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Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2017
CONSTRUÇÃO DE UMA PLATAFORMA ROBÓTICA
DE STEWART
Trabalho de Conclusão de Curso de graduação apresentado a Pontifícia
Universidade Católica do Rio Grande do Sul como requisito parcial para a
obtenção do título de Engenheiro Eletricista.
Aluno: João Berlese Oliveira Gindri Martins Orientador: Prof. Dr. Aurélio Tergolina Salton
1
2
Agradeço a todos, sem exceção.
Obrigado
3
Sumário
Resumo ............................................................................................................................. 5
1 Introdução Geral ....................................................................................................... 6
1.1 Introdução .......................................................................................................... 6
1.2 Descrição do problema ...................................................................................... 8
1.3 Descrição da proposta ....................................................................................... 9
1.4 Principais objetivos .......................................................................................... 10
2.0 Referencial Teórico .............................................................................................. 11
2.1 Manipuladores Paralelos ................................................................................. 11
2.2 Manipulador Plataforma de Stewart ............................................................... 12
2.3 Geometria da Plataforma de Stewart .............................................................. 13
2.4 Coordenadas no espaço de trabalho e de juntas ............................................ 16
2.5 Matriz de Rotação ............................................................................................ 17
2.6 Cinemática Inversa ........................................................................................... 18
3 Metodologia ............................................................................................................ 20
3.1 Introdução ........................................................................................................ 20
3.2 Simulação e Dimensionamento ....................................................................... 21
3.3 Modelagem Mecânica ..................................................................................... 24
3.3.1 Atuador Elétrico Linear........................................................................................ 25
3.3.2 Conjunto Plataforma de Stewart......................................................................... 32
3.4 Eletrônica ......................................................................................................... 35
3.4.1 Barramento de comunicação (RS-485) ............................................................... 37
3.4.2 Slave .................................................................................................................... 39
3.4.3 Montagem ........................................................................................................... 44
3.5 Programação e Controle .................................................................................. 45
3.5.1 Programação ....................................................................................................... 45
3.5.2 Controle ............................................................................................................... 46
4 Resultados Experimentais ....................................................................................... 47
4.1 Mecânica .......................................................................................................... 47
4.2 Hardware e eletrônica ..................................................................................... 50
4
4.3 Firmware e Controle ........................................................................................ 52
5 Conclusão ................................................................................................................ 54
Bibliografia ...................................................................................................................... 55
Apêndice ......................................................................................................................... 56
5
Resumo
A plataforma de Stewart é um dos mais comuns gêneros de manipuladores
paralelos, possuindo seis atuadores lineares e igualmente seis graus de liberdade de
movimentação. Apresentando superioridade em precisão e capacidade de carga quando
comparada com modelos robóticos com mecanismos seriais. Neste contexto, o presente
trabalho estuda, simula, modela e executa a criação deste manipulador paralelo. Tendo
enfoque posteriormente como trabalho de base para futuros projetos na área de pós-
graduação em Engenharia de Controle e Automação, estruturando os primeiros passos
para um amplo estudo sobre as possíveis e mais adequadas formas de se controlar tal
manipulador. Atendo-se principalmente a construção mecânica, desenvolvimento de
hardware e firmware de base. Fazendo com que projetos posteriores venham a
trabalhar de forma mais “limpa e alto nível”, focando devidamente em suas aplicações.
Visando sempre facilitar a sua construção através das peças fornecidas em mercado
local, sendo toda a plataforma confeccionada com material disponível em âmbito
nacional.
Palavras-chave: Plataforma Stewart, Robótica, Automação, Modelagem, Manipulador
Paralelo.
6
1 Introdução Geral
1.1 Introdução
A Plataforma de Stewart, nomeada desta forma devido seu criador [1], é um atuador paralelo
atuador paralelo [2], pois possui seis atuadores lineares [3] trabalhando paralelamente, conforme
Figura 1. Onde os movimentos conjuntos e sincronizados de tais mecanismos
posicionam a estrutura que se situa no topo da plataforma.
Figura 1: Plataforma Robótica de Stewart [13].
Tal manipulador paralelo apresenta diversas vantagens quando equiparado com
atuadores seriais, sendo elas, rigidez estrutural elevada, alta precisão de
posicionamento e capacidade de carga elevada quando equiparado ao torque relativo
exigido ao motor [3] [4]. Tais motivos em conjunto com os seis graus de liberdade [5],
7
derivados da topologia de atuador paralelo adotada, fazem da Plataforma de Stewart
um excelente simulador de voo ou de movimentos de alta precisão em geral.
Com base nestes fatores, o presente trabalho propõe-se a realizar a construção
de tal simulador de movimentos, tendo enfoque no uso acadêmico em loco da
Universidade. Para o desenvolvimento de tal protótipo robótico será efetuado um
estudo abordando a geometria e a cinemática envolvida, além de simulação e
modelagem de todos os mecanismos necessários.
Para tal, o presente trabalho fora dividido em quatro partes principais: No item
Introdução Geral será descrito o problema escolhido para ser estudado, o teor da
proposta e as principais contribuições do presente trabalho. Posteriormente um
referencial teórico será apresentado, trazendo embasamento ao projeto. Em
Metodologia, descreve-se a metodologia utilizada na realização do presente trabalho e
as ferramentas de desenvolvimento utilizadas na sua elaboração. Na seção Resultados
Experimentais apresenta-se o protótipo construído e os resultados experimentais
obtidos.
Ao final deste trabalho serão apresentadas uma conclusão e uma referência
bibliográfica detalhada.
8
1.2 Descrição do problema
O desenvolvimento deste Trabalho de Conclusão de Curso está associado a um
projeto de pesquisa a cargo do GACS – Grupo de Automação e Controle de Sistemas da
PUCRS, o qual consiste no desenvolvimento de mecanismos para estudo e aplicação do
estado da arte em técnicas de controle.
Atualmente, alguns projetos envolvendo a Plataforma de Stewart já haviam sido
realizados dentro da Universidade, contudo, os mecanismos envolvidos eram
consideravelmente simples, visando em grande parte somente a visualização da teoria
na prática, mas ficando limitado a pequenos ensaios, conforme a Figura 2.
Figura 2: Protótipo com servo motores e acrílico de uma Plataforma de Stewart.
Tendo em mente que a demanda para com protótipos mais robustos era algo de
suma necessidade, e que para real testabilidade dos algoritmos produzidos em loco o
meio para tal não poderia ser defectivo, tal como era até então. Fez-se necessário novos
e melhores protótipos robóticos.
9
1.3 Descrição da proposta
É importante frisar que este Trabalho de Conclusão faz parte de um projeto mais
amplo, que tem como foco objetivos fora do escopo do mesmo, mas de vital importância
para o funcionamento total dentro de seu nicho institucional.
Neste contexto, o presente trabalho tem como proposta principal o
desenvolvimento completo de uma Plataforma Robótica de Stewart, o qual deve ser
capaz de ser posteriormente controlado de forma totalmente independente de detalhes
menores relacionados ao processo para sua construção estrutural. Tendo foco em um
modelo de aplicação industrial.
Para atingir a proposta principal, foram definidos os seguintes objetivos
específicos:
Levantamento dos dados necessários a respeito da geometria e cinemática.
Simulação e especificações dimensionais.
Dimensionamento e especificações técnicas dos recursos.
Modelagem mecânica do Atuador Linear.
Desenvolvimento do Atuador Linear.
Modelagem mecânica da Plataforma de Stewart utilizando os Atuadores
Lineares previamente produzidos.
Desenvolvimento da Plataforma de Stewart.
Modelagem da eletrônica envolvida, bem como drivers, controladores,
barramento de comunicações, sistema de alimentação e afins.
Desenvolvimento da eletrônica.
Programação e desenvolvimento do firmware.
10
1.4 Principais objetivos
O objetivo direto deste trabalho é a produção de um mecanismo robótico.
Contudo, acima da criação de um autômato se dá a necessidade por parte do autor da
criação de uma peça no estado da arte da Engenharia Mecatrônica, ultrapassando
barreiras a respeito de protótipos robóticos criados dentro da Academia. Visando a
perfeição no que condiz a funcionamento, design, portabilidade e acabamento.
Tal projeto tenta demonstrar a possibilidade de proximidade entre a
Indústria/Mercado e a Academia, trazendo de forma palpável e real resultados
significativos, mesmo com orçamento reduzido e demandas acadêmicas. Quer-se assim,
demonstrar que as ações dos indivíduos dentro deste nicho não precisão beirar somente
o esotérico, que é possível ser prático, funcional e aplicável.
Para atingir tais objetivos, foi traçado os seguintes objetivos alvos:
Produção de uma peça no estado da arte da engenharia, ficando para posterior
usufruto da entidade Acadêmica.
Dar o exemplo e incentivar a produção qualificada de protótipos robóticos.
Construir, literalmente, uma plataforma de desenvolvimento contínuo, visando
criar degraus para que outros possam ascender.
Produção de material e metodologias através de documentação de todo o
processo.
11
2.0 Referencial Teórico
2.1 Manipuladores Paralelos
Para fundamentar o estudo dos Manipuladores Paralelos é importante introduzir
os principais conceitos relativos às estruturas cinemáticas abertas e fechadas.
Sendo as estruturas cinemáticas abertas compostas de elos binários [6], o que
significa que estes elos podem ser ligados apenas a outros dois elos, sendo o elo base e
o final ligados a um único elo, formando assim, uma cadeia aberta, conforme a Figura 3.
