Equipe AÇÃO_RESGATE_II
BELO, Josimar Bertoldo; PAIXÃO, Cleysson Lima da;
OLIVEIRA, Antônio Vicente de.
Resumo – Este projeto da equipe AÇÃO RESGATE da E.M.E.F. Moema Tinoco da Cunha Lima, localizada na cidade de João Pessoa – PB, objetiva participar da XIII Competição Brasileira de Robótica, no ano 2015, na modalidade Resgate B. Ressaltamos que a equipe é formada por alunos do Ensino Fundamental II. Nesta perspectiva, o nosso respaldo teórico está no desenvolvimento de uma metodologia no contexto da escola, através da robótica educativa que promova um ambiente de aprendizagem significativa, onde o professor e o aluno interajam desde o planejamento, montagem, automoção e controle dos dispositivos mecânicos que serão programados pelos alunos com o uso do computador através de um softwares de linguagem simples, o programa LEGAL. Enfatizamos a relação entre a tecnologia e o homem, numa prática formativa com alunos cada vez mais interessados em inovação, ciência e tecnologia.
I.INTRODUÇÃO
O Projeto da equipe AÇÃO RESGATE vem sendo desenvolvido desde de 2014, com o objetivo de ampliar e recriar as ações pedagógicas do Projeto de Robótica Educativa, enquanto ferramenta de aprendizagem tecnológica.
A nossa proposta é que no cotidiano da escola o entrelaçamento pedagógico deste projeto, esteja em efetiva sintonia inter e transdisciplinar.
Os alunos que formam a equipe AÇÃO RESGATE participaram da XII Competição Brasileira de Robótica, em 2014, que aconteceu na cidade de São Carlos-SP. Com os excelentes resultados e conquistas obtidos na competição a equipe deseja participar da próxima edição do evento, na modalidade Resgate B.
O protótipo, passou por muitas melhorias e adquiriu novos recursos a partir da criação do modelo construído para a XII Competição Brasileira de Robótica, na modalidade Rescue B, em 2014. Os novos recursos foram incorporados ao projeto após estudos realizados a partir das lições aprendidas na última competição em relação a montagem, programação e execusão veio através dos erros ocorridos nessa competição como parte da montagem e programação.
II.OS ROBÔS A. Modelo
O robô que será utilizado na modalidade Rescate B, em 2015, foi baseado no protótipo construído para XII Competição Brasileira de Robótica, como mostra a Figura 1. Totalmente autônomo o robô será programado para cumprir o desafio proposto. O aperfeiçoamento do protótipo teve inicio após a competição anterior; nossa pretensão é que o nosso robô siga a mesma dimensão, equivalente a 30 cm, tamanho este, que possibilita seu melhor desempenho na arena. A programação vem sofrendo alterações mediante as lições aprendidas através de testes realizados pelos alunos da equipe.
Figura 1. Protótipo B. Kit utilizado
Na construção do Projeto utilizaremos o kit de Robótica Educativa, conhecido como Kit PETE Mecatrônica, fabricado pela empresa brasileira PETE - COMÉRCIO DE MATERIAIS DIDÁTICOS E PEDAGÓGICOS LTDA, os kits, o software LEGAL e o material paradidático, foram adquiridos pela Prefeitura Municipal de João Pessoa (PMJP) e disponibilizados pela Secretaria de Educação e Cultura para todas unidades escolares que compõem a rede de ensino.
O meio de comunicação do robô dar-se-á pelo módulo de controle contido no kit. O módulo é programado através do software LEGAL, que leva o programador a compreender conceitos como: variáveis, ângulos, graus, comandos, velocidade, lateralidade, medidas de tempo e comprimento entre outros. O módulo é capaz de identificar em seu meio; cores, obstáculos, níveis de temperatura e som, através de sensores digitais e analógicos, tendo em suas laterais oito entradas, e seis saídas para motores e servomotores, O Módulo de Controle 3.0, como
também é conhecido, é capaz de suportar oito baterias recarregáveis, tendo em sua extremidade principal, botões funcionais e luzes que informam a carga das mesmas, como também sua utilização em comandos de programação. A entrada frontal serve para a conexão via USB para o envio e leitura de dados. No Projeto utilizaremos os sefuintes componentes do Kit PETE Mecatrônica:
Módulo de controle 3.0 (MC): permite armazenar as
programações recebidas de um computador onde são realizadas as programações do software LEGAL e executa-las.
Figura 2. Módulo de Controle do Kit Alfa.
Baterias recarregáveis: o MC funciona com 08
(oito) baterias recarregáveis.
