Apostila_Programacao_Robotica_Lego_EV3_NB

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PROGRAMANDO UM 
ROBÔ SEGUIDOR DE 
LINHA UTILIZANDO 
LEGO MINDSTORMS EV3
Centro de Referência
em Educação a Distância
INSTITUTO FEDERAL
Mato Grosso do Sul Cread
João Couto
Leandro de Jesus
Marcia Ferreira Cristaldo
Instituto Federal de Mato Grosso do Sul - Campus Aquidauana
Autores
Estudante Egresso do Curso Técnico Integrado em Informática João Couto
joao.couto@estudante.ifms.edu.br
Professora Dra. Marcia Ferreira Cristaldo
marcia.cristaldo@ifms.edu.br
Professor Dr. Leandro de Jesus
leandro.jesus@ifms.edu.br
Programando um robô seguidor de linha utilizando LEGO Mindstorms EV3
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Indicação de Ícones
Atenção!
DicaFique de Olho
Guarde Bem Isto
Link
Leitura 
Complementar
Vídeo/Áudio Para Refletir...
Download
Você Sabia?
Saiba Mais
Subseções de 
Estudo
Revisando...
GlossárioObjetivos de 
Aprendizagem
Exercícios 
de Fixação
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Programando um robô seguidor de linha utilizando LEGO Mindstorms EV3
Programando um robô seguidor de linha utilizando LEGO Mindstorms EV3
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Sumário
Seção 1 - Introdução ................................................................................. 7
1.1 Instalação do Software ........................................................................................... 7
Seção 2 - Primeiros Passos ....................................................................... 11
2.1 Interface do Software .............................................................................................. 11
2.2 Blocos: Ação ............................................................................................................ 12
2.3 Blocos: Controle de Fluxo ...................................................................................... 15
2.4 Blocos: Sensor ......................................................................................................... 17
2.5 Blocos: Operação de Dados .................................................................................. 18
Seção 3 - Seguindo Linha .......................................................................... 19
3.1 Definindo Uma Estratégia ..................................................................................... 19
3.2 Implementando a Estratégia ................................................................................. 20
3.3 Tratando Erros ........................................................................................................ 28
Seção 4 - Detectando Obstáculos ............................................................ 31
Seção 5 - Intersecções Marcadas em Verde ........................................... 33
5.1 Para a Esquerda ...................................................................................................... 33
5.2 Para a Direita ........................................................................................................... 36
5.3 Meia Volta ................................................................................................................ 37
Referências ................................................................................................ 39
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Download
O programa completo do Seguidor de Linha que será estudado 
no curso: 
https://www.mediafire.com/file/b3ar92ihq213wns/Projeto.ev3/file
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Seção 1 - Introdução
A programação de robôs seguidores de linha utilizando o kit edu-
cacional LEGO Mindstorms EV3 com foco na Olimpíada Brasileira 
de Robótica (OBR) pode ser feita de diversas maneiras. Nesta apostila, 
abordaremos a utilização do software baseado em blocos que acompa-
nha o kit da Lego para desenvolver um algoritmo que seja capaz de fa-
zer um robô seguir linha, desviar de obstáculos e detectar as marcações 
em verde presentes na etapa prática da OBR.
1.1 Instalação do Software
Acesse a página oficial de download do LEGO Mindstorms EV3, 
disponível em https://education.lego.com/en-us/downloads/retiredpro-
ducts/mindstorms-ev3-lab/software, e clique em “Download”. Após o 
download do arquivo, execute-o e siga as instruções do instalador.
Figura 1. Página de download EV3 Lab Software.
https://education.lego.com/en-us/downloads/retiredproducts/mindstorms-ev3-lab/software
https://education.lego.com/en-us/downloads/retiredproducts/mindstorms-ev3-lab/software
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Figura 2. Instalação Mindstorms EV3.
No passo 5, você deve escolher entre a versão para estudantes ou 
para professores do software. Você conseguirá reproduzir todos os 
exemplos dessa apostila em ambas versões.
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Figura 3. Instalação Mindstorms EV3.
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Figura 4. Finalização da instalação.
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Seção 2 - Primeiros Passos
Nesta seção, percorreremos as principais funcionalidades do sof-
tware, aprendendo tudo que é necessário para montar um seguidor de 
linha. Vamos lá!
