Análise da aplicação de diferentes controladores em robô seguidor de linha para LEGO® MINDSTORMS® EV

• Autor(a) principal: Marcomini, Matheus Henrique de Campos
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional PUC-Campinas
• Texto Completo: http://repositorio.sis.puc-campinas.edu.br/xmlui/handle/123456789/17065
• topic: Seguidores de Linha; Kit LEGO® MINDSTORMS® Ev3; Controladores; Modelamento Matemático; Simulação; Line followers; LEGO® MINDSTORMS® Ev3 Kit; Controlers; Mathematic Modeling; Simulation

Este trabalho tem como objetivo principal analisar a complexidade do desenvolvimento de robôs móveis seguidores de linha, mais precisamente a capacidade desses robôs lidarem com a incerteza em seu ambiente, especialmente os erros associados a cada leitura. A seção de Introdução fornece uma visão geral de automação, controle e robótica, destacando momentos, estudos e contribuições essenciais. Nos objetivos, foram destacados os pontos fundamentais para estabelecer um sistema de controle para o robô seguidor de linha autônomo usando o kit LEGO® MINDSTORMS® Ev3. Selecionou-se os principais controladores, incluindo ON/OFF, de 3 Níveis, P, PI, PD e PID, para uma análise detalhada de seu desempenho. Os objetivos específicos envolvem desde a modelagem matemática dos motores e sensores até a implementação, como também avaliação desses controladores em simulações de software, além de hardware. A justificativa destaca a crescente aplicação de robôs autônomos em vários setores, ressaltando a importância deste estudo para uma formação multidisciplinar diante dos desafios da Indústria 4.0. No embasamento teórico, realizou-se uma breve revisão bibliográfica e aprofundamento em conceitos relacionados a robôs seguidores de linha, assim como suas tecnologias. A metodologia descreve as etapas para usar softwares como Matlab e Visual Studio Code, dedicados à simulação virtual e real dos controladores. Em resultados e discussão, desenvolveram-se análises qualitativas e quantitativas para avaliar o desempenho dos controladores em software e hardware. A conclusão baseia-se nos dados obtidos para destacar qual controlador apresentou melhores resultados, abrindo caminho para melhorias futuras na precisão e interação dos robôs com o ambiente. Este trabalho contribui não apenas para a compreensão da engenharia robótica, mas também para áreas como física, matemática e programação, preparando profissionais para os desafios da era da Internet das Coisas.