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.