2.1 Interface do Software
A imagem a seguir mostra a página inicial do programa, onde estão 
localizados atalhos para as funcionalidades do software. Vamos criar 
um primeiro projeto, para isso, clique no botão “+” ou em “New pro-
ject” (veja na imagem).
Figura 5. Página inicial Mindstorms EV3.
Com um novo projeto criado, já podemos começar a criar nossos 
primeiros programas. Tenha em mente que um projeto abriga vários 
programas, os quais podem ser “chamados” dentro de outros progra-
mas desse mesmo projeto.
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Figura 6. Projeto em branco.
Descrição das seções do programa:
1. Aba de programas. Escolha um para trabalhar;
2. Área de trabalho. Posicione os blocos logo após o botão de play 
para criar a sua lógica. 
3. Blocos. Eles ditam as ações do robô;
4. Conexão e portas. Aqui você consegue fazer a conexão com o 
brick e ver o status dos sensores e motores;
5. Execução. Utilize o primeiro botão para carregar o seu programa 
para o brick, o segundo para carregar e executar.
2.2 Blocos: Ação
Figura 7. Seção inferior - Ação.
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Esses blocos são responsáveis por controlar atuadores como moto-
res médios e grandes, bem como as luzes, o display e os sons emitidos 
pelo brick.
Da esquerda para a direita, temos:
• Motor médio;
• Motor grande;
• Mover direção;
• Mover tanque;
• Display;
• Som;
• Luz do brick;
Figura 8. Bloco de motor médio.
Se arrastarmos um desses blocos para a frente do botão de play na 
área de trabalho, poderemos ver suas opções. No caso, o bloco de mo-
tor médio foi escolhido. 
Veja na Figura 8: Em 1, temos a possibilidade de selecionar a forma 
que queremos trabalhar com esse motor, seja em rotações, segundos, 
angulação etc. Em 2, escolhemos a quantidade de energia que que-
remos fornecer para esse motor, podendo variar de 1 até 100. Em 3, 
definimos a quantidade de rotações ou otempo em segundos para o 
motor realizar a ação (este campo se modifica de acordo com a seleção 
em 1). Em 4, escolhemos se o motor irá travar o movimento ou não 
ao finalizar a execução do bloco. Por fim, em 5, escolhemos em qual 
porta está conectado o motor.
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Figura 9. Opções de funcionamento do bloco de motor médio.
Na Figura 9, temos as opções possíveis para a execução do bloco. 
Você pode escolher entre fazer com que o motor desligue (1), ligue por 
tempo indeterminado (2), ligue durante alguns segundos (3), ligue até 
que atinja determinada angulação (4), ou ligue por rotações (5).
Antes de prosseguirmos, vamos dar uma olhada mais a fundo nos 
blocos: mover direção e mover tanque.
Figura 10. Blocos de controle de direção e tanque.
Eles trabalham em conjunto de dois motores, partindo da ideia de 
que você quer controlar ambos simultaneamente. Na esquerda, está o 
bloco mover direção e o mover tanque está na direita.
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Em 1, escolhemos quais motores queremos controlar (atente-se 
para o posicionamento real deles, coloque o motor da esquerda como 
a primeira letra e o motor da direita como a segunda). Em 2, defi-
nimos qual a direção que queremos que o robô se mova. Em 3 e 4, 
respectivamente, escolhemos a energia dos motores esquerdo e direito.
2.3 Blocos: Controle de Fluxo
Eles são os responsáveis por ditar a forma com que o nosso progra-
ma é executado.
Figura 11. Seção inferior - Controle de Fluxo.
Na Figura 11, da esquerda para a direita:
• Play: Marca o início de todos os programas que desenvolvemos;
• Esperar: Pausa a execução do código durante algum tempo;
• Ciclo: Repete tudo que está no seu interior sob alguma condição;
• Comutação: Faz uma verificação e então executa algo com base nela;
• Interromper ciclo: Interrompe um ciclo;
Figura 12. Bloco de Ciclo.
