Projetos educacionais de robótica normalmente se baseiam em componentes discretos muito comuns como transistores, circuitos integrados de funções convencionais como os TTL e CMOS e eventualmente terminal com aplicações simples com alguns microcontroladores. No entanto, o maker avançado interessado em robótica pode ir muito além.
No mercado está disponível uma infinidade de componentes especialmente desenvolvidos para aplicações avançadas de robótica que podem resultar em projetos fantásticos, tanto com finalidades didáticas para os cursos de engenharia e técnicos como TTCs, como também projetos que podem resultar em produtos a serem industrializados ou propostos em eventos de ponta como a Campus Party. Neste artigo trataremos destes componentes. Newton C. Braga
A robótica avançada com aplicações em IoT, indústria, Automação Comercial e Residencial, embarcada, etc. pode ter projetos muito avançados se fizer uso de componentes especialmente desenvolvido para as aplicações mais modernas, levando em conta fatores muito importantes em nossos dias como eficiência energética, custo, tempo de chegada ao mercado e muito mais.
A Mouser Electronics distribui componentes dos mais importantes fabricantes de produtos destinados a estas aplicações. São produtos de ponta reunindo o que há de mais moderno, possibilitando assim a criação de projetos que dificilmente podem encontrar concorrência, atendendo aos mercados mais exigentes e os professores que querem que seus alunos estejam em dia com as tecnologias mais avançadas ao criar seu trabalho no setor.
A seguir, selecionamos alguns produtos novos que podem ser usados nestes projetos, lembrando que nos links dados os leitores poderão ter acesso a todas as informações que necessitam, indo da documentação técnica, application notes aos datasheets.
Também podem ser encontrados artigos técnicos importantes para enriquecer seu cabedal de conhecimentos sobre o assunto, facilitando assim a realização de projetos que envolvam criatividade e visão de mercado.
Sensores
Nos projetos robótica se pode contar com uma infinidade de tipos de sensores adaptados às mais diversas finalidades. Nos dias atuais temos o destaque para os sensores que podem reconhecer imagens e nelas gestos ou movimentos. Damos alguns exemplos.
A Mouser Electronics, por exemplo, conta em seu estoque com 6 139 sensores diferentes (no momento em que escrevemos este artigo), com destaque para os seguintes.
VEML6075 – Sensor Ultravioleta (UVA e UVB) da Vishay
Este é um sensor para radiação Ultravioleta A e B (UVA e UVB) da Vishay para aplicações diversas, com destaque para robótica industrial e médica. O sensor pode ser acoplado a um microcontrolador através de interface I2C, conforme mostra a figura 1.
Ele exigindo apenas um capacitor externo de desacoplamento de fonte e dois resistores pull-up na saída de 2k2. Informações completas, inclusive o datasheet podem ser acessados no link: https://www.mouser.com/ProductDetail/Vishay-Semiconductors/VEML6075?qs=sGAEpiMZZMs0JOhy9PM0UfRSNnuY02O78ANpABQkWUUjZ%252bNzApeHmw%3d%3d
OTP3001-Q1 – Sensor de Luz Ambiente
Este sensor de luz ambiente da Texas Instruments é indicado para aplicações que precisam dar indicações seguras sobre a intensidade de luz ambiente, mas de acordo com a curva de sensibilidade do olho humano. Desta forma, robôs, automatismos diversos que empregam este sensor podem ter um comportamento semelhante ao ser humano quando sensoriam a luz de ambiente.
O sensor opera com tensões de 1,6 V a 3,6 V e tem o diagrama funcional mostrado na figura 2.
Conforme podemos observar a saída é I2C possibilitando assim seu acoplamento direto de forma simples a um microcontrolador. O datasheet assim como informações de compra podem ser obtidos no link https://www.mouser.com/ProductDetail/Texas-Instruments/OPT3001IDNPRQ1?qs=sGAEpiMZZMs0JOhy9PM0Ud0M8pLxM4QHxPW8HNdd%2f850HPo3n99lGg%3d%3d
APDS-9960 – Sensor de Proximidade e Gestos
O APDS-9960 é um sensor digital de proximidade, luz ambiente, RGB e destos da Avago Technologies. Este sensor, extremamente pequeno, pois mede 3,94 x 2,36 x 1,35 mm usa quatro foto-diodos para sensoriar gestos em quatro direções e também movimentos. Ele pode detectar movimentos para coma e para baixo e esquerda-direita com precisão.
Na figura 3 temos o diagrama de blocos funcional deste componente.
