Conversor de Servomotor para rotação contínua – Futaba S3003

Em post anterior apresentei a conversão do servomotor Hextronik HX5010 para movimento de rotação contínua. Como tenho alguns servomotores da marca Futaba e modelo S3003 resolvi fazer a conversão para avaliar o uso em um robô móvel. O processo basicamente é o mesmo: retirar o potenciômetro substituindo por dois resistores de igual valor o que resulta em um divisor de tensão,  retirar o chanfro da engrenagem que tem o eixo de conexão externa e remontar.  As fotos abaixo ilustram o processo de conversão.

Servomotor Futaba S3003

Servomotor Futaba S3003

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Sensor de Temperatura e Umidade DTH11

Já tem um tempo que adquiri um sensor para medida de temperatura código DTH11. Esse sensor de baixo custo pode ser comprado pela Internet por menos de três dólares. A faixa de medição de umidade é de 20 a 90% com precisão de 5% e temperatura de 0 a 50 graus Celsius com precisão de 2%. A interface de comunicação digital é de apenas uma linha. Mais informações você pode encontrar no datasheet. Para o teste vou usar um arduino Uno com a biblioteca que obtive aqui. O sensor montado no módulo tem três pinos alimentação (5V),  GND e Sinal que liguei no Pino A1 do Arduino. O código fonte que usei para teste é esse aqui. Reparem na foto que estou usando um  Shield Internet, a razão  é que pretendo evoluir o experimento em um sistema para disponibilizar em um site a temperatura e umidade do meu laboratório em tempo real.  Assim que avançar nessa direção coloco o material aqui no Blog.sensor_dht11

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Conversor de Servomotor para rotação contínua

Alguns anos atrás quando ia a uma loja de modelismo para comprar servomotores sempre era questionado pelos vendedores em que tipo de avião ou modelo iria usar. Quando lhes contava que o servomotor seria utilizado na construção e experimentação com robôs podia perceber um ponto de interrogação na expressão das pessoas. O tempo passou e os servomotores para modelismo por apresentar características como robustez, baixo peso, torque elevado e preço relativamente baixo continuam sendo uma boa opção para robótica. Os servomotores para modelismo são utilizados para controle das superfícies (ailerom, leme, profundor) quando se trata de aeromodelos e portanto não é necessário que realizem o giro completo de 360 graus, a grande maioria tem o giro limitado em 180 graus. Essa limitação no giro é suficiente quando se desenvolve robôs como por exemplo um manipulador.  Para utilizar o servomotor comum encontrado no mercado para criar um robô móvel a solução é desmontar o servomotor e executar algumas poucas alterações na mecânica e eletrônica. O servomotor é constituído por um motor DC, conjunto de engrenagens, módulo eletrônico e potenciômetro utilizado com detector da posição. Os servomotores são fabricados por várias empresas mas independente do fabricante a conversão servomotor para giro contínuo demanda três ações: retirar o potenciômetro original,  substituir  o mesmo por dois resistores, eliminar o chanfro limitador de giro da engrenagem superior. Feito isso basta montar o seu servomotor e testar com uma plataforma como o arduino. As fotos a seguir mostram alguns detalhes da conversão para o servomotor Hextronik HX5010.

conversao_servo_potenciometro

Placa do servomotor com parte do potenciômetro soldado.

conversao_servo_resistores

Resistores soldados na posição do potenciômetro. Valor de cada resistor deve ser a metade do valor do potenciômetro.

conversao_servo_chanfro

Chanfro com indicação da seta deve ser removido. Eu utilizo um serra para metal para cortar.

É isso, com esse procedimento você tem um servomotor com movimento de rotação contínuo com bom torque e compacto e o com grande atrativo do baixo custo. Logo mais vou mostrar um robô móvel construído com esse tipo de servomotor. Dúvidas ou sugestões, deixe seu comentário.

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Plataforma para Robótica Móvel ou R1

Com a estrutura montada estava curioso para colocar os motores em funcionamento e avaliar o funcionamento. Para fazer um ensaio rápido utilizei uma Arduino Mega 2560, uma bateria Li-po de  de 3 células (7,4V) por 800 mAh, e um módulo L298.  O código  simplesmente gera os sinais de acionamento do L298, estou usando um sinal de PWM para controlar a velocidade. O que observei é que os motores tem uma pequena diferença na rotação, assim foi necessário fazer uma calibração. Vou organizar os códigos e disponibilizar em breve.

robo_r1_f03

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Plataforma para Experimentos com Robótica Móvel