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Na Figura 13, temos o bloco de comutação. Definimos, em 1, o 
que queremos verificar, seja o estado de um sensor, motor etc. Em 2, 
definimos o valor para verificação. Caso ele seja igual ao estado do 
sensor, por exemplo, os blocos contidos em 5 serão executados, caso 
o estado seja diferente do valor definido, os blocos contidos em 6 
serão executados. Ainda devemos definir a porta na qual este sensor/
motor está conectado, por meio do campo indicado em 4. Podemos, 
ainda, alterar a visualização desse bloco clicando no botão 7 (veja a 
Figura 14).
Vamos arrastar o bloco de ciclo para o nosso programa. Nele, deve-
mos definir a condição para sua execução (1). No exemplo da Figura 
12, o ciclo estará ativo infinitamente, mas poderíamos definir sua exe-
cução para um intervalo de tempo, por exemplo.
Figura 13. Bloco de Comutação.
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Figura 14. Bloco de Comutação Condensado.
Nesse caso, o escopo para as condições de verdadeiro e falso podem 
ser acessados pelos botões indicados em 1 e 2, respectivamente.
2.4 Blocos: Sensor
Nesta seção, encontramos os blocos responsáveis pela leitura e controle 
dos sensores, veja Figura 15. Na versão do Mindstorms para professores, 
existem alguns blocos de sensores a mais, no entanto, utilizaremos apenas 
os disponíveis na versão de estudantes para os exemplos desta apostila.
Figura 15. Seção inferior - Sensores.
Da esquerda para a direita:
• Botões do brick. 
• Sensor de cor.
• Giroscópio.
• Infravermelho.
• Rotação do motor.
• Temperatura.
• Timer.
• Sensor de toque.
• Ultrassônico.
• Medidor de energia.
• Sensor de som NXT.
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2.5 Blocos: Operação de Dados
Os blocos desta seção permitem a criação e manipulação de dados 
dentro de um projeto, veja a Figura 16.
Figura 16. Seção inferior - Operação de dados.
Da esquerda para a direita:
• Variável: Armazena um valor, seja um número texto etc.;
• Constante: Armazena um valor da mesma forma que a variável, 
porém, este só pode ser lido e não alterado;
• Operações com Arrays: Um array é um conjunto de variáveis, o 
qual pode ser definido através do bloco de variável;
• Operações lógicas: Permite o uso de operadores booleanos AND, 
OR, NOT;
• Operações matemáticas: Permite a execução de operações aritmé-
ticas das variáveis;
• Arredondar: Arredonda um valor;
• Comparar: Se um valor é maior, menor ou igual a outro;
• Intervalo: Verifica se um valor está dentro ou fora de um intervalo;
• Texto: Realiza operações de texto (união);
• Aleatório: Sorteia um valor.
Ainda existem mais duas seções na aba inferior do software: Avan-
çado e Meus Blocos. Não iremos utilizar os blocos da seção avançada, 
no entanto, a seção Meus Blocos abrigará os blocos personalizados que 
iremos construir.
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Seção 3 - Seguindo Linha
Chegou a hora de construirmos o nosso primeiro algoritmo de 
seguimento de linha, e, para isso, utilizaremos (além do Brick): dois 
sensores de cor RGB e dois motores grandes. 
3.1 Definindo Uma Estratégia
Antes de qualquer coisa, vamos definir uma disposição base para o 
nosso robô. Ela será a seguinte:
Figura 17. Sensores e motores do robô.
Note que A, B, 1 e 2 são as portas em que os componentes devem 
ser ligados no Brick, veja Figura 17 acima. Com isso em mente, já 
podemos começar a elencar as dificuldades que o robô encontrará na 
pista. Para isso, no Quadro 1, seguem as regras da Olimpíada Brasilei-
ra de Robótica (OBR).
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Caso Leitura Ação
1
Sensor 1: Branco
Sensor 2: Branco
Seguir em frente
2
Sensor 1: Preto
Sensor 2: Preto
Seguir em frente
3
Sensor 1: Branco
Sensor 2: Preto
Virar para direita
4
Sensor 1: Preto
Sensor 2: Branco
Virar para esquerda
Quadro 1. Regras da OBR.
Quando os sensores detectarem branco, o robô deve estar com a 
linha centralizada entre eles ou deve estar passando por uma falha na 
linha, logo deve andar para frente (caso 1). Quando os sensores detec-
tarem preto, ele também deve seguir em frente, pois estará passando 
por uma intersecção de linhas. Já quando apenas o sensor da direita 
detectar a cor preta, o robô deverá rotacionar para direita, tendo em 
vista que essa detecção indica que a linha preta está debaixo do sensor 
da direita. O mesmo ocorre para o sensor da esquerda. 
