Robotino Campus Party

Robtica Mvel - Robotino

28.12.2009

1


Portas USB, Serial Ethernet Carto de Memria

Entradas e Sadas Digitais e Analgicas

28.12.2009

2


Motor com encoder

Sensor anti-coliso

Sensores pticos analgicos deteco de 4 a 30cm28.12.2009 3


Display LCD

Led indicador Liga/Desliga

Scroll para cima

Enter

Retorna ao menu anterior

Scroll para baixo28.12.2009 4

Primeiro contato com o RobotinoLigue o controlador; Verifique o endereo de IP no display; Selecione a linguagem em ingls; Utilize as setas para rolar o Menu e Enter para selecionar a opo desejada; V at a opo Demo e selecione a opo Circle. Verifique se todas as rodas esto em funcionamento. Caso contrrio reinicie o controlador; Teste os programas Demo, selecionando alguns deles e verifique o comportamento do Robotino em cada caso O programa demonstrao Line follow utiliza a cmera e necessita um piso claro onde exista uma linha desenhada;

28.12.2009

5

Robtica Mvel - Robotino Retire a parte superior de comando do Robotino; Verifique a parte mecnica e eltrica; Desmonte a parte eltrica e mecnica; F Faa t d as anotaes necessrias para poder todas t i d remontar posteriormente; Observe atentamente as conexes eltricas dos motores; ; Identifique e relacione as peas para sua informao;

28.12.2009

6

Robtica Mvel - Robotino Motor DC (GR 42x25) Voltagem nominal 24 VDC Velocidade nominal 3600 RPM Torque nominal 3,8 Ncm 3.8 Corrente nominal 0,9 A Starting torque Ncm 20 Velocidade sem carga 4200 RPM

1 Motor DC 2 Encoder 3 Rodas Omnidirecional 4 C i d engrenagem Caixa de 5 Correia dentada28.12.2009 7


28.12.2009

8

Primeiro contato com o RobotinoLigue o controlador; Verifique o endereo de IP no display; Selecione a linguagem em ingls; Utilize as setas para rolar o Menu e Enter para selecionar a opo desejada; V at a opo Demo e selecione a opo Circle. Verifique se todas as rodas esto em funcionamento. Caso contrrio reinicie o controlador; Teste os programas Demo, selecionando alguns deles e verifique o comportamento do Robotino em cada caso O programa demonstrao Line follow utiliza a cmera e necessita um piso claro onde exista uma linha desenhada;

28.12.2009

9

Controle Remoto com o Software Robotino View. Instale the software Robotino View; l h f b i i Siga os passos da instalo at o final Voc deve fazer a instalao num computador com placa Ethernet WiFi Inicie o controlador do Robotino. Ser criada uma rede WLAN network chamada Robotino x.x

Faa os ajustes de configurao da rede Wireless no computador selecione a opo de configurao automtica da rede selecione endereamento automtico d IP l i d i de Busque as redes WLAN disponveis. Selecione a rede Robotino x.x Conecte nessa rede Inicialize o Robotino Abra o software Robotino View e selecione no menu File -> New -> Function block program Ajuste o endereo de IP Address correto e click no cone connection para se conectar com o controlador t l d

28.12.2009

10

Robotino View1 2 Barra do Windows; ; Barra de Ferramentas para criar e salvar novos programas, para iniciar, pausar e parar a execuo de programas. Um d U duplo clique no boto Stop, provoca a parada de todos os p g programas ativos; ; Insero do endereo IP do rob a ser controlado; Boto para estabelecer ou cortar a comunicao online com o controlador do rob;

3 4

28.12.2009

11

Robotino View5 6 Biblioteca com todos os blocos de funo; Display dos dados de funcionamento durante o acesso remoto; Acesso a parmetros individuais internos do blocos de funo; Clicando no bloco de funo, uma nova janela ser mostrada com os parmetros correspondentes de cada bloco; Status d i t St t do sistema; Listagem de valores e parmetros do programa; rea de programao; Barra de navegao dos programas;28.12.2009 12

7 8

9 10 11 12

Programao Bsica Voc pode encontrar no item Help uma descrio de funcionamento de todos os p p blocos utilizados na programao com Robotino View Criar um novo programa

