robotic

1. Universidade Federal Rural da
Amazônia
Licenciatura em Computação
Robótica educativa utilizando
linguagem de programação lúdica
Rodrigo Moraes Barbosa
Emerson Clay Oliveira

2. Robótica
• Robótica é um ramo educacional e tecnológico que
engloba computadores, robôs e computação, que trata
de sistemas compostos por partes mecânicas
automáticas e controladas por circuitos integrados,
tornando sistemas mecânicos motorizados, controlados
manualmente ou automaticamente por circuitos
elétricos.

3. Robótica
• Hoje em dia os robôs tem sido usados para
realizar diversas tarefas, onde exige esforço
físico, trabalho repetitivo, resistência, riscos de
vida, ambientes inacessíveis ao ser humano etc.
Robôs de fabricas Robô pesquisador em Marte Robô Anti-Bomba

4. Tipos de Robôs
• Dependendo da aplicação do Robô ele
apresenta características próprias.
Móvel / Manipulado / Reconfigurável
Pode se deslocar Controlado pelo
homem
controle autônomo e pode
enfrentar diversas variações
de ambientes.

5. Tipo de Robôs
• Para realizar determinadas ações na
maioria das vezes necessitam de um meio
de deslocamento.
Rodas / Esteiras / Pernas / Hélice
Robô de rodas
feito com CD
Robô com
penas Robô ASIMO
(HONDA – Japão, 2009)
Robô com
garras e
esteiras
Drone
Veículo Aéreo Não Tripulado

6. Surgimento da robótica
• A robótica móvel surgiu no período a 2º
guerra mundial, através de pesquisas dos
lançamentos dos mísseis e foguetes não
tribulados e manipulados.
Robô Móvel LUNOKHOD Луноход
U.R.S.S. (atual Rússia), 1970.

7. Surgimento da robótica

8. Robótica pedagógica
• É multidisciplinar, estuda a elaboração, a
montagem e a programação de robôs para a
execução de tarefas através do controle de
um computador ou de forma autônoma.
• Interligar a prática com teoria, estimula o
trabalho em equipe e a capacidade de
solucionar problemas.
• Estimula senso crítico, criatividade e
exposição de pensamentos e o raciocínio
lógico.

9. Robótica pedagógica com
sucatas

10. Robótica pedagógica com
sucatas

11. • ‘
Robótica pedagógica com
sucatas

12. Robótica pedagógica com
sucatas
Veículo Submarino Operado Remotamente
( ELETRONORTE / FUNAFGS / IESAM – Brasil, 2007 )

13. Plano da oficina
Introdução
• O que é o Arduino?
• Hardware
• Componentes (Shields, sensores, interruptor)
• Alimentação
• Entradas e Saídas - Portas analógicas e digitais

14. Plano da oficina
Programação
• Programação conceitos
• Introdução a Lógica
• C/C++
• Lúdica Scratch / Byob
• Comunicação com arduíno (Firmware + IDE
software)
• Comunicação Scratch ou Byob com arduíno

15. Plano da oficina
Eletrônica básica
• Circuito elétrico
• Resistores
• Diodos
• Transistores
• Ponte-H e alimentação
• Protoboard
• Motores

16. Plano da oficina
• Prototipagens
• Propor projetos para que possam desenvolver
soluções de problemas ou necessidades da
população.
• Utilização de sucatas eletrônicas
• Montagem mecânica
• Montagem eletrônica
• Testes
• Resultados

17. Universidade Federal Rural da
Amazônia
Licenciatura em Computação
Robótica educativa utilizando
linguagem de programação lúdica
Rodrigo Moraes Barbosa
Emerson Clay Oliveira

18. Introdução
• O que é o Arduíno?
• É uma plataforma de prototipagem eletrônica, permiti
o desenvolvimento de controle de sistemas interativos,
de baixo custo.
• Possui (software, bibliotecas, hardware) é open-source.
• Sua plataforma é composta essencialmente de duas
partes: O Hardware e o Software.
• Foi desenvolvido por: Massimo Banzi, David
Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino e David Mellis,
na Itália, em 2005; Todo o projeto é aberto: open
source hardware and software; Mas a marca Arduíno e
registrada

19. Tipos de Arduíno

20. Clones – “open source”

21. Hardware

22. Hardware

23. Componentes (Shields, sensores,
interruptor)

24. Componentes (Shields, sensores,
interruptor)

25. Componentes (Shields, sensores,
interruptor)

26. Alimentação
• O Arduíno deve ser alimentado com uma tensão
de no mínimo 7 Volts e no máximo 35 Volts e
uma corrente mínima de 300mA. O sistema
regulador do Arduíno regula a tensão de entrada
para duas saídas: 5 Volts e 3,3 Volts.
• Quando ligamos na porta USB ele é alimentado
diretamente pelo cabo que transmiti a tensão
necessária, também podemos ligar uma fonte
externa que já forneça a tensão certa.