Figura 3: Estrutura cinemática aberta [7].
No caso das estruturas cinemáticas fechadas, o arranjo de elos é tal que existe
pelo menos um laço fechado, resultando em uma cadeia fechada, conforme a Figura 4.
Vale frisar, que os graus de liberdade relativos aos deslocamentos das juntas inferiores
(que tocam a base) estão restringidos, caracterizando um efeito semelhante ao da
existência de um elo entre essas juntas.
Figura 4: Estrutura cinemática fechada [7].
De forma geral, um Manipulador Paralelo é um mecanismo de cadeia cinemática
fechada, cujo elemento efetuador está ligado à base através de várias cadeias
cinemáticas independentes [2].
12
2.2 Manipulador Plataforma de Stewart
Conforme já comentado o Manipulador Plataforma de Stewart é um mecanismo
de 6 graus de liberdade (três graus de translação e três graus de orientação angular)
composto por uma região superior, denominada plataforma móvel, uma região inferior,
denominada base fixa, e por 6 atuadores lineares, os quais conectam a plataforma
móvel com a base fixa [7]. Na Figura 5, é apresentada uma arquitetura generalista do
Manipulador Plataforma de Stewart ou simplesmente Plataforma de Stewart[8].
Figura 5: Configuração genérica de uma Plataforma de Stewart [7].
O Manipulador Plataforma de Stewart, por ser um robô do tipo paralelo [8],
apresenta diversas vantagens, tais como, rigidez mecânica, elevada precisão e baixa
demanda de torque em relação a carga empregada sobre a plataforma móvel [2] [4],
conforme já citado. O tipo de junta usada, inferior e superior, não introduz esforços de
flexão nas mesmas, pois impõe unicamente restrições de deslocamentos. Isto, somado
ao fato que o peso da carga é distribuído, permite minimizar a rigidez estrutural dos
atuadores, minimizando a potência e o tamanho necessário para os mesmos.
Devido às supracitadas vantagens, a Plataforma de Stewart pode ser utilizada em
uma grande variedade de aplicações e áreas, tais como indústria manufatureira,
espacial, naval, civil, além de aplicações em entretenimento e na área médica.
13
2.3 Geometria da Plataforma de Stewart
Os sistemas de referência a partir dos quais as coordenadas serão descritas
matematicamente são definidos como sistema de referência “inercial” (𝐵), situado no
centroide da base fixa, e o sistema de referência “móvel” (𝑃), fixado no centroide da
plataforma móvel. Na Figura 6 são apresentadas as representações gráficas dos sistemas
de referência [7] [9].
Figura 6: Sistema de referências usado na Plataforma de Stewart [7].
Os pontos das juntas inferiores com respeito ao sistema inercial são
denominados 𝐵𝑖 , onde o subscrito “𝑖” especifica o número do atuador. Os pontos das
juntas superiores são designados como 𝑃𝑖 , sendo estes definidos com respeito ao
sistema móvel (plataforma) e não ao inercial (base), para obter suas coordenadas no
sistema inercial deve ser aplicada uma transformação matemática por meio de matrizes
de rotação. Este processo de transformação será explicado posteriormente.
Os pontos 𝐵𝑖 e 𝑃𝑖
são escolhidos de forma que eles configuram vértices de
polígonos hexagonais inscritos em circunferências de raios 𝑟𝑏 e 𝑟𝑝 que definem a
geometria da base e da plataforma móvel, conforme Figura 8 e Figura 7,
respectivamente.
14
Para calcular as coordenadas dos vetores 𝐵𝑖 e 𝑃𝑖
, definem-se os ângulos 𝜑𝑏 e 𝜑𝑝,
conforme apresentado na Figura 8 e Figura 7, respectivamente.
Considerando que os pontos de conexão dos atuadores são arranjados em pares,
com intervalos de 120° ao redor dos círculos, que representam a plataforma móvel e a
base [9] [10], pode-se escrever as equações das coordenadas dos pontos 𝐵𝑖 como:
𝐵𝑖 = [
𝑟𝑏 . cos(𝜆𝑖)𝑟𝑏 . sin(𝜆𝑖)
0
]
𝜆𝑖 =𝑖𝜋
3−
𝜑𝑏
2𝑝𝑎𝑟𝑎𝑖 = 1, 3, 5;
𝜆𝑖 = 𝜆𝑖−1 + 𝜑𝑏𝑝𝑎𝑟𝑎𝑖 = 2, 4, 6;
Analogamente, as coordenadas das juntas superiores 𝑃𝑖 são:
𝑃𝑖 = [
𝑟𝑝. cos(𝜗𝑖)
𝑟𝑝. sin(𝜗𝑖)
0
]
𝜗𝑖 =𝑖𝜋
3−
𝜑𝑝
2𝑝𝑎𝑟𝑎𝑖 = 1, 3, 5;
𝜗𝑖 = 𝜗𝑖−1 + 𝜑𝑝𝑝𝑎𝑟𝑎𝑖 = 2, 4, 6;
Figura 8: Definição dos pontos das juntas da
base fixa [7].
Figura 7: Definição dos pontos das juntas da
plataforma móvel [7].
15
As variáveis 𝑟𝑏, 𝑟𝑝, 𝜑𝑏, 𝜑𝑝, juntamente ao comprimento do atuador, incluindo
sua variação quando totalmente recolhido e totalmente estendido podem ser
consideradas como parâmetros que definem a estrutura geométrica de uma Plataforma
de Stewart específica. Sendo os valores dos parâmetros geométricos que definem a
Plataforma de Stewart criada neste trabalho de conclusão de curso dispostos na seção
seguinte (3 Metodologia).
16
2.4 Coordenadas no espaço de trabalho e de juntas
As coordenadas dos seis graus de liberdade da Plataforma de Stewart estão
associadas a movimentos lineares e rotacionais de um corpo rígido. Os movimentos
lineares são os longitudinais (surge), laterais (sway), e verticais (heave). Os movimentos
rotacionais são associados aos ângulos de Euler na forma de rolamento (Roll), arfagem
(Pitch) e guinada (Yaw), adotando a sequência de rotações em torno do eixo-x, do eixo-
y, e do eixo-z [7] [11]. Esta sequência foi adotada no presente trabalho para uso nos
equacionamentos da modelagem dinâmica da Plataforma de Stewart.
Deste modo, pode-se definir o vetor de coordenadas no espaço de trabalho, 𝑋,
como o vetor de deslocamento entre o sistema móvel, situado na plataforma móvel, e
o sistema de referência inercial:
𝑋 = [𝑥 𝑦 𝑧 𝛼 𝛽 𝛾]𝑇
Onde, 𝑥 representa o movimento longitudinal, 𝑦 o lateral, 𝑧 o vertical, 𝛼 a
coordenada de ângulos associada ao rolamento, 𝛽 à arfagem e 𝛾 à guinada.
Sendo possível também representar o vetor 𝑋 por meio de:
𝑋 = [𝑡 𝑇 𝛼 𝛽 𝛾]𝑇
Onde, 𝑡 é o vetor de posição da plataforma móvel, definido desde a origem do
sistema de referência inercial até a origem do sistema de referência móvel. A expressão
de 𝑡 é:
𝑡 𝑇 = [𝑥 𝑦 𝑧]
Por outro lado, no espaço de estados das juntas, as coordenadas podem ser
selecionadas como os comprimentos 𝐿 de cada atuador linear. Assim, o vetor de
coordenadas no espaço de juntas, 𝑞, pode ser definido como:
𝑞 = [𝐿1 𝐿2 𝐿3 𝐿4 𝐿5 𝐿6]𝑇
17
2.5 Matriz de Rotação
A matriz de rotação determinada a partir de rotações sucessivas nos eixos 𝑥, 𝑦,
e 𝑧, que correspondem aos ângulos 𝛼, 𝛽 e 𝛾, respectivamente, é denominada matriz de
orientação. Assim, denomina-se a matriz de transformação das coordenas com respeito
ao sistema móvel para o sistema inercial como matriz de orientação 𝑅𝑃𝐵, sendo ela a
seguinte:
𝑅𝑃𝐵 = 𝑅𝑥(𝛼). 𝑅𝑦(𝛽). 𝑅𝑧(𝛾)
Onde, 𝑅𝑥(𝛼), 𝑅𝑦(𝛽), 𝑅𝑧(𝛾) são as matrizes de rotação em torno dos eixos 𝑥, 𝑦,
e 𝑧 respectivamente, as quais podem ser expressas como:
𝑅𝑥(𝛼) = [
1 0 00 cos(𝛼) −sin(𝛼)0 sin(𝛼) cos(𝛼)
]
𝑅𝑦(𝛽) = [cos(𝛽) 0 sin(𝛽)
0 1 0−sin(𝛽) 0 cos(𝛽)
]
𝑅𝑧(𝛾) = [cos(𝛾) −sin(𝛾) 0sin(𝛾) cos(𝛾) 0
0 0 1
]
Deste modo, qualquer vetor expresso em coordenadas do sistema de referência
móvel pode ser pré-multiplicado pela matriz 𝑅𝑃𝐵para obter as coordenadas do mesmo
com respeito ao sistema de referência inercial.
18
2.6 Cinemática Inversa
Na robótica, a cinemática inversa ocupa-se do problema de determinar os
valores das variáveis de juntas em termos da posição e orientação do efetuador. No caso
da Plataforma de Stewart, consiste na determinação dos comprimentos dos atuadores
lineares associados a um posicionamento desejado da plataforma móvel [12].
