Mono MauricioHeredia

MAURICIO HEREDIA

CONTROLE DE DISPOSITIVOS DID`TI COS DE MECATR NICA

Monografia apresentada ao Departamento deCincia da Computao da Universidade Federalde Lavras, como parte das exigncias do curso dePs-Graduao Lato Sensu a distnciaAdministrao em Redes Linux, para obteno dottulo de especialista em Administrao e RedesLinux.

OrientadorProf. Wilian Soares Lacerda

LAVRASMINAS GERAIS BRASIL

2004

MAURICIO HEREDIA

CONTROLE DE DISPOSITIVOS DID`TI COS DE MECATR NICA

Monografia apresentada ao Departamento deCincia da Computao da Universidade Federalde Lavras, como parte das exigncias do curso dePs-Graduao Lato Sensu a distnciaAdministrao em Redes Linux, para obteno dottulo de especialista em administrao e RedesLinux.

APROVADA em __________ de ______________________ de ____________

Prof. __________________________________

Prof. __________________________________

Prof. ___________________________________ Wilian Soares Lacerda

LAVRASMINAS GERAIS BRASIL

CONTROLE DE DISPOSITIVOS DID` TI COS DE MECAT R NICA

MAUR ICI O HEREDIA

2004

4

SUM`RIO

Lista de Figuras ............................................................................................. VI

Agradecimentos ............................................................................................ IX

Resumo ......................................................................................................... X

Abstract ........................................................................................................... XI

1. INTRODUO........................................................................................... 12

1.1 Aplicaes da mecatrnica............................................................ 13

1.2 Proposta da Monografia........................................................................... 16

1.3 Estrutura da Monografia ............................................................... 18

2. O ANIMATRNICO... ............................................................................... 20

2.1 Histrico ....................................................................................... 20

2.2 As partes componentes de um animatrnico................................. 23

2.3 Concluso ..................................................................................... 24

3. MECNICA DO ANIMATRNICO... ........ .............................................. 25

3.1 Animatrnico Cabea de Drago............................................... 26

3.2 Animatrnico Cabea de Gorila ............................................... 35

3.3 Concluso ..................................................................................... 41

4. ELETRNICA DO ANIM ATRNICO... .................................................. 42

4.1 Descrio geral do circuito eletrnico .......................................... 42

4.2 Componentes eletrnicos do circuito ........................................... 44

4.2.1 Resistor ...................................................................... 44

4.2.2 Transistor ................................................................... 45

4.2.3 Diodo ........................................................................ 47

4.2.4 Rel ........................................................................... 49

5

4.3 Funcionamento do circuito eletrnico ......................................... 51

4.3.1 Porta Paralela ................................................................. 55

4.4 Concluso ..................................................................................... 60

5. CONTROLE DO ANIMATRNICO VIA SOFTWARE........................... 61

5.1 A linguagem de programao ....................................................... 61

5.2 Concluso ...................................................................................... 66

6. RESULTADOS OBTIDOS ......................................................................... 68

7. CONCLUSO E PROPOSTAS DE CONTINUIDADE ............................ 73

REFERNCIAS BIBLIOGR`FICAS ............................................................ 75

6

Lista de Figuras

Fig. 1.1: A integra o das disciplinas que formam a mecatrnica ................... 13

Fig. 1.2: M o de So Carlos........................................................................... 14

Fig. 1.3: Brao Mecnico de linha de montagem .............................................. 15

Fig. 1.4: Rob para vasculhar escombros ........... ............................................. 15

Fig. 1.5: Etapas do projeto do animatrnico ..................................................... 19

Fig. 2.1-A: Animatrnico do filme Parque dos Dinossauros ............................ 21

Fig. 2.1-B: Animatrni co do fi lme Parque dos Dinossauros com cobertura .... 21

Fig. 2.2: rvore Mecatrnica ............................................................................ 22

Fig. 2.3: Pirata Mecatrnico .............................................................................. 22

Fig. 2.4: Papai Noel Mecatr nico ......................................................................22

Fig. 2.5: Hipogrifo do fi lme Harry Potter e o prisioneiro de Azkaban ....... 22

Fig. 3.1.1: Isopor utilizado para preenchimento do fantoche ........................... 26

Fig. 3.1.2: Pedao de cano de pvc utilizado para fixao da cabea na base ... 27

Fig. 3.1.3: Cano de pvc fixado bola de isopor ............................................... 28

Fig. 3.1.4: Fantoche de espuma preenchido com isopor e cano de pvc ........... 29

