Documentation: Introdução

Documentation/abntex2ime/intro.tex

@@ -34,7 +34,7 @@
 	\label{fig:diagramablocosctex}
 \end{figure}
 
-\par A plataforma SVTRP do CTEx possui quatro rodas paralelas fixas, tornando-se, assim, uma plataforma de movimento diferencial. Todos os motores são alimentados por pontes H e possuem encoder para medição de posição angular relativa, o que possibilita o controle de malha fechada da velocidade. Possui também um sensor inercial contendo acelerômetro e giroscópio, mas que não contém bússola. Portanto, não é capaz de determinar sua orientação absoluta. Possui também um receptor GPS para determinação da posição global con precisão de alguns metros.
+\par A plataforma SVTRP do CTEx possui quatro rodas paralelas fixas, tornando-se, assim, uma plataforma de movimento diferencial. Todos os motores são alimentados por pontes H e possuem encoder para medição de posição angular relativa, o que possibilita o controle de malha fechada da velocidade. Possui também um sensor inercial (IMU) de seis graus de liberdade (6-dof) contendo acelerômetro e giroscópio, mas que não contém bússola. Portanto, não é capaz de determinar sua orientação absoluta. Possui também um receptor GPS para determinação da posição global con precisão de alguns metros.
 \par O microcontrolador responsável pelo controle de velocidade e também pela comunicação com os sensores é o STM32F103 "BluePill". É um modelo barato e facilmente encontrado no mercado nacional, porém de capacidade computacional suficiente para controle PID em malha fechada de motores com escovas e para comunicação com os sensores.
 \par Além disso, o SVTRP do CTEx embarca um computador Jetson nano, responsável pela captação de imagens com as câmeras e pelo processamento do algorítmo de Simultaneous Location and Mapping (SLAM).
 \par Todo o conjunto é alimentado por uma bateria de polímero de lítio (LiPo), com tensão regulada por um regulador chaveado de 3.3V.
@@ -66,7 +66,7 @@ Motores          & Pololu 37Dx68L
 
 \begin{figure}[!ht]
 	\centering
-	\includegraphics[width=\textwidth]{img/Placeholder.png}   
+	\includegraphics[width=0.75\textwidth]{img/DiagramaSSL-crop.pdf}   
 	\caption{Topologia de uma partida de SSL}
 	\label{fig:topologiassl}
 \end{figure}
@@ -80,12 +80,12 @@ Motores          & Pololu 37Dx68L
 	\label{fig:diagramablocosssl2018}
 \end{figure}
 
-\par O robô de SSL do IME foi desenvolvido visando atender ao regulamento \cite{SSLRules2023} da competição RoboCup 2023. Sendo assim, deve caber dentro de um cilíndro com 180mm de diâmetro e 150mm de altura. Deve ser capaz de atingir velocidades de até 4m/s e de acelerar a bola a uma velocidade de até 6,5m/s.
-\par Possui quatro rodas omnidirecionais, como a da figura \ref{fig:rodassl2018}, dispostas nos ângulos representados na figura \ref{fig:angulossl2018}. Sendo assim, é capaz de se movimentar em três graus de liberdade, chamados aqui de tangente, normal e angular, conforme a figura \ref{fig:cinematicassl}. As rodas são acopladas aos motores por uma redução de 4:1, e possuem rodilhas dispostas de forma alternada, conforme a figura \ref{fig:rodilhassl2018}.
+\par O robô de SSL do IME foi desenvolvido visando atender ao regulamento \cite{SSLRules2023} da competição RoboCup 2023. Sendo assim, deve caber dentro de um cilíndro com 180mm de diâmetro e 150mm de altura. Deve ser capaz de atingir velocidades de até 4m/s e de chutar a bola a uma velocidade de até 6,5m/s.
+\par Possui quatro rodas omnidirecionais, como a da figura \ref{fig:rodassl2018}, dispostas nos ângulos representados na figura \ref{fig:angulossl2018}. Sendo assim, é capaz de se movimentar em três graus de liberdade, chamados aqui de tangente, normal e angular, conforme a figura \ref{fig:cinematicassl}. As rodas dianteiras estão anguladas em 30 graus em relação à direção do movimento tangente, enquanto as traseiras estão em um ângulo de 45 graus. Isso torna o movimento tangente mais preciso do que o movimento normal. As rodas são acopladas aos motores por uma redução de 4:1, e possuem rodilhas dispostas de forma alternada, conforme a figura \ref{fig:rodilhassl2018}.
 
 \begin{figure}[!ht]
 	\centering
-	\includegraphics[width=\textwidth]{img/Placeholder.png}   
+	\includegraphics[width=0.75\textwidth]{img/AngulosRodas.png}   
 	\caption{Disposição das rodas no robô de SSL}
 	\label{fig:angulossl2018}
 \end{figure}
@@ -115,12 +115,13 @@ Motores          & Pololu 37Dx68L
 
 \begin{figure}[!ht]
 	\centering
-	\includegraphics[width=0.5\textwidth]{img/PonteH2016.jpg}   
+	\includegraphics[width=0.75\textwidth]{img/PonteH2016.jpg}   
 	\caption{Pontes H RoboIME 2016}
 	\label{fig:ponteh2016}
 \end{figure}
 
 \par O microcontrolador utilizado é um STM32F407VG, da mesma família daquele empregado no SVTRP do CTEx. Dessa forma, o firmware desenvolvido para um dos robôs pode ser facilmente adaptado para o outro, sendo necessárias apenas pequenas alterações de compatibilidade. Para comunicação com o computador, o robô utiliza um rádio 2.4GHz modelo Semtech SX1280, embarcado em um módulo Ebyte E28-2G4M27S. Este rádio é capaz de se comunicar a distâncias de centenas de metros em campo aberto, a taxas de até 1,3Mbps.
+\par Possui um sensor IMU com nove graus de liberdade (9-dof), contendo acelerômetro, giroscópio e magnetômetro. Portanto, é capaz de determinar sua orientação absoluta, porém incapaz de determinar posição absoluta sem ajuda de sistema de câmeras externo por não possuir GPS. 
 
