Mudanças entre as edições de "Projeto de Monitoramento de Dutos de"

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Edição das 15h16min de 11 de junho de 2015

Reunião 7/5/2015

  • Explanação Inicial do Marcelo
  • Definição do Robô, da forma de comunicação e alimentação;
    • distância;
    • estimar potência total: ??
    • forma de resgate
    • usar sistema de lagarta: [1]
    • estudar câmera com iluminação conjugada e controle independente da movimentação do robô;
    • sistema de controle: arduíno, banana pi;
    • dimensões: 20cmx30cm (LxC)
    • fazer estimativa de custo,dimensões,peso, consumo de energia,potência, estimativa de câmera conjugada com iluminação;
  • Horário definido para reuniões: segunda 15h30 (a partir do dia 18/5);

Horário dos Bolsistas

  • Bruno
    • Segunda: 15:30 ~ 19:30
    • Terça : 13:30 ~ 17:30
    • Quarta: 13:30 ~ 17:30
    • Quinta: 13:30 ~ 17:30
    • Sexta : 13:30 ~ 17:30
  • Lucas
    • Segunda: 7:30 ~ 12:00
    • Terça : 7:30 ~ 12:00
    • Quarta: 10:00 ~ 12:00
    • Quinta: 7:30 ~ 12:00
    • Sexta : 7:30 ~ 12:00

Relatórios - Lucas

Relatório do dia 07/05/2015 até 18/05/2015
  • Objetivos:

As duas primeiras semanas tiveram como objetivo a definição das configurações do robô como um todo. Entre os tópicos definidos na reunião entre os bolsistas e os coordenadores do projeto, estavam: a forma de resgate do robô, sistema de locomoção, câmera, iluminação, sistema de controle, custos e dimensões


“O melhor e mais completo equipamento de vídeo inspeção robotizada a serviço da SABESP. Capaz de inspecionar tubulações de 150 mm a mais de 3.000 mm de diâmetro”

“Modelo VOR-42-C.”

“O vídeo apresenta como foi realizado o planejamento e montagem do projeto de conclusão de curso da turma de Engenharia Mecatrônica da UNIP Ribeirão Preto no ano de 2012.”



  • Carro 4x4:
    • Medidas: 21*16*8 cm
    • Capacidade: 5 Kg
    • Corrente: 400 mA
    • Tensão: 6 V
    • Peso: 0.6 Kg
    • Preço: 45 US$
  • Tanque:
    • Medidas: 20,2* 22 *11,6 cm
    • Capacidade: não mencionada
    • Corrente: não mencionada
    • Tensão: 6 V - 9 V / 9V, 200rpm
    • Peso: 2 Kg
    • Preço: 107 US$
Relatório do dia 19/05/2015 até 26/05/2015
  • T'Rex aluminum tank chassis
    • Link para compra: http://www.jameco.com/webapp/wcs/stores/servlet/Product_10001_10001_2209932_-1
    • Descrição : T'Rex aluminum tank chassis can handle rough terrain. 45mm wide zinc tracks. 12V (typ.) 11A stall current
    • Width : 265mm
    • length: 355mm
    • Body height: 60mm
    • Ground Clearance: 70mm
    • Total height: 130mm
    • Weight: 3.7Kg
    • Especificações do motor:
      • Typical Voltage: 12v
      • No load current: 1.3A
      • typical current: 4A
      • Stall current: 11A

O tempo de uma semana foi gasto quase que inteiramente na aprendizagem conceitual de motores DC, ponte H e a arquitetura do raspberry pi.

Controle de Motores

Um dos circuitos mais importantes na elaboração de sistemas automatizados é a ponte H. Trata-se de um circuito utilizado para controlar um motor DC a partir de sinais gerados por um microcontrolador. Os links abaixo ensinam como projetar uma ponte H.


O CI L293D faz a função de uma ponte H e embora ele consiga controlar dois motores com ele o mesmo suporta no máximo uma corrente de 600 mA constante e uma corrente de pico de 1,2 A.


O uso do raspberry pi para controle de motores DC é bastante comum e portanto é fácil encontrar alguns programas prontos para isso, sendo os mesmos geralmente escritos em python.

Relação de itens necessários para o projeto

Lista de itens
  • Motores:
    • 2x Servo motor: O servo motor será responsável pela movimentação da câmera.
    • 2x CI L293: Este CI é utilizado para controlar os motores realizando a função de uma ponte H.
           servos:  http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-662053141-micro-servo-turnigy-9g-_JM
           CI L293: http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-651266129-1-x-l293d-l293b-l293-ponte-h-dupla-p-arduino-pic-id8-_JM
  • Chassi: será o responsável pela mobilidade além servir como suporte para o restante do equipamento. Um dos tipos de chassi mais robusto são os tipo tank, os quai utilizam esteiras para movimentação.
  • Suporte Pan/Tilt: suporte da câmera, onde serão instalados os servo motores para realizar a movimentação da mesma.
           suporte: http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-650471695-fpv-pan-tilt-p-camera-projeto-arduino-servos-n-inclusos-_JM
  • Câmera: Será utilizada para visualizar o caminho do robo.
           câmera USB full HD: http://www.aliexpress.com/item/HD-1080P-2-megapixel-OV2710-USB-cmos-Camera-module-for-all-kinds-of-equipments-ELP-USBFHD01M/32237608962.html
  • Sistema PoE: Irá utilizar a energia enviada pelos cabos de rede para alimentar o robô.
           injeto + divisor: http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-655487154-poe-separador-injetor-_JM
  • Conversores de tensão DC/DC: Irão converter a tensão e aumentar a corrente, serão utilizados para alimentar o raspberry pi e os motores DC.
    • Coversor 48V para 12V: Irá alimentar os motores DC.
    • Coversor 48V para 5V: Irá alimentar o restante do sistema.
           (48/12)V: http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-650712551-conversor-dcdc-step-down-08-reduz-de-24-a-50v-para-12v-3-a-_JM
           (48/5)V: http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-663539048-conversor-dcdc-step-down-de-15v-ate-50v-saida-5v-3-a-sd14-_JM#
  • Rapberry PI: Os raspberry pi irá fazer o controle dos motores e a transmissão das imagens.
           raspberry pi: http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-639775372-novo-raspberry-pi-2-model-b-quadcore-1gb-ram-pronta-entrega-_JM
  • Iluminação: Devido a não a haver nenhuma fonte de luz dentro dos dutos é necessário que robô tenha um sistema iluminação própria, algumas possibilidade para esse fim são os leds auto-motivo e o led cree.

Descrição do sistema

Levantamento de requisitos
  • Requisitos Funcionais:
    • O usuário pode controlar a posição da câmera.
    • O usuário pode controlar a direção da robô.
    • O usuário pode controlar a velocidade da robô.
    • O usuário pode requisitar que o sistema grave as imagens em um arquivo de video.
    • O sistema deve transmitir as imagens da câmera em tempo real.


  • Requisitos não funcionais:
    • O sistema será alimentado via PoE.
    • O sistema fará comunicação com o usuário através de um cabo RJ-45.
    • O robô usara o sistema lagarta para locomoção.
    • O controle dos motores, posição câmera e a transmissão das imagens sera feito através do raspberry pi.


Casos de uso

Diagrama de casos de uso

  • Atores: Usuário.

Robot system Use Case.png

Casos de uso

CSU01

Mover a câmera

  • Sumário: O usuário movimenta o suporte da câmera.
  • Ator Primário: Usuário
  • Atores Secundários: Nenhum.
  • Precondições: Sistema ter sido inicializado.
  • Fluxo Principal:
    • 1. O usuario envia o comando para o sistema.
    • 2. O sistema decodifica a informação e aciona os servos alterando a posição da câmera.
  • Pós-condições: A posição da câmera foi alterada.

CSU02

Mover o robô

  • Sumário: O usuário movimenta o robô.
  • Ator Primário: Usuário
  • Atores Secundários: Nenhum.
  • Precondições: Sistema ter sido inicializado.
  • Fluxo Principal:
    • 1. O usuario envia o comando para o sistema.
    • 2. O sistema decodifica a informação e aciona os motores DC alterando a posição robô.
  • Pós-condições: A posição do robô foi alterada.

CSU03

Alterar a velocidade dos motores.

  • Sumário: Aumenta ou diminui a velocidade do robô.
  • Ator Primário: Usuário
  • Atores Secundários: Nenhum.
  • Precondições: Sistema ter sido inicializado.
  • Fluxo Principal:
    • 1. O usuario envia o comando para o sistema.
    • 2. O sistema decodifica a informação e altera o tempo do pulso enviado para os motores fazendo que velocidade do robô seja alterada.
  • Pós-condições: A velocidade dos motores foi alterada.


CSU04

Gravar vídeo

  • Sumário: Grava um arquivo de vídeo a partir das imagens recebidas da transmissão.
  • Ator Primário: Usuário
  • Atores Secundários: Nenhum.
  • Precondições: Sistema ter sido inicializado.
  • Fluxo Principal:
    • 1. O usuário envia o comando para o sistema.
    • 2. O sistema recebe as imagens da transmissão e salva a informação em um arquivo de vídeo.
  • Pós-condições: um arquivo de vídeo com as imagens feitas do percurso do robô é criado.


Descrição de fucionamento

Diagrama UML de sequência

Mensagens sistema Robo.png

Descrição das mensagens
  • Fluxo continuo de dados: Transmissão das imagens capturadas pela câmera.
  • Mensagem Mx: Conjunto de mensagens transmitidos pelo usuário para movimentação do robô.
    • Mensagem M01: Movimenta o robô para frente.
    • Mensagem M02: Movimenta o robô para trás.
    • Mensagem M03: Movimenta o robô para direita.
    • Mensagem M04: Movimenta o robô para esquerda.
  • Mensagem Cx: Conjunto de mensagens transmitidos pelo usuário para movimentação da câmera.
    • Mensagem C01: Movimenta a câmera para cima.
    • Mensagem C02: Movimenta a câmera para baixo.
    • Mensagem C03: Movimenta a câmera para direita.
    • Mensagem C04: Movimenta a câmera para esquerda.
  • Mensagem A: Mensagem indicando ao controlador que o usuário deseja alterar a velocidade.
  • Mensagem G: Mensagem indicando ao controlador que o usuário deseja gravar a transmissão em um arquivo de video.
  • Código Mx: Conjunto de códigos transmitidos pelo controlador, baseados na requisição do usuário, para que o robô se movimente na direção pedida pelo usuário.
  • Código Cx: Conjunto de códigos transmitidos pelo controlador, baseados na requisição do usuário, para que a câmera se movimente na direção pedida pelo usuário.

Diagrama UML de classes

Diagrama UML Classes Sistema robo.png

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