Sensores, Atuadores e Sistemas de Controle - Princípios de Funcionamento (Engenharia da Computação)

 

Sensores, Atuadores e Sistemas de Controle - Princípios de Funcionamento (Engenharia da Computação)

• Compreender os princípios de funcionamento de sensores, atuadores e sistemas de controle em robôs.
• Identificar os diferentes tipos de sensores e atuadores e suas aplicações.
• Analisar como os sistemas de controle integram sensores e atuadores para o funcionamento dos robôs.
• Discutir os desafios e oportunidades na área de controle de robôs.

Conteúdo:

1. Introdução

• Revisão dos conceitos básicos da robótica.
• Apresentação dos principais componentes de um sistema de controle de robôs.
• Exemplos de diferentes tipos de sensores, atuadores e sistemas de controle.

2. Sensores:

• Definição e classificação de sensores.
• Sensores de posição: potenciômetros, encoders, LVDTs, etc.
• Sensores de força: células de carga, sensores de torque, etc.
• Sensores de velocidade: tacômetros, giroscópios, etc.
• Sensores de proximidade: indutivos, capacitivos, ópticos, etc.
• Sensores de visão: câmeras, sensores de infravermelho, etc.

3. Atuadores:

• Definição e classificação de atuadores.
• Atuadores elétricos: motores DC, motores de passo, etc.
• Atuadores pneumáticos: cilindros pneumáticos, válvulas pneumáticas, etc.
• Atuadores hidráulicos: cilindros hidráulicos, válvulas hidráulicas, etc.
• Atuadores robóticos: braços robóticos, garras robóticas, etc.

4. Sistemas de Controle:

• Definição e tipos de sistemas de controle.
• Controle em malha aberta: características e aplicações.
• Controle em malha fechada: características e aplicações.
• Controladores PID: estrutura e ajuste de parâmetros.
• Controle adaptativo: princípios e aplicações.

5. Desafios e Oportunidades na Área de Controle de Robôs:

• Desenvolvimento de controladores mais robustos e adaptáveis.
• Integração da inteligência artificial no controle de robôs.
• Criação de sistemas de controle multi-robôs.
• Aumento da segurança e da confiabilidade dos sistemas de controle.

6. Atividade prática:

• Dividir a turma em grupos e distribuir um tipo de sistema de controle de robôs para cada grupo.
• Cada grupo deve pesquisar o sistema de controle e seus componentes.
• Após as pesquisas, os grupos devem apresentar seus resultados para a turma.
• Abrir um debate sobre os desafios e oportunidades na área de controle de robôs.

Recursos Adicionais:

• Livros:
  • "Robótica: Fundamentos e Aplicações" - Richard D. Klafter, Thomas A. Chmielewski, Michael Negin
  • "Controle de Robôs: Uma Abordagem Prática" - Nikhil S. Kumbhojkar
• Sites:
  • Sociedade Brasileira de Robótica: https://www.obr.org.br/
  • RoboHub: https://robohub.org/
  • IEEE Robotics & Automation Society: https://www.ieee-ras.org/

Exemplos de sistemas de controle de robôs para a atividade prática:

• Controle de um robô manipulador
• Controle de um robô móvel
• Controle de um drone
• Controle de um robô humanoide
• Controle de um robô autônomo

Dicas para a atividade prática:

• Os alunos podem usar recursos online para pesquisar os sistemas de controle.
• É importante que os alunos apresentem seus resultados de forma clara e objetiva.
• O debate sobre os desafios e oportunidades na área de controle de robôs deve ser incentivado.