Fig. 3.1.5: Fantoche de espuma (vista frontal) ................................................. 29

Fig. 3.1.6: Detalhe do aro metlico para fixa o do gancho de trao ............ 30

Fig. 3.1.7: Movimento da mandbula do animatrni co pela ao

do mecanismo .................................................................................. 31

Fig. 3.1.8: Detalhe da biela e gancho de trao ............................................... 32

Fig. 3.1.9: Detalhe do conjunto gancho-biela-motor ........................................ 33

Fig. 3.1.10: Animatrnico Cabea de Drago em montagem completa ........ 34

Fig. 3.2.1 : Suporte isopor / pvc do fantoche .................................................... 35

Fig.3.2.2: Vista superior da Figura 3.2.1 .......................................................... 35

Fig. 3.2.3 : Suporte montado ............................................................................. 36

Fig. 3.2.4 : Olhos de boneco usados no Animatrnico ..................................... 36

7

Lista de Figuras (continuao)

Fig. 3.2.5: Suporte montado e com olhos fixados ............................................ 36

Fig. 3.2.6: Detalhe do esqueleto com olho esquerdo colocado e leds do olho

direito mostra ................................................................................ 37

Fig. 3.2.7 : Vista traseira da montagem destacando passagem dos fios

dos leds ...................................................................................................... 38

Fig. 3.2.8 : Mscara de latex do avesso destacando o gancho que ser usado

para movimentao da mandbula ................................................... 39

Fig. 3.2.9 : Animatrnic o Cabea de Gorila completo .................................. 40

Fig. 4.1.1 : Diagrama de blocos do circuito eletrnic o .................................... 42

Fig. 4.2.1.1: Resistor ......................................................................................... 44

Fig. 4.2.2.1: Transistor ...................................................................................... 46

Fig. 4.2.3.1: Diodo ............................................................................................ 48

Fig. 4.2.3.2: Simbologia do Diodo .................................................................... 48

Fig. 4.2.4.1: Ilustrao e configurao de contatos de um rel ......................... 50

Fig. 4.3.1: Circuito eletrni co do Projeto .......................................................... 51

Fig. 4.3.2: Prott ipo do circuito eletrni co do Projeto ...................................... 52

Fig. 4.3.3: Circuito eletrni co do Projeto .......................................................... 53

Fig. 4.3.4: Diagrama de blocos do funcionamento do circuito eletrnic o ........ 54

Fig. 4.3.1.1 : Tabela pinagem porta paralela versus sinal enviado ................ 56

Fig. 4.3.1.2 : Pinagem de sada da porta paralela do microcomputador PC ... 57

Fig. 4.3.1.3 : Pinagem do conector macho do Cabo Paralelo ........................... 58

Fig. 4.3.1.4 : Foto conector macho cabo paralelo ............................................. 58

Fig. 4.3.1.5 : Descrio dos pinos do conector DB25 e sua descrio ............. 59

Fig. 5.1.1 : Cdi go Fonte em Linguagem C .................................................... 63

Fig. 5.1.2 : Continuao do Cdigo Fonte em Linguagem C .......................... 64

Fig. 5.2.1 : Tela do computador executando programa de controle do

animatrnico ................................................................................... 67

8

Lista de Figuras (continuao)

Fig. 6.1: Projeto finalizado A nimatrni co Cabea de Drago ... ................. 70

Fig. 6.2: Detalhe conexo motor-mandbula do animatrni co

Cabea de Drago ........................................................................... 70

Fig. 6.3 : Projeto finalizado (vista superior) animatrni co

Cabea de Drago ........................................................................... 71

Fig. 6.4 : Projeto finalizado animatrnic o Cabea de Gorila com tela do

Programa de controle ao fundo ......................................................... 72

9

AGRADECIMENTOS

Agradecimentos ao Nosso Pai Celeste, pela oportunidade e chance de concluir

mais uma etapa, em tempos onde poucos tem acesso ao banco escolar.

Ao meu orientador Professor Wilian Soares Lacerda, agradeo de corao pela

pacincia, incentivo e ateno ao longo dessa tutoria. A educao, simpatia e o

trato para com os alunos certamente so diferenciais e qualidades, nem sempre

to comuns, mas encontrado em abundncia no Professor Wilian. Deixo aqui

registrado, mais uma vez, meu sincero agradecimento. Paz e luz para o grande

mestre.

As minhas filhas- Aline, Rebeca e Rachel - pela reposio da energia e nimo

nos momentos de dificuldades. Grande tesouro mim confiado pelo Plano

Superior, que me esforo para ser merecedor.