 \begin{table}[ht]
 \centering
@@ -143,6 +144,48 @@ Motores            & Generic JGB37-520
 \label{tab:specsssl2018}
 \end{table}
 
-\section{Motivação}
-\section{Descrição do problema}
-\section{Objetivos do projeto}
+\subsection{Descrição do robô de desenvolvimento}
+\par Devido à maior dificuldade de acesso no dia-a-dia ao robô SVTRP do CTEx e à maior complexidade do robô de SSL devido às rodas omnidirecionais, foi decidido construir um novo robô visando a modularidade e simplicidade da dinâmica. Dessa forma, foi construído o robô da figura \ref{fig:robodev}, cujo diagrama de blocos está representado na figura \ref{fig:diagramablocosrobodev}
+
+\begin{figure}[!ht]
+	\centering
+	\includegraphics[width=0.75\textwidth]{img/RoboDesenvolvimento.jpg}   
+	\caption{Robô de desenvolvimento}
+	\label{fig:robodev}
+\end{figure}
+
+\begin{figure}[!ht]
+	\centering
+	\includegraphics[width=\textwidth]{img/DiagramaBlocosDev-crop.pdf}   
+	\caption{Diagrama de blocos do Robô de desenvolvimento}
+	\label{fig:diagramablocosrobodev}
+\end{figure}
+
+\par Este robô é movimentado por motores semelhantes àqueles do robô de SSL, possuindo encoder de 52 CPR, porém com redução de 1:30, devido às rodas maiores. Sua cinemática é diferencial, semelhante à do SVTRP do CTEx, porém possui apenas duas rodas tracionadas e uma roda boba para apoio. As rodas tracionadas foram escolhidas de forma que deslizem caso seja aplicado pelo motor um torque elevado, e o motor foi escolhido para ser capaz de aplicar torque que leve as rodas ao deslizamento.
+\par Para possibilitar a modularidade e o experimento com diferentes sensores, motores e microcontroladores, foi decidido colocar sobre o robô uma protoboard, sustentada por uma base projetada em software CAD e manufaturada em impressora 3D, conforme figuras \ref{fig:basesolidworks} e \ref{fig:baserobo}.
+
+\begin{figure}[!ht]
+	\centering
+	\includegraphics[width=0.75\textwidth]{img/BaseSolidWorks.jpg}   
+	\caption{Base modelada no software CAD SolidWorks}
+	\label{fig:basesolidworks}
+\end{figure}
+
+\begin{figure}[!ht]
+	\centering
+	\includegraphics[width=0.75\textwidth]{img/BaseRobo.jpg}   
+	\caption{Base impressa e montada no robô}
+	\label{fig:baserobo}
+\end{figure}
+
+\par Possui um sensor IMU 9-dof igual ao do robô de SSL, instalado no centro do robô, pontes H com sensores de corrente integrados, de forma que a corrente que entra em cada motor leve a uma tensão proporcional, que pode ser lida por um conversor analógico-digital (ADC) do microcontrolador.
+\par O microcontrolador principal escolhido foi o STM32F103C8 "BluePill", o mesmo do SVTRP do CTEx, pois este possui características e especificações suficientes para o desenvolvimento do projeto e, por ser o mesmo do SVTRP do CTEx, faz com que fique mais simples de instalar o firmware desenvolvido no SVTRP do CTEx posteriormente.
+\par Para o comando, telemetria e coleta de dados, foi decidido utilizar um módulo ESP8266, capaz de se conectar a uma rede WiFi. Para o ESP8266 foi desenvolvido um firmware que traduz a comunicação UART do microcontrolador principal em pacotes UDP multicast e vice-versa.
+\par Para auxílio no desenvolvimento, foi desenvolvida uma interface gráfica em LabVIEW que se comunica com o robô por UDP multicast. Esta interface envia para o robô os comandos de velocidade desejada, da mesma forma como é feito no robô de SSL, e pode receber de volta os dados de telemetria desejados, como velocidade e aceleração das rodas medidas pelos encoders, acelerações medidas pelo IMU, corrente consumida pelos motores e tensão atual da bateria. A interface está representada na figura \ref{fig:interfacelabview}
+
+\begin{figure}[!ht]
+	\centering
+	\includegraphics[width=\textwidth]{img/FrontPanelLabVIEW-crop.pdf}   
+	\caption{Interface gráfica no LabVIEW}
+	\label{fig:interfacelabview}
+\end{figure}

Documentation/abntex2ime/main.loq

@@ -1 +1 @@
-\contentsline {quadro}{\numberline {1}{\ignorespaces Exemplo de quadro}}{26}{quadro.3.1}%
+\contentsline {quadro}{\numberline {1}{\ignorespaces Exemplo de quadro}}{28}{quadro.3.1}%

Documentation/abntex2ime/main.tex

@@ -245,7 +245,7 @@
 \textual
 
 \input{intro}
-\input{exemplo-cap-01}
+\input{teoria}
 \input{exemplo-cap-02}
 \input{exemplo-conclusao}
 

Documentation/abntex2ime/teoria.tex

@@ -0,0 +1,3 @@
+\chapter{Teoria}
+\section{Modelagem do motor DC}
+O motor DC com escovas (brushed) de imã permanente, utilizado nos três robôs, pode ser modelado da seguinte forma: