Robô Seguidor de Linha

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ICET – Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia 
ATIVIDADES PRÁTICAS 
SUPERVISIONADAS 
 
Engenharia 7° Semestre 
 
UNIVERSIDADE PAULISTA 
Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia 
Graduação em Engenharia Mecatrônica 
ROBÔ SEGUIDOR DE FIXA 
 
 
 
 
 
 
 Francisco Mastrochirico Ra: C871BE2 
 Gabriel Souza Ergoni D. S. Ra: T5504J5 
 Matheus Henrique Camargo Ra: C7846A2 
 Tiago Pereira da Silva Ra: C9340D5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São José dos Campos - SP 
2019 
E
n
g
e
n
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a
r
i
a
 
Engenharia Mecatrônica – 7° Semestre 
 
2 
ROBÔ SEGUIDOR DE LINHA 
MASTROCHIRICO, FRANCISCO; SANTOS, GABRIEL S.E. 
CAMARGO, MATHEUS H.; SILVA, TIAGO P. 
 
 
Resumo: Trabalho realizado na Universidade Paulista, polo Dutra, São José dos Campos, SP. 
Realizado a construção de um robô, do qual segue faixa. Construção utilizada por componentes 
mecânicos e eletrônicos. Idealizado para seguir faixa branca através de um sensor infravermelho, é 
observado a importância de tal quando utilizado pra grandes proporções, influenciando em grandes 
indústrias para variados métodos de trabalho. Robô construído em pequenas proporções, facilita 
estudantes de engenharia mecatrônica ou tecnólogos da área, na compreensão do funcionamento de 
cada componente utilizado no projeto e também sua importância para diversos meios de trabalho. Com 
base nisto a turma de Engenharia mecatrônica do 7º semestre, nas aulas de Microcontroladores e 
Microprocessadores, regidas pela professora Ma. Andressa Corrente Martins, obteve em suas aulas o 
desenvolvimento de robô seguidor de faixa, sendo este um trabalho final para apresentação. 
 
Palavras-chave: Robô. Seguidor. Faixa. Arduino. Sensor. 
 
 
1- Introdução 
 
Robôs são fundamentais em muitos setores empresariais, seja para facilitar funções antes feitas por 
mão de obra humana, quanto para agilizar processos de forma automatizada e precisa. O objetivo de 
citar os robôs utilizados nas empresas, ocorre, pois na maioria das grandes empresas tende ser cada vez 
mais expressiva na utilização de máquinas autônomas, onde são empregados serviços que quase a 
totalidade são robotizados e a intervenção humana nesses setores ao passar dos anos vem sendo menos 
empregada. Um exemplo recente desse fato é a Amazon, recentemente a multinacional investiu nos 
robôs chamados CartonWrap, onde esse servirá como empacotador, trabalho antes feita por mão de 
obra humana. Estima-se que o CartonWrap irá trabalhar 7 vezes mais rápido nesse setor da empresa, 
viabilizando o uso desse com lucros a longo prazo. 
Tomando o conceito de que as indústrias buscam cada vez mais reduzir custo, tornar mais eficiente 
suas produções e aumentar seu valor de mercado, a robótica é o conceito necessário para isso. Desde a 
revolução industrial quando a produção em si foi em massa, esses objetivos foram cada vez mais 
sanados, provando assim que é possível evoluir cada vez mais nesses setores. Potencializando esses 
objetivos gradualmente, faz se necessário uso de ferramentas capazes de deter esses objetivos, isso 
explica o motivo da existência de cursos de graduação em robótica que formam profissionais capazes 
de lidar com essas situações, cabendo a esses também o desenvolvimento de máquinas ainda mais 
sofisticadas. 
Robôs seguidores de faixa, são exemplos de mobilidade empresarial, cujas funções podem ser simples, 
mas com muita importância. Utilizado principalmente para carregamento de materiais de um setor ao 
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outro dentro da empresa, esse robô alivia um árduo trabalho de carregamento, não precisando também 
de um motorista para o guiar, pois funciona totalmente de forma programada. 
Para fins didáticos, a criação de uma miniatura desse robô, ajuda na compreensão dos componentes e 
programação que permite tal ter essa funcionalidade. 
 
