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Projeto de Robótica

TKS Software 05.2005

Relatório Técnico 1ª Etapa – Movimentação de braço mecânico com 02 graus de liberdade.

Equipe: Gilmar Fernandes (tks@igara.com.br)

Victory Fernandes (victory@igara.com.br)

Rafael Gonçalves (rafael.tioze@gmail.com) Airton Miranda (airtonwmj@gmail.com)

Antonio Neto (netumiranda@hotmail.com) Murilo Plínio (muriloplinio@hotmail.com

Augusto Frederico (fredytu@gmail.com) Fellipe Capolupo (fellipecapolupo@gmail.com)

Convidamos a todos que queiram contribuir, participar ou saber mais sobre o projeto a entrar em contato com a equipe. Nos encontramos a disposição para visitas e apresentações do projeto.

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TKS Software Rua Padre Casemiro Quiroga, 236 - Loja D - Centro Comercial do Imbui. Em frente ao Banco do Brasil do Imbui.

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Consideramos por concluída 1ª etapa do projeto, que envolveu o controle e a movimentação através da porta paralela do computador, de um braço mecânico com 02 graus de liberdade, utilizando motores de passo e software desenvolvido em Delphi. Conforme Figura 01.

Figura 01 – 1ª Etapa do projeto

Índice:2
1. Fonte de Alimentação3
1.1 Saída da fonte de alimentação3
1.2 Acionando a fonte ATX4
2. Motores de Passo5
2.1 Descobrindo o pino comum5
2.2 Descobrindo a seqüência das bobinas7
2.3 Passos do Motor8
2.4 Controle da velocidade9
2.5 Precisão do Motor9
3. A porta paralela9
4. Circuito para controle dos motores pela porta paralela10
4.1. Montagem em ProtoBoard10
5. Listagem de peças utilizadas13
6. Montagem mecânica14
7. O software de controle15
7.1. Enviando comandos para a porta paralela16
5.2. Acionando o motor para frente17
5.3. Acionando o motor para trás17
5.4. Ajustando a velocidade do motor17
8. Conclusões e atividades futuras do projeto17
8.1. Controlar mais de 02 motores17
8.2. Controlar motores via Joystick17
8.3. Melhoria na montagem mecânica17

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1. Fonte de Alimentação

Utilizamos 01 fonte ATX de computador de 400W como fonte de alimentação dos motores e de todo circuito do braço mecânico. Conforme Figura 02.

Figura 02 – Fonte ATX de alimentação utilizada em computadores.

1.1 Saída da fonte de alimentação

A fonte de alimentação tem entrada de 110V ou 220V e saídas de 5V e 12V. Tensão de

5 volts entre os pinos vermelho e preto e tensão de 12 volts entre os pinos amarelo e preto. Conforme Figura 03 e 04.

Figura 03 – Fonte ATX de alimentação, pino amarelo 12V

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Figura 04 – Fonte ATX de alimentação, pino amarelo 5V

1.2 Acionando a fonte ATX

Ao ligar a fonte na tomada, a mesma não aciona, ou seja, o ventilador interno não liga e nem há tensão nos pinos de saída. Para fazer a fonte funcionar, é necessário curto- circuitar os pinos verde e preto do cabo que sai da fonte para a placa mãe. Conforme Figura 05.

Figura 05 – Curto-cirtuito dos pinos preto e verde para acionamento da fonte.

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2. Motores de Passo

Utilizamos para mover o braço mecânico, 02 motores de passo de 12V, 330 mA, 36 ohm, X graus e X passos. A fonte utilizada no projeto deve ser capaz de fornecer a corrente total necessária aos motores, neste caso 2x330mA = 660mA.

2.1 Descobrindo o pino comum

O primeiro passo para se utilizar um motor de passo é descobrir o pino ou os pinos comuns do motor. Os motores de passo utilizados tem 06 fios, nesse caso há 02 fios comuns que devem ser curto-ciruitados. Nos motores de 06 fios, há na verdade 02 grupos separados de 03 fios, para cada um dos grupos de 03 fios há 01 fio comum.

Para descobrir os fios comuns do motor, utilizamos um multímetro na escala ohm, e conectamos um fio qualquer ao pólo negativo do multímetro e depois conectamos cada um dos 02 outros fios do grupo ao pólo positivo do multímetro. A resistência entre o comum e os outros dois fios do motor é sempre a menor resistência (Ver Figura 08 e 09). Caso a resistência lida seja 1 indica que você está lendo fios de grupos diferentes, neste caso desconsiderar a medição (Ver Figura 07).

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Figura 07 – Medição de resistência de fios de grupos diferentes do motor. Desconsiderar este tipo de medição.

Figura 08 – Medição de resistência de fios de do motor. Valor lido de 73,5 ohm, maior do que o valor indicado na Figura 09. Ou seja não é o comum.

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Figura 09 – Medição de resistência de fios de do motor. Valor lido de 36,7 ohm, menor do que o valor indicado na Figura 08. Ou seja é o comum.

2.2 Descobrindo a seqüência das bobinas

Depois de descobrir o pino comum do motor, é preciso descobrir a seqüência das bobinas para o correto acionamento do motor. Para descobrir a seqüência das bobinas, prendemos um pedaço de fita isolante ao eixo do motor de forma a facilitar a visualização dos movimentos do mesmo, conectamos os fios comum do motor ao pólo negativo da fonte de alimentação e com o pólo positivo da fonte de alimentação alimentamos os terminais do motor. Ao alimentar os terminais o eixo do motor se movimenta. Caso os fios de dados do motor não estejam conectados corretamente a movimentação do motor será desordenada, hora indo para frente e hora indo para trás. É necessário alterar a posição dos fios até que ao alimentar cada um dos terminais seqüencialmente, o motor gire de forma ordenada, avançando sempre que uma nova bobina é alimentada.

Conforme Figura 10.

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Figura 10 – Fita isolante no eixo do motor e identificação das bobinas através do movimento do motor.

2.3 Passos do Motor

A forma de operação do motor irá depender da necessidade do sistema, há casos em que o torque é importante e em outros em que necessita-se de uma velocidade maior. Por isso a forma de atuação do motor é regida por passos segundo a tabela a seguir

Passo Características

Passo Completo 1(Full-Step) -Somente uma bobina é energizada a cada passo -Menor torque

Passo Completo 2 (Full-Step) -Duas bobinas são energizadas a cada passo -Maior torque

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