Carregar um programa existente C i t t Inserir blocos de funo num programa Estabelecer a conexo entre os blocos de funo Executar um programa Estabelecer a conexo com o Robotino Selecionar blocos de funo a partir da biblioteca

Existem diversos programas exemplos armazenados na memria do controlador do Robotino, alm de alguns exemplos no item Help

28.12.2009

13

Tarefa 1: Controle d M t T f 1 C t l do Motor Inicie o Robotino View Abra um novo programa e nomeie p g Estabelea a conexo com o Robotino Click e arraste o bloco de funo Constant na pasta Generator Click e arraste o bloco de funo Motor na pasta Robotino Hardware conecte o bloco Constant posio Velocidade do bloco do Motor; Altere o valor da constante e verifique o giro da roda Velocidade (nr. pulsos/ ms) Prioridade: default = 1 Reset Freio nmero de incrementos do encoder/revoluo = 204828.12.2009 14

Velocidade atual Posio relativa(contagem de incrementos)

Corrente do motor em mA

Controle d M i C t l de Movimentos t Tarefa - Pare o motor aps uma revoluo p completa da roda. Observe que o motor deve ser parado quando o valor de incrementos chegar a 16 x 2048 = 32.768 32 768 incrementos (16 por conta da taxa de transmisso) Conecte a segunda sada do bloco Motor com a primeira entrada do bloco Compare. Insira um bloco Constant com o valor total de incrementos. Insira outro bloco Constant, para fazer o Reset. Este reset ir zerar a contagem de incrementos incrementos. Verifique os resultados, alterando a velocidade aplicada sobre o motor.

28.12.2009

15

Controle d M i C t l de Movimentos tO movimento do Robotino pode ser feito i t d R b ti d f it em qualquer direo, a partir do acionamento sincronizados dos motores

28.12.2009

16

Controle d M i C t l de Movimentos t

Motor 1 Positivo Positivo Positivo Positivo Positivo Positivo Positivo Positivo Positivo

Motor 2 Positivo Positivo Positivo Desligado Desligado Desligado Negativo Negativo Negativo

Motor 3 Positivo Desligado Negativo Positivo Desligado Negativo Positivo Desligado Negativo

Direo do Movimento Movimento no sentido anti-horrio, sem deslocamento lateral Movimento no sentido horrio com pequeno raio Movimento no sentido horrio com grande raio Movimento no sentido horrio com pequeno raio Movimento no sentido horrio com raio mdio Deslocamento a 300 graus Movimento no sentido horrio com grande raio Deslocamento a 0 graus Movimento no sentido anti-horrio com grande raio

28.12.2009

17


Motor 1 Desligado Desligado Desligado Desligado Desligado Desligado Desligado Desligado Desligado

Motor 2 Positivo Positivo Positivo Desligado Desligado Desligado Negativo Negativo Negativo

Motor 3 Positivo Desligado Negativo Positivo Desligado Negativo Positivo Desligado Negativo

Direo do Movimento Movimento no sentido horrio com pequeno raio Movimento no sentido horrio com raio mdio Deslocamento a 240 graus Movimento no sentido horrio com raio mdio Parado Movimento no sentido anti-horrio com raio mdio Deslocamento a 60 graus Movimento no sentido anti-horrio com raio mdio Movimento no sentido anti-horrio com pequeno raio

28.12.2009

18


Motor 1 Negativo Negativo Negativo Negativo N ti Negativo Negativo Negativo Negativo Negativo

Motor 2 Positivo Positivo Positivo Desligado D li d Desligado Desligado Negativo Negativo Negativo

Motor 3 Positivo Desligado Negativo Positivo P iti Desligado Negativo Positivo Desligado Negativo

Direo do Movimento Movimento no sentido horrio com grande raio Deslocamento a 180 graus Movimento no sentido anti-horrio com grande raio Deslocamento a 120 graus D l t Movimento no sentido anti-horrio com raio mdio Movimento no sentido anti-horrio com pequeno raio Movimento no sentido anti-horrio com grande raio Movimento no sentido anti-horrio com pequeno raio Movimento no sentido horrio sem deslocamento lateral horrio,

28.12.2009

19

Controle d M i C t l de Movimentos t Arraste mais dois blocos Motor e dois blocos Constant Conecte os blocos Motor e Constant Configure na janela Motor, os trs motores para aturem de forma independente; Insira valores nos blocos Constant e movimente o Robotino em diferentes direes conforme a tabela fornecida fornecida. Movimente o Robotino lateralmente utilizando a relao (v, -2v, v) e (-v, 2v, -v)