Em aplicações onde o controle do robô é implantado no espaço de juntas, as
trajetórias do efetuador são inicialmente planejadas no espaço de trabalho para,
posteriormente, aplicar o equacionamento da cinemática inversa visando obter a
trajetória em termos das coordenadas de juntas.
A aplicação da cinemática inversa na Plataforma de Stewart resulta em somente
uma única solução possível, derivada da topologia de manipulador paralelo, sendo a
solução do problema direta e associada a uma simples equação vetorial.
Na Figura 9 é apresentada a cadeia vetorial que relaciona o vetor de posição da
plataforma móvel, 𝑡 , com o vetor que representa o comprimento do atuador linear 𝑖, 𝑆 𝑖.
Figura 9: Cadeia vetorial usada na orientação da cinemática inversa [7].
19
A partir das definições apresentadas nas Figura 8 e Figura 7, e as relações mostradas
na Figura 9, é possível chegar à seguinte equação vetorial:
𝑆 𝑖 = (𝑅𝑃𝐵. �� 𝑖) + 𝑡 − 𝐵𝑖
O termo (𝑅𝑃𝐵. �� 𝑖) representa o vetor de posição da junta superior 𝑖 com respeito
ao sistema de referência inercial, pois, como já visto, as coordenadas do vetor �� 𝑖 são
expressas com respeito ao sistema de referência móvel. Os valores de �� 𝑖 e �� 𝑖 são
constantes e dependem do número de atuadores 𝑖, enquanto 𝑡 depende da posição do
centroide da plataforma móvel e a matriz 𝑅𝑃𝐵 depende dos ângulos 𝛼 , 𝛽 e 𝛾 . Desta
forma, 𝑅𝑃𝐵 representa a influência do movimento angular no cálculo do vetor 𝑆 𝑖.
Desta forma os vetores de cada atuador, 𝑆 𝑖, podem ser calculados para qualquer
orientação 𝑋 da plataforma móvel.
Finalmente, é ainda necessário calcular os comprimentos dos atuadores a partir
dos vetores 𝑆 𝑖. Por meio da Figura 9, é possível interpretar que o módulo do vetor 𝑆 𝑖 é
equivalente ao comprimento de cada atuador 𝑖, 𝐿𝑖, portando:
𝐿𝑖 = |𝑆 𝑖|
20
3 Metodologia
3.1 Introdução
Nesta seção será descrita a metodologia proposta, indicando as principais etapas
a serem transpostas. Conforme a Figura 10 demonstra, o fluxograma de ações a serem
tomadas para a concretização da Plataforma de Stewart se inicia através de uma
simulação e dimensionamento da mesma, visando estipular as medidas necessárias para
uma perfeita geometria.
A posteriori, há a modelagem mecânica, visando dar corpo aos mecanismos
necessários para o protótipo, bem como o hardware para gerenciamento do mesmo, e
por fim o firmware, responsável por deixar o Manipulador pronto para receber os
comandos de movimentação externos.
Figura 10: Fluxograma da metodologia.
21
3.2 Simulação e Dimensionamento
Para a criação da Plataforma de Stewart, objetivo deste trabalho, fez-se
necessário uma simulação inicial, visando adequar as proporções mecânicas e visuais à
geometria necessária. Para tal, foi utilizado o software MATLAB©, ambiente onde
realizou-se a programação necessária para a criação do simulador.
Para haver interação com o simulador usou-se um joystick (conforme Figura 11)
em conjunto a força de simulação computacional para se atingir um perfeito ambiente
manipulável e parametrizável. Sendo assim possível movimentar e alterar livremente a
plataforma sujeita ao simulador. Plataforma está regida pelos princípios matemáticos já
descritos na seção anterior.
Figura 11: Joystick utilizado para controlar a plataforma, durante a simulação [Microsoft©].
A utilização do simulador foi necessária devido à complexidade geométrica do
projeto em questão, sendo muito difícil visualizar as limitações cinemáticas empregadas
conforme a variação da estrutura. Assim, fez-se uma simulação dinâmica, havendo
diversos testes com geometrias distintas observando os resultados de movimentação e
limitação, conforme a Figura 12.
22
Figura 12: Ambiente de simulação criado pelo autor.
Após diversas interações foi atingida uma geometria que suplantava as
necessidades, tendo boa desenvoltura em movimentação angular e longitudinal. Sendo
o design presente na Figura 12 o escolhido. Tendo seus parâmetros conforme a Figura
13, a seguir.
Figura 13: parâmetros geométricos da plataforma.
Tais parâmetros foram escolhidos por diversos motivos, muitos deles subjetivos,
mas os mais relevantes são as diferenças entre os diâmetros da base e da plataforma, e
o corpo do atuador. A diferença entre os diâmetros se dá, pois, uma plataforma
23
levemente menor que a base permite uma maior gama de variações angulares, o que
auxilia na simulação de movimentos complexos, enquadrando-se exatamente no perfil
desejado. Já o comprimento do corpo do atuador possui tal medida para poder
comportar o motor que será utilizado, motor este que será melhor abordado na seção
seguinte (3.3 Modelagem Mecânica).
24
3.3 Modelagem Mecânica
Com os dados do simulador em mãos, podemos agora dar vida ao que foi
calculado e dimensionado. Para tal, foi preciso um amplo estudo de mercado, atendo-
se as especificações técnicas necessárias e recursos disponíveis. Após um período inicial
de especulação, percebeu-se, no que condiz a aplicação de Plataformas de Stewart, que
os atuadores utilizados em mercado usufruíam de fluídos, sendo eles ar comprimido ou
óleo (respectivamente atuadores pneumáticos e hidráulicos). Contudo, por limitações
físicas e ou financeiras, tanto quanto por praticidade de controle, foi escolhido um
terceiro tipo, mais palpável a situação de prototipagem, um atuador elétrico.
Com a decisão do tipo de atuador a ser utilizado tomada, procedeu-se para com
a sua aquisição. Percebendo-se no processo que tais atuadores possuíam diversas
limitações, desde escassez no mercado nacional, a problemas de sensoriamento e
movimentação, como ausência de encoders e ou lentidão excessiva.
Unindo todos estes fatores supracitados à existência de motores interessantes
para a aplicação, presentes em loco, e todos os recursos fornecidos pela universidade,
como laboratórios de usinagem e prototipagem. Foi tomada a decisão de confeccionar
os atuadores, e, por conseguinte, a plataforma de Stewart como um todo, dentro da
entidade acadêmica (com raras exceções de serviços externos). Para tal, fez-se
necessário uma modelagem em CAD de tais mecanismos, sendo esta detalhada nas
seções seguintes.
25
3.3.1 Atuador Elétrico Linear
Como já introduzido na seção anterior, devido a uma série de fatores, foi
demandada a modelagem de um “Atuador Elétrico Linear”, ou simplesmente “Atuador”.
Sendo o processo de tomada de decisão para com as peças que estruturam o conjunto
dado da seguinte forma: motor, conjunto de elementos de transmissão, estrutura
metálica, material para usinagem e elementos de máquina.
Vale frisar também, que tal processo de modelagem, foi de extrema
complexidade, de diversas iterações e de longa duração (alguns meses). Está fora do
escopo deste trabalho detalhar tamanho processo, sendo o modelo final, o aqui
presente.
Motor, o motor escolhido fora um Moto DC (da empresa Pololu) presente em
loco, conforme a Figura 14, possuindo as seguintes especificações (sendo os parâmetros
relativos a uma tensão de 12V): caixa de redução de 18.75:1, 500 RPM nominal, encoder
de 64 PPR, 6.0 Kg.cm e 5A em bloqueio.
Figura 14: Motor DC utilizado nos Atuadores [Pololu©].
Conjunto de elementos de transmissão, a transmissão do movimento radial do
motor para um deslocamento axial se deu através do uso de fuso e castanha. Sendo
estes de aço 1045 e bronze, respectivamente, a rosca de formato trapezoidal, passo de
3 mm e diâmetro nominal de 14 mm, conforme Figura 15. Sendo os detalhes de projeto
relativos a tais peças alocados no Apêndice, ao final deste trabalho, peças 1 e 2.
26
Figura 15: Fuso e castanha utilizados.
Estrutura metálica, para que o atuador possuísse rigidez mecânica e ao mesmo
tempo leveza, foi optado por uma estrutura de alumínio tubular, conforme Figura 16 e
em raros casos latão tubular, observar Tabela 1 para um detalhamento mais amplo.
Visando ainda acabamento e design, utilizou-se uma pintura especializada nos tubos
externos de alumínio, denominada anodização, que será demonstrada em mais detalhes
na seção Resultados Experimentais. Sendo os detalhes de projeto relativos a tais peças
alocados no Apêndice, ao final deste trabalho, peças 3, 4, 12 e 14.
Figura 16: Tubos de alumínio utilizados.
Material para usinagem, visando um atuador robusto e de aplicação industrial,
fez-se necessário o processo de modelagem e usinagem de peças para tal, havendo
quase duas dezenas de peças distintas no projeto. Os materiais utilizados foram:
alumínio, poliacetal, bronze e aço 1045, observar Tabela 1, para um detalhamento mais
27
amplo. Sendo os detalhes de projeto relativos a tais peças alocados no Apêndice, ao final
deste trabalho, peças 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 15, 16, 17, 18, 19, 20 e 21.
