RoboDeck V2 Robô móvel inteligente
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1 - RoboDeck O RoboDeck possui características relacionadas a mobilidade omnidirecional, que permite deslocamento em qualquer direção, com sensores digitais e analógicos, capacidade de acoplar câmeras digitais com interface USB e possui uma placa-mãe baseado em ARM9. O robô móvel pode ser controlado remotamente ou funcionar de forma autônoma, para realizar tarefas pré-determinadas. O robô é constituído de um hardware básico (plataforma universal) que permite acrescentar os módulos opcionais como por exemplo, placa de alta performance com Linux embarcado que permite inclusive comunicação Wi-fi e Bluetooth. Esses módulos adicionais permitem acoplar desde câmera com interface USB até garras mecânicas entre outros dispositivos. O RoboDeck permite que outros módulos desenvolvidos por terceiros possam ser acoplados ao sistema. O RoboDeck é acompanhado por um Software Development Kit (SDK) em C++/CLI concebido para elaboração de programas por meio do Microsoft Visual C/C++ 2008 ou similar. Além disso, existe também um SDK para programação Java Mobile (JME).
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2 - Características do RoboDeck - O kit RoboDeck é formado por: Rodas: O RoboDeck possui quatro rodas independentes entre si e identificadas como: dianteira-esquerda, dianteira-direita, traseira-esquerda e traseira-direita. Todas estas rodas são controladas através de servo-motores de direção (um para cada roda). As duas rodas dianteiras são também controladas por motores de tração. Motores de tração: Localizados nas rodas dianteiras do robô, estes motores atuam no sentido do giro das rodas (sentido de colocar o robô em movimento). Estes motores, quando desligados (desenergizados), oferecem pouca resistência ao giro das rodas. Cada motor de tração possui um encoder capaz de medir a quantidade de giros do motor. Motores de direção: Localizados em cada uma das quatro rodas do robô, estes servomotores são responsáveis por direcioná-las. Assim como os motores de tração, os motores de direção oferecem pouca resistência quando desligados. Já quando ligados, travam as rodas na direção em que forem acionados. São capazes de direcionar cada roda a ângulos de 45º para dentro até 45º para fora do robô. Sensores infra-vermelho: O RoboDeck possui dois sensores infra-vermelho localizados na frente do robô e identificados como esquerdo e direito e mais dois localizados na dianteira e traseira direcionados para baixo. São capazes de detectar obstáculos distando desde 4cm até 30cm do sensor, e cobrem um feixe horizontal de aproximadamente 5º. Obstáculos além do alcance máximo (30cm) não são detectados. Já obstáculos mais próximos que o alcance mínimo (4cm) produzem resultados não-confiáveis, portanto esta situação deve ser evitada. Sensores Ultra-Som:O RoboDeck possui quatro sensores ultra-som identificados como: frontal, esquerdo, direito e traseiro. São capazes de detectar obstáculos distando desde 3cm até 600cm (6m) do sensor, e cobrem um feixe cônico de aproximadamente 45º. Como os sensores infra-vermelho, obstáculos além do alcance máximo (6m) não são detectados. Medidor de temperatura e umidade: O RoboDeck está também equipado com um dispositivo capaz de informar a temperatura (ºC) e a umidade relativa (%) do ar. Acelerômetro: O RoboDeck tem um acelerômetro capaz de medir a força “g” aplicada no robô. Esta força é identificada através de sua decomposição nos eixos x, y, e z do robô. A orientação destes eixos é dada conforme a figura a seguir.
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Bússola: O RoboDeck está equipado com uma bússola capaz de informar a orientação do robô. Esta orientação é dada pelo ângulo formado entre o robô e o norte magnético, e varia de 0º até 359,9º, conforme a figura a seguir.