Aos professores, colegas de turma, pela busca da qualidade e aprimoramento do

curso. Sou grato, tambm, por terem me propiciado a oportunidade de retorno ao

ambiente acadmico. Um agradecimento especial Mrcia, pelo convite para o

curso e pelas caronas.

N ingum comete erro maior do que nofazer nada porque s pode fazer um pouco.

Edmund Burke (1729-1797)

10

RESUMO

O presente trabalho explora uma das vrias aplicaes do Sistema

Operacional Linux, conciliando programao, eletrnica e mecnica. Fazendo

uso da interface paralela e de um circuito eletrnico, feito o controle de um

animatrnico, que consiste de um boneco ou rosto controlado automaticamente .

O acionamento da parte mecnica feito por meio de um programa em

linguagem C, atravs da porta paralela. Com o acionamento de um motor o

animatrnico realiza os movimentos pr-determinados.

Apesar de no ser uma novidade, uma vez que os animatrnicos j so

usados no cinema e parques temticos desde a dcada de 60, o objetivo do

trabalho permitir desdobramentos que atendam escolas pblicas devido ao

baixo investimento (Software livre, sucata, materiais eletrnicos simples) que

necessrio para sua implementao.

11

ABSTRACT

The present work explores one of the some applications of the

Operational System Linux, conciliating programming, electronics and

mechanics. Making use of the parallel interface and an electronic circuit, the

control of an animatronic is made, that consists of a doll or controlled face

automatically.The drive of the part mechanics is made by means of a program in

language C, through the parallel door. With the drive of an engine the

animatronic carries through the daily pay-definitive movements.

Although not to be a newness, a time that the animatronics already are

used in the thematic cinema and parks since the decade of 60, the objective of

the work is to allow unfoldings that take care of public schools due to the low

investment (free Software, scrap, simple electronics materials) that it is

necessary for its implementation.

12

1. INTRODUO

Se a origem da palavra mecatrnica ainda palco de inmeras

discusses e tem sua autoria reivindicada por Japo e Alemanha, sua

definio j se encontra consolidada. Uma definio formal de

mecatrnica : "a integrao sinrgica da engenharia mecnica de

preciso com eletrnica e controle computadorizado inteligente visando

os processos de projeto e manufatura de produtos. E essa definio

praticamente coincide com a assumida pelo Comit Assessor para

Pesquisa e Desenvolvimento Industrial da Comunidade Europia

(IRDAC).

Assim pode-se caracterizar a mecatrnica como a integrao das

tecnologias das reas de engenharia mecnica, eletrnica, computao e

controle, com vistas ao projeto e automao de equipamentos e

processos manufaturados. Essa integrao pode ser visualizada pela

figura 1.1.

13

Fig. 1.1: A integra o das disciplinas que formam a mecatr nica

Fonte: http ://www.sp.senai.br /mecatronica/Index.Asp?Lin kPage=InfoMecatronica

1.1 Aplicaes da Mecatrnica

Na medicina, em ramificaes da medicina, como a Bioengenharia, que

emprega conhecimentos mecnicos, eletrnicos, fsicos e, claro, de medicina

para a criao de prteses. Um exemplo, disso o projeto desenvolvido pelos

pesquisadores do Laboratrio de Biociberntica e Engenharia de Reabilitao

(Labciber), da Escola de Engenharia de So Carlos (EESC) da USP, que esto

desenvolvendo uma prtese de mo eletrnica, conforme pode ser visualizado

pela figura 1.2.

14

Fig. 1.2 : Mo de So Carlos

Alm da Escola de Engenharia de So Carlos, existem outras frentes

buscando o auxlio da mecatrnica, entre elas pode-se destacar a AACD

Associao de Assistncia Criana Deficiente. A AACD atravs de parceria

com o SENAI desenvolveu uma prtese de joelho com qualidade similar

mesma prtese importada, mas com valor para o consumidor menor.

Outro segmento de emprego da mecatrnica o da automao de

processos industriais empregando-se robs (robtica), para a execuo de

funes repetitivas de uma linha de montagem, conforme pode ser visualizado

pela figura.1.3, ou para a realizao de tarefas de risco de morte (desativao de

bombas, buscas em escombros), que pode ser visualizado pela figura 1.4.

Nesse ponto importante destacar a diferena entre robtica e

animatrnica. Os robs possuem autonomia e so capazes de tomar decises

dependendo da situao envolvida. J os animatrnicos desempenham

15

movimentos previamente estipulados ou alteram esses mesmos movimentos pela

interveno humana.