3.2 Implementando a Estratégia
Agora, implementaremos o que elaboramos no passo anterior. Para 
isso, arraste uma comutação para frente do bloco de Play, veja Figura 18.
Figura 18. Comutação.
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Em seguida, altere a condição para Sensor de Cor > Medir > Cor 
(Figura 19).
Figura 19. Configuração da Comutação.
Altere a porta de leitura para 1 (Figura 20), pois verificaremos pri-
meiro o sensor de cor da esquerda. Faça a alteração, também, das cores 
de leitura para preto e branco. Dessa forma, determinado bloco de 
código deverá ser executado apenas na detecção de preto ou branco.
Figura 20. Comutação em Cores.
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Agora, precisamosverificar a leitura do sensor da direita. Para isso, 
duplique duas vezes o bloco de comutação que configuramos ante-
riormente e altere as portas para 2, veja a Figura 21. Depois, coloque
-os dentro do escopo da comutação principal, cada um em uma seção.
Figura 21. Aninhamento de Comutações.
Devemos entender o que está acontecendo neste ponto do proje-
to. Primeiro, uma comutação verifica a cor que está sendo lida pelo 
sensor da esquerda. Depois, ocorre a verificação do sensor da direita. 
Com isso, já conseguimos detectar os casos de nossa estratégia (veja na 
Figura 21), só faltando implementar as ações do robô.
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Figura 22. Bloco mover direção.
Para uma melhor visualização, clique no botão de abas da comuta-
ção principal. Veja a Figura 22. 
Depois, para fazer o robô seguir em frente, arraste um bloco “Mo-
ver direção” para dentro do caso onde a leitura dos sensores é: preto 
no sensor da esquerda e preto no sensor da direita. 
Não se esqueça de trocar as portas para A e B, definir a potência 
para 30 e alternar o modo do bloco para “manter ligado” (Figura 22). 
Vamos escolher o modo “manter ligado” para todos os blocos de ação 
que adicionarmos nas comutações, pois não sabemos por quanto tem-
po o robô executa cada caso.
Veja a Figura 23 e adicione, também, um bloco “mover direção” 
para o caso de leitura: branco no sensor da esquerda, branco no sen-
sor da direita. Assim, já conseguimos cobrir os casos em que o robô 
seguirá em frente.
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Figura 23. Bloco mover direção.
Na Figura 24 vamos adicionar um bloco “mover tanque” para den-
tro do seguinte caso de leitura dos sensores: preto no sensor da esquer-
da, branco no sensor da direita. Nesse caso, o robô deve rotacionar 
para esquerda, tendo em vista que a leitura do sensor 1 indica uma 
curva para esquerda.
Figura 24. Rotação para a esquerda.
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Mude as portas para A e B, altere a potência do motor esquerdo 
para-30 e a do motor direito para 30 (veja a Figura 25). Dessa forma, 
o robô rotacionará em seu próprio eixo. Não se esqueça de marcar o 
bloco com a opção “manter ligado”.
Figura 25. Rotação para a direita.
Arraste outro bloco “mover tanque” para dentro do caso: bran-
co no sensor da esquerda, preto no sensor da direita. Veja na Figura 
26. Quando isso acontecer, o robô deve rotacionar para direita. Logo, 
configure o bloco “mover tanque” da mesma maneira feita para o caso 
anterior, mas mude a potência do motor esquerdo para 30 e a do mo-
tor direito para -30.
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Figura 26. Resultado.
Feito isso, podemos ter uma visão geral do algoritmo de seguimen-
to de linha do robô.
Agora na Figura 27 vamos condensar todas essas comutações em 
um único bloco. Para isso, selecione todos os blocos que estamos tra-
balhando e clique no menu Tools/Ferramentas > My Block Builder/
Meu Construtor de Bloco.
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Figura 27. Criar um bloco personalizado.
Na caixa de diálogo que se abrir, defina um nome para o bloco. Na 
Figura 28, foi utilizado “SeguirLinha”. Clique em Finish/Finalizar.
Figura 28. Construtor de Bloco.
