e das suas entradas e o pino 8 é ligado directamente a massa. O ressoador é colocado nos pinos 9 e 10 em que gera uma frequência de 4Mhz para fazer correr o programa. Do pino 11 ao pino 18 são entradas digitais e saídas em que optei por deixar livres podendo depois ligar dependendo das alterações que forem surgindo. Temos ainda os pinos 12 e 13 que podem ser saídas PWM.
A alimentação da picaxe é feita nos pinos 19 e 20. As 8 saídas que são os pinos 21 ao 28 em que optei por colocar umas pontes H visto que a corrente máxima de saída é de 20mA e a tensão é de 5V não suportando com os servomotores. Utilizei as pontes H porque os servomotores necessitam de mais corrente e mais tensão que a que é fornecida pela picaxe. As pontes H têm duas alimentações que são a alimentação do integrado (5v contínuos) e a alimentação que é utilizada para as saídas. A ponte H tem como função receber uma tensão e deixa conduzir a segunda alimentação dependendo da tensão de entrada.
Utilizei dois servomotores de rotação contínua para os tapetes rolantes. Estes servomotores sofreram algumas alterações. Comecei por retirar o circuito electrónico e o potenciómetro, depois fiz o corte do batente colocado na roda dentada que só permitia a rotação de 180º. Os outros dois servomotores funcionam através de impulsos que são fornecidos e gerados pela picaxe. Estes servos estão colocados no braço para um bom funcionamento e precisão. Assim com este sensor de posição interno permite colocar o servo sempre na mesma posição. Na programação pode inserir-se um dado valor entre 75 (0.75ms) e 225 (2.25ms). Se o valor rondar os 75 o servo ira mover-se para um lado e se o valor rondar os 225 o servo ira mover-se para o lado oposto. Ainda podemos fazer a leitura da posição do servo pela variável da programação “debug” isso permite uma facilidade na programação. Podemos colocar o servo na posição desejada e depois já sabemos o valor daquela posição que é fornecido pelo “debug” mo monitor do PC.
Na parte prática comecei por elaborar os tapetes rolantes, em que utilizei PVC expandido já que é uma matéria fácil de trabalhar. Comecei por dobrar o PVC com um projector de ar quente, depois a colocação dos eixos onde roda o tapete e as respectivas rodas dentadas. Optei por colocar uma placa de PVC no meio do tapete rolante para melhor suporte das garrafas. A alteração do servomotor já tinha sido feita, então decidi fixar uma roda dentada ao eixo do motor para fazer rodar o eixo que suporta e que faz rodar o tapete. Em seguida coloquei o tapete e realizei alguns testes. Como surgiram alguns problemas tive de por duas barras de PVC de lado para que a garrafa fosse sempre no meio do tapete. E por fim coloquei o bumper para o tapete parar quando a
garrafa chegasse ao fim. O segundo tapete foi realizado da mesma maneira que o primeiro só que não foi necessário a colocação do bumper.
Na montagem do braço comecei por fazer a estrutura fixa em baixo também com PVC e depois a colocação do primeiro servomotor, em que apenas alterei os cabos de ligação para mais compridos. Ao fim de colocar o servomotor, coloquei o suporte do outro servomotor com algumas alterações para melhor estabilidade do braço. Depois do suporte coloquei o outro servo, também com os cabos já maiores, e em seguida coloquei a outra “lança”.
A montagem da garra também não foi difícil. Comecei por dobrar dois pedaços de PVC da mesma medida e coloquei os num eixo. O servomotor também já modificado foi colocado no eixo juntamente com dois ferros, liguei o servomotor aos dois pedaços de PVC dobrado. Como também surgiram alguns problemas optei por colocar uma borracha onde agarrava na garrava porque escorregavam no PVC. Por fim a colocação do bumper e a fixação no braço.

o que sao SERVOMOTORES ?