Material Medida
Tarugos de Alumínio
Ø 12,7mm - 6082-T6 1000 mm
Ø 38,1mm - 6082-T6 210 mm
Ø 50,8mm - 6262-T9 500 mm
Ø 57,15mm - 6082-T6 460 mm
Ø 63,5mm - 6082 - T6 350 mm
Tarugos de Poliacetal
Ø 20mm 350 mm
Ø 30mm 180 mm
Tarugos de Bronze
Ø 25,4mm 550 mm
Tarugos de Aço 1045
Ø 25,4mm 850 mm
Tubos de Alumínio
Redondo (50.8 x 3.17mm) 6 m
Redondo (22.22 x 3.17mm) 6 m
Tubos de Latão
Redondo (7,94 x 1mm) 6 m
Tabela 1: Material bruto para confecção e usinagem de um atuador.
Elementos de máquina, findando a lista de peças para o atuador encontram-se
os elementos de máquina, tais elementos possuem as mais diversas aplicações, desde
fixação, acoplamento, retenção, aperto, ausência de fricção, etc. Todos estes elementos
estão citados na Tabela 2, abaixo de “elementos de máquina” e “parafusos”. E podem
ser visualizados a seguir na Figura 17.
Figura 17: Elementos de máquina presentes no conjunto atuador.
28
Com todos os elementos mecânicos constituintes do Atuador devidamente
discriminados e seus devidos dados fornecidos, podemos obter o modelo final de CAD,
conforme Figura 18, onde já se pode visualizar o design escolhido para a anodização do
tubo de alumínio externo (um dourado alaranjado).
Figura 18: Modelo CAD final do Atuador.
Para que o design externo do atuador seja simples e “clean”, seu interior é
altamente compacto e complexo, detendo diversas submontagens. Para melhor ilustrar
todo este intrincado mecanismo elaborou-se duas vistas explodidas do conjunto, uma
da região inferior (região do motor, lado direita da Figura 18) e outra da região superior
(região do fuso e movimentação axial, lado esquerdo da Figura 18), Figura 19 e Figura
20, respectivamente. Sendo os detalhes de projeto relativos a tais peças alocados no
Apêndice, ao final deste trabalho, peças de conjunto em vista explodida.
Também vale frisar que a Tabela 2, que contém todos os componentes
necessários para um Atuador, possui um identificador para cada item, tal identificador
é utilizado nas vistas explodidas facilitando o entendimento do mecanismo.
29
Componente Origem Quant.
Peças usinadas
1 - Fuzo Trapezoidal 14mm Usinagem pronta 1
2 - Castanha trapezoidal 14mm Usinagem pronta 1
3 - Tubo externo (Motor) Tubo de alumínio Ø 50.8 mm 1
4 - Tubo externo (Fuso) Tubo de alumínio Ø 50.8 mm 1
5 - Tampa Inferior (Motor) Tarugo de alum. Ø 57.15 mm 1
6 - Suporte central Tarugo de alum. Ø 57.15 mm 1
7 - Tampa Superior Tarugo de alumínio Ø 50.8 mm 1
8 - Fixador do Motor Tarugo de alumínio Ø 50.8 mm 1
9 - Espaçador M4 Tarugo de alumínio Ø 12.7 mm 3
10 - Suporte Castanha Tarugo de alumínio Ø 50.8 mm 1
11 - Mancal Linear Tarugo de poliacetal Ø 20 mm 1
12 - Tubo Guia Tubo de Latão Ø 7.94 mm 1
13 - Flange do Tubo Atuador Tarugo de alumínio Ø 38.1 mm 1
14 - Tubo Atuador Tubo de alumínio Ø 22.2 mm 1
15 - Mancal do Tubo Atuador Tarugo de poliacetal Ø 30 mm 1
16 - Mancal do Fuso Tarugo de poliacetal Ø 20 mm 1
17 - Fixador do atuador (topo) Tar. de aço 1045 Ø 25.4 mm 1
18 - Fixador do atuador (base) Tar. de aço 1045 Ø 25.4 mm 1
19 - Bucha Rótula (base) Tarugo de bronze Ø 25.4 mm 2
20 - Bucha Rótula (topo) Tarugo de bronze Ø 25.4 mm 2
21 - Flange Rótula Tarugo de alumínio Ø 63.5 mm 2
Elementos de Máquina
A - Rótula 20mm (GE20ES2RS) - 2
B - Rolamento (8x22x7mm) - 2
C - Acoplamento Flexível (6 x 6 mm) - 1
D - Anel de retenção externa 10mm - 2
E - Porca Sextavada baixa M6 - 2
F - Porca Sextavada baixa M8 - 2
Parafusos
P1 - M4 Allen Cab. Abaulada 16mm - 3
P2 - M4 Allen Cab. Cilíndrica 50mm - 3
P3 - M3 Allen Cab. Cilíndrica 25mm - 3
P4 - M3 Allen Cab. Abaulada 10mm - 7
P5 - M3 Allen Cab. Escariada 16mm - 6
P6 - M3 Allen sem Cab. 3mm - 3
P7 - M3 Allen Cab. Escariada 6mm - 12
Peças impressas na 3D
I1 - Espaçador circular p/ o switch - 2
I2 - Capa para o Connector Mike - 1
Peças elétrica
E1 - Conector Mike macho - 1
E2 - Conector Mike fêmea - 1
E3 - Motor DC - 1
E4 - Placa de circuito (fim de curso) - 1
Tabela 2: Componentes para um Conjunto Atuador.
30
Figura 19: Sub-montagem inferior em vista explodida.
31
Figura 20: Sub-montagem superior em vista explodida.
32
3.3.2 Conjunto Plataforma de Stewart
Com a concretização do elemento efetuador, o Atuador Elétrico previamente
disposto, estando este dentro dos parâmetros estipulados pela seção 3.2
Simulação e Dimensionamento, se faz necessária a modelagem do conjunto final
que interliga os seis elementos efetuadores a serem produzidos, ou seja, a modelagem
da Plataforma de Stewart como um todo.
Tal modelagem, tanto quanto a anterior, deve seguir os parâmetros estipulados
através de simulação, conforme Figura 13. Para tal, a seguinte sequência lógica de
criação foi estipulada: base fixa, plataforma móvel e conjunto total (Plataforma de
Stewart).
Base fixa, conforme as definições dos pontos das juntas da base fixa, Figura 8,
igualmente aos parâmetros geométricos definidos, Figura 13, utilizou-se tubos
retangulares de alumínio para a confecção e adequação da base fixa, Figura 21. Observar
também as referências do desenho, tendo os postos de junta perfeitamente
circunscritos em um hexágono adequado. Sendo as três cantoneiras fabricadas através
do processo de corte laser e dobra de chapa, e as peças longitudinais de interligação
fabricadas em loco. Os detalhes de projeto relativo a esta última peça estão alocados no
Apêndice, ao final deste trabalho, peça “Tubo da Base”.
Figura 21: Subconjunto Base fixa (Vista Superior).
33
Plataforma móvel, conforme as definições dos pontos das juntas da plataforma
móvel, Figura 7, igualmente aos parâmetros geométricos definidos, Figura 13, utilizou-
se tubos retangulares de alumínio para a confecção e adequação da plataforma móvel,
Figura 22. Observar também as referências do desenho, tendo os postos de junta
perfeitamente circunscritos em um hexágono adequado. Sendo as três cantoneiras, e as
duas chapas centrais, fabricadas através do processo de corte laser e dobra de chapa, e
as peças longitudinais de interligação fabricadas em loco. Os detalhes de projeto relativo
a esta última peça estão alocados no Apêndice, ao final deste trabalho, peça “Tubo da
Plataforma”.
Figura 22: Subconjunto Plataforma móvel.
Conjunto total, após modelagem em CAD de ambas as terminações, inferior e
superior, base fixa e plataforma móvel, fez-se a interligação de todos os mecanismos
modelados, formando assim o manipulador foco deste trabalho, a Plataforma de
Stewart, Figura 23. Por fim, para melhor portabilidade se confeccionou também uma
plataforma de madeira, situada na região inferior de todo o conjunto.
34
Figura 23: Renderização final, Plataforma de Stewart.
35
3.4 Eletrônica
Para um pleno funcionamento, a Plataforma de Stewart precisa de um sistema
que faça seus mecanismos controláveis, ou seja, que venha a gerir o funcionamento dos
motores, mensurar seus deslocamentos, ater-se aos limites de movimentação,
comunicar-se com um computador, entre outros.
Para tal, idealizou-se a seguinte topologia, conforme Figura 24, cada atuador
possuirá um driver, com a denominação de “slave”, sistema dedicado a gerir todas as
funcionalidades de um único atuador. Cada slave é ligado a um barramento de
comunicação (RS-485), pois obedecem a comandos externos. E por fim, centralizando
todas as informações e também conectado a este barramento um “master”, responsável
por gerir todos os slaves e comunicar-se via USB com o meio externo, objetivando
aplicações futuras para próximos trabalhos.
Figura 24: Representação de todos os sistemas que englobam a eletrônica.
36
Ficando a cargo deste trabalho de conclusão o desenvolvimento dos slaves e
barramento de comunicação. Sendo estes descritos em detalhes nas seções
subsequentes. Para uma avaliação prática, será feito um teste em bancada emulando o
Master, tal teste será melhor detalhado na seção Resultados Experimentais.
37
3.4.1 Barramento de comunicação (RS-485)
O objetivo deste trabalho, como já salientado, é a criação de uma peça no estado
da arte da engenharia, visando um modelo de aplicação industrial. Para tal, foi escolhido
um dos standards em métodos de comunicação utilizados na indústria, a norma RS-485,
conforme Figura 25.