28.12.2009

20

Controle d Motor Closed L C t l do M t - Cl d Loop C t l ControlO bloco Motor possui controle PID para acionamento dos motores em malha fechada

Duplo click

Na janela correspondente voc tem acesso aos valores de PID kp = Proporcional valor de PID controle kj = Integral valor de PID controle kd = Diferencial valor de PID controle

28.12.2009

21

Bloco d Funo - G Bl de F Generator tBlocos geradores de funo: Onda quadrada, senoidal, triangulo, valor constante e tempo g q g p

Altera a funo de sada Altera o nome clicando em Apply

A = Amplitude -> velocidade do motor F = frequncia ( = Hz = numero de sinais/seg ) Pw = tempo do sinal ( ms )28.12.2009 22

Bloco de Funo - S Bl d F ScopeOsciloscpio Trs canais de visualizao, permite o ajuste da escala do canal, do tempo, etc..

28.12.2009

23

Tarefa 2: Closed-Loop C t l T f 2 Cl dL ControlAltere os parmetros de PID para o controle em malha fechada dos motoresMonte o circuito para observar o comportamento do Robotino. Altere a amplitude, a frequencia e o tempo do sinal de ( Pw); Altere os parmetros de PID do controlador do motor e visualize o comportamento do Robotino;

28.12.2009

24

Bloco de Funo Omnidrive Bl d F O id iEntrada: v1 velocidade atual do motor v2 velocidade atual do motor v3 velocidade atual do motor Entrada: vx set (mm/seg) vy set (mm/seg) Rot R t set (graus/seg) t( / ) Sada: v1 set (p/ms) v2 set (p/ms) v3 set ( / ) 3 t (p/ms) Sada: vx velocidade atual direo x v2 velocidade atual direo y v3 velocidade rotacional atual

28.12.2009

25

Tarefa 3: Controle de Movimentos com O id i T f 3 C t l d M i t OmnidriveMonte os circuitos sugeridos para entender o funcionamento do Bloco Omnidrive

Movimento na direo X

28.12.2009

26

Tarefa 3: Controle de Movimentos com O id i T f 3 C t l d M i t OmnidriveMovimento na direo Y

28.12.2009

27

Tarefa 3: Controle de Movimentos com O id i T f 3 C t l d M i t OmnidriveMovimento no sentido horrio ou anti-horrio

28.12.2009

28

Painel de Controle e JoystickO Painel de Controle e o Joystick permitem que o Robotino seja movimentado remotamente sem a j execuo de um programa especfico. Para o Joystick deve ser selecionado para cada boto, o respectivo comando de execuo de movimento. No i l de C t l N painel d Controle a velocidade ajustada no slide l id d j t d lid inferior. O controle totalmente manual, bastando montar um circuito como mostrado abaixo.

Sada: vx = movimento na direo X vy = movimento na direo Y Omega = rotacional O t i l

28.12.2009

29

Tarefa Movimentar o Robotino a uma distncia fixa Robotino deve se deslocar a uma distncia de 1 metro do ponto de partida Ajuste a velocidade para 100 mm/s. Ajuste o tempo para 10 segundos (10000) Inicie o programa e o relgio. Verifique a preciso do movimento e faa eventuais ajustes de parmetros.

28.12.2009

30

Tarefa Movimentar o Robotino a uma distncia fixa

28.12.2009

31

Movimentar o Robotino ao redor de obstculo Objetivo da tarefa Movimento em vrias direes Funcionamento de sensores de distncia u c o a e to e se so es e st c a Sensores aplicados para controle rea de trabalho Vamos colocar um objeto cilindrico, dimetro aproximado de 200mm e altura mnima de 150mm. O Robotino deve mover-se ao redor do objeto, mantendo a cmera voltada para o objeto, mantendo a orientao. j ,

