Garoando em linha

Kit sendo desenvolvido para o Nós Robôs constituido de todos componentes necessários para um seguidor de linha básico, com um tutorial passo-a-passo.

A proposta é ser o mais didático possível e preparado para quem tem pouco ou nenhum conhecimento em Arduino, eletrônica ou robótica. Nesta página haverá conteúdo um pouco menos amigável, porém ideal para se estudar após compreender tudo contido no Passo-a-Passo.

Responsáveis

Haoji

Visão Geral

Dimensões

Hardware

Componentes do Kit

• 

  1x Chassi de Acrílico

• 

  2x Rodas com Pneus

• 

  1x Roda Universal

• 

  2x Motores (1:48)

• 

  2x Encoders, 1x Botão Liga-Desliga, 4x Suportes

• 

  14x Parafusos, 10x Porcas, 4x Espaçadores

• 

  1x Suporte para Pilhas

• 

  1x Adaptador P4 Macho

• 

  1x Motor Drive Shield L293D

• 

  6x Sensores de Refletância Infravermelhos

• 

  1x Sensor de Ultrasom

• 

  1x Arduino Uno R3 (ou compatível)"*"

"*" Não incluso dentro do kit pois há vários disponíveis no Garoa

Montagem do Chassi

Há incluso no kit um pequeno manual de montagem que apresenta todos componentes básicos e um passo-a-passo de como montá-lo.

O mesmo pode ser acessado em formato PDF abaixo:

Clique aqui para baixar

Futuramente será incluído um manual mais amigável e didático, por enquanto está disponível apenas o fornecido pelo fabricante do chassi.

Motores

Voltagem	DC 3V	DC 5V	DC 6V
Corrente	100mA	100mA	120mA
Taxa de Redução	48:1
RPM (Com pneu)	100	190	240
Diametro do Pneu	66mm
Velocidade (m/minuto)	20	39	48
Peso do Motor	50g
Tamanho do Motor	70mm*22mm*18mm
Ruído	<65dB

Sensor de Ultrasom HC-SR04

Pinagem	VCC	Trig (Disparo)	Echo (Recepção)	GND

Voltagem	DC 5V
Corrente (em repouso)	< 2 mA
Saída	Alto 5V / Baixo 0V
Ângulo	< 15º
Distância	2 a 450 cm
Resolução	0,3 cm

Pinos utilizados pelo Motor Drive Shield L293D

Todos os pinos analógicos estão livres e acessíveis pelo próprio shield L293D sem a necessidade de um screw (wing) shield. Estes pinos também podem ser utilizados como pinos digitais 14 a 19. Há também uma linha de 5V e uma de GND juntamente dos pinos A0-A5.

Os pinos digitais 2 (acessível pelo shield L293D) e 13 não são utilizados.

O pino digital 11 só é utilizado se o motor DC 1 ou stepper 1 estiver sendo utilizado.

O pino digital 3 só é utilizado se o motor DC 2 ou stepper 1 estiver sendo utilizado.

O pino digital 5 só é utilizado se o motor DC 3 ou stepper 2 estiver sendo utilizado.

O pino digital 6 só é utilizado se o motor DC 4 ou stepper 2 estiver sendo utilizado.

Os pinos digitais 4, 7, 8 e 12 são utilizados se qualquer motor/stepper estiver sendo utilizado através do 74HC595 serial-to-parallel.

Os pinos digitais 9 e 10 são utilizados nos servos, #1 e #2 respectivamente.

Software

Há um repositório no GitHub destinado para que sejam disponibilizados todos sketches produzidos para este kit.

https://github.com/haoji/Garoando-em-Linha

Já está disponível um sketch padrão e uma versão especial para o evento Jovem Hacker.

Bibliotecas

Sensor de Ultrasom HC-SR04

Esta biblioteca torna obter leituras com o HC-SR04 muito mais fácil com código amigável.

Foto de J.Rodrigo do Ardublog.

Onde baixar

A biblioteca está disponível no GitHub: https://github.com/haoji/Ultrasonic-HC-SR04

Clique aqui para baixar

Copie a pasta "Ultrasonic" para a pasta "libraries". Veja como Instalar se tiver dúvidas.

Alterando TimeOut Padrão

Por padrão a biblioteca limita o alcance do sensor a ~51cm utilizando um timeout de 3ms. O timeout limita o tempo de execução da função pulsein() para obter resultados mais precisos. A fórmula para se obter o timeout é a seguinte: centímetros * 58 = timeout

Substitua:

Ultrasonic ultrasonic(9,8); // (Trig PIN,Echo PIN)

Por:

Ultrasonic ultrasonic(9,8,3000); // (Trig PIN,Echo PIN, Timeout máximo em µs )

E modifique 3000 pelo valor em µs adequado obtido pela fórmula acima

Exemplo: Plug & Play

Inserir o sensor nos pinos digitais 7, 6, 5, 4 virado para o lado oposto ao Arduino.