Figura 25: Exemplo de topologia de rede Bus em RS-485.
Como a Figura 25 demonstra, o barramento de RS-485 usufrui de linhas
diferenciais, ou seja, um par de fios trançados (“A” e “B”), possibilitando a comunicação
através da detecção da diferença de potencial dos mesmos, tornando o sistema robusto
e fortemente imune a ruído, observar Figura 26, possibilitando ainda uma alta
velocidade de tráfego de dados.
Figura 26: Exemplo de ruído em um par trançado.
38
Conforme a Figura 26 demonstra, devido a linha de transmissão ser um par
trançado, o ruído que incide sobre o cabeamento acaba por propagar-se igualmente nos
dois fios, gerando um ruído de modo comum. Contudo, como o sistema usufrui da
diferença de potencial nas linhas e não somente do nível de tensão, tal ruído é ignorado.
Tornando tal meio de comunicação excelente para um ambiente ruidoso, no qual se
enquadra o projeto em questão. Lembrando que a norma RS-485 não usufrui somente
do par trançado, cada nó deve possuir o mesmo referencial em relação ao GND, sendo
necessário juntamente a linha de transmissão, tal referencial.
Foi escolhido por motivos de praticidade e limitação de espaço, um sistema half-
duplex através de uma comunicação serial, sendo assim, somente possível transmitir ou
receber, porém, não os dois em conjunto. Sendo o esquemático de ligações finais
utilizado na plataforma conforme a Figura 27.
Figura 27: Esquemático de ligação do barramento RS-485 da Plataforma de Stewart.
39
3.4.2 Slave
Como já salientado, o Slave possui a finalidade de gerir todas as funcionalidades
de um atuador, havendo seis Slaves no total. Suas funcionalidades são as seguintes:
Comunicar-se com o barramento de RS-485, recebendo e enviando dados para
o Master conforme o necessário;
Controlar a posição do Atuador através da tensão aplicada ao Motor;
Saber o torque do motor, mensurando a corrente consumida pelo mesmo;
Receber um feedback de posicionamento do Atuador em função da leitura do
encoder;
Saber quando os limites de movimentação foram atingidos, superior e inferior,
através dos switches.
Todas estas funcionalidades podem ser melhores compreendidas através da
observação da Figura 28, que contém o fluxograma da visão geral de um Slave, ater-
se as setas do mesmo, pois estas indicam a direção do fluxo de informação.
Figura 28: Fluxograma da visão geral de um Slave.
40
Com todas as funcionalidades do Slave bem explicitadas, e toda a parte teórica
de funcionamento igualmente descrita, devemos nos ater agora ao hardware envolvido
para execução de tais tarefas. Conforme a Figura 29 demonstra, o hardware do Slave
possui três subdivisões, ou melhor dizendo, três placas distintas: Microcontroller Board,
Motor Driver e Slave Driver.
Figura 29: Fluxograma da visão geral de um Slave, com detalhamento do hardware.
41
Microcontroller Board, usufruindo do fenômeno mundial atual em quesito de
hardware para prototipagem rápida, o arduino, fez-se a escolha de uma de suas placas
de aplicação para tal, a placa “Arduino pro mini”, conforme Figura 30. Tal placa possui
diversos periféricos necessários para uma aplicação embarcada, sendo igualmente
compacta. Possuindo um microcontrolador da Atmel© de 8-Bits o ATMEGA328P com as
seguintes features:
Interrupção externa por hardware, individual e por port;
UART por hardware;
Entradas e saídas de propósito geral (GPIO);
Conversor analógico para digital (ADC) de 10-Bits;
Três timers internos, dois de 8-Bits e um de 16-Bits;
20 MIPS (million instructions per second) a um clock de 20MHz;
32 KBytes de memória Flash (“ROM”, memória estática);
2 KBytes de SRAM (memória dinâmica);
Figura 30: Placa arduino pro mini 328 [SparkFun©].
O detalhamento do firmware, tanto quanto a IDE, utilizada para o
desenvolvimento do projeto com tal microcontrolador, serão melhores detalhados na
seção seguinte, 3.5 Programação e Controle. Sendo o esquemático relativo a tal placa,
alocado no Apêndice, ao final deste trabalho.
42
Motor Driver, segundo as informações do motor a ser controlado, seção 3.3.1
Atuador Elétrico Linear, a demanda máxima de corrente é 5A e a tensão aplicada
é de 12V. Para tal, pesquisou-se qual o CI (Circuito integrado) adequado para o controle
do motor, juntamente a isto, por motivos de praticidade e rápida prototipagem, não só
se pesquisou o CI adequado, mas também um módulo pronto e de fácil aquisição no
mercado nacional. O módulo encontrado, Figura 31, possui um CI da
STMicroelectronics© o VNH2SP30, sendo uma full-brigde de aplicação automotiva com
as seguintes features:
Range de tensão de 5.5V a 16V;
Corrente nominal de 14A;
Corrente de Pico de 40A;
Frequência máxima de PWM de 20KHz;
Resistência do MOSFET (on-resistance) de 19 mΩ (per leg);
Figura 31: Módulo H Bridge VNH2SP30.
Sendo o esquemático deste módulo muito próximo ao exemplo fornecido pelo
fabricante no seu datasheet (Application information). Referência está alocada no
Apêndice, ao final deste trabalho.
43
Slave Driver, para controlar e interligar todas as placas anteriormente citadas
idealizou-se um driver central, uma PCI (placa de circuito impressa) dedicada somente
para esta função, sendo necessário possuir as seguintes funcionalidades:
Servir como “Shield” para a Microcontroller Board;
Incorporar o driver relativo a RS-485, bem como todos os periféricos necessários
para tal aplicação;
Rebaixar a tensão do barramento de alimentação, estabilizando-a através de um
regulador chaveado, fornecendo assim a correta tensão à parte lógica;
Possuir conexões para interação com encoder e switches. Bem como os
periféricos necessários;
Possuir um barramento de pinos para interação com o Motor Slave.
O esquemático relativo a esta PCI encontra-se alocado no Apêndice, ao final
deste trabalho. Sendo a vista 3D e o Layout do Slave Driver conforme as figuras
abaixo (Figura 32 e Figura 33). O software utilizado para tal foi o Altium Designer©.
Figura 32: Vista 3D do Slave Driver. Figura 33: Layout do Slave Driver.
44
3.4.3 Montagem
Após todo o processo de desenvolvimento da eletrônica se dá a sua montagem,
sendo toda a parte dos Slaves disposta dentro da base metálica da plataforma (Figura
21), mais precisamente em suas cantoneiras, conforme a Figura 34.
Figura 34: Visão da montagem do hardware dos Slaves (com supressão da lataria).
A Figura 34 demonstra onde cada placa pertencente a eletrônica do Slave deverá
permanecer, sendo tal imagem relativas aos Slaves 1 e 2, respectivamente a esquerda e
a direita. Também é apontado na imagem o conector do atuador, para melhor
compreensão de tal, observar o seu diagrama situado no Apêndice, ao final deste
trabalho.
45
3.5 Programação e Controle
3.5.1 Programação
Conforme salientado na seção 3.4.2 Slave, o microcontrolador escolhido para
ser embarcado fora o ATMEGA328P, disponível na plataforma arduino. Contudo, como
há considerável complexidade e demanda por eficiência, não fora usufruído
diretamente das possibilidades de tal plataforma, no que condiz a firmware. Sendo
utilizado o editor de texto Atom© em conjunto a IDE (Integrated Development
Environment) PlatformIO©, conforme a Figura 35 demonstra. As linguagens de
programação utilizadas foram C e C++.
Figura 35: Árvore de projeto do Firmware do Slave, editor Atom em conjunto com a IDE PlatformIO.
Está fora do escopo deste Trabalho de Conclusão detalhar a programação em
questão, mas vale frisar, que tal programação englobou considerável complexidade e
girou em torno de duas mil linhas. Sendo os periféricos do CI configurados e utilizados
diretamente através de registradores internos.
46
3.5.2 Controle
O detalhamento aprofundado do controle efetuado no Atuador encontra-se fora
do escopo deste Trabalho de Conclusão, mas vale frisar que fora utilizado um sistema
PID (conforme Figura 36, a exemplo do código presente na Figura 35) para o controle de
velocidade e posicionamento, tendo como feedback o encoder.
Figura 36: Topologia genérica de um sistema PID.
Sendo a precisão do Atuador conforme o equacionamento abaixo:
𝐸𝑛𝑐𝑜𝑑𝑒𝑟 = 64𝑃𝑃𝑅
𝐶𝑎𝑖𝑥𝑎𝑑𝑒𝑅𝑒𝑑𝑢çã𝑜 = 1: 18.75
𝐹𝑢𝑠𝑜[𝑚𝑚/𝑣𝑜𝑙𝑡𝑎] = 3
18,75. 64
3= 400[𝑝𝑢𝑙𝑠𝑜𝑠/𝑚𝑚]
47
4 Resultados Experimentais
Nesta seção será apresentado o protótipo final, demonstrando todos os resultados
obtidos através do árduo processo de modelagem, prototipagem e testes.
4.1 Mecânica
Toda a modelagem mecânica já fora apresentada, bem como a estrutura, os
materiais utilizados e o processo para tal. Sendo assim, estão dispostas na Figura 37 e
Figura 38 todas as peças desenvolvidas.
Figura 37: Todas as peças usinadas para o projeto (a esquerda há um atuador semi-montado).
Figura 38: Todos os tubos e chapas usadas para a estrutura da Plataforma.