Os servomotores - são pequenos motores e apresentam uma potência elevada face às suas dimensões. O servomotor é ligado através de três fios. Um para a alimentação (+5volts, normalmente de cor encarnada), outro para a massa (normalmente de cor preta) e finalmente o fio branco ou amarelo para o controlo. Os servos consomem correntes elevadas (de 200 mA a 1 A). Fornece ainda potência proporcional à carga mecânica. Um servo pouco carregado consome pouca energia.
Possuem já incorporado o circuito electrónico e um potenciómetro que está ligada ao eixo de saída. Este potenciómetro possibilita ao circuito de controlo monitorizar ao ângulo actual do servomotor. Se o eixo estiver no ângulo correcto, o motor pára. Se o circuito detecta que o ângulo está incorrecto, activa o motor no sentido correcto até que o ângulo esteja correcto. Tem um eixo que pode ser posicionado numa posição angular desejada pelo envio de sinais codificados. Um servo normal é utilizado para controlar movimentos angulares entre 0 e 180 graus, não sendo capaz de girar mais devido ao batente existente na roda dentada acoplada ao eixo. A potência aplicada ao motor é proporcional à distância (ângulo) que tem de percorrer. Este sinal de posição é um impulso de 0,75 a 2,25 milissegundos (ms), repetido cada 18 ms aproximadamente (portanto, temos 50 impulsos por segundo). Com o impulso de 0,75 ms o servo move-se (roda) para uma das extremidades e com o impulso de 2,25 ms para a extremidade oposta. Desse modo, com um impulso de 1,5 ms, o servo roda para a posição central. A largura do impulso vai determinar o ângulo de rotação do motor. Um impulso de 1.5 milissegundos, por exemplo, vai fazer o motor girar para a posição 90 graus (também designada posição neutral). Se o impulso for mais curto que 1.5 ms, então o motor vai girar o eixo para cerca de 0 graus.). Se o impulso for mais longo que 1.5 ms, então o motor vai girar o eixo para cerca de 180 graus.

o que é PICAXE ?




A Picaxe é um microcontrolador que contém memória, unidade de processamento e circuitos de entradas/saídas. Os microcontroladores são adquiridos “limpos” e programados pelo utilizador com software específico para uma dada tarefa. Estes microcontroladores podem ser programados tipicamente 100000 vezes sem a necessidade de programadores caros e tem baixo custo.

O microcontrolador é programado através de um cabo série com três condutores ligado a um PC. Um sistema funcional PICAXE é constituído por 3 componentes e pode ser construído num breadboard, stripborad ou placa de circuito impresso.O microcontrolador utiliza o software PICAXE ‘Programming Editor’ que é uma linguagem BASIC simples (ou fluxogramas gráficos) possibilitando controlar uma enorme variedade de equipamentos. A potência do sistema PICAXE reside na sua simplicidade. Este microcontrolador tem tambem uma variedade de entradas digitais e analogicas como tambem saidas digitais como tambem saidas PWM.
As entradas digitais (input) funcionam com a tensão de 5V em que identifica sendo 1 e quando há 0V equivale a 0 na escala digital. Estas entradas requerem uma resistência de 10KΩ ligada entre a entrada e a massa para impedir que o sinal não seja imprevisível quando o interruptor estiver em aberto.
As entradas analógicas (adc) fazem a leitura em vários pontos em que por exemplo podemos ligar um potenciómetro em que se o variarmos ele indicara o valor para a entrada, podendo também sendo feita uma leitura a entrada utilizando a variável “debug”.
Saídas (output) O microcontrolador pode deixar passar (sink) ou fornecer (source) correntes de 20 mA nos pinos de saída. Assim dispositivos de baixa corrente, como os LEDs, podem ser directamente ligados aos pinos de saída. Quando utilizarmos um dispositivo que requer mais corrente podemos utilizar um transístor ou uma ponte H.
Saídas (pwm) (Pulse Width Modulation) A velocidade do motor varia proporcionalmente à área debaixo da porção positiva de cada período devido ao controlo pwm que permite o envio de impulsos par o controlo do servomotor.

quarta-feira, 24 de outubro de 2007

criaçao de um braço robotico

Armbot foi o nome que eu optei para o braço robot, este projecto foi criado e desenhado por mim, espero que gostem do armbot...



