Robô Bio — Seguidor de Linha

Visto que os principais problemas do modelo anterior estavam no design mecânico, a ideia do Robô Bio V2 é um chassi grande o suficiente para abrigar as mais variadas ideias possíveis: microcontroladores de diferentes tipos, eletrônica em nível de prototipagem e espaço físico para evoluir sem as limitações de tamanho da V1.

Partindo desse princípio, encontrei o projeto ExoMy, um projeto open source de mini rover acessível, no qual as peças podem ser impressas em impressora 3D convencional com filamentos acessíveis como PLA e PETG — suprindo o maior gap do projeto até então, que era a mecânica. Não segui o projeto fielmente: adaptei o design aos objetivos do Robô Bio e aos componentes eletrônicos que tinha disponíveis, mas a referência open source evitou partir do absoluto zero.

Na sequência seguem os detalhes do estado atual do projeto:

Na V2, a mecânica deixa de ser o gargalo que travou a V1 na manta emborrachada. O chassi segue a linha do ExoMy — rover de seis rodas com suspensão articulada —, com peças impressas em PLA e PETG e adaptações para caber a Raspberry Pi, a fiação de prototipagem, as placas solares e o volume necessário para testar novas ideias sem refazer a estrutura a cada iteração.

A locomoção reutiliza a experiência da primeira versão: os seis servos MG996R adaptados à locomoção com a remoção do potenciômetro e lixamento do chanfro na engrenagem, convertendo o servo em motor de rotação contínua e permitindo acoplar as rodas do rover com mais folga e repetibilidade.

Os outros seis servos MG996R permanecem no modo padrão de 180°, atuando nos articuladores do modelo. A galeria ao final desta página registra a evolução desse trabalho manual do chanfro nos motores à montagem e remontagem dos conjuntos que hoje sustentam a V2.

Na V2, o microcontrolador principal é uma Raspberry Pi 3, responsável pela lógica de alto nível, comunicação e futuros módulos de visão. O acionamento dos servos fica a cargo de um módulo Estardyn PCA9685PW — driver PWM de 16 canais e 12 bits — capaz de comandar os 12 servo motores do robô de forma independente.

O conjunto totaliza 12 servos: seis MG996R de 180° nos graus de liberdade do rover e seis unidades do mesmo modelo adaptadas à locomoção — com o potenciômetro removido e o chanfro da engrenagem lixado, passando a atuar como motores de rotação contínua.

Como apoio ao projeto de extensão em escolas, foram integradas quatro placas solares ao robô, voltadas à recarga da bateria. A documentação elétrica desse subsistema — dimensionamento, proteção e gestão de carga — será detalhada em uma atualização futura.

O software do Robô Bio segue a abordagem de sistemas embarcados da FSE: requisitos, arquitetura modular, leitura de sensores, cálculo do erro em relação à linha e controle PID para correção da trajetória.

O firmware mantém um loop em tempo real — captura sensores, calcula o desvio, aplica PID e comanda os motores. A meta é evoluir do ajuste manual de ganhos, feito no V1 com apoio da telemetria, para a obtenção das constantes de PID por algoritmos bioinspirados.

Em paralelo, modela-se um sistema de visão computacional que delimita o caminho à frente do robô, complementando os sensores de refletância e tornando o seguimento de trajeto mais robusto nas próximas iterações.

Fotos da montagem, dos ajustes nos motores e da evolução mecânica do Robô Bio — do protótipo inicial à estrutura preparada para os testes de controle e software.