Skip to main content
Portal do Professor

Fundo

Nesta unidade, os alunos irão explorar a evolução de um braço robótico de manual para motorizado e automatizado, e como pode ser controlado para realizar uma tarefa manualmente, com interruptores e utilizando código. Ao longo da Unidade os alunos terão a oportunidade de pensar e discutir conceitos relacionados com a mecanização, a automatização, o fluxo de projetos e as declarações condicionais, e de fazer ligações entre os processos humanos e robóticos.

Construções e características nesta unidade

Existem quatro construções nesta unidade:

  • Um braço robótico manual
  • Um braço robótico motorizado
  • Um braço robótico de código que se move em 1 eixo
  • Um braço robótico de código que se move em 2 eixos

Estas compilações podem ser concluídas individualmente (construídas de raiz para cada laboratório) ou como uma compilação de transição (a primeira compilação é modificada nos laboratórios subsequentes). As principais características de cada construção incluem:

Braço robótico: Um braço robótico operado manualmente que é controlado movendo o feixe longo branco para o rodar de um lado para o outro ou os botões laranja para mover o braço para cima e para baixo. Esta construção utiliza um íman Norte-Sul para levantar os discos.

Braço robótico VEX GO

Braço robótico motorizado: Um braço robótico que utiliza motores e interruptores mover. Os motores e os interruptores estão ligados a uma bateria. Esta construção também utiliza um íman Norte-Sul para levantar os discos.

  • Nota: Esta construção requer 2 kits GO para completar 1 braço robótico.

Braço robótico motorizado VEX GO

Braço Robô de Código (1 Eixo): Um braço robótico com motores e um Cérebro que é controlado usando o VEXcode GO para avançar 1 Eixo - lado a lado. Esta compilação adiciona um Sensor ocular, e usa um Eletroímã levantar os discos.

Uma vista inferior do braço do robô Code 1-Axis, com setas vermelhas a apontar para a esquerda e para a direita do braço, para mostrar o 1 eixo de movimento.

Braço robótico de código (2 eixos): A construção final do braço robótico que acrescenta um motor para elevar o braço num segundo eixo - para cima e para baixo. Esta construção continua a utilizar o Sensor ocular e o Eletroíman para elevar os discos.

Uma vista lateral do braço do robô Code 2-Axis com uma seta a apontar para cima e para baixo sobre a extremidade do braço, indicando o eixo adicional de movimento para levantar o braço para cima e para baixo.

Braços robóticos na vida real

Um braço robótico é um tipo de braço mecânico, geralmente programável, que funciona de forma semelhante a um braço humano.

Um grande braço robótico articulado amarelo, como os utilizados em ambientes industriais ou de fábrica de grande escala.
Braço Robótico

Os braços robóticos, que se podem mover em diversas direções diferentes, podem ser programados para realizar muitas tarefas diferentes. Algumas destas tarefas incluem soldadura de metal, maquinação, pintura, montagem de coisas, colocação de coisas noutras máquinas e classificação de objetos. Estes robôs geralmente realizam trabalhos aborrecidos, sujos e perigosos, para que as pessoas não tenham de os realizar.

Vários grandes braços robóticos industriais ao longo de uma linha de montagem a manipular e a montar peças de chassis de automóveis numa fábrica.
Braços robóticos no fabrico de automóveis

Os braços robóticos podem ser equipados com qualquer tipo de ferramenta. Estas ferramentas são utilizadas com precisão, exatidão, velocidade e repetitividade que não podem ser igualadas pelos humanos. Nesta unidade de laboratório STEM, os alunos equiparão o seu braço robótico com um íman e, posteriormente, um eletroíman.

Estes braços robóticos podem utilizar sensores e informações de sensores para tomar decisões sobre os seus comportamentos. Nos últimos Laboratórios da Unidade, os alunos irão explorar o funcionamento do Sensor de Olho e como pode ser utilizado para controlar o movimento do Braço do Robot.

Os robôs industriais e a automação são uma parte importante do fabrico da maioria dos produtos produzidos no mundo atual. Para uma atividade de extensão, peça aos alunos que pesquisem sobre robôs industriais e que façam uma lista dos produtos que utilizam e que foram fabricados ou classificados por um braço robótico.