27. Alimentação
• Quando criamos projetos em que não
desejamos que o Arduíno fique ligado
diretamente no computador ou cabos
devemos utilizar uma bateria forneçam
tensões entre 7-12 V, pois ele possui um
regulador de tensão. (ele consegue funcionar
com tensões entre 6 e 20V,mas não e
recomendado) podemos então combinar
pilhas em série, utilizar uma bateria s de 9v ou
baterias de carros, motos e no-breaks (12V).

28. Alimentação

29. Entradas e Saídas –
Portas analógicas e digitais
• O chip ATMega8 possui 28 pinos de conexões
elétricas, 14 de cada lado. É através desses
pinos que podemos acessar as funções do
micro controlador, enviar dados para dentro
de sua memória e acionar dispositivos
externos.

30. Entradas e Saídas –
Portas analógicas e digitais
• 14 pinos digitais de entrada ou saída
(programáveis)
• 6 pinos de entrada analógica ou
entrada/saída digital (programáveis)
• 5 pinos de alimentação (gnd, 5V, ref
analógica)
• 1 pino de reset
• 2 pinos para conectar o cristal oscilador

31. Entradas e Saídas –
Portas analógicas e digitais

32. Entradas e Saídas –
Portas analógicas e digitais
• Entrada digital e analógica
Podemos utilizar como entrada digital os 14
pinos digitais e mais 6 pinos analógicos.
Quando um pino é programado para
funcionar como entrada ele efetua uma
leitura, por exemplo, um pino está alimentado
com 0 (zero) ou 5V essa função identifica se
um botão está pressionado, ou se um sensor
está "sentindo" alguma coisa.

33. Entradas e Saídas –
Portas analógicas e digitais
• Esta função de entrada digital apenas entrega
0 ou 1, sem tensão ou com tensão.
• Não sabemos quanta tensão está sendo
aplicada no pino.

34. Entradas e Saídas –
Portas analógicas e digitais
• Nesse caso utilizamos uma
entrada analógica diferente
de uma entrada digital a
entrada analógica é capaz de
medir a tensão aplicada.
Através da entrada analógica,
conseguimos utilizar sensores
que convertem alguma
grandeza física em um valor
de tensão que depois é lido
pela entrada analógica.

35. Entradas e Saídas –
Portas analógicas e digitais
• Saídas digitais
Como saída o pino libere 0 volts ou 5 volts, com
um pino programado como saída digital,
podemos acender um led, ligar um relé,
acionar um motor, dentre diversas outras
coisas. O arduíno aceita no máximo 20 saídas
digitais.

36. Programação
• Programação conceitos
• Programação é uma sequência de algoritmos
para realizar uma tarefa ou resolver um problema
• Um algoritmo é, num certo sentido, um programa
abstrato — dizendo de outra forma, um
programa é um algoritmo concretizado. Os
programas são visualizados mais facilmente como
uma coleção de algoritmos menores combinados
de um modo único.

37. Programação

38. Introdução a Lógica
• Para Aristóteles, a Lógica não era uma ciência teórica,
prática ou produtiva, mas, sim, um instrumento para todas
as ciências.
• A Lógica é a análise de métodos de raciocínio”. No estudo
desses métodos a Lógica está interessada principalmente
na forma e não no conteúdo dos argumentos.
• Ex. Todo X é Y. Z é X. Portanto Z é Y.
• O aprendizado da Lógica auxilia os estudantes no raciocínio,
na compreensão de conceitos básicos, na verificação formal
de programas e melhor os prepara para o entendimento do
conteúdo de tópicos mais avançados.

39. Introdução a Lógica
• Estudo do raciocínio;
• Estudo do pensamento correto e verdadeiro;
• Regras para demonstração científica verdadeira;
• Regras para pensamentos não-científicos;
• Regras sobre o modo de expor o conhecimento;
• Regras para verificação da verdade ou falsidade
de um pensamento.

40. C/C++
• C++ é uma linguagem de programação de uso
geral, é considerada de médio e alto nível,
pois combina características de linguagens de
alto e baixo nível.