Sensor de faixa:utilizado para reconhecer uma faixa no caminho pode ser ela preta ou branca, através de seus transmissores e receptores de luz, convertendo seus valores em leitura binária de 0 e 1 ou falso e verdadeiro. Buscando o melhor funcionamento dos sensores, é necessário que eles sejam calibrados de acordo com a distância entre a região a ser analisada e o sensor para que ele reconheça a cor da faixa, pressionando os botões existentes nas laterais. Na modalidade Resgate B, o sensor de faixa tem a função de identificar a “sala preta”, sala em que o robô não poderá ingressar, mas sim identifica-la e realizar o recuo.
Figura 3. Sensor de Faixa.
Sensor de temperatura: utilizado para detectar a
vítima durante o percurso em que o robô faz na arena, podendo o sensor lê temperaturas entre – 30º e
125ºC. Para que o sensor tenha uma visão do ambiente, será utilizado um servomotor para que durante o percurso na arena possa manter em movimento com isso terá um ângulo maior de detecção da vítima.
Figura 4. Sensor de temperatura.
Sensor de distância: tem a função de detectar a
distância entre o robô e as paredes do labirinto, sem que seja preciso entrar em contato com elas. O sensor por sua vez, fornece ao Módulo de Controle valores em centímetros. No Projeto a equipe utiliza deste sensor para detectar as paredes e os obstáculos no interior da arena.
Figura 5. Sensor de distância.
Peças estruturais: as peças em alumínio reciclável
estão disponíveis no kit PETE Mecatrônica e tem a função de ajudar na montagem do protótipo, pois são utilizados para acoplar os sensores ao Módulo de Controle utilizando-se de porcas e parafusos.
Servomotor: os servomotores não dão uma volta
completa em seu eixo, o valor de ângulo corresponde a posição que o eixo do motor deve assumir, este valor deve ser um valor inteiro entre 0 e 180 graus. O servomotor é controlado pelo Módulo de Controle, que tem a capacidade de controlar até 4 (quatro) servomotores com grau de precisão para cada um deles. Seu funcionamento consiste em um circuito de controle que recebe sinais a fim de que se posicione em um determinado ângulo.
Figura 6. Servomotor.
Sistema “kit de resgate”: o sistema “kit resgate” é
composto por um servomotor que faz parte do Kit PETE Mecatrônica e uma peça cilíndrica em PVC onde são carregados os “kits de salvamento”. A peça cilíndrica foi projetada pelos alunos especificamente para receber o “kit resgate”, sendo simbolizado por pilhas de 1 cm cúbicos, ela é carregada ficando as 12 pilhas sobrepostas e o funcionamento dela é mecanicamente através do auxilio do servomotor que tem o papel de empurrar os “kits de resgate”.
Figura 7. Sistema “kits de resgate”.
Motores: os motores são fundamentais para o robô
dessa modalidade. Os motores são utilizados para o deslocamento durante o trajeto no labirinto. As rodas são encaixadas nos motores, ou seja, cada motor recebe um roda. A fonte de energia é a mesma para todos os componentes que compõe o robô. Através do módulo de controle, é possível modificar a força (intensidade de rotação) do motor. O kit PETE Mecatrônica é composto por dois motores, podendo o robô utilizar mais do que esse número, caso haja necessidade. Abaixo podemos visualizar a representação de um motor presente no Kit.
Figura 8. Moror DC. C. Construção dos protótipos
A construção dos protótipos surgiu através da vivência dos alunos em participações em competições de Robótica, bem como aulas de Robótica promovidas na escola.
Em todas as competições utilizamos o Kit PETE Mecatrônica e o software LEGAL.
Figura 9. Alunos montando os protótipos.
Figura 11. Alunos montando os protótipos.
Figura 12. Alunos em treinamento.
Os alunos iniciaram a construção dos protótipos no início de junho/2014. Durante o processo foram discutidas diversas casualidades referentes a montagem, programação e erros que eventualmente ocorreram durante a execução do robô na arena. Iniciada a partir do robô zero, considerado assim por ser simples em sua essência, o modelo propicia novas invenções além de servir como base para outras montagens. Utilizando alguns componentes do Kit PETE Mecatrônica como módulo, dois motores, três rodas, sendo uma livre e uma cantoneira, foi possível iniciarmos os primeiros passos de montagem que seguirão para o seu próprio aperfeiçoamento e para um melhor desempenho dos motores ficam na parte de trás do robô.
Figura 13. Montagem da roda livre
Figura 14. Instalação da roda livre e conexão dos motores.