Veja: https://github.com/elrodri/Ultrasonic-HC-SR04/wiki/Plug-&-Play

// Ultrasonic - Library for HR-SC04 Ultrasonic Ranging Module.
// Rev.4 (06/2012)
// J.Rodrigo ( www.jra.so )
// more info at www.ardublog.com

#include <Ultrasonic.h>

Ultrasonic ultrasonic(5,6); // (Trig PIN,Echo PIN)

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(4, OUTPUT); // VCC pin
  pinMode(7, OUTPUT); // GND ping
  digitalWrite(4, HIGH); // VCC +5V mode  
  digitalWrite(7, LOW);  // GND mode
}

void loop()
{
  Serial.print(ultrasonic.Ranging(CM)); // CM (centímetros) ou INC (inches - polegadas)
  Serial.println(" cm" );
  delay(100);
}

Exemplo: Exibir distância no console serial

// Ultrasonic - Library for HR-SC04 Ultrasonic Ranging Module.
// Rev.4 (06/2012)
// J.Rodrigo ( www.jra.so )
// more info at www.ardublog.com

#include <Ultrasonic.h>

Ultrasonic ultrasonic(9,8); // (Trig PIN,Echo PIN)

void setup() {
 Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
 Serial.print(ultrasonic.Ranging(CM)); // CM (centímetros) ou INC (inches - polegadas)
 Serial.println(" cm" );
 delay(100);
}

Exemplo: Exibir distância em um display LCD

// Ultrasonic - Library for HR-SC04 Ultrasonic Ranging Module.
// Rev.4 (06/2012)
// J.Rodrigo ( www.jra.so )
// more info at www.ardublog.com

#include <Ultrasonic.h>
#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); // LCD arduino library

Ultrasonic ultrasonic(9,8); // (Trig PIN,Echo PIN)

void setup() {
lcd.begin(16, 2);
}

void loop()
{
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print(ultrasonic.Ranging(CM)); // CM (centímetros) ou INC (inches - polegadas)
  lcd.print("cm");
  delay(100);
}

Exemplo: Obter tempo em ms do disparo à recepção

// Ultrasonic - Library for HR-SC04 Ultrasonic Ranging Module.
// Rev.4 (06/2012)
// J.Rodrigo ( www.jra.so )
// more info at www.ardublog.com

#include <Ultrasonic.h>

Ultrasonic ultrasonic(9,8); // (Trig PIN,Echo PIN)

void setup() {
  Serial.begin(9600); 
}

void loop()
{
  Serial.print(ultrasonic.Timing());
  Serial.println(" ms" ); // milisegundos
  delay(100);
}

Exemplo: Utilizar mais de um sensor em conjunto

// Ultrasonic - Library for HR-SC04 Ultrasonic Ranging Module.
// Rev.4 (06/2012)
// J.Rodrigo ( www.jra.so )
// more info at www.ardublog.com

#include <Ultrasonic.h>

Ultrasonic ultraleft(9,8);   // (Trig PIN,Echo PIN)
Ultrasonic ultraright(6,7);  // (Trig PIN,Echo PIN)

void setup() {
  Serial.begin(9600); 
}

void loop()
{
  Serial.print("Left: ");
  Serial.print(ultraleft.Ranging(CM)); // CM (centímetros) ou INC (inches - polegadas)
  Serial.print(" cm     " );
  delay(50);
  Serial.print("Right: ");
  Serial.print(ultraright.Ranging(CM)); // CM (centímetros) ou INC (inches - polegadas)
  Serial.println(" cm" );
  delay(50);
}

Motor Drive Shield L293D

Onde baixar

A biblioteca está disponível no GitHub: https://github.com/haoji/Adafruit-Motor-Shield-library

Clique aqui para baixar

Renomeie a pasta baixada para "AFMotor" e a mova para a pasta "libraries". Veja como Instalar se tiver dúvidas.

Exemplo: Controlando um motor DC

// AFMotor - Biblioteca para o Motor Drive Shield L293D.
// Ladyada ( adafruit.com )
// mais info em learn.adafruit.com/adafruit-motor-shield/

#include <AFMotor.h>
 
AF_DCMotor motor(2, MOTOR12_64KHZ); // cria motor #2, 64KHz pwm
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);           
  Serial.println("Testando motor!");
  
  motor.setSpeed(200);     // define a velocidade para 200/255
}
 
void loop() {
  Serial.print("tick");
  
  motor.run(FORWARD);      // girar para a frente
  delay(1000);
 
  Serial.print("tock");
  motor.run(BACKWARD);     // girar para trás
  delay(1000);
  
  Serial.print("tack");
  motor.run(RELEASE);      // parado
  delay(1000);
}

Referências

• Datasheet sensor de refletância infravermelho TCRT5000: http://www.vishay.com/docs/83760/tcrt5000.pdf

• Datasheet sensor de ultrasom HC-SR04: http://www.micropik.com/PDF/HCSR04.pdf

• Exemplo de uso do TCRT5000: http://www.bajdi.com/analogread-from-a-tcrt5000-sensor/

• Outro exemplo de uso do TCRT5000: http://www.bajdi.com/volga-the-line-following-robot/

• Exemplo de uso do HC-SR04 utilizando biblioteca que já devolve a distância em cm: http://letsmakerobots.com/node/30209

• Praticamente tudo sobre o Motor Drive Shield L293D com biblioteca: http://learn.adafruit.com/downloads/pdf/adafruit-motor-shield.pdf

• Arduino Playground, Adafruit Motor Shield: http://playground.arduino.cc/Main/AdafruitMotorShield

• Mais sobre o Motor Shield: http://learn.adafruit.com/adafruit-motor-shield/