Soluções de laboratório explicadas

Nos laboratórios 3 a 5, os alunos utilizarão o VEXcode GO para criar projetos que controlam o movimento do braço do robô utilizando o eletroíman, o sensor ocular, os motores e o cérebro. O Laboratório 3 apresenta a programação básica para energizar o eletroíman e rodar o braço do robô. Os laboratórios 4 e 5 exploram como controlar o braço robótico através da tomada de decisões em código e exploram o fluxo do projeto utilizando condições booleanas, instruções condicionais e o bloco [Forever] para mover discos e tomar decisões com base na deteção de cor.

Laboratório 3: Solução da Parte 1

Este projeto fará com que o Braço Robô:

  • Rode o braço do robô para a direita (90 graus).
  • Assim, aguarde 2 segundos.
  • De seguida, repita este processo mais 3 vezes, para rodar completamente o braço do robô e voltar à posição inicial.

O projeto VEXcode GO começa com um bloco Quando iniciado e tem 8 blocos anexados, alternando entre blocos Spin for e Wait. Os blocos são os seguintes: Quando iniciado, rode a base para a direita 90 graus; aguarde 2 segundos; Rode a base para a direita 90 graus; Aguarde 2 segundos; Rode a base para a direita 90 graus; Aguarde 2 segundos; Rode a base para a direita 90 graus; Aguarde 2 segundos.

Laboratório 3: Solução da Parte 2

Este projeto fará com que o Braço Robô:

  • Energize o eletroíman para apanhar o disco.
  • Em seguida, rode o braço do robô para a direita para mover o disco.
  • Solte o disco num novo local.
  • Volte a colocar o braço do robô na sua posição inicial.

O projeto VEXcode GO começa com um bloco Quando iniciado com 5 blocos anexados. Os blocos dizem Quando iniciado, Energize o eletroíman para impulsionar; Aguarde 1 segundo; Rode a base para a direita 90 graus; Energize o eletroíman para cair; Rode a base para a esquerda 90 graus.

Nota: Neste cenário, o disco irá atingir o feixe laranja no azulejo e deverá separar-se do íman. Este é o comportamento pretendido.

Solução do laboratório 4, parte 1

Este projeto fará com que o Braço Robô:

  • Aguarde até que o sensor ocular encontre um objeto.
  • De seguida, energiza o Eletroíman para apanhar o disco.
  • De seguida, rode o braço do robô para a direita para mover o dis
  • Solte o disco num novo local.
  • Volte a colocar o braço do robô na sua posição inicial.

O projeto VEXcode GO começa com um bloco Quando iniciado com 6 blocos anexados. Os blocos dizem Quando iniciado, aguarde até que o olho encontre o objeto; depois energize o eletroíman para impulsionar; Aguarde 1 segundo; Rode a base para a direita 90 graus; Energize o eletroíman para cair; em seguida, rode a base para a esquerda 90 graus.

Nota: Neste cenário, o disco irá atingir o feixe laranja no azulejo e deverá separar-se do íman. Este é o comportamento pretendido.

Solução do laboratório 4, parte 2

Este projeto fará com que o Braço Robô:

  • Aguarde até que o sensor ocular encontre um objeto.
  • De seguida, energiza o Eletroíman para apanhar o disco.
  • De seguida, mova o braço do robô para cima para levantar o disco.
  • Em seguida, rode o braço do robô para a direita para mover o disco.
  • Em seguida, mova o braço do robô PARA BAIXO, de modo a que este possa largar o disco.
  • Volte a colocar o braço do robô na sua posição inicial.

O projeto VEXcode GO começa com um bloco Quando iniciado com 8 blocos anexados. Os blocos dizem Quando iniciado, aguarde até que o olho encontre o objeto; depois energize o eletroíman para impulsionar; Aguarde 1 segundo; Rode o braço 90 graus; Rode a base para a direita 90 graus; Rode o braço para baixo 90 graus; energize o eletroíman para cair; em seguida, rode a base para a esquerda 90 graus.

Estes projetos utilizam o bloco [Aguardar até] para controlar o fluxo do projeto para Aguardar até que o Sensor ocular detete um objeto antes de energizar o Eletroíman. Se não esperasse pelo sensor ocular, o eletroíman movia-se sem apanhar o disco. Isto permite que o robô tome uma decisão com base nos dados que recebe do seu sensor ocular.

Solução do laboratório 5, parte 1

Este projeto fará com que o Braço Robô:

  • Aguarde até que o sensor ocular encontre um objeto.
  • Se o objeto estiver verde, moverá o disco como fez no Laboratório 4.
  • O braço robótico verificará continuamente se existe um objeto verde por causa do bloco [Para sempre] em redor da pilha.