48
Dando continuidade à Figura 37, onde um atuador encontrava-se em processo
de montagem, apresenta-se a Figura 39, onde há o modelo final do Atuador (sem os
tubos, para melhor contemplação). Sendo este o coração de todo o projeto e igualmente
a parte mais complexa em todo o desenvolvimento.
Figura 39: Atuador Elétrico Linear final (aberto).
Por fim, após diversos testes e remodelagens, chegou-se ao design final da
Plataforma Robótica de Stewart, conforme a Figura 40 demonstra.
Tal conjunto não é exatamente igual ao modelado, algumas pequenas mudanças
circunstanciais foram necessárias, como adição de molas para diminuir a folga de
movimentação dos mecanismos ou pequenos ajustes de encaixe. Tirando estes detalhes
por menor, pode-se dizer que o resultado final fora muito satisfatório. Resultando em
um mecanismo funcional, robusto e acima de tudo, belo.
49
Figura 40: Modelo mecânico final (anodizado).
50
4.2 Hardware e eletrônica
Com a mecânica funcional, agora nos atemos a parte eletrônica, fazendo alusão
a Figura 32, onde uma visão 3D prévia fora apresentada, agora demonstra-se o modelo
final do Slave Driver, conforme a Figura 41 e Figura 42.
Figura 41: Slave Driver semi-finalizado. Figura 42: Slave Driver, modelo final.
Tais placas supracitadas passaram por um considerável processo de debug antes
de sua montagem final e testes. Revelando novamente pequenos detalhes por menor
que necessitavam de ajustes, como footprints imperfeitos e sutis adições de
componentes passivos para um melhor funcionamento. Após esta etapa, toda a
eletrônica fora montada, a exemplo da Figura 43.
Figura 43: Montagem dos Slaves final.
51
O passo seguinte fora o teste do barramento de comunicação, mas para tal,
conforme salientado na introdução da seção 3.4 Eletrônica, fora necessário o
desenvolvimento em bancada do Master, conforme Figura 44.
Figura 44: Master prototipado para o teste.
Com todo o barramento montado e igualmente com todos os seus “usuários”
(Master e Slaves) em posição, efetuaram-se os testes. Alcançando-se o limite de
throughput (taxa de transferência) dos Slaves, sendo este de 1Gbs, conforme Figura 45
demonstra. Tal velocidade elevada é excelente para a aplicação, que exige considerável
troca de dados. Resultando assim em uma eletrônica veloz, potente e elegante.
Figura 45: Captura do pacote de dados transmito via RS-485 a 1Gbs pelo osciloscópio.
52
4.3 Firmware e Controle
Como já salientando a aplicação demandou por alta velocidade de
processamento, ao mesmo tempo que o controle efetuado onerava o hardware por sua
complexidade, pois este usufruía de múltiplas variáveis de ponto flutuante. Portanto, o
firmware teve especial atenção, tendo sido devotado considerável tempo para sua
otimização e funcionalidade. Tendo por fim ocupado um espaço muito pequeno apesar
da aplicação, conforme a Figura 46 demonstra.
Figura 46: Captura do uso de memória (compilador).
Sendo os resultados finais amostrados do atuador conforme a Figura 47 e Figura
48.
Figura 47: Curva de velocidade do Atuador.
53
Figura 48: Resposta ao degrau do sistema, motor partindo da posição 0mm a 40mm.
A curva de velocidade terminal, Figura 47, demonstra que sem carga (teste em
bancada, fora da plataforma) o Atuador desenvolvido chega a uma velocidade de
36mm/s, aproximadamente. Já a curva de resposta ao degrau de posição, Figura 48,
demonstra o quão bem sucedido foi o controle PID aplicado ao sistema. Apresentando
praticamente uma curva reta até atingir o ponto desejado.
Com todos estes dados em mãos, pode-se dizer que os objetivos de software
foram alcançados, a aplicação responde conforme se esperava.
54
5 Conclusão
O trabalho de conclusão tem como objetivo, como o próprio nome sugere, findar
o processo acadêmico dos indivíduos dentro de suas instituições de ensino. Sendo
assim, tal obra fecha o ciclo de maturação do profissional que adentrará o mercado de
trabalho, demonstrando de forma sucinta as aptidões e frutos que possivelmente este
novo engenheiro virá a colher no seu futuro como profissional.
Portanto, tal obra fora de grande desafio e aprendizagem, envolvendo distintas
áreas de conhecimento, abordando vários tópicos no âmbito de engenharia/tecnologia,
trazendo consigo uma alta carga de entendimento para com os campos da engenharia
abordados durante o processo de formação.
Igualmente a uma evolução profissional do autor, se deu alto grau de
importância a construção, literalmente, de uma plataforma de desenvolvimento
educacional, proporcionando o escalonamento de projetos, visando sempre a constante
evolução do nicho acadêmico como um todo, fomentando a pesquisa e o
desenvolvimento qualificado, em prol da inovação tecnológica, constantemente
demandada por nossa sociedade.
Por fim, detendo consigo o objetivo primordial deste trabalho, o
desenvolvimento de um manipulador robótico fora um considerável sucesso. Atingindo
resultados respeitáveis em todas as suas etapas e áreas, sejam essas, mecânica,
hardware ou software. Executando as funções estipulados inicialmente, tendo um
funcionamento adequado e uma documentação impecável.
Pode-se assim concluir, que este trabalho de conclusão é só o primeiro de
diversos que virão a contribuir para a com a ciência através de tal plataforma.
55
Bibliografia [1] Stewart, D. (1965–1966). "A Platform with Six Degrees of Freedom". Proc. Institution of
Mechanical Engineers (UK). 180 (Pt 1, No 15).
[2] Merlet, J. P. Parallel Robots. 2. ed. 2006.
[3] Automations, FIRGELLI. Citação de referências e documentos eletrônicos. Disponível
em: <https://www.firgelliauto.com/blogs/news/18090539-linear-actuator-how-to>
Acesso em: 24 set. 2017.
[4] Serdar Kucuk, (2012). Serial and Parallel Robot Manipulators – Kinematics, Dynamics,
Control and Optimization, 2nd Edition.
[5] J. M. McCarthy and G. S. Soh, Geometric Design of Linkages, 2nd Edition, Springer 2010.
[6] Gosselin, C. Kinematic analysis optimization and programming of parallel robotic
manipulators. Ph.D. Thesis, McGill University. Montréal. 1988.
[7] Lebron, Rodrigo. Controle de um manipulador Plataforma de Stewart com atuadores
hidráulicos como simulador de movimentos de navios. UFRGS 2015.
[8] Dasgupta, B.; Mruthyunjaya, T. S. The Stewart Platform Manipulator: a Review.
Mechanism and Machine Theory, v. 35, p. 15-40, 2000.
[9] Valente, V. T. Análise matemática e simulação de um manipulador paralelo com seis
graus de liberdade. Trabalho de conclusão de curso, Universidade Federal do Rio Grande
do Sul. Porto Alegre. 2012.
[10] Mello, C. B. Controle de Trajetória de uma Plataforma Stewart para Simulação de
transferência de carga Fora de Porto. Dissertação de Mestrado, UFRJ. Rio de Janeiro.
2011.
[11] Kim, D.; Kang, J.; Lee, K. Robust Tracking Control Design for a 6 DOF Parallel
Manipulator. Journal of Robotic Systems, v. 17(10), p. 527-547, 2000.
[12] Spong, M. R.; Vidyasagar, M. Robot Dynamics and Control. 1ª. ed. 1989.
[13] Hexapod, Stewart Platform. Citação de referências e documentos eletrônicos.
Disponível em: <http://i.imgur.com/fquPc4Q.png> Acesso em: 26 nov. 2017.
56
Apêndice
Seguem anexados a este trabalho de conclusão todos os documentos
pertinentes para sua completa e tangível compreensão.
