Robótica sob medida: do protótipo à série pequena

Nem todo problema tem um produto na prateleira. Um sensor que precisa caber num lugar que não existe no catálogo, um carrinho que percorre uma linha de produção específica, um coletor que lê um equipamento antigo e manda o dado para a nuvem: isso é projeto sob encomenda. É o que fazemos quando o cliente chega com o problema e não com o pedido de compra.

Este artigo explica como um projeto desses anda, etapa por etapa, o que ele exige de quem contrata e onde costuma atrasar. Serve para quem está decidindo se vale encomendar.

Primeiro: precisa ser sob medida?

A pergunta honesta vem antes do orçamento. Se existe um produto pronto que resolve 90% do problema, o custo de desenvolver os 10% restantes raramente compensa. Projeto sob medida se justifica quando:

• o ambiente é hostil ou incomum (poeira, água, vibração, temperatura, espaço);
• o equipamento a ser lido não tem interface aberta;
• o volume é pequeno demais para um fabricante grande se interessar e grande demais para gambiarra;
• a integração com o resto (plataforma, ERP, automação) é parte essencial do problema.

Quando o caso é esse, o projeto segue as etapas abaixo.

1. Levantamento

Visita ao local, conversa com quem opera, medição do que existe. Sai daqui um documento de requisitos: o que o sistema faz, em que condições, com que precisão, por quanto tempo com bateria, como se comunica, quem usa a interface e o que acontece quando falha. É a etapa mais barata e a que mais evita retrabalho. Projeto que pula o levantamento paga por ele na fábrica.

2. Conceito e arquitetura

Escolha das partes grandes: processador ou microcontrolador, sensores, atuadores, rádio (celular, satélite, LoRa, Wi-Fi), alimentação, caixa. Aqui se decide também o que é feito em casa e o que é comprado pronto. Um módulo de rádio homologado, por exemplo, poupa meses de certificação.

3. Mecânica

Modelagem 3D da estrutura, da caixa e das fixações; escolha de materiais e do grau de proteção (IP, pela ABNT NBR IEC 60529); simulação do que precisa (esforço, calor). Protótipos saem em impressão 3D e usinagem; a série pequena, em chapa dobrada, usinagem ou molde simples.

4. Eletrônica

Esquemático, placa de circuito impresso, escolha de componentes com disponibilidade garantida (um componente que sai de linha no meio do projeto é um problema clássico). Primeira rodada de placas, montagem, testes de bancada, correções. Costumam ser necessárias duas ou três revisões de placa até a versão de série.

5. Firmware

O programa que roda no equipamento: leitura dos sensores, controle dos atuadores, comunicação, economia de energia, gravação local quando a rede cai, atualização remota para não precisar ir ao campo corrigir. Quando o equipamento fala com a nossa plataforma, usa a API ou o protocolo próprio (DF-1, sobre UDP), que já resolve autenticação e fila de envio.

6. Interface

O que o usuário vê: painel na plataforma, aplicativo, display no equipamento ou nada além de um alerta no WhatsApp. Definido cedo, porque muda o que o firmware precisa enviar.

7. Testes e homologação

• Testes de campo no ambiente real, por tempo suficiente para ver o defeito que não aparece na bancada.
• Anatel: qualquer produto com rádio precisa de homologação, pelo regulamento aprovado pela Resolução nº 715/2019. Usar módulo de rádio já homologado simplifica, mas o produto final ainda passa por avaliação.
• Segurança elétrica e compatibilidade eletromagnética, conforme o produto e o uso.
• ART no CREA para o projeto e, quando se aplica, para a instalação.

8. Série pequena

Dezenas a algumas centenas de unidades. Sai daqui um dossiê de fabricação: arquivos de placa, lista de materiais, procedimento de montagem e de teste, embalagem. Cada unidade passa por um teste automático antes de sair. Série pequena é diferente de protótipo repetido: exige que o teste seja reprodutível e que a peça que falta tenha substituto previsto.

O que o cliente precisa trazer

• O problema, não a solução. "Preciso saber quando esse equipamento para" é melhor que "quero um sensor de tal modelo".
• Acesso ao local e ao equipamento, para o levantamento e para os testes.
• Uma pessoa de referência que responda dúvidas e valide as etapas.
• Volume esperado e horizonte: 5 unidades para uma planta são um projeto; 300 para uma rede de distribuidores são outro.
• Restrições: prazo real, orçamento aproximado, normas do setor, integração obrigatória com sistemas existentes.

Prazos, com honestidade

Levantamento e conceito levam semanas. Protótipo funcional, entre eletrônica, mecânica e firmware, leva meses, e a primeira versão raramente é a última. Homologação tem calendário próprio, de laboratório e de órgão, que não depende de nós. A série pequena, com o dossiê pronto, é a etapa mais previsível.

O que mais atrasa, na nossa experiência: requisitos que mudam depois da placa pronta, componente que fica indisponível, e teste de campo curto demais.

O que fazer agora

1. Escreva o problema em uma página: o que, onde, com que frequência, o que acontece hoje quando falha.
2. Liste o que já existe no local e pode ser aproveitado.
3. Traga isso para uma conversa de levantamento. Da conversa sai um escopo, e do escopo, um orçamento por etapa.

Se quiser discutir um projeto, fale com um engenheiro nosso.

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Fontes: Resolução Anatel nº 715, de 23 de outubro de 2019 (avaliação da conformidade e homologação de produtos para telecomunicações); ABNT NBR IEC 60529 (graus de proteção IP); Lei nº 6.496/1977 e Resolução Confea nº 1.025/2009 (ART).