O projeto VEXcode GO começa com um bloco When Starting, com um loop Forever anexado. Dentro do ciclo eterno existe um bloco Esperar até dizer Esperar até que o olho encontre o objeto. Em anexo está um bloco If then com o parâmetro definido para o olho deteta verde, que diz Se o olho deteta verde então: energizar o eletroíman para aumentar; aguarde 1 segundo; Rode o braço 90 graus; Rode a base para a direita 90 graus; rode o braço para baixo 90 graus; energize o eletroíman para cair; rode a base para a esquerda 90 graus.

Solução do laboratório 5, parte 2

Este projeto fará com que o Braço Robô:

  • Aguarde até que o sensor ocular encontre um objeto.
  • Se o objeto estiver verde, o braço do robô levantará o disco e movê-lo-á 90 graus para a direita, depois largará o disco e regressará à sua posição inicial.
  • Se o objeto estiver vermelho, o braço do robô levantará o disco e movê-lo-á 180 graus para a direita, depois largará o disco e voltará à sua posição inicial.
  • Se o objeto for azul, o braço do robô levantará o disco e movê-lo-á 90 graus para a esquerda, depois largará o disco e voltará à sua posição inicial.

O projeto VEXcode GO começa com um bloco Quando iniciado com um ciclo Forever anexado. Dentro do ciclo eterno existe um bloco Espera até definido para o objeto encontrado. A ele estão ligados 3 blocos If then para fazer com que o robô execute comportamentos diferentes com base na cor detetada pelo Sensor de Olho. O primeiro diz Se o olho detetar verde, então energize o eletroíman para aumentar, aguarde 1 segundo e rode o braço 90 graus; rode a base para a direita 90 graus; rode o braço para baixo 90 graus; energize o eletroíman para cair; em seguida, rode a base para a esquerda 90 graus. O segundo diz Se o olho detetar vermelho, então energize o eletroíman para aumentar, aguarde 1 segundo e rode o braço 90 graus; rode a base para a direita 180 graus; rode o braço para baixo 90 graus; energize o eletroíman para cair; em seguida, rode a base para a esquerda 180 graus. O terceiro diz Se o olho detetar azul, então energize o eletroíman para aumentar, aguarde 1 segundo e rode o braço 90 graus; rode a base para a esquerda 90 graus; rode o braço para baixo 90 graus; energize o eletroíman para cair; em seguida, rode a base para a direita 90 graus.

Estes projetos adicionam declarações condicionais para permitir que o robô tome decisões repetidas com base nos dados do Eye Sensor. São repetidos porque o bloco [Forever] é utilizado para dizer ao robô para verificar continuamente os objetos.

Para mais informações sobre os blocos individuais utilizados nestes projetos, utilize o Ajuda característica no VEXcode GO. Para mais informações sobre os formatos dos blocos e os seus significados, consulte o Bloco Formas e significados artigo na Biblioteca VEX. Se quiser saber mais sobre o Conceitos de Ciência da Computação por detrás destas soluções de código, o Fundamentos da Ciência da Computação Curso de Certificação de Educadores pode ser para si. 

O que é o Fluxo do Projeto?

O Fluxo do Projeto descreve a ordem pela qual os blocos são executados num projeto. Todos os projetos fluem de cima para baixo, começando no bloco de chapéu [Quando iniciado]. Apenas um bloco é executado de cada vez e, depois de um bloco completar as suas ações ou comportamentos, o projeto passa para o bloco seguinte automaticamente. Certos blocos de controlo (a cor de laranja) podem modificar o fluxo do projeto, com base numa condição ou valor de parâmetro. Neste projeto, por exemplo, o bloco [Wait Until] irá interromper o fluxo do projeto e “esperar até” que a condição (neste caso, o sensor ocular encontrou um objeto) seja cumprida. Assim que esta condição for satisfeita (o sensor ocular encontrou um objeto, pelo que o bloco reporta um valor TRUE), o bloco [Wait Until] terminará e passará para o bloco seguinte do projeto.

Esquema que mostra o fluxo do projeto com o bloco Aguardar até. Quando iniciado, o projeto passa para o bloco Esperar até e permanece até que um objeto seja encontrado e esta condição é reportada como Verdadeira, passando depois para os blocos seguintes da pilha, para energizar o eletroíman e mover o Disco.

Peças VEX GO

Para obter informações mais detalhadas sobre as peças e componentes eletrónicos do Kit VEX GO utilizados na unidade do braço robótico, consulte o Porções em o Kit VEX GO Artigo da Biblioteca VEX.

<  Costas Voltar aos laboratórios em Seguinte  >