GPS: Um dispositivo de GPS está acoplado ao RoboDeck. Este GPS é capaz de identificar a posição geográfica do robô (latitude, longitude e altitude), assim como informar a data e horário do Meridiano de Greenwitch. É também capaz de informar a velocidade de deslocamento do robô e o sentido deste deslocamento em relação ao norte magnético. Baterias e Carregador: O robô possui quatro baterias e dois carregadores, mas podem ser utilizadas até seis baterias simultaneamente de acordo com a necessidade de autonomia que se deseja. Placa de alta performance (opcional):O RoboDeck poderá ser equipado com uma placa de alta performance. Esta placa é, na verdade, um microcomputador a ser embutido no robô, oferecendo suporte a recursos que exijam alto poder computacional, como redes de banda larga e transmissão de vídeo. Nela, o sistema operacional Linux será empregado. Com isso, será até mesmo possível embutir aplicações robóticas dentro do próprio robô, tornando-o autônomo. Câmera com interface USB (opcional): Sobre o robô há uma câmera capaz de transmitir fotografias e vídeo para outros dispositivos. Porém, o acesso aos recursos desta câmera só é alcançado com a presença da placa de alta performance. Módulos de expansão: O RoboDeck é construído de forma a suportar módulos de expansão. Tratam-se de módulos de naturezas diversas, conforme as necessidades da aplicação. Para tanto, a placa-mãe do RoboDeck possui oito slots, cada um constituído por um conector de seis pinos, onde os módulos de expansão poderão ser ligados. É evidentemente necessário que tais módulos sejam adequados às características físicas do robô. Como exemplo, pode-se ter uma garra acoplada ao robô. 3 - Meios de controle O RoboDeck é equipado com um dispositivo de comunicação baseado no protocolo ZigBee. Poderá também estar equipado com uma placa de alta performance, que permitirá
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a comunicação por meio dos protocolos de comunicação: Bluetooth e WiFi. Cada uma destas três redes oferecem um meio para troca de mensagens (comandos e respostas) entre o controlador e o robô. As redes ZigBee e Bluetooth, entretanto, não permitem a aquisição de imagens provenientes da câmera do robô. Tais imagens, incluindo a transmissão de vídeo, podem ser adquiridas somente com a rede WiFi, que vem a ser então a mais completa, pois oferece o controle a todos os recursos do robô. Há essencialmente duas maneiras de executar aplicações sobre o RoboDeck: por meio de controladores externos (master/slave) e/ou por meio de softwares embutidos no próprio robô (autônomo). Computadores e celulares são entendidos como exemplos de controladores externos. O RoboDeck é acompanhado por um kit de desenvolvimento de software (Software Development Kit, ou SDK) em C++/CLI, concebido para ser empregado na elaboração de programas por meio do Microsoft Visual C++ 2008 Express Edition (ou outros ambientes compatíveis). 4 - Especificações técnicas Especificação eletrônica: •
Microcontrolador ARM 9
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Placa de desenvolvimento e interfaceamento ZigBee
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Alimentação via baterias de 18V e 3Ah, funcionamento utilizando de 2 a 6 baterias
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4 sensores ultrassom para medir distância (frontal, lateral esquerda e lateral direita)
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4 sensores infravermelho para medir distância (frontal-direita e frontal-esquerda)
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Módulo GPS que fornece data, hora, latitude, longitude, altitude, velocidade e direção do movimento
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Acelerômetro para medir a aceleração nos 3 eixos cartesianos (X, Y e Z)
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Sensor de temperatura (ºC) e umidade (umidade relativa %)
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Bússola eletrônica
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8 slots de expansão para acoplamento de possíveis módulos extras
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4 servo motores de direção, 1 para cada roda, permitindo movimentação independente
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2 motores brushless de tração
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2 drivers para os motores brushless
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1 fonte DC-DC com entrada 18V (bateria), 2 saídas 24V, 1 saída 12V e 3 saídas 5V
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WebCam com interface USB
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Placa de alta performance com as seguintes características: Formato: Nano-ITX 120 mm x 120mm CPU: AMD Geode LX800 Processor Low Voltage Edition Tipo de encapsulamento: BGA 481 Memoria: 1 * 200-pin DDR SODIMM Sockets for DDR 400 SDRAM 1GB Chipset: AMD Geode LX800+ CS5536 chipset Gerenciamento de energia: ACPI S3 Compliant ,supports power saving mode PCI enhanced IDE: 1* Ultra DMA 100 / 66 IDE Device Support Interface de vídeo: AMD Geode LX800 Processor Memória de vídeo: Share Memory up to 254MB Conector de vídeo: Onboard VGA Connector Interface de áudio: Realtek AC,97 ALC655 2-Channel Audio CODEC Interface LAN: Realtek RTL8110SC 10 / 100 PCI LAN Interface de extensão: 1 * 124-Pin Mini-PCI Slot Compact Flash de 4Gb •
Portas internas de entrada e saída: 4 x 9-Pin COM Connector 1 x 9-Pin USB Connector
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Portas externas de entrada e saída: 2 x High Speed USB Connectors @ 480 Mbit / s 1 x D-Sub 15-pin VGA Connector 1 x RJ45 Connector 1 x MIC Output / 1 * AUDIO Input
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BIOS: Award 4 MB Flash ROM
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Alimentação: Onboard 12V DC to DC Power board up to 36 Watts
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