Fig. 1.3 : Bra o Mecn ico de linha de montagem

Fig. 1.4: Rob para vasculhar escombros

16

1.2 Proposta da Monografia

O intuito dessa monografia apresentar uma das possibilidades de

integrao da mecatrnica, atravs de um animatrnico, com o Sistema

Operacional Linux.

Pode-se, dessa forma, explorar a metodologia de trabalho interdisciplinar

nas escolas, que sugerida pelos PCNs (Parmetros Curriculares Nacionais)

elaborados pelo Ministrio da Educao (MEC).

Os PCNs podem ser usados pelos professores para aprimorar suas

prticas educativas e inserir o educando num espao de integrao entre as

diversas disciplinas.

A integrao entre as vrias disciplinas do currculo escolar pode ser

facilitada por projetos que se utilizem do aprendizado de uma linguagem de

programao e conhecimento do Sistema Operacional. A mecatrnica seria

empregada como amlgama dos elementos envolvidos.

No que se refere ao trabalho interdisciplinar na sala de aula podemos

destacar algumas reas e temas:

- Matemtica: consumo de energia, porcentagem, grficos;

- Qumica: composio do ar e formas de transformar energias

mec nicas, trmicas, eltricas em energia qumica e vice-versa;

17

- Cincias: qualidade de vida, uso da eletricidade, fontes de energia,

seres vivos como inspirao (movimento das patas de um inseto,

energia eltrica gerada por seres vivos (poraqu, itu-cavalo) ;

- Ingls: trabalhos com documentaes dos dispositivos utilizados que

esto em ingls ou outra lngua estrangeira ;

- Lngua Portuguesa: elaborao de documentao tcnica, contos

relacionados ao tema;

- Histria: passado, presente e futuro da energia e sua utilizao pelo

homem;

- Artes: construo de maquetes, prottipos e designs;

- Geografia: recursos eltricos, formas de gerao de energia,

alteraes no ecosistema;

18

1.3 Estrutura da Monografia

O projeto apresentado pela presente monografia consiste na elaborao

de 02 animatrnicos (cabeas com movimentos mec nicos), com as seguintes

caractersticas:

- cabea com movimento de mandbula;

- cabea com movimentos de mandbula boca e face, alm de

iluminao dos olhos.

Para facilitar o entendimento, a monografia ser dividida em captulos

conceituais (captulos 01 e 02) e tcnicos explanando sobre o desenvolvimento

do animatrnico propriamente dito (captulos 03, 04 e 05). As etapas do

desenvolvimento do animatrnico podem ser visualizadas pelo diagrama da

figura 1.5.

A monografia segue assim estruturada:

- Captulo 01: Introduo, objetivos e estrutura da monografia;

- Captulo 02: Conceitos bsicos de um animatrnico;

- Captulo 03: Implementao da parte mecnica do animatrnico;

- Captulo 04: Implementao da parte eletrnica do animatrnico;

- Captulo 05: Implementao da parte de controle via software do

animatrnico;

- Captulo 06: Resultados obtidos;

- Captulo 07: Concluso e propostas de continuidade.

Em linhas gerais o captulo 01 fornece a definio da mecatrnica, seus

potenciais usos e o seu emprego na rea escolar, alm da explicar a estrutura

usada para essa monografia. O captulo 02 ilustra os conceitos bsicos de um

19

animatrnico, alm das etapas necessrias para sua criao. J os captulos 03,

04 e 05 so utilizados para detalhar a elaborao do animatrnico, objeto dessa

monografia, divididos por reas (mecnica, eletrnica e programao/controle),

fases essas que podem ser visualizadas pela figura 1.5. O captulo 06 detalha os

resultados obtidos e no captulo 07 so registradas as concluses e relacionados

os possveis aprimoramentos e evolues do projeto atravs de futuras

implementaes e melhorias.

Fig. 1.5: Etapas do projeto do animatrnico

Elaborao deAnimatrnico com

SOLinux

Implementao daParte Mec nica

Implementao daParte Eletrnica

Implementao daParte de Controle

Via Software

Elaborao dosesqueletos (suporte

em isopor)

Fixao dofantoche e mscara

Confeco da basede suporte

Confeco docircuito eletrnico

Adaptao do caboparalelo

(impressora)

Conexo do caboparalelo ao circuito

eletrnico

Criao deprograma em

Linguagem C paracontrole do

animatrnico,atravs da Porta

Paralela

Conexo da ParteEletrnica Parte

Mecnica

20

2. O ANIMATR NICO

2.1 Histrico

O termo animatrnico foi utilizado pela primeira vez pelos

engenheiros da Walt Disney Imagineering Company no incio de 1960, para

descrever o movimento dos modelos e figurinos que eram expostos na

Disneylndia. O termo uma juno das palavras animao e eletrnica e

utilizada para diferenciar dos robs, que possuem autonomia e so capazes de

tomar diferentes decises dependendo de uma situao.

