Experiência com o ARDUINO

Tentei fazer com o arduino uma espécie de "fechadura". O objectivo foi testar a linguagem de programação do arduino, utilizar vários interruptores em simultâneo e um altifalante controlado por eles.
O que fiz foi uma fechadura a que correspondem uma série de chaves. Cada chave tem uma forma diferente do metal condutor. O arduino lê os contactos que se fazem e identifica o utilizador a que corresponde a chave. Caso se trate do utilizador desejado executa uma acção.
Pode ver-se o funcionamento no seguinte vídeo:

Visita ao IST

Na passada sexta-feira, desloquei-me a Lisboa, onde realizei duas actividades no âmbito do projecto. Infelizmente, do nosso grupo, apenas eu pude ir a Lisboa neste dia.

I. Dimofel - Loja de componentes electrónicos.
Nesta loja, na Avenida da Liberdade, comprei algumas resistências, transístores, um potenciómetro e um pequeno altifalante. Estas peças serão provavelmente necessárias no nosso protótipo final e também nalgumas das experiências para começar a programar e interagir com o ARDUINO.

II. Instituto Superior Técnico - Instituto de Sistemas e Robótica

Fui recebido pelo Senhor professor Paulo Jorge Oliveira que me deu informações importantes e amavelmente respondeu a algumas perguntas que tinham surgido no desenvolvimento do nosso projecto, mas que para as quais ainda não tínhamos obtido resposta (até por não sabermos a quem perguntar). Este professor introduziu-me também ao departamento onde está o robot CHICO e alguns outros, todos eles fascinantes e muito complexos.

1. O sistema hidráulico. Foi desaconselhado o uso deste sistema por complicar o braço. Normalmente utiliza-se este sistema para obter grandes forças, mas utilizando um complexo sistema de pressão de óleo. O sistema que utilizávamos com seringas é pouco preciso e pouco resistente. O melhor será utiizar um tipo de motores a que chamam servos. Têm geralmente um grau de liberdade de 180º. São bastante fáceis de controlar electronicamente e podem ter grande força quando têm acoplada uma caixa de desmultiplicação (para cada ciclo do eixo do servo o motor executa um maior número de ciclos. A força aplicada no eixo é maior - princípio semelhante ao aplicado nas alavancas).

2. Forma do braço. Se seguirmos as recomendações devemos alterar a forma do nosso braço já que estava pensada para o sistema hidraulico. Foram-me oferecidos dois enormes catálogos com peças, motores, ferramentas, circuitos, componentes electrónicos que aumentam a nossa capacidade de obter aquilo que nos faz verdadeiramente falta. O único inconveniente são os preços - muitas das vezes proíbitivos para os produtos de maior qualidade - mas para aquilo que pretendemos podem encontrar-se algumas peças acessíveis. Os materiais que utilizam na construção dos vários robôs que vi são essencialmente metais e materiais compostos, cujo preço nos impede de os utilizarmos. Assim, e sem outras alternativas de momento, penso ser a madeira o material mais fácil para experimentarmos. Numa fase mais avançada podemos encomendar peças feitas por medida do seguinte site: http://www.shapeways.com/ (é possível enviar os ficheiros de modelos a 3D por nós criados e a impressão é efectuada e enviada por correio!)

3. Controlo. A placa de controlo ARDUINO que haviamos adquirido é adequada ao nosso objectivo. As razões apontadas são semelhantes às que nos levaram a escolhê-la.

4. Robôs: Na minha visita tive a oportunidade de conhecer alguns robôs que utilizavam braços robóticos humanóides. Podem ser observados nos vídeos abaixo. Agradeço desde já a disponibilidade de todos os professores e alunos que me receberam.

Programa Com Ciência de 15.12.10 na RTP2

Neste programa fala-se de alguns robôs, tanto nos primeiros minutos como também depois da entrevista ao Sr. Ministro Mariano Gago.
http://ww1.rtp.pt/programas-rtp/index.php?p_id=26914&c_id=8&dif=tv&idpod=48896

Ajuda do professor António Aragão

O professor Aragão visitou hoje a nossa aula de Área Projecto. Explicámos-lhe as nossas ideias para o projecto e ele ajudou-nos, para já, na parte da electrónica (na qual tem bastantes conhecimentos) e prometeu-nos uma ajuda na parte mecânica.
De momento, as nossas maiores dificuldades para pôr o braço a funcionar são:

1. Controlar um motor, com a placa Arduino, nos dois sentidos.
2. Fazer a ligação deste motor ao sistema hidráulico.

Resolvidos estes dois obstáculos, será mais fácil continuar com o desenvolvimento mais rápido do projecto.

Desenvolvimentos no controlo de motores

O circuito que se mostra no vídeo do último post sofreu duas ligeiras alterações: Foram adicionadas mais duas pilhas de 1,5 V em série (totalizando assim cerca de 6V), fazendo o motor girar mais rápido. Foi também adicionado um diodo em paralelo com o motor para evitar danos na placa arduino.

Este circuito permite controlar a velocidade de um motor, mas apenas num sentido. Para conseguir inverter o sentido são necessários mais alguns componentes adicionais.

Procurei por locais em Portimão onde se vendessem componentes electrónicos. mas não consegui encontrar nenhum. Apenas se vende estes componentes em Lisboa e no Porto.

Agora que já é possível controlar os motores (ou qualquer outro dispositivo que consuma alguma corrente), embora de forma limitada, é necessário fornecer transformar esta energia eléctrica controlada em pressão hidráulica, de modo a fazer mover o braço.

Neste site pode ser encontrado um esquema de um circuito que permite controlar o motor em ambos os sentidos: http://fablab.lowtech.org/w/doku.php/arduino/controllers_and_sensors

Motor já funciona com o arduíno!

Pela primeira vez consegui ligar um motor ao arduíno, que o controla! O circuito é bastante simples, mas foi difícil de conceber. Baseei-me nos exemplos que publiquei aqui no site. O vídeo ilustra o resultado que não é muito espectacular, mas pode agora ser adaptado através de programação. O motor liga e desliga a cada segundo que passa.

Informação sobre motores, servos e a sua ligação ao arduino/placa controladora

Aqui estão os resultados de uma pesquisa sobre motores e servos (motores com controlo de rotações e velocidade), em inglês:
http://www.princeton.edu/~mae412/TEXT/NTRAK2002/292-302.pdf
http://www.arduino.cc/playground/Learning/SingleServoExample
http://itp.nyu.edu/physcomp/Tutorials/HighCurrentLoads

Esquemas de circutos no arduino

http://farm1.static.flickr.com/128/331539446_a545f48ca2_o.jpg

Neste esquema ilustra-se como é possível ligar um motor ao arduino, através de um transístor. Não é possível ligar o motor directamente porque cada um dos pinos do arduino não consegue fornecer a quantidade de energia solicitada e destruir-se-ia em segundos.

Outras informações sobre motores ligados ao arduino: http://www.arduino.cc/playground/Main/DCMotorControl