Braço robótico com quatro mini servos: como funciona
As quatro juntas do braço (base, ombro, cotovelo e garra), por que a alimentação dos servos é o ponto que mais dá problema, os dois jeitos de controlar pelo joystick e como gravar e repetir movimentos.
Um braço robótico de bancada com quatro mini servos tem quatro graus de liberdade: quatro movimentos independentes. É o suficiente para pegar um objeto num ponto da mesa e soltar em outro, e é o mesmo raciocínio de um braço industrial com seis juntas.
As quatro juntas
- Base. Gira o braço inteiro em torno do eixo vertical: escolhe para que lado ele aponta.
- Ombro. Inclina o braço para a frente e para trás: define a distância e a altura.
- Cotovelo. Dobra o antebraço: ajusta a altura da ponta.
- Garra. Abre e fecha.
Cada junta é um mini servo, que gira de 0 a 180 graus e fica parado no ângulo que recebeu. Mas a peça mecânica raramente aproveita os 180 graus. A garra, por exemplo, pode bater no fim do curso antes disso. Por isso o primeiro trabalho com um braço novo é descobrir os limites de cada junta: mover devagar e anotar o ângulo em que ela encosta.
A alimentação: onde quase todo braço falha
Um mini servo parado consome pouco. Em movimento, e principalmente quando força contra um obstáculo, a corrente sobe para centenas de miliampères. Quatro servos ao mesmo tempo passam com folga do que a porta USB do computador e o regulador da placa conseguem entregar.
Os sintomas são conhecidos: a placa reinicia sozinha no meio do movimento, o servo treme, o programa para de responder ao joystick. A solução:
- Fonte de 5 V separada para os servos, com pelo menos 2 A.
- GND da fonte ligado ao GND da placa. Sem a referência comum, o sinal de comando não é entendido.
- Um capacitor eletrolítico (470 µF a 1000 µF) nos terminais de alimentação dos servos, para segurar os picos.
- Movimentos em passos pequenos, em vez de saltos de 0 a 180 graus. Além de aliviar a fonte, poupa as engrenagens.
Dois jeitos de comandar pelo joystick
Posição direta. O ângulo do servo é a posição da alavanca: alavanca no meio, servo em 90 graus; alavanca no fim, servo em 180. É o mais simples de montar, mas o braço volta ao centro quando você solta a alavanca, e qualquer tremor da mão vira tremor do braço.
Velocidade. A alavanca diz para que lado e com que pressa o servo anda. Alavanca no meio, o servo fica onde está. Empurrou, o ângulo sobe de pouco em pouco a cada volta do programa. É como se controlam braços de verdade: você leva a ponta até o lugar e solta.
Na IDE de blocos, os dois existem como cartões: "servo segue o joystick" faz a posição direta, e "joystick move o servo" faz o controle por velocidade, com um limite mínimo e máximo de ângulo para cada junta.
Gravar e repetir
Com dois joysticks, sobram dois botões, um em cada alavanca. Um uso clássico:
- Botão do joystick 1: grava a posição atual das quatro juntas e apita.
- Botão do joystick 2: repete as posições gravadas, uma após a outra.
É o princípio do "ensinar pela mão" de muitos robôs industriais: o operador leva o braço aos pontos e o robô os repete.
O olho e a voz
O sensor ultrassônico na frente da garra mede a distância até o objeto. Com ele, o braço deixa de ser só um controle remoto e passa a reagir: fechar a garra quando algo chega a menos de 5 cm, ou apitar quando a mão de alguém se aproxima. O buzzer é o retorno: confirma a gravação, avisa o fim do programa, alerta o objeto perto.
Para montar na IDE
Abra a IDE de blocos, escolha a placa e comece por uma junta só. Os artigos sobre o servo SG90 e o joystick analógico explicam o que acontece por baixo de cada cartão.
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Um engenheiro nosso responde: qual rede chega até o poço, o que o IGAM ou a ANA vão pedir, quanto custa e quem cuida do cadastro de operador.