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Com isso, as comutações foram reduzidas ao bloco “SeguirLinha” 
(Figura 29). Se clicarmos duas vezes nele, seremos direcionados para 
uma aba com o programa referente a ele na qual podemos fazer altera-
ções na lógica. Também podemos encontrar nosso bloco personaliza-
do na aba da seção inferior chamada de “Meus blocos”.
Figura 29. Bloco personalizado.
Figura 30. Ciclo/Loop.
Por fim, na Figura 30 vamos colocar esse nosso bloco dentro de um 
ciclo que se repetirá infinitamente. Dessa forma, já temos um progra-
ma capaz de fazer o nosso robô seguir linha. 
3.3 Tratando Erros
Durante a execução do projeto que criamos anteriormente, você po-
derá notar que nossa lógica é incapaz de cobrir todos os casos de leitura 
dos sensores, dado em função das alterações de luz do ambiente, dentre 
outras coisas. Isso pode fazer com que o robô fique travado na pista. Va-
mos fazer uma verificação simples para manter o nosso robô rodando.
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Figura 31. Verificação de motores.
Como mostrado na Figura 31, adicione duas comutações no modo 
de verificação de potência de motor. Defina em uma delas para verifi-
car o motor na porta A e na outra para verificar a porta B. Por fim, adi-
cione um bloco “mover direção”, com a opção “manter ligado” com a 
potência de 20 para fazer o robô progredir lentamente na pista.
Figura 32. Programa principal.
Finalmente, transforme essas comutações em um bloco personali-
zado, veja como ficou na Figura 32, da mesma forma como foi feito 
para o “SeguirLinha”, e adicione-o dentro do ciclo principal. Agora o 
nosso robô não ficará travado quando não souber o que fazer.
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Seção 4 - Detectando Obstáculos
Para que o robô seja capaz de identificar e desviar de obstáculos 
presentes na pista, é necessária a utilização de um sensor ultrassôni-
co ou infravermelho. Utilizaremos um sensor infravermelho para este 
exemplo, contudo o código pode ser alterado para o funcionamento 
com o sensor ultrassônico.
Conforme a Figura 33, faça o seguinte procedimento arraste o blo-
co de comutação para o projeto, altere a condição para: Sensor infra-
vermelho > Comparar > Proximidade. Em seguida, clique no botão de 
visualização em abas para deixar o bloco mais compacto.
Figura 33. Verificação de proximidade.
Figura 34. Lógica de desvio.
Veja como fica a estrutura de Lógica de desvio na Figura 34.
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Figura 35. Desvio do robô.
Agora, vamos implementar as ações de desvio (veja a Figura 34). 
Nos blocos, da esquerda para direita, temos:
1. Recuar uma rotação após detectar o obstáculo;
2. Rotacionar em 90° para direita (a quantidade de rotações varia 
de robô para robô, nesse caso foi utilizado 1,5 rotações);
3. Avançar por 1 rotação, para sair do caminho do obstáculo;
4. Rotacionar 90° para esquerda;
5. Seguir em frente até atravessar o obstáculo;
6. Rotacionar 90° para esquerda;
7. Seguir em frente até passar a linha;
8. Rotacionar 90° para direita, alinhando com a linha;
Figura 36. Ciclo do programa principal.
Na Figura 35 estão representados os passos citados na lista anteriormente.
Novamente, vamos transformar essa verificação em um bloco per-
sonalizado (Figura 36). Faça isso e adicione-o dentro do ciclo principal.
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Seção 5 - Intersecções Marcadas em Verde
As indicações em verdes presentes na pista da OBR indicam o lado 
o qual o robô deve seguirem caso de intersecção. Nesta parte da apos-
tila, vamos tratar dos possíveis casos.
5.1 Para a Esquerda
Conforme a Figura 37, adicione uma comutação, altere o modo 
para “Sensor de cor > Medir > Cor”, clique no botão para alternar 
para a visualização de abas, troque a cor para verde, mude a porta para 
1 e adicione um bloco “mover direção” para dentro. Quando o robô 
detectar a cor verde no sensor da esquerda, ele deve verificar se existe 
linha após a marcação em verde para fazer a virada, por isso adicio-
namos o “mover direção”. Coloque o número de rotações suficiente 
para o robô tirar o sensor da marca em verde e parar em cima da linha 
preta. Não se esqueça de alterar as portas. 