A indstria cinematogrfica, na dcada de 70, foi uma das grandes

responsveis pela difuso dos animatrnicos, utilizando bonecos animados

mecanicamente, por controle remoto ou automaticamente, em efeitos especiais.

Alguns exemplos clssicos so os apresentados em fil mes tais como:

A.I. Inteligncia Artificial (2001), O Exterminador do Futuro (1984 e 1991) e

Parque dos Dinossauros, que pode ser visualizado pelas figuras 2.1-A e 2.1-B.

Mais recentemente, no filme Harry Potter e o prisioneiro de Azkaban,

foi utilizado um animatrnico com motores e um complexo sistema hidrulico

para simular os movimentos do animal para a representao de um hipogrifo -

ser mitolgico com cabea de guia e corpo de cavalo - que pode ser visualizado

pela figura 2.5.

Atualmente pode-se encontrar animatrnicos em museus, parques

temticos e vitrines de lojas. Conforme pode ser visualizado pelas figuras 2.2,

2.3 e 2.4.

21

Fig. 2.1 -A: Animatr nico do fi lme Parque dos Dinossauros

Fig. 2.1-B: Animatr nico do fi lme Parque dos Dinossauros com cobertura

22

Fig. 2.2: `r vore Mecatrnica Fig. 2.3: Pirata Mecatrn ico

Fig. 2.4 : Papai Noel Mecatr ni co Fig. 2.5 : Hipogr ifo do filme Harry

Potter e o prisioneiro de Azkaban

A montagem de um animatrnico, pode ser dividida basicamente em trs

partes distintas: mecnica, eletrnica e controle. E os detalhes finais

(acabamento) ficam por conta da caracterizao do personagem que ele

representar.

23

2.2 As partes componentes de um animatrnico

Normalmente as etapas para a montagem de um animatrnico pode ser

dividida em 03 (trs) partes distintas:

- mecnica do animatrnico : corresponde a estrutura interna que d

forma, tal qual um esqueleto ao animatrnico, bem como o

acabamento (encobrimento do esqueleto), alm dos meios utilizados

para a movimentao do esqueleto, que normalmente realizado por

meio de cabos, servo-motores, pistes hidulicos e pistes

pneumticos ou da combinao entre eles;

- eletrnica do animatrnico : refere-se ao circuito eletrnico

empregado para acionamento do sistema responsvel pelos

movimentos - que podem ser eletromecnicos (solenides, motores

e servo-motores), pneumticos ou hidrulicos, alm da comunicao

com o computador;

- controle do animatrnico : trata do uso de um software para

controle e ativao do boneco. E algumas vezes a movimentao do

boneco pode ser realizada por titeragem.

Titeragem (titeritagem. titeragem ou titeritagem) a arte de

manipular bonecos, tambm conhecidos como tteres. Seria algo

como manipular um fantoche, normalmente manipulaes por

bastes, polias ou alavancas podem ser exigidas para causar o efeito

desejado.

24

2.3 Concluso

Se a indstria cinematogrfica, agncias de publicidade e parques de

diverso so os maiores usurios dos animatrnicos, usando-os na criao de

seres fantsticos e surrealistas que povoaro a fantasia do pblico, possvel

tambm explorar o lado ldico e incentivar o aprendizado.

O prottipo norteado por essa monografia visa levar para salas de aula,

animatrnicos desempenhando papis tais como: contadores de estrias,

modelos vivos, simuladores, entre outras tantas possibilidades.

Como era de se esperar a montagem dos animatrnicos, a execuo dos

movimentos simulados (mandbula, olhos e face) passaram pelas trs etapas de

montagem mencionadas anteriormente no item 2.2.

25

3. MECNIC A DO ANIMAT RNICO

O presente captulo descrever a parte mec nica dos animatrnicos

desenvolvidos. Como mencionado anteriormente, foram desenvolvidos dois

animatrnicos:

- um, com cabea de drago e movimento simples de mandbula;

- e outro, com cabea de gorila e movimentos de mandbula e face,

alm de iluminao dos olhos.

Para a montagem mecnica dessas cabeas mecatrnicas, era necessrio

definir-se alguns objetivos.