6 B3
8
E3
I2
E2
E1
20
A
19
21
P4
185
P7
P1
P2P5C
F9
P7
B
C
D
1 2
A
321 4
B
A
5 6
TÍTULO:
DES. Nº: xx ESCALA:1:1.2 A4
C
3
3
OBSERVAÇÕES: Autor:
DATA: 30/10/2017
- Vista explodida da região inferior do atuador linear;- Todos os balões numerados estão correlacionados a lista de"componentes para um conjunto atuador";
Vista Explodida
João Berlese
Sub-Montagem Inferior
20
A21
19
17P7
715 E
16 41
14
B
132
10P3
D11
E4P4
12
E4
P4
I1
6
B
C
D
1 2
A
321 4
B
A
5 6
TÍTULO:
DES. Nº: xx ESCALA:1:2 A4
C
3
3
OBSERVAÇÕES: Autor:
DATA: 03/09/2017
- Vista explodida da região superior do atuador linear;- Todos os balões numerados estão correlacionados a lista de"componentes para um conjunto atuador";
Vista Explodida
João Berlese
Sub-Montagem superior
376,50
308,50
A B
12 10 26
48
8
1
DETAIL ASCALE 1 : 1
Fuso 14mm
6M8
8 +0 -0,01*rebaixo **
7 13
20 DETAIL B
SCALE 1 : 1
M68
Fuso 14mm
B
C
D
1 2
A
321 4
B
A
5 6
TÍTULO:
DES. Nº: 01 ESCALA: 1:2 A4
C
3
3
OBSERVAÇÕES: Autor:
DATA: 16/12/2015
1 - * Região com encaixe para rolamento de 8mm;2 - ** Rebaixo plano de 1mm no eixo;3 - 4 - 5 - 6 -
MATERIAL: AÇO 1045
João Berlese
Fuso Trapezoidal 14mm
12,50
3,50 (x3)*
27,50
Rosca 14mm**
35
19
,50
21 10
B
C
D
1 2
A
321 4
B
A
5 6
TÍTULO:
DES. Nº: 02 ESCALA:1:1 A4
C
3
3
OBSERVAÇÕES: Autor:
DATA: 16/12/2015
1 - *3 furos passantes de 3,5mm, espaçados de 120º;2 - **Rosca trapezoidal para o fuso de 14mm;3 - 4 - 5 - 6 -
MATERIAL: Bronze
João Berlese
Castanha trapezoidal 14mm
158
3,20 (x3) 3
,75
3,7
5 1
50,5
0
A
A
BB
50,80
44,46
SECTION A-A
¹Encaixe c/ peça
²Encaixe c/ peça
120
°
SEÇÃO B-B
2 x 45º (x3)
João Berlese
MATERIAL: Alumínio
1 - Peça bruta: Tubo de alumínio 50.8mm c/ parede de 3.17mm;2 - ¹Encaixe deslizante com "Suporte central" (peça nº 06);3 - ²Encaixe deslizante com "Tampa inferior (motor)" (peça nº 05);
DATA: 27/05/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA: 1:1.5DES. Nº: 03
TÍTULO:Tubo externo (Motor)
335
3,20 (x3)
7,5
0 3
,75
323
,75
A
A
BB
50,80 44,46
SEÇÃO A-A
²Encaixe c/ peça
¹Encaixe c/ peça
120° SEÇÃO B-B
2 x 45º (x3)
João Berlese
MATERIAL: Alumínio
1 - Peça bruta: Tubo de alumínio 50.8mm c/ parede de 3.17mm;2 - ¹Encaixe deslizante com "Suporte central"(peça nº 06);3 - ²Encaixe deslizante com "Tampa superior"(peça nº 07);
DATA: 27/05/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA:1:5DES. Nº: 04
TÍTULO:Tubo externo (Fuso)
4,5
0 (x3
)
M3 (
x3)
8
13,75
15
35
AA
44
1,5
0
42
50,80
5
7,5
0
12,
50
¹Encaixe c/ peça
4
1
3,7
5
SECTION A-A
M3 (x3 espaçado de 120º)
João Berlese
MATERIAL: Alumínio - 6082 - T6
1 - Peça bruta: Tarugo de alumínio com Ø 57,15mm;2 - ¹Encaixe deslizante com "Tubo externo (Motor)" (peça nº 03);
DATA: 24/05/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA:1:1DES. Nº: 05
TÍTULO:Tampa Inferior (Motor)
20
A
A
BB
1 x 45º³Encaixe c/ peça
24 28 44
15
16,
50
7,50
8
M3 (x2) (prof. 10mm) 4
,50
15,16
8,7
5
M4 (x2) (prof. 10mm)
15
5
10
28 24
SEÇÃO A-A1 x 45º
¹Encaixe c/ peça²Encaixe c/ peça
120°
SEÇÃO B-B
M3 (x3)
João Berlese
MATERIAL: Alumínio - 6262 - T9
1 - Peça bruta: Tarugo de alumínio com Ø 50,8mm;2 - ¹Encaixe com "Tubo Guia"(nº 12);3 - ²Encaixe interferente com "Mancal do Tubo Atuador"(nº 15);4 - ³Encaixe interferente com "Tubo externo (fuso)"(nº 04);
DATA: 15/01/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA:1:1DES. Nº: 07
TÍTULO:Tampa Superior
10
5
3,5
0 (x6
)*
18,
40
10,63
R3**
2,50
31
A
A
4,50 (x3)
R4,50
14
34
4,50
42,50
SECTION A-A
Escariado 1,5 x 45°
João Berlese
MATERIAL: Alumínio - 6262 - T9
1 - Peça bruta: Tarugo de alumínio com Ø 50,8mm;2 - Todos os furos são passantes;3 - *Seis furos escariados p/ fixação do motor, espaçados de 60°;4 - ** Recorte lateral p/ passagem de fios, não a necessidade de grande precisão. Cantos arredondados na lima (+- 1mm);5 -
DATA: 25/05/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA: 1.5:1DES. Nº: 08
TÍTULO:Fixador do Motor
37
4,50
9
Usinar 3 peças por atuador
João Berlese
MATERIAL: Alumínio - 6082 - T6
1 - Peça bruta: Tarugo de alumínio com Ø 12,7mm;2 - 3 - 4 - 5 - 6 -
DATA: 18/01/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA:2:1DES. Nº: 09
TÍTULO:Espaçador M4
44
4,50
20
12
3,50 (x3)
6 (x3)
15
27,50
AA
¹Encaixe c/ peça
12 8
4
SECTION A-A
1 x 45º
1 x 45º
João Berlese
MATERIAL: Alumínio - 6262 - T9
1 - Peça bruta: Tarugo derivado de um polímero;2 - ¹Encaixe c/ interferência c/ "Guia Linear" (peça nº 11);3 - 4 - 5 - 6 -
DATA: 25/05/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA: 1.5:1DES. Nº: 10
TÍTULO:Suporte Castanha
18
1,5
0 1
3
A
A
¹Encaixe c/ peça
*Encaixe c/ anel
*Encaixe c/ anel
12
8
1
1
SECTION A-A
Chanfro 1 x 45º
²Encaixe c/ peça
João Berlese
MATERIAL: Poliacetal
1 - Peça bruta: Tarugo de poliacetal com Ø 20mm;2 - ¹Encaixe c/ interferência c/ "Suporte Castanha" (peça nº 10);3 - ²Encaixe deslizante c/ "Tubo Guia" (peça nº 12);4 - *Local p/ Anel elástico de 10mm;5 - 6 -
DATA: 19/01/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA:3:1DES. Nº: 11
TÍTULO:Mancal Linear
327
20
20
5
5
A
A
7.94*
6*
SECTION A-A
João Berlese
MATERIAL: Latão
1 - Peça bruta: Tubo de latão redondo com Ø 7,94mm x 1mm;2 - *Medidas em bruto sem necessidade de usinagem;3 - 4 - 5 - 6 -
DATA: 19/01/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA: 2:1DES. Nº: 12
TÍTULO:Tubo Guia
25
M3 (x3)
12,
50
35
27,50
19
5
A
A
BB
SECTION A-A
¹ Encaixe c/ peça
8,5
0 17,
50
SECTION B-B
M3M3
*Rosca usinada
João Berlese
MATERIAL: Alumínio - 6082 - T6
1 - Peça bruta: Tarugo de alumínio com Ø 38,1mm;2 - Todos os furos são passantes;3 - *Rosca usinada, determinar na fabricação (Prévio: passo de 2mm, profundidade 1.5mm);4 - ¹Encaixe rosqueado c/ "Tubo Atuador"(nº 14);5 -
DATA: 19/01/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA:1:1DES. Nº: 13
TÍTULO:Flange do Tubo Atuador
4 8
10
A
A
Chanfro 1 x 45º
*Rosca Usinada
¹Encaixe c/ peça
22,22 16
16 22,22
15,88
15
19
30
305
,50
SECTION A-A
²Encaixe c/ peça
João Berlese
MATERIAL: Alumínio
1 - Peça bruta: Tubo de alumínio Ø 22.2mm c/ parede de 3.17mm;2 - Todos os furos são passantes;3 - *Rosca usinada, determinar na fabricação (Prévio: passo de 2mm, profundidade 1.5mm);4 - ¹Encaixe rosqueado c/ "Flange do tubo Atuador"(nº 13);5 - ²Encaixe justo c/ "Fixador do Atuador (topo)"(nº 17);
DATA: 20/01/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA: 1:1DES. Nº: 14
TÍTULO:Tubo Atuador
15
A
A
Chanfro 1 x 45º
22,22
28
SECTION A-A
¹Encaixe c/ peça
²Encaixe c/ peça
João Berlese
MATERIAL: Poliacetal
