Podemos desenvolver projetos de animatrônicos (fantoches robotizados) utilizando os recursos da programação LOGO. Este artigo inicia uma série que irá explorar um pouco esse universo.
Nota: este artigo foi publicado na revista Mecatrônica Fácil de julho de 2003
O termo "animatrônica" (anímatronics em inglês), foi usado pela primeira vez pelos engenheiros da "Walt Disney lmagineering Company" no início de 1960, para descrever o movimento dos modelos e figurinos que eram expostos na Disneylândia. Desde o início do cinema, era responsabilidade do departamento de efeitos visuais providenciar mecanismos próprios e, com o público aumentando e tornando-se mais crítico, novas técnicas tiveram que ser desenvolvidas para animação de modelos e, assim, o termo "animatrônica" foi• adotado para descrever essas técnicas.
Atualmente, podemos ver os animatrônicos em museus, parques temáticos e principalmente no cinema.
Este artigo inicia uma série que irá mostrar como utilizar a programação LOGO em animatrônicos. Com o LOGO podemos acionar dispositivos, ler sensores e gerar sons, o que possibilita, por exemplo, fazer um boneco falar e mexer a boca quando chegamos perto dele.
Podemos dividir um animatrônico em partes:
1- Mecânica;
2- Sistemas de acionamento dos movimentos;
3- Sistemas eletrônicos e de áudio;
4- Acabamento artístico.
A mecânica é a estrutura interna que suporta e dá forma ao animatrônico, a qual podemos considerar como o esqueleto do sistema.
Os sistemas de acionamento dos movimentos podem ser eletromecânicos (solenoides, motores e servomotores), pneumáticos ou hidráulicos, e são responsáveis por acionar as partes móveis da estrutura mecânica como, por exemplo, a boca ou os olhos.
Os sistemas eletrônicos são responsáveis pela lógica de acionamento. Assim, podemos sincronizar o movimento da boca com o dos olhos e, sincronizando-o com o sistema de áudio, o animatrônico pode emitir sons ou falar. Como sistemas eletrônicos podemos mencionar os de rádio controles para aeromodelos, computadores, microcontroladores, entre outros (figura 1). Com o acabamento artístico, os detalhes são colocados tais como peles, cabelos etc.
O LOGO COMO PROGRAMA DE CONTROLE DE ANIMATRÔNICOS
Pelo fato de ser uma linguagem de programação e conseguir utilizar todos os recursos do PC, como os controles de I/Os e de sons, o LOGO atende perfeitamente essa tarefa. Todos os recursos que são necessários já foram apresentados em outros artigos, portanto, o leitor que está acompanhando a sequência não terá grandes dificuldades. Já para os que estão iniciando, vale a pena ler esses artigos e praticar o uso do ambiente SuperLogo do Nied (www.nied.unicamp.br). Independentemente disso, explicaremos como fazer os programas e disponibilizá-los no site da revista (www.mecatronicafacil.com.br)
FAZENDO UM PROJETO SIMPLES
O leitor pode estar pensando: "Deve ser muito caro fazer um animatrônico. Imagine quanto não custa fazer um Dinossauro?".
Realmente, se quisermos fazer algo bem sofisticado e realista, teremos que investir em equipamentos, sistemas e materiais, o que poderá inviabilizar o nosso animatrônico. Como atividade faremos algo bem simples empregando materiais • de baixo custo para incentivar o leitor a entrar nesse mundo da animatrônica. Então, Mãos à obra!
Primeiro passo - definir o que vamos fazer
Como dissemos que queríamos algo simples e de baixo custo com materiais fáceis de encontrar, decidimos fazer uma cabeça de tubo plástico que movimenta a boca através de um motor com. redutor. Assim sendo, podemos controlar o movimento da boca e emitir sons com ajuda do PC. Dessa forma, o nosso animatrônico, que batizamos de "Tubotron" (figura 2), quando em funcionamento, dará a impressão de estar falando.
Segundo passo - fazer a mecânica
Utilizamos tubos de PVC para fazer a cabeça, a boca e o suporte da cabeça. Este material é fácil de encontrar em qualquer loja de material de construção. Usamos uma base de madeira para fixar a cabeça e o sistema de acionamento da boca.
Acompanhe a sequência de montagem nas figuras 3 a 11. Note que não utilizamos cola, e sim parafusos para fixar o pescoço e a boca. Até a fixação na madeira é encaixada. Isso facilita o transporte e a manutenção do Tubotron.
Terceiro Passo - fazer o sistema de acionamento
Nós utilizamos um motor de corrente contínua com redutor. Adaptamos uma biela com chapa de alumínio e parafuso (figuras 12 a 14), o que vai transformar o nosso movimento circular do motor em movimento linear para movimentar a boca. Colocamos um arame para interligar a biela a boca. Aqui, o leitor deve prestar muita atenção para obter o movimento desejado. Analise a figura 15 e veja como funciona o sistema e os movimentos.
Quarto Passo - fazer o controle eletrônico
O controle eletrônico é feito para ligar/desligar o motor através de um relé. A figura 16 mostra o esquema eletrônico e a figura 17 o circuito montado.
Quinto Passo - fazendo o programa
O nosso programa írá controlar a boca e emitir sons através da placa de som do PC.
Para mexer a boca, temos o procedimento "falar":
aprenda falar
portasaídab 888 1
fim
Para parar de falar, temos o procedimento parar_de_falar
aprenda parar_de_falar
portasaídab 888 0
fim
TESTE O SISTEMA MECÂNICO EXECUTANDO OS PROCEDIMENTOS ACIMA
Grave algumas frases utilizando o gravador de som do Windows, use algum diretório fácil de digitar, por exemplo: "C:\LOGO".
Como sugestões de frases, podem ser:
Frase1.wav → Oi, eu sou um animatrônico, sou todo feito de tubo plástico e acionado por um PC. Meu nome é Tubotron. Qual é o seu?
Frase 2.wav → Não entendi! Você pode repetir?
Frase 3.wav → Bonito nome. Infelizmente não posso mais conversar, pois estou programado para desligar. Até mais tarde, tchau!
Agora, execute o procedimento abaixo e veja o seu animatrônico funcionando!
aprenda Tubotron
espere 180
falar
toquewave "c:\\logo\\Frase1.wav 0
parar_de_falar
espere 180
falar toquewave "c:\\logo\\Frase2.wav 0
parar_de_falar
espere 180
falar
toquewave "c:\\logo\\Frase3.wav o
parar_de_falar
fim
Sexto Passo - Acabamento Artístico
Agora entra a criatividade do leitor, que poderá decorar o Tubotron da maneira que achar mais interessante (figuras 18 e 19).
Sétimo Passo - Alterando o projeto
Aqui entra novamente a criatividade do leitor, podendo o mesmo incluir novos movimentos como mexer olhos, girar a cabeça, entre outros. Também é possível fazer uma estrutura maior simulando um corpo. Na área de programação, pode-se incrementar colocando novas funções. Alterar o movimento da boca, ligando e desligando o relé, fazendo com que e velocidade do movimento se altere. Pode-se ainda colocar um sensor de boca fechada e sempre desligar o motor quando a boca estiver fechada.
CONCLUSÃO
Assim, terminamos a nosso primeiro artigo da série de animatrônicos junto com LOGO. Esperamos ter atingido o objetivo de colocar os conceitos básicos de animatrônica, incentivando o leitor a se desenvolver mais nesse assunto. Nos próximos artigos iremos explorar animatrônicos mais sofisticados. Até lá e bons projetos!