Robotics Process Automation (RPA) ou a robotização de processos surge como um auxiliar neste 
processo de transformação. RPA pode ser descrito com um software que mimetiza o comportamento 
humano. Os robots são usados para automatizar tarefas de pequeno valor ou repetitivas, evitando erros 
e libertando as pessoas para processos mais complexos e funções de maior impacto ao mesmo tempo 
que aumentam a produtividade das empresas. 
(EY, 2017) 
 
2- Objetivo 
 
Este relatório tem como objetivo descrever o desenvolvimento de um pequeno robô seguidor de faixa, 
definindo os componentes necessários para contrução deste e a definição da programação contruída 
para o comportamento do robô. 
 
3- Componentes 
 
➢ Chassi 
 
Figura 1 – Chassi 
Fonte: https://www.robocore.net/loja/originais-robocore/topo-transparente-falcon 
Chassi utilizado para facilitar a fixação dos outros componentes, e evitando a construção manual de 
um. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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➢ Rodas (Ø: 32mm) 
 
 
Figura 2 - Rodas Stickymax 
Fonte: https://www.robocore.net/loja/rodas/roda-stickymax-s15-32mm 
 
Modelo escolhido pois é uma roda desenvolvida própria um robô seguidor de faixa de pequenas 
proporções, utilizada bastante em competições, ela se destaca pelo se material bem trabalhado. 
 
➢ Esfera Deslizante 
 
Figura 3 -Esfera Deslizante 3/8 
Fonte: https://www.robocore.net/loja/rodas/esfera-deslizante-robocore 
 
Utilizada como um suporte para direcionar o robô para variados sentidos. O modelo escolhido permite 
que a altura do robô se mantenha baixa, permitindo o sensor ficar bem próximo a linha que ocorrerá a 
leitura. 
 
➢ Suporte para Micromotores 
 
Figura 4 - Suporte para Micromotores 
Fonte: https://www.robocore.net/loja/itens-mecanicos/suporte-para-micro-motores-par 
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Utilizado para facilitar a fixação dos micromotores no chassi. Para uma boa performance no 
movimento do robô precisa de um alinhamento entre os micros motores, dessa forma a utilização de 
um suporte facilita nesse objetivo. 
 
➢ Jumpers 
 
Figura 5 – Jumpers 
Fonte: http://www.baudaeletronica.com.br/jumper-premium-40p-x-20cm-macho-macho.html?gclid=CjwKCAjwq-
TmBRBdEiwAaO1enyNQLorXl621iKVCjW6giDY8HAZOa4T8dkarujIKFrohRKKF420H5hoCDVoQAvD_BwE 
 
Utilizados para interligação elétricas dos componentes eletrônicos, através deles são alimentados 
através da fonte energética, todos o sistema do robô. São precisos os modelos macho-macho e macho-
fêmea. A utilização do cabo JP4 a ligação da bateria 9 volts. 
 
➢ Bateria 
 
Figura 6 - Bateria Duracell 9v 
Fonte: https://www.duracell.com.br/products/9v/?segment=basic#our-products 
Utilizar uma boa fonte de energia é essencial para uma boa resposta do robô. 
 
 
 
 
 
 
 
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➢ Motor 
 
Figura 7 - Micromotor com caixa de redução 6v 600 rpm 
Fonte: https://www.robocore.net/loja/motores/micro-motor-com-caixa-de-reducao-6v-600rpm 
O motor é o responsável pela locomoção do robô. A escolha deste modelo se faz pela boa resposta e 
uma ótima potência. Contendo uma caixa de redução de 50:1, faz-se necessário em junção ao motor, 
pois fará com que o motor tenha força suficiente para à locomoção do robô. 
 
