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Drogerdy Robo de tanque controlado por Raspberry Pi

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Você pode imprimir este modelo 3d com estes filamentos ou com estas resinas 3D.

Sobre o objeto 3D Drogerdy Robo de tanque controlado por Raspberry Pi

Este é um arquivo desenvolvido e projetado com ferramenta CAD.

Se você ainda não sabe criar seu próprio modelo 3D eu te ensino neste artigo tutorial sobre Tinkercad.

Drogerdy Robo de tanque controlado por Raspberry Pi foi projetado para Impressora 3D. O segundo prototipo do projeto jRobot, este pequeno robo tanque utiliza varias pecas simples para fazer muitas coisas. Eu o atualizei para torna-lo mais versatil. As trilhas sao um pouco mais aderentes tambem! O projeto jRobot permite que meus alunos conectem seu Raspberry Pi a qualquer um dos robos, plugue tudo e programem. O modelo de exemplo mostrado utiliza o ADC MCP3008 para permitir que o RPi acesse uma variedade de sensores analogicos, incluindo o sensor de distancia infravermelho Sharp 2Y0A02. Ele possui o mesmo sistema de anexo baseado em pinos que o Robo Apogee. Instrucoes: Voce precisara de 26 trilhas de cada lado. As trilhas sao unidas por pinos de aco inoxidavel de 2 mm de diametro e 35 mm de comprimento. (Os mesmos pinos sao usados para manter o RPi no lugar.) Cada montagem de trilha precisara de: 2 x Engrenagens; 2 x Suportes de Engrenagem Interna; 2 x Suportes de Engrenagem Externa; e 1 x Quadro Intermediario da Trilha (ainda nao testei o quadro interno melhorado). As duas montagens de trilha sao entao unidas por 2 x partes do corpo. Os motores devem ser instalados antes que as partes do corpo sejam coladas juntas. Eu colo tudo usando epoxi de 5 minutos. Colocar uma dica em cada haste de aco inoxidavel tambem ajuda a evitar que as trilhas se desfacam. Os motores se encaixam diretamente nas engrenagens e sao motores amarelos sem marca que voce encontra no eBay. O controlador de motor no mesmo robo e uma placa L298N que se encaixa perfeitamente na parte inferior do corpo do tanque. Ha 4 furos de 5 mm para LEDs e um furo quadrado que permite acesso ao suporte do sensor e ao cabo. Eu uso um regulador de potencia Step Down Buck que tem uma saida USB para alimentar o Pi - enquanto os motores funcionam diretamente da bateria. Isso significa que o Pi ira reiniciar quando as baterias estiverem fracas. Eu uso 2 x 9V recarregaveis (500 mAh cada) que permitem cerca de 30 minutos ou mais de tempo de funcionamento. Eu uso uma placa de prototipo Adafruit de tamanho quarter para a placa de desvio e uso pinos de cabecalho para que meus alunos possam usar cabos jumper para conecta-la. Os sensores ficam a seu criterio, mas eu estou usando dois sensores infravermelhos Sharp no que foi mostrado que passam por um ADC MCP3008 e interagem com o RPi via o barramento SPI. Eu tambem tenho um resistor sensivel a luz e pretendo adicionar um sensor na parte traseira e um voltado para baixo para evitar que o robo caia de penhascos. Eu tenho planos de poder estendero comprimento da montagem da trilha adicionando uma terceira engrenagem... mas preciso resolver alguns problemas de desvio. Acredite se quiser, o mostrado foi impresso em uma Up! Mini, pois nao tive acesso a impressora maior da minha escola durante as ferias de verao.

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### Introdução ao Modelo 3D do Robô Tanque Controlado por Raspberry Pi

O modelo 3D do "Drogerdy", um robô tanque controlado por um Raspberry Pi, é uma representação interessante e educativa de como a tecnologia contemporânea pode ser utilizada para ensinar programação, eletrônica e robótica. O projeto jRobot, do qual o Drogerdy faz parte, foi desenvolvido para facilitar a conexão de alunos ao mundo da robótica, oferecendo uma plataforma simples e flexível para a experimentação e aprendizado prático. Neste texto, abordaremos as características, componentes, montagem e potencial educativo deste projeto, além de discutir o impacto do uso de impressoras 3D na criação de protótipos de robôs.

### Descrição do Projeto e Objetivos

O projeto jRobot foi concebido como uma ferramenta educativa que permite que estudantes se familiarizem com a programação e a integração de sensores, permitindo uma prática hands-on que é crucial para o aprendizado em tecnologia. O Drogerdy é a segunda iteração deste projeto e trouxe melhorias em termos de versatilidade e aderência das trilhas. Essa atualização é significativa, pois as trilhas, que funcionam como esteiras, foram projetadas para oferecer melhor tração, tornando o robô mais capaz de navegar em diferentes superfícies.

A estrutura do robô foi projetada para ser modular, permitindo que diferentes sensores e componentes sejam adicionados conforme necessário. Isso proporciona uma experiência de aprendizado muito mais rica, pois os alunos podem explorar diversas áreas da eletrônica e programação ao personalizar seu robô.