Figura 37. Comutação do verde.
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Figura 38. Comutação do verde.
Figura 39. Variável “meiaVolta”.
(Na Figura 38) Após isso, vamos verificar a existência de linha pre-
ta. Adicione uma comutação, alterne a visualização para abas, confi-
gure “Sensor de cor > Comparar > Cor” e mude a porta para 1. Essa 
porta é a mesma da verificação passada.
Antes de fazermos a validação da virada, vamos verificar se existe 
outra marcação em verde no sensor 2, o que caracteriza uma meia 
volta. Vamos utilizar essa abordagem pois evita ela evita problemas na 
detecção de meia volta. Então, adicione um bloco de variável antes 
da comutação (Figura 39), defina o bloco como “Escrever > Lógica” 
e marque a caixa como falso (X). Não se esqueça de definir o nome 
como “meiaVolta”.
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Figura 40. Comutação da esquerda.
Na sequência, vamos entender o que está acontecendo até o mo-
mento, acompanhe a Figura 40. O robô verifica a existência do verde 
no sensor da esquerda, avança um pouco e verifica se existe a cor preta 
(linha) após a marcação em verde.
 
Após isso, ele deve recuar e verificar a presença do verde no sensor 
de cor oposto (sensor 2). Como queremos alterar o estado de uma 
variável durante esse processo, vamos arrastar um ciclo para dentro da 
comutação do preto. Coloque um bloco mover direção com potência 
de-30 e marque a opção “ligado”. Em seguida, marque no bloco de 
ciclo o tempo de 0.4. Esse tempo deve ser o suficiente para que o robô 
recue até voltar para a posição em que o sensor detectou verde, então 
procure um valor que melhor se adapte ao seu robô. 
Arraste uma comutação para dentro do ciclo de 0.4s e marque-a 
para verificar se o sensor na porta 2 encontrou verde. Em caso afirma-
tivo, o valor da variável “meiaVolta” deve se alterar para verdadeiro.
Visualize a Figura 41, caso a cor verde não seja detectada no sensor 
da direita, o robô deve avançar até chegar no centro da intersecção e 
realizar uma rotação para a esquerda. Feito isso, ele pode voltar a exe-
cutar a lógica de seguimento de linha.
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Figura 41. Comutação da esquerda.
Figura 42. Comutação da direita.
5.2 Para a Direita
Na figura 42, a lógica para as marcações em verde do lado direito é a 
mesma, logo, vamos copiar e colar tudo o que fizemos na etapa anterior. 
Mudaremos apenas a porta da primeira verificação do verde para 2, a da 
verificação do preto para 2 e a última verificação do verde para 1. Não se 
esqueça de alterar a rotação do robô para a direita (30 e -30) na última 
comutação. Está pronto. Posicione toda a estrutura da Figura 42 após a 
verificação do verde da esquerda que construímos antes.
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Figura 43. Meia volta.
Figura 44. Visão geral.
5.3 Meia Volta
Por fim, temos a meia volta, veja a Figura 43. Já tratamos de sua 
detecção nas etapas anteriores, logo só nos resta implementar a ação. 
Para isso, arraste um bloco de variável, altere seu modo para Ler > 
Lógica. Acrescente uma comutação no modo Lógica e ligue o bloco 
de variável à ela. Adicione um bloco “mover tanque” com o número 
de rotações necessárias para fazer o seu robô rotacionar 180º, no caso 
apresentado foi utilizado o valor 3.
Não se esqueça de transformar todas as verificações do verde em 
um bloco só por meio do “Meu construtor de bloco”, veja a Figura 44 
como foi finalizada.
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Programando um robô seguidor de linha utilizando LEGO Mindstorms EV3
Programando um robô seguidor de linha utilizando LEGO Mindstorms EV3
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Centro de Referência em Tecnologias Educacionais e Educação a Distância - Cread
Referências
Lego Mindstorms Ev3. Disponível em:<https://education.lego.com/>. 
Acesso em: 01 de março de 2021.
OBR (Olimpíada Brasileira de Robótica). Disponível em:<www.obr.
org.br>. Acesso em: 03 de junho de 2021.
www.obr.org.br
www.obr.org.br
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