Esses objetivos determinaram o tipo de material a ser empregado no

esqueleto ( o termo esqueleto refere-se ao material que d a sustentao fsic a

para o animatrnico desempenhar o movimento para o qual foi projetado), o

tipo de revestimento do esqueleto e elementos fsicos (alavanca, gancho, motor)

necessrios para a realizao do movimento.

O detalhamento da mecnica empregada em cada um dos prottipos,

sero descritos a seguir.

26

3.1 Animatrnico Cabea de Drago

Para essa cabea os objetivos foram:

- deixar os elementos fsicos responsveis pelo movimento da

mandbula o mais visvel possvel, para efeito de demonstrao;

- usar um elemento do mundo infantil o fantoche do drago para

ressaltar a possibilidade de sua implementao para atingir crianas

na faixa etria pr-escolar.

Pelo fato do fantoche empregado ser de espuma, o seu interior - que em

operao normal seria preenchido pela mo de um ser humano, foi preenchido

pelo material que se comportaria como esqueleto do animatrnico.

Na montagem do esqueleto foram utilizadas bolas e pedaos de isopor,

visando o preenchimento compacto e no aumentar o peso da cabea. Outro

fator determinante para a escolha do isopor foi o custo e facilidade de

manipulao do mesmo. O material empregado pode ser visualizado pela figura

3.1.1.

Fig. 3.1.1: Isopor utilizado para preenchimento do fantoche

27

A esfera de isopor de dimetro maior foi furada de maneira a permitir o

encaixe do isopor fixadas um cano de pvc, visualizado na figura 3.1.2, que

possibilitou a fixao vertical da cabea sobre uma base de madeira.

Fig. 3.1.2: Pedao de cano de pvc utilizado para fixa o da cabea na base

A insero do cano de pvc no furo da bola de isopor, que pode ser

visualizada pelas figuras 3.1.3, deve ter como especial cuidado o dimetro do

furo a ser feito na bola. Para isso foi realizada uma marcao na bola de isopor,

pela simples presso do cano sobre a superfcie da mesma. A seguir foi realizada

a perfurao do isopor, convm lembrar que o furo no ser passante e sua

profundidade ser definida pela altura do animatrnico em relao base de

madeira.

28

Fig. 3.1.3: Cano de pvc fixado bola de isopor

A seguir, o fantoche de espuma foi preenchido com a bola de isopor

menor e pedaos de isopor, para propiciar maior consistncia ao modelo.

Em seguida, foi introduzida a bola de isopor maior j fixada ao cano de

pvc, para que a cabea pudesse ser colocada na posio vertical sobre a base de

madeira, conforme ilustra a figura 3.1.4 e 3.1.5.

29

Fig. 3.1.4: Fantoche de espuma preenchido com isopor e cano de pvc

Fig. 3.1.5 : Fantoche de espuma

(vista frontal)

30

Um aro metlico foi fixado na mandbula inferior do fantoche para

permitir a fixao do gancho de arame que iria tracionar a mandbula para baixo.

Esse aro pode ser visualizado na figura. 3.1.6.

Fig. 3.1.6: Detalhe do aro metlico para fixa o do gancho de tra o

Finalmente, ao aro engatado um gancho de arame flexvel , que por sua

vez afixado a uma placa metlica em formato de U que ser acoplada ao

eixo do motor. A idia, usar a placa metlica como uma biela, que

transformar o movimento circular do motor em movimento linear da

mandbula, conforme pode ser visualizado pela figura 3.1.7. Coloca-se, ento, o

gancho de arame para interligar a biela e a mandbula atravs do aro fixado na

mesma.

31

Fig. 3.1.7: Movimento da mandbula do animatr nico pela ao do mecanismo

aro-gancho-biela-motor

Como podemos observar na figura 3.1.7 quando a biela est em sua

altura mxima para cima, o mecatrnico permanece com a mandbula fechada e

no momento que o motor inicia o movimento de rotao de seu eixo, a

mandbula comea a se abrir, at atingir a abertura mxima que determinada

pela biela na posio mais baixa.

Motor

Gancho dearame

Aro

Biela acoplada aoeixo do motor

Mximo para cima(mandbula fechada)

Motor

Gancho dearame

Aro

Biela acoplada aoeixo do motor

Mximo para baixo(mandbula aberta)

32

O detalhe da conexo do gancho com a biela pode ser visualizado na

figura 3.1.8.

Fig. 3.1.8: Detalhe da biela e gancho de tra o

A interligao do conjunto gancho-biela-motor, pode ser visualizada na

figura 3.1.9.