Existe um certo senso comum de que fazer robótica é algo caro, difícil e inacessível a maioria das pessoas.  Atualmente é relativamente barato montar uma plataforma básica para robótica que pode evoluir para a criação dos mais diversos tipos de robôs com recursos de hardware e software bastante complexos e mesmo assim sem que seja preciso gastar muito dinheiro. Para tentar demonstrar vou demonstrar o montagem de uma plataforma para robótica móvel que vou chamar R1. De início foi montada a estrutura com alumínio usado fabricação de janelas. Comprei retalhos em uma loja que vende esse material. O R1 será um robô móvel com deslocamento diferencial acionado por dois motores. A tração será feita por dois motores DC dotados de redução e com o eixo conectado a roda de plástico e pneu de borracha. Adquiri os motores aqui. A seguir vou decidir a eletrônica a ser utilizada, o Arduino com um driver L298 são fortes candidatos, já que tenho os mesmos a disposição em minha bancada. Por enquanto confiram as fotos da montagem inicial.

robo_r1_f02 robo_r1_f01

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SDR (Software Defined Radio) com módulo para DVB-T e software SDRSharp

O que é SDR
Quando pensamos em um equipamento de rádio para recepção de radiofrequencia sempre pensamos em um dispositivo de hardware. Nos últimos anos surgiu uma nova classe desses equipamentos em que grande parte das funções são executadas por software que executa em computadores [1][2][3]. algumas opções para SDR envolvem montar a etapa de recepção e sintonia, sendo que a etapa de processamento de sinais e geração de áudio fica a cargo do software.
Recentemente houve uma explosão do assunto na internet quando Antti Palosaari descobriu que receptores para DVB-T (Sistema para Recepção de TV digital usado na Europa e parte da Ásia) são na verdade SDR´s com faixa de operação em torno de 50 a 1700MhZ, tudo isso pelo preço aproximado de 20 dólares. Isso despertou o interesse do grupo OsmoSDR team que desenvolveu um software para interagir com esses dongles.
Dessa forma ficou muito mais fácil, rápido e barato configurar e usar um sistema para recepção baseado em SDR. Vale acrescentar que já existem estudos para desenvolver SDR´s que também atuam como transmissores, o que não é objetivo desse material.

Requisitos e materiais desse tutorial

  • Computador PC com sistema operacional Windows XP ou superior
  • Receptor DVB-T

Passo 1
Selecionar e adquirir o receptor. No momento de adquirir o receptor é importante escolher um modelo que seja suportado pelo software e driver. A principio para efeito de compatbilidade o receptor deve ser baseado no chip Realtek RTL2832U e ai ficam as opções de chip de sintonia. Pelas especificações o chip E4000 é o mais poular e o que oferece a maior largura de faixa (52 a 2200 MHz). Na página do grupo OsmoSDR existe uma lista de produtos e especificações que pode orientar sua escolha.

Aquisição do módulo receptor
Entre as várias opções disponíveis adotei os critérios de preço, compatibilidade e o sintonizador de maior faixa para selecionar o receptor a ser adquirido. O escolhido foi o Terratec Cinergy Tstick+. A compra foi feita no DealExtreme .

Software
Das aplicações pesquisadas a que tem recebido bastante atenção da comunidade foi o SDRSharp e portanto foi o escolhido.  Instalei a versão SDR# Stable (Revision 1000, Stable)  e o instalador de driver Zadig. Para detalhes veja a página de download.

Instalação do software para Windows

Confira o roteiro detalhado para  instalação no Windows e Linux.

Basicamente basta seguir os seguintes passos:

  1. Conecte o receptor na porta USB. quando for solicitada a instalação do driver não instale nenhum driver.
  2. Execute o Zadig. entre as opções de dispositivos selecione: “Bulk-In, Interface (Interface 0)” 
  3. Na seleção  escolha o “Winsub” e clicar no botão Install ou Replace Driver
  4. Para instalar o SDRSharp basta descompatar o conteudo do arquivo .zip, e executar o arquivo install.bat, será criada uma pasta que contém o arquivo SDRSharp.exe.
  5. Execute o  SDRSharp.exe, clicar no botão play tendo selecionado RTL -SDR /USB. Feito isso basta selecionar a frequencia. Sugiro começar sintonizando as emissoras de FM. sdrsharp

Veja o vídeo com áudio de alguns canais sintonizados:

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Controle de motor DC com L298

Estudo para entender o funcionamento do componente L298

Montagem L298 no controle de motor DC

Placa L298 Keyes

Tabela acionamento L298 Keyes

Referências:

  • L298N Stepper Motor Driver Controller Board for Arduino link
  • Datasheet L298 link
  • Manual da placa (chinês) link
  • Adquirir: link
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