### Componentes do Robô

**1. Raspberry Pi:**
O coração do robô, o Raspberry Pi, é um computador de placa única que é acessível, poderoso e amplamente utilizado em projetos de robótica. Ele permite que os alunos programem o comportamento do robô utilizando linguagens como Python, facilitando a implementação de lógica, controle de motores e leitura de sensores.

**2. Estrutura do Robô:**
O chassi do Drogerdy foi projetado para ser impresso em 3D, utilizando um design modular que é montado a partir de várias peças. O uso da impressão 3D é uma maneira de democratizar o acesso à robótica, permitindo que estudantes fabriquem suas próprias peças a partir de arquivos digitais, como o STL que representa o modelo 3D do robô.

**3. Motores e Controlador de Motor L298N:**
Os motores utilizados são motores DC convencionais que são comuns em hobby e robótica. O controlador de motor L298N permite que o Raspberry Pi controle a direção e a velocidade dos motores, oferecendo um controle mais preciso sobre o movimento do robô.

**4. Sensores:**
O projeto inclui sensores, como o sensor de distância infravermelho Sharp 2Y0A02, que podem ser utilizados para detectarem obstáculos. O uso do MCP3008 é crucial, pois essa placa permite que o Raspberry Pi interaja com sensores analógicos, que são frequentemente utilizados em projetos de robótica para medir distância, luminosidade e outras variáveis do ambiente.

### Montagem do Robô

Montar o Drogerdy requer meticulosidade e atenção aos detalhes, mas as instruções fornecidas tornam o processo acessível, mesmo para iniciantes. A seguir estão os passos principais da montagem:

1. **Impressão das Peças:**
As peças do Drogerdy devem ser impressas em 3D. O autor menciona que a primeira versão foi impressa em uma impressora Up! Mini. O design deve ser otimizado para garantir que as peças se encaixem corretamente.

2. **Preparação das Trilhas:**
Cada lado do robô requer 26 trilhas, unidas por pinos de aço inoxidável com 2 mm de diâmetro e 35 mm de comprimento. Esses pinos não apenas mantêm as trilhas unidas, mas também ajudam a fixar o Raspberry Pi. É importante preparar as extremidades das hastes de aço para evitar que se desgastem ou causem problemas na montagem.

3. **Engrenagens e Suportes:**
Cada montagem de trilha consiste em dois conjuntos de engrenagens, suportes internos e externos, e um quadro intermediário. As montagens devem ser unidas por duas partes do corpo do robô. É importante instalar os motores antes de colar as partes do corpo.

4. **Instalação do Controlador e Sensores:**
A placa do controlador de motor L298N deve ser fixada na parte inferior do tanque. Em seguida, a furação para LEDs, um furo quadrado para cabos e o suporte do sensor devem ser preparados para garantir um acesso fácil.

5. **Alimentação:**
O sistema de energia é crucial; o autor usa um regulador Step Down Buck com saída USB para alimentar o Raspberry Pi, enquanto os motores são alimentados a partir de baterias recarregáveis de 9V. Essa configuração deve ser testada para garantir que não haja cortes de energia durante a operação, o que poderia causar reinicializações inesperadas do Pi.

6. **Testes e Programação:**
Após a montagem, a programação do robô pode ser realizada. A utilização de uma placa Adafruit perma proto facilita a conexão dos sensores ao Raspberry Pi, permitindo uma configuração limpa e organizada.

### Desafios e Melhorias Futuras

Como qualquer projeto de robótica, o desenvolvimento do Drogerdy não está isento de desafios. O autor discute a possibilidade de estender a montagem da trilha com uma terceira engrenagem, mas enfrenta problemas de deslizamento. Esses são desafios comuns em robótica, onde a teoria do design é testada em condições práticas.

Além disso, a adição de sensores auxiliares pode trazer novas funcionalidades ao robô, como a detecção de obstáculos mais eficaz e o evitamento de quedas. Sensores de luz e distância adicionais podem ser integrados para melhorar sua autonomia e capacidade de navegação.

### Impacto Educacional

O projeto jRobot e, por extensão, o robô Drogerdy, têm um papel significativo na educação contemporânea. Ele proporciona um ambiente de aprendizado prático para estudantes, combinando teoria e prática. Os alunos não apenas aprendem sobre programação e robótica, mas também desenvolvem habilidades em resolução de problemas, trabalho em equipe e pensamento crítico.

A capacidade de projetar e montar o próprio robô a partir de peças impressas em 3D democratiza o acesso à tecnologia e promove a criatividade. Os jovens têm a oportunidade de se envolver em projetos que desenvolvem habilidades técnicas, enquanto exploram conceitos de física, matemática e informática.

### Conclusão

O Drogerdy - Robô de Tanque Controlado por Raspberry Pi é mais do que apenas um modelo de robô; é uma ferramenta educacional poderosa que promove o aprendizado em várias disciplinas. Através da impressão 3D, montagem e programação, os alunos são capazes de experimentar e criar, preparando-se para o futuro tecnológico que os espera. Projetos como este demonstram como a robótica pode ser uma ponte para um aprendizado mais envolvente e prático, estimulando a curiosidade e a inovação nas próximas gerações.

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