Seguidor de linha: Calibração – IV

Abaixo segue o pseudo-código do algoritmo de calibração:

Para cada sensor J faça:
Sj <- 0
Faça n vezes:
Sj <- Sj + Leitura(J)
Sj <- Sj/n
Dj <- Sk – Sj

Onde k é o sensor de referência e n é a quantidade de leituras usadas na calibração.

O exemplo abaixo mostra como tratar a leitura de um sensor em tempo de execução:

Se Leitura(J) +Dj > limite então:
[...]
Senão
[...]

Autoria: Victor Gasparotto Capone – Informática

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Seguidor de linha: Calibração – III

Para calibrar os sensores, primeiro devemos obter uma leitura média (L), dada pela equação 1, para cada sensor j.

formula1

Onde Lij corresponde a i-enésima do sensor j e n corresponde ao número de leituras.

Após obter a leitura média para cada um dos sensores, obtemos o deslocamento médio através da equação 2:

formula2

Onde k é o sensor de referência para a correção.

Obtidos os deslocamentos, basta somá-los a cada leitura dos sensores antes de tratá-las em tempo de execução.

É recomendável refazer a calibragem com certa frequência evitando interferências causadas por mudanças de iluminação do ambiente.

Autoria: Victor Gasparotto Capone – Informática

Seguidor de linha: Calibração – II

Calibração Automática

O sistema calibra sensores através de um deslocamento médio em relação à uma referência. Na placa sensora desenvolvida (fig. 1) temos três resistores dependentes de luz (ldr) e três led´s. A referência é o resistor central.

calibrcao-sensores_Esquemático

Fig 1 – Circuito da placa sensora

Autoria: Victor Gasparotto Capone – Informática

Seguidor de linha: Calibração

Em alguns projetos, que necessitam realizar leitura de sensores e tomar decisões, a calibração dos mesmos é uma das etapas mais importantes no processo de contrução deste tipo de robô.

Dependendo do ambiente, o valor calibrado anteriormente poderá não funcionar em um novo ambiente. Sendo assim, para facilitar esta tarefa, uma saída poderá ser a calibração automática.

Para realiza-la, podemos fazer o seguinte, retirar a média aritimética dos sensores e acrescer um determinado número, deste modo:

[(sensor1 + sensor2) / 2] + 100

Assim, o valor atual do sensor poderá ser considerado como “0” e uma variação, neste exemplo, 100, considerado “1” ou sensor ativado.

Existem forma mais apuradas de realizar esta calibração, não apenas no início da execução de nosso programa, mas durante sua execução. Veremos em breve.

Xbot Kid: Seguidor de linha – IV

Uma vez inserido o bloco acima, devemos configurá-lo para que os sensores sejam utilizados corretamente. Neste caso, deixando apenas os sensores IR2 e IR4 ativados, os quais farão a identificação da linha:

Feito isso, devemos definir os níveis em que os sensores identificarão a linha no chão, por exemplo 100.

Essa calibração será mais eficiente com o robô posicionado sobre a linha.

Xbot Kid: Seguidor de linha – III

Após a configuração inicial, basta inserir o bloco “IV-PWM”, mostrado acima. Ele deverá ser configurado para a correta leitura dos sensores e atuação dos motores.

O exemplo 3, disponível no diretório de instalação do software poderá ser utilizado, desde que configurado para o ambiente em que utilizaremos o robô.

Xbot Kid: Seguidor de linha – II

Esta é a janela de configuração das entradas e saídas do Kid, deve ser configurada de acordo com o manual do Robô Kid dispoinível na área de downloads do site da Xbot, de forma que precisamos alterar como segue:

Saídas: b1, b3, b4 e b5
Entradas: b0, b2, b6 e b7

A figura abaixo apresenta esta configuração.

Montando um seguidor de linha – Final

De maneira geral, dois motores já serão suficientes para movimentar o carrinho. Na foto acima, temos dois servo motores de parabólica convertidos em motores com redução.

Para os leds, caso utilize infravermelhos, é possivel visualizar sua luz utilizando a camera dos aparelhos celulares. Já ao substituir os LDR por foto diodos ou foto transistores, atenção à polaridade. O catodo deve ser conectado ao pino 3 do borne.

Montando um seguidor de linha – IX

Acima temos a ligação do motor ao borne utilizado pela placa. O fio amarelo é para utilização em motores servo.

Atenção neste momento, uma vez que muitos motores não possuem caixa de redução, sendo acoplados diretamente às rodas, o que reduz drasticamente o torque do motor, sendo necessário utilizar baterias mais potentes, no limite de 12v, para alimentar todo o conjunto. Por isso, muitas vezes, convertemos motores servo em motores com redução, como pode ser visto aqui e aqui.

É possivel utilizar motores de passo, como pode ser visto aqui ou aqui, porém, dadas as características da Gogo, apenas poderemos utilizar um motor, com cada bobina ligada à uma das saídas da placa.

Foto: Br-Gogo – Lucas Tanure – Fazendo Sensores, Motores e Display Novo – 7 de Julho de 2010

Montando um seguidor de linha – VIII

Os sensores utilizam 3 fios para conexão. São eles:

– Gnd – Preto, sua função é estabilizar a leitura do sensor.
– 5 volts – Vermelho, utilizado nos casos em que os sensores precisam de energia extra. Lembrando que alguns sensores não necessitam desta alimentação.
– Sinal – Amarelo, faz a leitura no sensor. Canal no qual o sensor transmite ao microcontrolador a informação lida do meio ambiente.

Exemplo: Um sensor pode ser feito com um LDR e um led branco simples. O LDR capta a potência de luz do ambiente. Assim é possível fazer um sensor que identifica a cor a sua frente, já que cada cor possui um grau de reflexão para a luz branca.

A seguir temos a ligação no borne utilizado pela placa Gogo.

O led pode ser substituido por um infravermelho, desde que ao invés do LDR, utilizemos um foto diodo ou foto transistor.

Fonte: Br-Gogo – Lucas Tanure – Fazendo Sensores, Motores e Dislpay Novo – 7 de Julho de 2010