1 - Peça bruta: Tarugo de poliacetal de Ø 30mm;2 - ¹Encaixe deslizante c/ "Tubo Atuador"(nº 14); 3 - ²Encaixe interferente c/ "Tampa Superior"(nº 07);4 - 5 - 6 -
DATA: 20/01/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA:2:1DES. Nº: 15
TÍTULO:Mancal do Tubo Atuador
10
A
A ¹Encaixe c/ peça
15,87
8
SECTION A-A
Chanfro 1 x 45º
João Berlese
MATERIAL: Poliacetal
1 - Peça bruta: Tarugo de poliacetal de Ø 20mm;2 - ¹Encaixe deslisante c/ "Tubo Atuador"(nº 14); 3 - 4 - 5 - 6 -
DATA: 20/01/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA:2:1DES. Nº: 16
TÍTULO:Mancal do fuso
13
11
8
10
3
45
4
10
6
16
5
M6
Chanfro 3 x 45º
¹Encaixe c/ peça
Encaixe c/ pino de retenção
João Berlese
MATERIAL: Aço 1045 Trefilado
1 - Peça bruta: Tarugo de aço 1045 trefilado de Ø 25,4 mm;2 - ¹Encaixe justo c/ "Tubo Atuador" (nº14); 3 - 4 - 5 - 6 -
DATA: 20/01/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA:2:1DES. Nº: 17
TÍTULO:Fixador do atuador (topo)
20
10
6
10
10
30
5
M6
M4 (x3)
15
João Berlese
MATERIAL: Aço 1045 Trefilado
1 - Peça bruta: Tarugo de aço 1045 trefilado de Ø 25,4 mm;2 - 3 - 4 - 5 - 6 -
DATA: 21/01/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA:2:1DES. Nº: 18
TÍTULO:Fixador do atuador (base)
7
3
10
A
A
Chanfro 2 x 45º
¹ Encaixe c/ peça
6,50
20
22
SECTION A-A
Usinar 2 peças por atuador
João Berlese
MATERIAL: Bronze
1 - Peça bruta: Tarugo de bronze de Ø 25,4 mm;2 - ¹Encaixe c/ "Rótula 20mm GE20ES2RS" (elemento de máquina); 3 - 4 - 5 - 6 -
DATA: 21/01/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA:2:1DES. Nº: 19
TÍTULO:Bucha Rótula (base)
3
7 1
0
A
A
Chanfro 2 x 45°
¹Encaixe c/ peça
20
22
2
M6
2
SECTION A-A
Chanfro 1 x 45°
Usinar 2 peças por atuador
João Berlese
MATERIAL: Bronze
1 - Peça bruta: Tarugo de bronze de Ø 25,4 mm;2 - ¹Encaixe c/ "Rótula 20mm GE20ES2RS" (elemento de máquina);3 - 4 - 5 - 6 -
DATA: 21/01/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA:2:1DES. Nº: 20
TÍTULO:Bucha Rótula (topo)
4
11,
50
15,
50
A
A
Chanfro 2.5 x 45°
63
4,50 (x4)
53
43
35
30
11,
50 4
SECTION A-A
Chanfro 2.5 x 45°
Chanfro 1 x 45°¹Encaixe c/ peça
Usinar 2 peças por atuador
João Berlese
MATERIAL: Alumínio - 6082 - T6
1 - Peça bruta: Tarugo de alumínio com Ø 63,5mm;2 - ¹Encaixe c/ "Rótula 20mm GE20ES2RS" (elemento de máquina);3 - 4 - 5 - 6 -
DATA: 21/01/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA: 1:1DES. Nº: 21
TÍTULO:Flange Rótula
430
A
50,80
25,
40
7
12,
70
25,
40
3,30 (x8)
DETALHE A
B
C
D
1 2
A
321 4
B
A
5 6
TÍTULO:
DES. Nº: xx ESCALA:1:2.5 A4
C
3
3
OBSERVAÇÕES: Autor:
DATA: 01/06/1992
1 - Seis peças são necessárias para a plataforma;2 - 3 - 4 - 5 - 6 -
MATERIAL: ALUMINIO
João Berlese
Tubo da Base
236
45°
5
8,5
0 8
,50
8,4
0 8,50
23,97
M3 (x4)
6,5
0
25,
40
12,
70
12,50 20
M4 (x4)
25,
40
12,
70
20 18,50 41,48 20 40 20 20 23,52 20
14
116,02
12,50
M4 (x14)
4,50 (x4
)
50,80
25,
40 B
C
D
1 2
A
321 4
B
A
5 6
TÍTULO:
DES. Nº: xx ESCALA:1:2 A4
C
3
3
OBSERVAÇÕES: Autor:
DATA: 03/06/2016
1 - Três peças são necessárias para a plataforma;2 - 3 - 4 - 5 - 6 -
MATERIAL: Alumínio
João Berlese
Tubo da plataforma
10
28
6,50
Usinar nove espaçadores p/ a plataforma
João Berlese
MATERIAL: Poliacetal
1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 -
DATA: 03/06/2016
Autor:OBSERVAÇÕES:
A4ESCALA:2:1DES. Nº: xx
TÍTULO:Espaçador da plataforma
IN
GND
OUT
EN BP
1234567891011121
23456789101112
12
PB5(SCK) 17
PB7(XTAL2/TOSC2)8
PB6(XTAL1/TOSC1)7
GND3
GND21
VCC4
VCC6
AGND5
AREF20
AVCC18
PB4(MISO) 16PB3(MOSI/OC2) 15PB2(SS/OC1B) 14PB1(OC1A) 13PB0(ICP) 12
PD7(AIN1) 11PD6(AIN0) 10PD5(T1) 9PD4(XCK/T0) 2PD3(INT1) 1PD2(INT0) 32PD1(TXD) 31PD0(RXD) 30
ADC7 22ADC6 19PC5(ADC5/SCL) 28PC4(ADC4/SDA) 27PC3(ADC3) 26PC2(ADC2) 25PC1(ADC1) 24PC0(ADC0) 23PC6(/RESET)29
DTRRXITXOVCCCTSGND
12
1
1
2
2
3
3
4
4
D D
C C
B B
A A
Brazil
Av. Ipiranga, 7464
(51) 98182-2534
Logic Driver
31/01/2017 15:31:46
Title:
Size: Number:
Date:
Revision:
Sheet ofTime:
A4
Author:
Porto Alegre - RS
João Berlese Site: www.projetei.com
GND 5V
Vin
Vin
GND
uCS
TxRx
RE 2
GND5
RO 1VCC8
DE 3
DI 4
A6
B7
U3
ST485EC
5V
GND
D1
SMBJ5A_RS458
B_RS485
RDE
Rx
Tx
120R1
4
56
U4B
GND
5V
uINA
uINB
1
23
VDD14
GND 7
U4A
But1
But2
123
CN5
5V
100nFC2
100nFC3
But1But2
1234567
CN4
EN
CS
INAINB
PWM
5V
GND
INA
INB
uINAuINB
But1
But2
PWMEN
1A
F1
CS
47KR3
GND
5V
4K7R4
uCS
GND
1234
CN1
5V
GND
EncAEncB
EncAEncB
RDE
100nFC1
GND
Vcc
5
Vee
2
3
41
U5TSV321
OUT+ 2
OUT- 1
U1
MP1584EN_90
100nFC4
GND
5V 5V
1.5mm
CN2
CON_Hole
1.5mm
CN3
CON_Hole
0RR2
10KR5
10KR6
GND GND
Reset3
VIN1
VCC4
GND2
A08 A17 A26 A35 A425 A526
D2 20D3 19D4 18D5 17D6 16D7 15D8 14D9 13D10 12
MOSI 11MISO 10SCK 9
RXI 23TXO 24
A627 A728
U2
Arduino Pro_mini
PIC101 PIC102
COC1
PIC201
PIC202 COC2
PIC301
PIC302 COC3
PIC401
PIC402 COC4
PICN101
PICN102
PICN103
PICN104
COCN1
PICN201
COCN2
PICN301
COCN3
PICN401
PICN402
PICN403
PICN404
PICN405
PICN406
PICN407
COCN4 PICN501
PICN502
PICN503
COCN5
PID101
PID102 COD1
PIF101 PIF102
COF1
PIR101
PIR102 COR1
PIR201
PIR202 COR2
PIR301 PIR302
COR3
PIR401 PIR402
COR4
PIR501
PIR502 COR5
PIR601
PIR602 COR6
PIU101
PIU102
COU1
PIU201
PIU202
PIU203
PIU204
PIU205
PIU206
PIU207
PIU208
PIU209
PIU2010
PIU2011
PIU2012
PIU2013
PIU2014
PIU2015
PIU2016
PIU2017
PIU2018
PIU2019
PIU2020
PIU2023
PIU2024
PIU2025
PIU2026
PIU2027
PIU2028
COU2
PIU301
PIU302
PIU303
PIU304 PIU305
PIU306
PIU307
PIU308
COU3
PIU401
PIU402
PIU403
PIU407
PIU4014
COU4A
PIU404
PIU405
PIU406
COU4B PIU501
PIU502 PIU503
PIU504
PIU505
COU5
PIC102
PIC202 PIC301
PIC402
PICN101
PICN401
PICN503
PIU204
PIU308
PIU4014
PIU505
PIC101
PIC401
PICN102
PICN402
PIR201
PIR402
PIR501 PIR601
PIU101
PIU202
PIU407
PIU502
PICN103
PIU2020
POEncB PICN104
PIU2019
POEncA
PICN201
PID102 PIR102 PIU307
PICN301
PID101 PIR101 PIU306
PICN403
PIU2018
POEN PICN404
PIU2017
POPWM PICN405
PIU403
POINA PICN406
PIU406
POINB PICN407
PIU503
POCS
PIF101 PIU102
PIR202
PIU305
PIR301
PIU208
PIU501 POuCS
PIR302
PIR401 PIU504
PIU203
PIU205
PIU302
PIU303
PORDE PIU206
PIU207
PIU209
PIU2010
PIC302
PICN502
PIR602
PIU2011
PIU402
POBut1
PIC201
PICN501
PIR502
PIU2012
PIU404
POBut2 PIU2013
PIU2014
PIU2015
PIU405
POuINB PIU2016
PIU401
POuINA
PIU2023
PIU301
PORx PIU2024
PIU304
POTx
PIU2025
PIU2026
PIU2027
PIU2028
PIF102
PIU201
POBUT1 POBUT2
POCS
POEN POENCA POENCB
POINA
POINB
POPWM
PORDE
PORX
POTX
POUCS
POUINA
POUINB
GND
Motor A
Motor B
Fim Down
VCC (5V)
Fim Up
Encoder B
Encoder A
Conector de Saída do Atuador
Conector Mike 8 Vias Macho:
Relativo ao diagrama acima
Conector Mike 8 Vias Fêmea:
Relativo ao cabo, espelhar o diagrama acima verticalmente