33

Fig. 3.1.9: Detalhe do conjunto gancho-biela-motor

O animatrnico Cabea de Drago montado sobre a base de madeira,

com a conexo do gancho pode ser visualizado pela figura 3.1.10.

34

Fig. 3.1.10: Animatrnico Cabea de Drago em montagem completa

Dessa forma o acionamento do motor determina a abertura e fechamento

da mandbula e esse acionamento feito pela parte eletrnica e de controle, que

sero objetos de captulos especficos nessa monografia.

O outro animatrnico Cabea de Gorila, tambm passou por fases

semelhantes, com pequenas alterae s devido aos movimentos e aes

envolvidos como veremos a seguir.

35

3.2 Animatrnico Cabea de Gorila

No caso desse prottipo os objetivos buscados foram:

- ocultar fios e elementos responsveis pelo movimento da mandbula

e face procurando dar ao prottipo um efeito mais profissional;

- usar um elemento do mundo adolescente/adulto mscara de ltex

em formato de gorila para ressaltar a possibilidade de sua

implementao em outras faixas etrias e com outros enfoques

(parques temticos, feira de cincias, etc).

Assim como no caso do animatrnico Cabea de Drago, foram

usados os seguintes materiais para criao do esqueleto do animatrnico: uma

esfera de isopor tamanho grande, um pedao de cano de PVC para fixao

vertical, 2 (dois) olhos de boneco semi-transparentes, leds para o efeito de

brilho dos olhos e mscara de ltex de gorila para cobrir o esqueleto , conforme

pode ser visualizado pelas figuras 3.2.1 a 3.2.5.

Fig. 3.2.1 : Suporte isopor / pvc do fantoche Fig. 3.2.2: Vista superior da

Figura 3.2.1

36

Fig. 3.2.3 : Suporte montado Fig. 3.2.4 : Olhos de boneco usados no

Animatr nico

Fig. 3.2.5 : Suport e montado e com olhos fixados

37

Os leds foram fixados diretamente no isopor, transpassando o mesmo e

assim permitindo a conexo dos seus terminais em srie. Cada jogo de leds

fixados atrs dos olhos possibilita o acendimento independente do outro, ou

simultaneamente, efeito esse possibilitado pelo controle feito pelo circuito

eltrico e programa. Os leds, num total de 4 (quatro), foram ligados em srie,

para possibilitar o acendimento dos quatro ao mesmo tempo. Os leds podem ser

visualizados pela figura 3.2.6.

Fig. 3.2.6 : Detalhe do esqueleto com olho esquerdo colocado e leds do olho

direito m ostra

Os fios usados nos terminais de cada led so passados por um furo no

cano de PVC, possibilitando a conexo dos mesmos ao circuito eltrico que se

encontra no ambiente externo, conforme pode ser visualizado pela figura 3.2.7.

38

Fig. 3.2.7 : Vista traseira da montagem destacando passagem dos fios dos leds

Para o movimento da mandbula foi anexado no lado interno (avesso) da

mscara um gancho, que fixado a biela, nos mesmos moldes do animatrnico

39

Cabea de Drago possibilita a movimentao da mandbula do gorila,

conforme pode ser visualizado pelas figura 3.2.8.

Fig. 3.2.8 : Mscara de latex do avesso destacando o gancho que ser usado

para movimentao da mandbula

40

O animatrnico totalmente montado, j com o esqueleto recoberto pela

mscara de ltex pode ser visualizado na figura 3.2.9.

Fig. 3.2.9 : Animatr nico Cabea de Gorila completo

41

3.3 Concluso

Neste captulo foi apresentado a estrutura mecnica dos dois

animatrnicos propostos no trabalho. Alguns detalhes construtivos foram

apresentados evidenciando a dificuldade da montagem, no s para a escolha

dos materiais como tambm para a determinao do formato.

Os animatrnicos encontram-se montados e operacionais. Os obstculos

encontrados durante o processo foram normais do improviso proveniente dos

materiais trabalhados.

Perda e recomeo dos esqueletos, tambm fizeram parte do projeto, esses

fatos so um dos incentivos para busca do melhor material a ser trabalhado e a

busca de interao entre eles.

Outro ponto a ser destacado que o objetivo do mecatrnico, ou seja

onde e para que finalidade ser empregado, talvez seja um dos pontos

determinantes para o formato do esqueleto e escolha dos itens de acabamento.

E finalmente, pode parecer bvio e talvez redundante, mas o movimento

que desejamos do animatrnico, tambm influenciar no formato e montagem

do esqueleto do mesmo.

