Robot móvel de desvio de obstáculos baseado em eletrónica discreta

Há algum tempo a imagem que estes dispositivos tinham tratava-se de um sistema com grandes complexidades. Mas nos últimos anos a tecnologia tem avançado, permitindo assim uma realização simplificada com um conjunto de sistemas robóticos (dependentes ou não de linguagens de programação) capazes de desenvolver autonomamente atividades que são consideradas perigosas/ cansativas para o ser humano. Neste artigo apresenta-se uma solução robótica sem qualquer linguagem de programação.

1. INTRODUÇÃO

A idealização deste projeto é a criação de um robot móvel que evite obstáculos utilizando 2 sensores infravermelhos, que promovem ao robot uma certa inteligência que é fornecida pelo ser humano, idealizando o circuito que mais se adapta ao robot que pretendemos criar. Também utilizamos 2 motores (servos modificados) que fornecem ao robot a possibilidade de se mover, e como base utilizamos uma cassete VHS que suporta o circuito que promove a locomoção do robot e os 2 sensores infravermelhos. Neste artigo vamos abordar os sistemas e circuitos sequenciais, a implementação concetual do projeto e a sua realização prática.

estados internos. O Flip-Flop D possui uma entrada, que é ligada diretamente à saída quando o clock muda. Independentemente do valor atual da saída, vai assumir o valor 1 se D = 1 quando o clock for mudado ou o valor 0 se D = 0 quando o clock mudar. Este Flip-Flop pode ser interpretado como um dispositivo de atraso pois, a informação é colocada na saída um ciclo depois de ela ter chegado há entrada. O Flip-Flop é utilizado para armazenar um bit ou um dígito binário de informação.

Nas caraterísticas técnicas já mencionadas, inicialmente aborda-se os sensores, optou-se por 2 sensores infravermelhos, sendo responsáveis pela deteção dos obstáculos. A sua localização no robot deve maximizar o desempenho e eficiência na deteção dos obstáculos.

Existem 2 tipos de circuitos: os circuitos sequenciais e os combinatórios. Um circuito combinatório é constituído por um conjunto de portas lógicas [1] as quais determinam os valores das saídas diretamente a partir dos valores atuais das entradas [2]. Pode-se dizer que um circuito combinatório realiza uma operação de processamento de informação que pode ser especificada por um conjunto de equações Booleanas. Um circuito sequencial [3], por sua vez, utiliza elementos de armazenamento denominados latches e Flip-Flops, além de portas lógicas. Os valores das saídas do circuito dependem dos valores das entradas e dos estados dos latches ou Flip-Flops utilizados. Como os estados dos latches e Flip-Flops é função dos valores anteriores das entradas, diz-se que as saídas de um circuito sequencial dependem dos valores das entradas e do histórico do próprio circuito. Logo, o comportamento de um circuito sequencial é especificado pela sequência temporal das entradas e dos seus

O clock é o “coração” do robot e um circuito baseado num NE555 dimensionado para uma frequência de 1 Hz. O robot foi desenvolvido com uma arquitetura, baseadas em Flip-Flop D. Aqui é tratada a informação vinda dos sensores e são tomadas as decisões do movimento a efetuar. Estas duas situações executadas ao ritmo de 1 Hz, imposto pelo clock

Os elementos pré-atuadores pretendem ser componentes que assegurem a funcionalidade ao nível de tensão ou corrente elétrica para os elementos atuadores, muitas vezes são conhecidos com interfaces (por estarem ligados entre o controlador e os atuadores) ou drivers de potência. O circuito integrado utilizado é o L293. Os atuadores são elementos físicos de um robot, neste caso os 2 motores incorporados nas rodas, e assim os motores usados no projeto são servomotores modificados. Significa que, se retirou a interface de potência residente no servomotor, assim como o bloqueio mecânico, a rotação é a 360º.

A alimentação do robot é de 9 VDC, proveniente de uma vulgar pilha. A forma de assegurar a tensão de 5 VDC tem em conta um regulador de tensão LM7805.

3. DESENVOLVIMENTO COMPORTAMENTAL DO ROBOT Seguindo a ideologia comportamental pretendida para o robot, desviar de obstáculos com apenas 2 sensores infravermelhos, pensou-se no diagrama de estados. Ao se optar por 2 sensores infravermelhos a hipótese de o robot andar para trás foi excluída, tornando assim o estado 11 não contabilizado (Figura 3).