Depois de todo o processo de montagem inicial, programação, alterações de peças e sensores, chegou a um robô autonômo capaz de percorrer todo o labirinto e conhecer as vítimas resgatando-as atraves do kit de resgate, como mostra a figura 1.
D. Programação
A programação é elaborada através do
software LEGAL desenvolvido pela PETE, onde cada
movimento é colocado de acordo com a necessidade de executar a ação desejada.
O ambiente de programação desenvolvido pela PETE faz parte do Sistema de Programação e Controle de Dispositivos Mecatrônicos LEGAL. Para simplificar chamaremos este sistema de Programa LEGAL.
A Linguagem do Programa LEGAL é baseada em português estruturado, com elementos das linguagens Logo e Pascal. Esta é uma linguagem procedimental para ambientes educacionais.
O ambiente de programação possui procedimentos acessíveis para os alunos envolvidas no processo de construção e de programação dos protótipos sugeridos.
No processo de construção e programação dos robôs os alunos iniciarão com a programação dos movimentos. Os comandos terão algumas variações sintáticas.
Como mostra a seguir trecho do código de programação através do software LEGAL:
(Por Favor LimiteParede = 320 Limitedegiro = 200 LimiteRe = 250 MaiorDistanciaParede = 260 MaiorDistanciaRampa = 240 Servo1130 Servo20 Comportamento = 0 Controle_Aproximacao = 0
cont1 = 0 cont2 = 0 cont3 = 0 cont4 = 25 cont5 = 25 ...)
Como nos mostra a figura abaixo, o LEGAL é composto de abas, iniciando com a principal, seguida de outras que vão dos eventos de S1 a S8, além da Variável e Opções de Aprenda que favorecem no entendimento dos comandos. A aba Variável está sendo de grande valia no que tange a programação atual ora articulada para a realização das funcionalidades do robô durante a sua trajetória no Rescue B. O protótipo terá como fundamental segmento identificar vítimas na primeira e segunda sala, assim como vencer os obstáculos cumprindo à risca o labirinto e a rampa. Na realização dos primeiros testes surgiram algumas dificuldades relacionadas à programação. A equipe estudou várias possibilidades para conseguir chegar aos primeiros resultados; o desempenho de conquistar uma boa parte da arena de teste, ora improvisada.
Figura 15. Exemplo de tela Inicial do ambiente Legal.
V.CONSIDERAÇÕES FINAIS
A cada ano cresce a procura e o interesse dos alunos em participar dos campeonatos de robótica criados na intenção de estimular o desenvolvimento da ciência, tendo como foco principal a inteligência artificial. É nessa perspectiva que o nosso trabalho vem sendo desenvolvido por nossos alunos que vivenciam de forma prática. Da construção do robô a competição, diversos saberes de variadas áreas do conhecimento são colocados em prática na intenção de possibilitar excelentes conquistas e um futuro melhor por meio do conhecimento.
É perceptível com a ampliação do Projeto na escola, o desenvolvimento dos alunos no que diz respeito a aptidões de coordenação motora, raciocínio lógico, percepção visual, capacidade de concentração, autoestima, consciência crítica, relacionamento interpessoal, comunicação interpessoal, comunicação e expressão, entre outros. A robótica torna-se uma ponte que une cada parte do que se aprendeu na sala de aula em teorias, levados para a prática, obtendo-se novas possibilidades de ensinamentos e absorção de conteúdos com mais persuasão.
É mister que, na atualidade os robôs comecem a ser usados nas mais diversas atividades. Com este avanço, propomos um caminhar juntos, no desenvolvimento humano e tecnológico, contribuindo com a promoção da Robótica em João Pessoa, no Brasil e no mundo.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] ABRANTES, Paula C. R. Aprender com robôs. 2009. 76 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Educação, Departamento de Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Lisboa,
2009. Disponível em:
<http://repositorio.ul.pt/bitstream/10451/3646/1/ulfc055872_ tm_Paula_Abrantes.pdf>. Acesso em: 12 de maio 2015. [2] CBR’15. Disponível em: <
http://www.cbrobotica.org/?page_id=138> Acesso em: 15 de maio 2015.
[3] MARTINS, A. (1993). O que é robótica. São Paulo: Editora Brasiliense. McCarthy, J. (2007). What is artificial – Basic [4] JUSTO, Faustina. A metodologia de aprendizagem e o
desenvolvimento de competências. Disponível em:<http://www.escola2000.org.br/pesquise/texto/textos_art. aspx?id=88>. Acesso em: 20 mar. 2015.