O armbot consiste recepção de uma garrafa que vem num tapete rolante, quando chegar perto do fim do tapete acciona um sensor o qual dá informação à picaxe para o tapete parar e para o armbot retirar a garrafa. Este sensor é um bumper que esta ligado directamente a 5V e uma resistência de 10k entre a massa e o sinal de entrada, que vai ligar a uma entrada digital da picaxe.
Quando a garra agarrar na garrafa e a retirar do tapete rolante o tapete torna a ser accionado pela picaxe até receber outra garrafa e assim sucessivamente. A garra também tem um bumper que dá informação a picaxe que tem uma garrafa e que já pode prender. A informação chega à picaxe da mesma forma que o bumper do tapete rolante porque o sinal é digital. Ao fim de a garra fechar o braço levanta até à posição programada. Estes servos, do braço, estão ligados aos pinos de saída da picaxe passando pela ponte H. A garra ao chegar à posição desejada o braço desce e depois pára. Quando o braço estiver parado a garra abre largando a garrafa. Quando o sensor da garra der informação à picaxe que não tem garrafa acciona o segundo tapete para se deslocar para a frente. Este tapete andará uns segundos e depois pára para permitir levar mais garrafas.
O meu sistema é constituído por duas picaxe 28X, três pontes H, um regulador de tensão, dois condensadores um electrolítico e outro poliéster e dois microswitch.
Tenho a fonte de alimentação que e constituída por um LM 2940, regulador de tensão, que trabalha com corrente continua, recebe uma tensão de 9V e regula a tensão para 5V para alimentar a picaxe e as pontes H. O pino 1 da picaxe é o reset. Para funcionar necessita de estar ligada através de uma resistência de 4,7k a 5V. Optei por colocar um microswitch ligado à massa e ao pino reset que permite reinicializar o programa. Os pinos 2,3,4 e 5 são entradas digitais e analógicas, temos a entrada serial (pino 6) onde é inserida a programação, a saída serial (pino 7) que permite fazer a leitura da picaxe e das suas entradas e o pino 8 é ligado directamente a massa. O ressoador é colocado nos pinos 9 e 10 em que gera uma frequência de 4Mhz para fazer correr o programa. Do pino 11 ao pino 18 são entradas digitais e saídas em que optei por deixar livres podendo depois ligar dependendo das alterações que forem surgindo. Temos ainda os pinos 12 e 13 que podem ser saídas PWM.
A alimentação da picaxe é feita nos pinos 19 e 20. As 8 saídas que são os pinos 21 ao 28 em que optei por colocar umas pontes H visto que a corrente máxima de saída é de 20mA e a tensão é de 5V não suportando com os servomotores. Utilizei as pontes H porque os servomotores necessitam de mais corrente e mais tensão que a que é fornecida pela picaxe. As pontes H têm duas alimentações que são a alimentação do integrado (5v contínuos) e a alimentação que é utilizada para as saídas. A ponte H tem como função receber uma tensão e deixa conduzir a segunda alimentação dependendo da tensão de entrada.
Utilizei dois servomotores de rotação contínua para os tapetes rolantes. Estes servomotores sofreram algumas alterações. Comecei por retirar o circuito electrónico e o potenciómetro, depois fiz o corte do batente colocado na roda dentada que só permitia a rotação de 180º. Os outros dois servomotores funcionam através de impulsos que são fornecidos e gerados pela picaxe. Estes servos estão colocados no braço para um bom funcionamento e precisão. Assim com este sensor de posição interno permite colocar o servo sempre na mesma posição. Na programação pode inserir-se um dado valor entre 75 (0.75ms) e 225 (2.25ms). Se o valor rondar os 75 o servo ira mover-se para um lado e se o valor rondar os 225 o servo ira mover-se para o lado oposto. Ainda podemos fazer a leitura da posição do servo pela variável da programação “debug” isso permite uma facilidade na programação. Podemos colocar o servo na posição desejada e depois já sabemos o valor daquela posição que é fornecido pelo “debug” mo monitor do PC.
Na parte prática comecei por elaborar os tapetes rolantes, em que utilizei PVC expandido já que é uma matéria fácil de trabalhar. Comecei por dobrar o PVC com um projector de ar quente, depois a colocação dos eixos onde roda o tapete e as respectivas rodas dentadas. Optei por colocar uma placa de PVC no meio do tapete rolante para melhor suporte das garrafas. A alteração do servomotor já tinha sido feita, então decidi fixar uma roda dentada ao eixo do motor para fazer rodar o eixo que suporta e que faz rodar o tapete. Em seguida coloquei o tapete e realizei alguns testes. Como surgiram alguns problemas tive de por duas barras de PVC de lado para que a garrafa fosse sempre no meio do tapete. E por fim coloquei o bumper para o tapete parar quando a
garrafa chegasse ao fim. O segundo tapete foi realizado da mesma maneira que o primeiro só que não foi necessário a colocação do bumper.
Na montagem do braço comecei por fazer a estrutura fixa em baixo também com PVC e depois a colocação do primeiro servomotor, em que apenas alterei os cabos de ligação para mais compridos. Ao fim de colocar o servomotor, coloquei o suporte do outro servomotor com algumas alterações para melhor estabilidade do braço. Depois do suporte coloquei o outro servo, também com os cabos já maiores, e em seguida coloquei a outra “lança”.
A montagem da garra também não foi difícil. Comecei por dobrar dois pedaços de PVC da mesma medida e coloquei os num eixo. O servomotor também já modificado foi colocado no eixo juntamente com dois ferros, liguei o servomotor aos dois pedaços de PVC dobrado. Como também surgiram alguns problemas optei por colocar uma borracha onde agarrava na garrava porque escorregavam no PVC. Por fim a colocação do bumper e a fixação no braço.