Competição! Palavra chave para estimular o aprendizado em Mecatrônica e, nesse quesito, o Kit 9790 Robolab da LEGO Dacta dá um show em termos didáticos e facilidade de uso. O objetivo deste artigo é mostrar como funciona em linhas gerais este kit, construindo um robô capaz de detectar um obstáculo através de suas "antenas" e desviar-se do mesmo. O ponto forte deste material é a simplicidade em projetar e desenvolver os programas para do robô. Essa facilidade está fazendo que o kit seja adotado em diversas escolas do país.
Nota: O artigo saiu na revista Mecatrônica Fácil de março de 2002
A atividade mais comum exercitada nas escolas com este kit, proposta pela própria LEGO, é a competição chamada "Enlatado". Nela se definem vários grupos que têm como meta montar e programar um robô que possa retirar latas de um campo específico, conforme ilustra a figura 1. Ganha a competição o grupo cujo robô retire o maior número de latas em dois minutos.
Um Guia de Atividades chamado "Notas do Professor", inclui informações detalhadas sobre a competição "Enlatado", bem como a descrição e especificação para nove competições (desafios) adicionais.
O interessante no material é que nada vem "pronto", ou seja, tudo está desmontado e os manuais dão apenas sugestões de como fazer alguns tipos de acionamento e de programação. Portanto, a criatividade e a percepção são exigidas ao máximo. Como o ambiente é de disputa, existe naturalmente, a união do grupo, e o material do professor orienta como montar essa equipe e aproveitar o máximo de cada elemento do grupo, delegando tarefas e responsabilidades. Como exemplo, temos o especialista em “comunicação", que é o encarregado por promover a equipe e o evento. Essa pessoa terá que utilizar e desenvolver outros conhecimentos, além daqueles que estão relacionados à Mecatrônica.
Para os alunos pode ser uma experiência muito gratificante, pois eles vão, de certa forma, gerenciar um projeto complexo do começo ao fim, além de lidar com dificuldades técnicas e de relacionamento com pessoas, sem contar que tudo isso tem uma "pitada" de competição, considerando-se que todas as equipes querem vencer. Qualquer semelhança com a vida real dentro de uma empresa é mera coincidência!
A figura 2 mostra alunos do SENAI de Sorocaba em plena competição do "Enlatado", um grande evento feito na escola que movimentou todo o corpo discente e docente além da sociedade próxima da escola (parentes, vizinhos e amigos dos alunos).
O conjunto Desafio em Grupos é composto por aproximadamente 700 peças (figura 3). A seguir, detalharemos as principais:
A figura 4 exibe o Tijolo RCX, que é o "cérebro" do sistema. Nele, armazenamos os programas que serão executados. Ele tem os drivers de acionamento dos motores, gerencia os sensores e também toca música.
A figura 5 apresenta a torre de transmissão. Ela é ligada ao PC (ou Macintosh) através de um cabo serial. Os dados são transmitidos e recebidos do Tijolo RCX por meio de luz infravermelha (como nos controles remotos de TV). A figura 6 ilustra em detalhes onde fica o transceiver tanto da Torre como do tijolo RCX.
A figura 7 detalha os conjuntos de engrenagens disponíveis, com as quais conseguimos até montar um eixo com diferencial (figura 8). Essas engrenagens são facilmente montadas em conjunto com os dois motores disponíveis (figura 9).
Além dos tradicionais blocos do LEGO (figura 10), temos até alguns elementos com requintes para enfeitar as montagens (figura 11).
O software ROBOLAB que foi desenvolvido em conjunto com a National Instruments, é um poderoso ambiente de programação visual de fácil aprendizagem e utilização. Uma vez instalado o ambiente ROBOLAB, podemos assistir a um pequen6 filme que ensina como fazer a comunicação com o RCX e a conexão com sensores e motores (figura 12).
A figura 13 anuncia o ambiente de programação do ROBOLAB com um programa que gerencia o robô "bate-volta", que construiremos a seguir. Podemos notar que a programação é totalmente visual onde temos vários blocos de funções interligados. A figura 14 ilustra a paleta de funções junto com a janela de ajuda explicando a função reverter.
A tabela 1 mostra as funções utilizadas no nosso programa.
Na sequência, vamos mostrar como construir um robô utilizando este programa.
Quando abrimos a caixa pela primeira vez, ficamos assustados! São muitas peças, mais de 700. Passado o susto, vem a dúvida: como seria o nosso robô? Não tínhamos nenhum projeto de um robô totalmente pronto. Dispúnhamos somente do material da Lego que sugere alguns modelos de bases de robôs e seu tipo de acionamento. Após várias discussões e tentativas, chegamos a um consenso: o nosso robô teria esteira e seria do tipo bate-volta, um robô bonito do tipo explorador marciano, fácil de montar e programar, como pode ser observado na nesta página. Então, mãos à obra!
Comece a montar um conjunto de tração de uma esteira com as peças exibidas na figura 15, observe que próximo de uma das rodas temos uma engrenagem que irá se acoplar ao motor mais adiante. Monte dois conjuntos simétricos. Em seguida, construa uma base com os motores e engrenagens de tração. A figura 16 ilustra as peças utilizadas. Agora chegou a hora de juntar as duas partes de tração com os motores, veja a sequência nas figuras 17 e 18.
Pronto, já temos uma base montada (figura 19), nela iremos colocar o tijolo RCX com o sensor de infravermelho virado para a traseira do robô (a frente é onde estão os motores), veja detalhe na figura 20.
A figura 21 ilustra a colocação de um suporte que irá fixar o conjunto de antenas do robô cujas peças são mostradas na figura 23. Isso feito, vamos ligar os motores ao tijolo RCX (figura 22) e colocar os sensores de micro chave (figura 24).
Agora podemos colocar o conjunto das antenas em seu lugar, conforme mostra a figura 25. Feito isso, vamos fazer as ligações entre o tijolo RCX e os sensores conforme figuras 26 e 27. Para finalizar a montagem mecânica, colocamos a base superior do suporte das antenas ilustrado na figura 28.
Temos o robô pronto, mas para deixá-lo mais bonito e cibernético, colocamos alguns detalhes para enfeitá-lo como as mangueiras (figura 29) e uma antena parabólica (figura 30).
Para dar inteligência ao nosso robô usamos o programa já ilustrado na figura 13, que teve o seu funcionamento descrito anteriormente, fazendo com que o nosso robô ande para frente e, quando bater em um obstáculo, volte para trás, vire para esquerda e recomece a andar para frente.
Para transferir o programa ao robô, conecte a torre de infravermelho no PC e posicione-a de frente ao sensor de infravermelho do tijolo RCX (figura 31) utilizando o ambiente de programação do Robolab no PC.
Neste momento é só colocar o nosso robô no modo "Run" (figura 32) e vê-lo andar!
Este artigo demonstrou a facilidade de montagem e programação do robô utilizando os kits da Lego Dacta. O que ele não mostrou, foi a interação entre as pessoas no laboratório da Redação para a montagem do robô. A curiosidade, as ideias surgidas, os protótipos, os testes, enfim... O ambiente ficou altamente contagiado por esta proposta da LEGO! Acreditamos ser essa a mais importante peça do kit.
Se você está pensando em montar um laboratório de Robótica, Treinamento ou simplesmente fazer experiências, os conjuntos da LEGO Dacta podem ser uma excelente escolha.