41. Lúdica Scratch / Byob
• Linguagem de programação lúdica é uma linguagem
bem simples com interface gráfica, onde qualquer
pessoa consegue desenvolver projetos interativos sem
necessariamente ter conhecimento em programação
de computadores.
• Por não exigir o conhecimento prévio de
outras linguagens de programação, ela é ideal para
pessoas que estão começando a programar e foi
desenvolvida para ajudar pessoas acima de 8 anos no
aprendizado de conceitos matemáticos e
computacionais.

42. Lúdica Byob
• Snap byob 4.0

43. Lúdica Scratch
• Scratch 2.0

44. Comunicação com arduino
(Firmware + IDE software )
• Firmware – é um software que é carregado na
memória do micro controlador e fica gravado na
memória ROM (memória de leitura) que é
executada quando recebe energia.
• IDE - software e ambiente de desenvolvimento do
Firmware. O ambiente de desenvolvimento do
Arduino é um compilador gcc (C e C++).
• As funções da IDE do Arduino são: Permitir o
desenvolvimento de um software e enviá-lo à
placa para ser executado.

45. Comunicação com arduino
(Firmware + IDE software )

46. Comunicação
Scratch ou Byob com arduíno
• A comunicação do Scratch e Byob com o
Arduino, se dá através de um protocolo de
comunicação que transcrever os comandos da
linguagem lúdica em linguagem C++ que e
interpretado através da biblioteca Firmata
contida no IDE Arduíno.

47. Eletrônica básica
• Circuito elétrico

48. Eletrônica básica
• Circuito elétrico
• Exemplo de um circuito no
arduíno.
• O pino 12 vai para “nível alto”, ou
seja, ele fica com 5V, nele foi
ligado um RESISTOR+LED, que
fecha o circuito no pino GND (0V).
• A corrente só existirá se houver
diferença de potencial elétrico
(diferença de tensão) entre pontos
do circuito: 5V – 0 =5V

49. Eletrônica básica
• Resistores
• Um dos componentes mais versáteis em eletrônica, os
resistores têm por finalidade oferecer uma resistência
à passagem da corrente elétrica pelo circuito.
• Acender um LED na porta 13.( LED de 5mm de 2,2V e
10mA) A porta tem valores de 0V-5V, porem o LED vai
queimar.
• -Calcular a resistência
• Tensão 5v led 2,2v corrente 10mA
• R=V/I R=5v-2,2v / 0,010A R= 280 ohm
•

50. Eletrônica básica
• Diodos
Dispositivo semicondutor que permite a
circulação de corrente apenas em um sentido

51. • Transistores
Um transistor pode ser entendido como uma
“válvula” eletrônica: é capaz de acionar cargas
de alta corrente a partir de um sinal de
controle de baixa corrente.

52. Eletrônica básica
• Ponte-H e alimentação
Ponte H é um circuito eletrônico que permite que o
microcontrolador forneça a corrente necessária para o
funcionamento do Motor de corrente contínua, visto
que o micro controlador normalmente trabalha em 5V
e em baixas correntes, enquanto o motor DC costuma
exigir altas potências.

53. Eletrônica básica
motores
• Motor CC
Alimentado em corrente contínua; Possui ímã e
bobinas internamente;

54. Eletrônica básica
Motor de passo
• Alimentado com sinais digitais; Alimentação
das bobinas deve ser sequencial;

55. Eletrônica básica
Servor motor
É um motor CC que possui um sistema de
interno de controle que controla a posição
(giro) do eixo; contínuo – controla a
velocidade do eixo;

56. Referencias
• Otavio Chase -Primeiros Passos da Robótica Amazonida - Robôs Desenvolvidos
no Pará e Perspectivas
• Felipe Nascimento Martins – Introdução à Eletrôniica com Arduino v. 4 – 2013 -
Nucleo de estudos em robótica e automação - IFES
• Gerson R. Luqueta CURSO BÁSICO DE ELETRÔNICAANALÓGICA
• Equipe de robótica - Minicurso Arduino - - UFES - JACEE 2012
• Alvaro Justen - http://www.CursoDeArduino.com.br/apostila
• http://pt.wikipedia.org/wiki/C_(linguagem_de_programa%C3%A7%C3%A3o)
• http://pt.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B
• http://pt.wikiversity.org/wiki/Introdu%C3%A7%C3%A3o_%C3%A0_Programa%C3%A
7%C3%A3o_com_Scratch
• http://pt.wikipedia.org/wiki/Ponte_H