Robô da Categoria Sumô para TJR

Objetivo:

Desenvolver um robô autônomo dentro das normas da competição para derrubar o adversário do ringue.

Obs.1: Todo o desenvolvimento deve ter em mente as limitações da competição, como peso e tamanho.

Obs.2: Todas as etapas do desenvolvimento deverão ser detalhadas no relatório com modelo a ser enviado. Mais importante que desenvolver é como vocês desenvolveram.

Materiais necessários:

1. Microcontrolador (Exemplos: Arduino, ESP...)
2. Sensor(es) Ultrassônico(s)
3. Sensores Ópticos Reflexivos
4. Motores DC com Roda de Tração
5. Ponte H (Circuito de Acionamento de Motores)
6. Bateria (Alimentação)
7. Placa de Prototipagem (Opções: Protoboard, Placa Perfurada ou PCI)
8. Conjunto de Fios e Cabos

Atividades:

1. Planejamento Inicial: Inicialmente, analisar atentamente o edital da competição com o objetivo de compreender todas as suas exigências.
   1. Criar um resumo conciso das principais exigências estabelecidas no edital.
   2. Realizar uma análise detalhada dos materiais e robôs já existentes na RAS UFCG (ou em outras fontes relevantes), a fim de:
      1. Listar os componentes e recursos atualmente disponíveis.
      2. Identificar os itens faltantes ou que precisam de aprimoramento para atender às especificações da competição.
      3. Propor modificações ou melhorias nos designs existentes.
2. Seleção de Componentes: Selecionar e adquirir os componentes eletrônicos e mecânicos necessários, baseando-se em uma lista de materiais previamente elaborada e considerando a disponibilidade desses componentes no laboratório.
3. Estudo de Sensores e Atuadores:
   1. Realizar estudos iniciais sobre sensores, com foco em sensores ultrassônicos e ópticos, para compreender seus princípios de funcionamento.
   2. Estudar o funcionamento de atuadores, especificamente motores DC, a fim de entender como eles podem ser controlados para a movimentação do robô.
4. Programação e Microcontrolador: Investigar a placa de prototipagem Arduino, compreendendo como funciona sua programação, abordando os seguintes tópicos:
   1. Configuração dos pinos, conhecidos como Pinos Gerais de Entrada e Saída (GPIO).
   2. Leitura e escrita digital.
   3. Leitura analógica.
   4. Modulação por largura de pulso (PWM).
   5. Utilização de funções temporizadoras, como delay() e millis().
   6. Tratamento de interrupções.
5. Sensores Ópticos Reflexivos: Estudar sensores ópticos reflexivos, em particular o TCRT5000, que desempenha um papel crucial na detecção da borda do ringue, considerando:
   1. O princípio de funcionamento desses sensores.
   2. Dimensionamento dos resistores para o Diodo Emissor de Luz (LED) Infravermelho (IR) e o fototransistor.
   3. Processo de leitura dos sinais analógicos no Arduino.
   4. Técnicas de filtragem dos sinais da leitura.
   5. Estratégias para detectar a faixa da borda do ringue, como posicionamento, quantidade etc.
6. Sensor de Distância: Estudar sensores de distância, em particular, o HC-SR04, que desempenha um papel crucial na detecção do adversário, considerando:
   1. O princípio de funcionamento desses sensores.
   2. Conexões e interface.
   3. Processo de cálculo de distância por meio da leitura.
   4. Técnicas de filtragem dos sinais da leitura.
   5. Estratégias para detectar o adversário no ringue, como posicionamento, quantidade etc.
7. Circuitos de Acionamento de Motores DC: Compreender o funcionamento dos circuitos de acionamento de motores DC, como a Ponte H, para garantir que o microcontrolador possa controlar eficazmente os motores.
   1. Explorar os princípios subjacentes a esses circuitos.
   2. Aprender a utilizar os módulos disponíveis no laboratório, como L298N e CI L293D.
8. Sistema de Alimentação: Desenvolver um sistema de alimentação elétrica eficiente, considerando a capacidade da bateria, o valor de tensão e corrente necessários para o circuito e a seleção adequada do tipo de bateria.
9. Design Mecânico: Construir o chassi do robô de acordo com as restrições de peso e dimensões da competição, acomodando todos os componentes eletrônicos de forma adequada.
   1. Considerar a possibilidade de propor um novo modelo ou adaptar um já existente.
   2. Criar um desenho detalhado usando ferramentas CAD, revisando as conexões e fazendo modificações conforme necessário.
10. Prototipagem e Testes: Implementar um protótipo funcional da estrutura e dos circuitos do robô, realizando testes práticos para verificar o desempenho do robô sob condições reais, ajustando os parâmetros do código conforme necessário.
    1. Testar a eficácia dos sensores ultrassônicos e da detecção da faixa pelo TCRT5000.
    2. Controlar os motores para seguir um objeto a uma distância de 5 centímetros.
11. Estratégias de Combate:
    1. Estudar estratégias específicas para robôs de sumô, determinando a melhor abordagem para o tipo de robô desenvolvido.
    2. Analisar estratégias mecânicas para melhorar o desempenho do robô, considerando fatores como a otimização do atrito, o formato dos pneus e o design da rampa.
12. Documentação e Relatório: Documentar cuidadosamente todo o processo de desenvolvimento em um relatório abrangente, incluindo diagramas, esquemas elétricos, código-fonte, resultados de testes e lições aprendidas ao longo do caminho.

Material de apoio:

1. Regras Sumô TJR
2. Regras de robô de sumô SBC
3. 4 coisas deixam seu ROBÔ SUMÔ imbatível
4. Como funciona um sensor ultrassônico?
5. Como funciona um sensor óptico?
6. YouTube - Aprenda programar o Arduino com Tinkercad - Curso para iniciantes
7. YouTube - Curso de Arduino
8. Arduino - Uno R3
9. Arduino - Documentação da Linguagem
10. 10 maneiras de destruir um arduino
11. Como utilizar millis?
12. Sensor Óptico TCRT5000 com Arduino
13. Como utilizar o sensor HC-sr04?
14. Tutorial - Ultrassônico
15. Como funciona uma ponte H?
16. Controlando Motor de Vidro Elétrico de Carro pelo Arduino usando L298N
17. Controle de Velocidade de um Motor de Vidro Elétrico com Arduino e IBT2
18. Few examples of Mini Sumo robot competition strategies
19. Motores para Robôs de Sumô 3kg - Guia para iniciantes

Exemplos de Projetos Sumô

1. Exemplo - Sumo Robot - GitHub YohanAlexander
2. CONSTRUÇÃO E ANÁLISE DE UM ROBÔ PARA COMPETIÇÃO MODALIDADESUMÔ3KG AUTÔNOMO
3. EQUIPE MEGABOTS: UM TIME PARA A CATEGORIA SUMÔ 3 KG AUTONÔMO
4. DESENVOLVIMENTO DE UM ROBÔ AUTÔNOMO PARA COMPETIÇÕES DE SUMÔ ROBÓTICO
5. MINI ROBÔ AUTÔNOMO PARA COMPETIÇÃO DE SUMÔ
6. Aprimoramento de um Robô Lutador de Sumô Autônomo - TCC Kallil Miguel Caparroz Zielinski
7. Mini Sumo, from design to competing in Robot SM 2019
8. ShadowSumo V1 (WIP) // KTU Robotics