➢ Placa Arduino 
 
 
Figura 8 - Arduino Uno Rev3 SMD 
Fonte: https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUnoSMD 
 
“A placa Arduino é uma pequena placa microcontroladora, ou seja, um circuito de pequeno porte (a 
placa)que contém um computador inteiro dento de um pequeno chip (o microcontrolador)”. 
 (BANZI; SHILOH. 2015. p. 31) 
 
Através deste será realizado a programação do comportamento do robô, pois esta plataforma permite 
interação com outros dispositivos eletrônicos, dispositivo dos quais serão necessários no projeto. 
O modelo utilizado se difere apenas na utilização do Chip Atmega328, fixado diretamente na placa em 
um espaço muito pequeno, funcionando igualmente ao modelo Uno. 
 
 
 
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➢ Módulo Driver 
 
Figura 9 - Módulo Driver Ponte H (L298N) 
Fonte: https://www.robocore.net/loja/drivers-de-motores/driver-motor-ponte-h-l298n 
A Ponte H é o componente responsável para o recebimento da corrente que vem direta dos motores. 
Como a corrente vinda dos motores utilizados nesse projeto são de pelo menos 120mA sem carga (6v), 
as entradas digitais do Arduino não suportariam. Por este motivo, o uso deste módulo é necessário para 
o controle dos motores, tendo em vantagem também a possibilidade do uso das saídas analógicas 
PWM. 
A escolha deste modelo se resulta pela boa resposta dele para com os objetivos, tendo também um 
custo bem acessível. 
 
➢ Protoboard 
 
Figura 10 - Protoboard 400 pontos 
Fonte: https://www.robocore.net/loja/protoboard/protoboard-400-pontos 
 
Usada para facilitar a interligação elétrica nos componentes, evitando qualquer soldagem. 
 
 
 
 
 
 
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➢ Sensor 
 
Figura 11 - Módulo Sensor IR5 canais 
Fonte: https://www.maisrobotic.com.br/modulo-sensor-ir-5-canais-para-robo-de-resgate7-em-1 
 
Componente chave para o objetivo do projeto. Com detecção por reflexão, o sensor infravermelho será 
o responsável pela leitura das linhas, por onde o robô deverá seguir. O modelo escolhido, sendo um 
sensor digital e contendo de forma compacta e bem distribuída 5 sensores, facilitará no alinhamento 
dos sensores para com a faixa, também diminuindo a utilização de jumpers para a interligação dele. 
 
 
4- Programação 
 
O código que é exportado para dentro do Arduino utilizado, serve basicamente como a alma do robô. 
Alma está que será construída para obedecer aos comandos de comportamento e de funções 
preestabelecidas pelo programador. 
O código descrito abaixo define o comportamento do robô conforme o sensor identifica a faixa, 
operando de forma para que o robô se mantenha na direção da faixa. Utilizando três sensores, sendo 
um sensor para operar na faixa e dois sensores para fora da faixa. 
Quando o sensor da faixa identificar que está operando fora da faixa, o código fará com que os 
motores trabalhem de forma que este sensor volte para a faixa e os outros dois continue fora da faixa. 
Quando qualquer um dos dois sensores de fora da faixa identificar que está operando dentro da faixa, o 
código trabalhara para que este volte para fora da faixa e o sensor da faixa se mantenha em cima dela. 
 
Código Comentário 
int dir1 = 2; 
int vel1 = 3; 
int dir2 = 4; 
int vel2 = 5; 
int sensor1 = 12; 
//Direção do motor da esquerda 
//Velocidade do motor da esquerda 
//Direção do motor da direita 
//Velocidade do motor da direita 
//Sensor da esquerda 
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int sensor2 = 11; 
int sensor3 = 10; 
int valor1; 
int valor2; 
int valor3; 
 
void setup(){ 
 pinMode(dir1, OUTPUT); 
 pinMode(dir2, OUTPUT); 
 digitalWrite(dir1, HIGH); 
 digitalWrite(dir2, HIGH); 
 Serial.begin(9600); 
} 
 
void loop(){ 
 valor1 = digitalRead(sensor1); 
 valor2 = digitalRead(sensor2); 
 valor3 = digitalRead(sensor3); 
 