Observe que a saída é feita por interface I2C e a taxa de dados é de 400 kHz, havendo um pino dedicado para interrupções. Mais informações, inclusive datasheet podem ser acessados em: https://www.mouser.com/ProductDetail/Broadcom-Avago/APDS-9960?qs=sGAEpiMZZMs50KUSuyRkpicMqIRbf0bO4nFNrtxeRkAlha9g50Agow%3d%3d
No site da Mouser podem ser obtidas também placas de desenvolvimento de diversos fabricantes como a Silicon Labs, DF Robot, MikroElektronica, Melexis, Sparkfun, MAS, Analog Devices e muitos outros.
Circuitos Atuadores e Shields
Para acionamento de servos, relé,s solenoides, motores, cargas de potência em aplicações robóticas existem milhares de alternativas que dependem da aplicação.
Não basta em muitos casos um simples circuitos atuador. Características adicionais importantes como proteções, sensoriamento, etc. podem ser importantes num projeto avançado. Destacamos algumas disponíveis na Mouser Electronics.
OPT-5DC/230AC/1 – Relé de Estado Sólido
Este componente da Phoenix Contact tem uma entrada de 5 VDC e pode controlar cargas de 24 a 253 V com corrente AC de 0,75 A. Na figura 4 temos as dimensões e o circuito equivalente deste componente.
A corrente típica de disparo é de 7 mA e a frequência de transmissão de 10 Hz. Veja datasheet em: https://www.mouser.com/ProductDetail/Phoenix-Contact/2982139?qs=sGAEpiMZZMu%252bisyu8Ze4r4Fh0xoGrJ9SplfvxxrtDf5pS9Q%2fBofpUQ%3d%3d
1438 – Ferramenta de Desenvolvimento Para Controle de Motores com Arduino
O Shield 1438 Adafruit Motor Shield para Arduino da Adafruit consiste numa ferramenta de desenvolvimento para controle de motores de corrente contínua (até 4 motores DC), ou dois motores de passo e ainda servos.
Com este shield é possível controlar correntes de até 1,2 A por canal e picos de 3 A em 20 ms, e graças aos MOSFETs usados, a queda de tensão no motor é muito menor obtendo-se maior torque em relação à versão anterior.
O chip PWM está on-board, e também existe a possibilidade de se usar interfaceamento I2C.
O datasheet de 43 páginas disponível no link abaixo detalha o modo de se usar o 1438. Veja em:
https://www.mouser.com/ProductDetail/Adafruit/1438?qs=sGAEpiMZZMsMyYRRhGMFNt5XOjY1hnMUfkOfagoX%252brE%3d
130-35000 – Kit de Shields Robóticos para Arduino
Este kit da Parallax é indicado para aplicações didáticas contendo 40 aplicações hands-on permitindo a montagem do Boe-Bot um robô educacional.
Veja mais em: https://www.mouser.com/ProductDetail/Parallax/130-35000?qs=sGAEpiMZZMsX5uKaQNUXiZW5dyqjRqZr
DEV-14352 – Shield Qwic para Arduino
Este produto da Sparkfun consiste num shield para Arduino co, barramento I2C convertendo 5 V em 3,3 V para o sistema Qwic da empresa.
Veja mais, inclusive vídeo em: https://www.mouser.com/new/sparkfun/sparkfun-qwiic-shield/
AMW006/AMW106 – Módulo Wi-Fi
São módulos Wi-Fi 802-11 para Shields Wi-FI, USB-UART para Arduino da Silicon Labs. A alimentação é de 3,3 V com fonte simples, mas todos os pinos são tolerantes a 5 V.
O padrão Wi-Fi usado é o IEEE 802.11b/g/n de 2,4 GHz e inclui suporte para segurança. A RAM é de 96 kB.
Acesse datasheet e demais informações necessárias a um projeto em: https://www.mouser.com/ProductDetail/Silicon-Labs/AMW106-A02?qs=sGAEpiMZZMtWuggIubTlfwBpTJlVRpwk3l6J08Fv80o%3d
Na figura 4 temos o diagrama de blocos deste produto.
Evidentemente, não temos espaço para colocar num único artigo todos os produtos para robótica que podem ser obtidos quando se pensar na realização de um projeto avançado.
O que mostramos fomos exemplos selecionados dentre as mais modernas tecnologia,s muitos deles novos produtos disponibilizados pela Mouser, mas uma pesquisa por função, fabricante ou mesmo características permite acessar muitos outros.
