Robô Blue T

Como um dos objectivos do projecto era o seguimento do farol (fonte de luz IR), o desvio e contorno de obstáculos e ainda uma possível participação num concurso de robôs decorrente em Aveiro, foram feitas algumas alterações partindo da plataforma do robô Talrik ^II ™.

Além destas alterações ainda foram efectuadas alterações de beneficiação do robô.

A esta nova versão do robô foi dado o nome de Blue T.

Estrutura Mecânica

A estrutura do Blue T é fabricada em placa pcb, resistente, leve e de grande durabilidade, com 3 mm de espessura.

Esta plataforma serve de suporte para os motores (modo de tracção), para as placas electrónicas, para as baterias e para todo o esquema sensorial (emissores e sensores).

As placas são protegidas por uma ponte que também serve de suporte a algum equipamento de comando e alguns sensores.

Como já foi dito a tracção do robô é efectuada através de 2 motores DC alimentados a 9.6 V. A rotação (velocidade) destes motores decresce com o abaixamento da tensão de alimentação.

Estrutura Electrónica

O Blue T do ponto de vista electrónico é composto por duas placas, uma controladora (contém o microcontrolador MC68HC11) e outra de aquisição sensorial, por vários sensores e actuadores.

O robô é constituído por 23 sensores: 11 sensores de infravermelhos e 10 sensores de choque e 2 fotoresistências.

Através destes sensores é possível efectuar uma grande variedade de aplicações.

Placa Controladora MRC11

Esta é a placa que possui a base neural do robô - o microcontrolador MC68HC11, que controla todas as operações realizadas pelo robô.

Características

• Processador Motorola MC68HC11;

• Dois sockets para 32 Kbytes de memória RAM ou ROM, perfazendo no total 64 Kbytes;

• Regulador de 5 V;

• Circuito de reset para detecção de abaixamento de tensão;

• Led indicador de alimentação

• Ficha de 60 pinos ligada ao bus I/O do microcontrolador.

Placa de Expansão MRSX01

A principal função desta placa é a aquisição de dados fornecidos pelos sensores, tornando o Blue T um robô com uma grande capacidade sensorial.

Características

• 20 entradas analógicas;

• 2 entradas digitais;

• 8 saídas digitais mapeadas (controladas pelo microcontrolador)

• 2 saídas PWM para o controlo dos motores;

• 2 saídas PWM para o controlo dos servos;

• 1 saída PWM para controlar um "piezo speacker";

• Circuito de carga das baterias;

• Detector de nível de tensão (entrada analógica);

• Detector da corrente de carga (entrada analógica);

• Sensores de choque (entradas analógicas);

• Gerador de 40 kHz;

• Ficha de 60 pinos ligada ao bus I/O.

Aquisição sensorial básica

• 6 emissores de infravermelhos de 40 kHz;

• 6 detectores de infravermelhos de 40 kHz (detecção de obstáculos);

• 10 sensores de contacto (bumper's);

• 5 detectores de infravermelhos de 32 kHz (detecção do farol);

• 2 fotoresistências (detecção de piso: branco/preto).

Detectores do farol

O farol é constituído por 12 led´s de infravermelhos distribuídos uniformemente em forma circular com 5 cm de diâmetro a uma altura de 28 cm, emitindo uma radiação infravermelha com um comprimento de onda de 940 nm modulada a 32 kHz.

Como um dos objectivos é o seguimento do farol foi montado no robô uma torre constituída por 5 detectores de infravermelhos de 32.75 kHz de modo a que o robô se dirija ao farol.

Esta torre encontra-se a uma altura de 28 cm visto que é a altura a que se encontram os led´s emissores do farol.

Detectores de obstáculos

Originalmente o robô vem munido com 12 detectores IR de 40 kHz, só que visto que não eram necessários tantos IRDT's, já que alguns eram poucos usados, estes foram reduzidos para 6.

Além destes ainda temos 10 sensores de contacto (bumpers) em todo o redor do robô.

Sensores de entrada no círculo de chegada

Estes sensores foram criados para detectarem quando o robô entra na área de chegada, que é preenchida por um círculo de 50 cm de raio e material preto, que contém um baixo coeficiente de reflexão de luz, enquanto que o resto da área de jogo é branca, com um coeficiente de reflexão elevada.

Foram usados dois sensores, um à frente e outro a trás, visto que o robô tem que ficar completamente dentro da área de chegada, o que com um só sensor seria extremamente difícil conseguir tal condição, além disso o robô poderia parar se passasse por uma zona mais escura (nódoa).

Sendo assim o robô só pára quando os dois sensores detectarem a zona mais escura, ou seja, a área de chegada.

Requerimentos energéticos

O Blue T está preparado para ser alimentado por oito baterias NiCd de tamanho AA, em que o seu conjunto em carga nominal apresenta 9.6 V e descarregadas 7.2 V. Estas pilhas têm a capacidades de debitar 600 mAh.

Uma das desvantagens deste tipo de alimentação é que o carregamento das pilhas é muito moroso (cerca de 12 horas).

Estas baterias irão alimentar directamente os motores e irão alimentar toda a parte electrónica através de um conversor de 5 V.

De modo a que não hajam interferências por parte dos motores a alimentação destes é isoladas da restante electrónica, tanto pelo regulador de tensão como pela ponte em H.

Circuito de alimentação

De modo a melhorar a alimentação da parte electrónica do robô, principalmente a autonomia, foi montado no robô um conversor DC/DC.

Neste caso foi utilizado um CI LM2825-5.0, o qual contém um conversor DC/DC completo e que fornece uma tensão fixa de 5 V independentemente das variações de tensão de entrada e além disso isola a parte electrónica das interferências causadas pelos motores.

Foram ainda instalados dois fusíveis, um para proteger os motores e outro para proteger a parte electrónica para o caso de ocorrerem sobrecargas.