 if(valor1==0 && valor2==0 && 
valor3==0){ 
 analogWrite(vel1, 255); 
 analogWrite(vel2, 255); 
 } 
 if(valor1==0 && valor2==0 && 
valor3==1){ 
 analogWrite(vel1, 0); 
 analogWrite(vel2, 255); 
 } 
 if(valor1==0 && valor2==1 && 
valor3==0){ 
 analogWrite(vel1, 255); 
 analogWrite(vel2, 255); 
 } 
//Sensor do meio 
//Sensor da direita 
// 
// 
// 
 
// 
// 
// 
// 
// 
// 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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10 
 if(valor1==0 && valor2==1 && 
valor3==1){ 
 analogWrite(vel1, 0); 
 analogWrite(vel2, 255); 
 } 
 if(valor1==1 && valor2==0 && 
valor3==0){ 
 analogWrite(vel1, 255); 
 analogWrite(vel2, 0); 
 } 
 if(valor1==1 && valor2==0 && 
valor3==1){ 
 analogWrite(vel1, 0); 
 analogWrite(vel2, 0); 
 } 
 if(valor1==1 && valor2==1 && 
valor3==0){ 
 analogWrite(vel1, 255); 
 analogWrite(vel2, 0); 
 } 
 if(valor1==1 && valor2==1 && 
valor3==1){ 
 analogWrite(vel1, 0); 
 analogWrite(vel2, 0); 
 } 
} 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5- Construção 
A construção é basicamente a fixação dos componentes, começando pela montagem do chassi, depois 
a fixação e interligação dos componentes eletrônicos. Alguns detalhes faz-se importante frizar, para 
fixação de alguns componentes exige-se criatividade e empenho. Para a fixação do chassi como 
exemplo, foi feita através de um pequeno objeto extraído de uma tela quebrado de notebook. 
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Figura 12 - Fixação do Chassi 
Fonte: Autoria própria 
Após a fixação e adaptação de todos os componentes, e longos testes de adaptação do código, o robô 
seguidor de faixa em pequena proporção toma corpo com sua função. 
 
 
Figura 13 - Robô Seguidor de Faixa 
Fonte: Autoria própria 
 
6- Conclusão 
 
Após a montagem do robô e desenvolvimento do código, é visto que para tal funcionalidade, precisa-
se de etapas de construção, sendo estas baseadas nos componentes utlizados. Depois da contrução do 
chassi do robô e postos os dispositivos mecânicos e eletrônicos, a progamação precisa ser testada 
conforme for sendo adaptado os componentes, sendo isso um método muito bom de aprendizagem e 
desenvolvimento. É visto também que robôs são maquinas que responde conforme a construímos, 
como uma mente a ser moldada por funções e processos. 
 
 
7- Bibliográfia 
 
ARDUINO REV3 SMD. Disponível em: <https://store.arduino.cc/usa/arduino-uno-smd-rev3>. Acesso 
em: 28/04/2019. 
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A IMPORTÂNCIA DA ROBÓTICA PARA EMPRESAS INDUSTRIAIS. Disponível em: 
<https://jornaleconomico.sapo.pt/noticias/a-importancia-da-robotica-para-as-empresas-industriais-
231144>. Acesso em: 28/ 04/2019. 
AMAZON TROCA HUMANOS POR MÁQUINAS QUE EMPACOTAM PEDIDOS. Disponível em: 
<https://tecnoblog.net/289804/amazon-troca-humanos-maquinas-empacotadoras/>. Acesso em: 
14/05/2019. 
BANZI, Massimo; SHILOH, Michael. Primeiros Passos com o Arduino. 2ª Edição. São Paulo, SP. 
Novatec Editora Ltda. 2015. 
DRIVER MOTOR COM PONTE H L298N CONTROLANDO MOTOR DC COM ARDUINO. 
Disponível em: <https://portal.vidadesilicio.com.br/driver-motor-com-ponte-h-l298n/>. Acesso em: 
22/04/2019.