28.12.2009

32

Movimentar o Robotino ao redor de obstculo

28.12.2009

33

Movimentando ao redor de obstculo

28.12.2009

34

Tarefa Seguir uma linha no piso T f -S i li h iO Robotino dever seguir uma linha feita com fita no metlica, utilizando o sinal dos sensores metlica pticos rea de Trabalho Monte os sensores pticos conforme instrues Marque o caminho no piso, com a fita no metlica Ajuste a sensibilidade dos sensores, de forma a obter o sinal com preciso A estratgia pode ser a seguinte: Robotino movimenta-se para frente; Se o sinal do sensor da direita alto, mova o Robotino para a esquerda; p q Se o sinal do sensor da esquerda alto, mova o Robotino para a direita; Parmetros: o sinal dos sensores deve ser usado para definir os limites direita/esquerda; o movimento de rotao do Robotino deve estar associado aos limites velocidade de avano

28.12.2009

35

Conexo do sensor ptico 2

Conexo do sensor ptico 1

28.12.2009

36

28.12.2009

37

Tarefa Seguir uma linha no piso T f -S i li h i

O Robotino dever seguir uma linha feita com fita metlica, utilizando o sinal do sensor indutivo rea de Trabalho Monte o sensor indutivo conforme instrues Marque o caminho no piso, com a fita metlica Ajuste a sensibilidade do sensor, de forma a obter o sinal com preciso A estratgia pode ser a seguinte: Robotino movimenta-se para frente; Se o sinal do sensor alto, mova o Robotino para a direita; p Se o sinal do sensor estiver baixo, mova para a esquerda; Parmetros: o sinal do sensor deve ser usado para definir os limites mximo e mnimo; o movimento de rotao do Robotino deve estar associado aos limites velocidade de avano

28.12.2009

38

Montagem d S M t do Sensor I d ti Indutivo

Posio de montagem do sensor indutivo

28.12.2009

39

Conexo do sensor indutivo

28.12.2009

40

Tarefa 5: S l T f 5 Soluo 1

28.12.2009

41


28.12.2009

42


28.12.2009

43

Tarefa T f 6 I t d ao Processamento de Imagem Introduo P t d I

Imagem da cmera em tempo real Seleo de borda do objeto a ser monitorado. A busca pode ser feita na parte inferior da imagem. P d ser definida uma Pode d fi id rea do objeto para d bj utilizao na lgica do programa O bloco LineDetector determina a coordenada X da borda da linha28.12.2009 44

Tarefa T f 6S Seguir uma linha usando Processamento d I i li h d P t de ImagemUsando o Processamento de Imagens Conecte o cabo USB da cmera a uma das portas do controlador; Desenhe um caminho no piso, usando uma fita colorida (num piso branco a fita preta d um excelente contraste); Posicione o Robotino de forma que a cmera possa visualizar a linha no piso; Abra um novo programa e selecione os blocos Camera e Line Detector; Duplo click para visualizar as imagens, acompanhe a cruz vermelha, na parte inferior; Desenvolva o programa, usando como estratgia de controle, manter a linha no centro da imagem;

28.12.2009

45

Tarefa T f 6S Seguir uma linha usando Processamento d I i li h d P t de ImagemRodando a aplicao A estratgia de controle manter a linha no centro da cmera

28.12.2009

46

Reconhecimento de Objeto por Imagem

Seleo de padro de cores Ajuste a intensidade da cor, para uma definio melhor do objeto selecionado; cor O Bloco Extractor ir calcular as coordenadas do centro e a rea do objeto selecionado;

Segmento detectado g

28.12.2009

47

Definindo F D fi i d a Forma C l id ColoridaUsando a imagem da cmera selecione na caixa Camera os parmetros para a rea colorida canal resoluo grfica e colorida, canal, qualidade.

Seqncia para definio do segmento de cor a ser definido Click no smbolo da cmera para permitir a definio dos parmetros; No lado direito da caixa Segment Extractor escolha o padro circular ou retngulo para marcar o segmento colorido; U o mouse para definir um segmento adequado d i Use d fi i t d d da imagem da cmera no bloco Extractor; Utilize a seta (->) para gravar o segmento de cor selecionado; possvel ad c o a out os seg e tos de cor; poss vel adicionar outros segmentos co ;

28.12.2009

48

Reconhecimento do Obj t R h i t d ObjetoBloco Segment Extractor Sada - Coordenadas x, y do centro do segmento selecionado - rea do segmento visualizado (definido pelo nmero de pixels) - 0 se o segmento no for detectado e 1 se for detectado

28.12.2009

49

Reconhecimento do Obj t R h i t d Objeto

28.12.2009

50

Documents

Robotino Campus Party