O papel desempenhado pela eletrnica no projeto ser converter os sinais

enviados pela porta paralela em acionamento do motor responsvel pelo

movimento nos animatrnicos.

42

4. ELETRNICA DO ANIMAT RNICO

Neste captulo so apresentados os detalhes da parte eletrnica de

acionamento dos animatrnicos Cabea de Drago e Cabea de Gorila. Ser

explanado sobre as caractersticas dos componentes eletrnicos usados no

circuito e seu papel no funcionamento do mesmo.

4.1 Descrio geral do circuito eletrnico

O circuito eletrnico pode ser, resumidamente, explicado por um

diagrama de blocos simples, conforme pode ser visualizado pela figura 4.1.1.

Fig. 4.1.1 : Diagrama de blocos do circuito eletr nico

Para facilitar o entendimento, cada bloco ser tratado em separado, a

saber:

- Computador: Esse bloco tem como premissa destacar a parcela de

influncia do computador no funcionamento do circuito. Ser atravs

de um programa em linguagem C, que sero enviados os dados para

a Interface Paralela;

- Interface Paralela: A interface paralela tem como funo encaminhar

uma seqncia de bits, que sero os sinais amplificados, que

estimularo o rel atuar como uma chave eletrnica. Um nmero

fornecido no programa na base decimal transmitido na base

ComputadorInterface

ParalelaAmplificador Rel Motor

43

binria, onde o nvel lgico 1 pode variar de 2,5 at 5 V e o nvel

lgico 0 tem como valor de tenso entre 0 0,8 V;

- Amplificador: Os sinais de nvel lgico 1 enviados pela porta

paralela com valores na faixa inferior (2,5 V), podem ser

amplificados atravs do conjunto resistor-transistor, com o objetivo

de alcanar um valor suficiente para o estmulo do rel;

- Rel: O rel desempenha o papel de chave eletrnica no circuito,

possibilitando a passagem ou no da corrente eltrica que colocar o

motor em movimento;

- Motor: O motor, ao receber a corrente liberada pelo rel, efetuar o

movimento do eixo no sentido horrio, por tempo pr-determinado

pelo programa em linguagem C.

44

4.2 Componentes eletrnicos do circuito

Nesta seo so apresentados as caractersticas dos componentes

eletrnicos utilizados nos circuitos dos animatrnicos. A seguir, descrito cada

componente eletrnico.

4.2.1 Resistor

A intensidade da corrente em um circuito determinada pela tenso

aplicada e pela dificuldade que a corrente encontra para atravessar o circuito.

Para descrever a oposio oferecida pelo circuito passagem da corrente

usamos o termo resistncia. Os componentes eletrnicos chamados resistores so

fabricados de modo a possurem determinados valores de resistncia.

Normalmente so usados para limitar a corrente e para desenvolver

tenses menores que as fornecidas pelas fontes.

Fig. 4.2.1.1: Resistor

45

4.2.2 Transistor

A pesquisa que levou descoberta do transistor buscava um substituto

para as vlvulas eletrnicas. O transistor justamente isto: um substituto das

vlvulas.

Descobriu-se que um cristal semicondutor com duas junes (pnp ou

npn) era capaz de produzir amplificaes semelhantes quelas conseguidas com

as vlvulas. Em outras palavras, uma pequena corrente na camada central era

capaz de controlar o fluxo maior de corrente entre as duas outras camadas.

Dessa forma, a corrente mais forte imitava o comportamento da

corrente mais fraca. O resultado era uma verso amplificada do sinal fraco. Esse

triodo semicondutor foi chamado de transistor.

O transistor pode ser empregado de muitas maneiras, mas basicamente

ele desempenha duas funes: amplificao e chaveamento.

No caso da amplificao, podemos fazer uma analogia com uma

torneira: girando a torneira, podemos controlar o fluxo de gua, tornando-o mais

forte ou mais fraco.

Em se tratando de chaveamento, podemos imaginar o transistor como

um interruptor de luz: ligando o interruptor, a luz se acende; desligando o

interruptor, a luz se apaga. Da mesma forma que a torneira controla o fluxo de

gua, o transistor controla o fluxo de corrente eltrica. E da mesma forma que o

interruptor chaveia (liga ou desliga) a luz, o transistor pode chavear corrente

46

eltrica. A grande diferena, contudo, da torneira e do interruptor para o

transistor que nos dois primeiros o controle feito pelas nossas mos.

J no transistor, o controle da amplificao e do chaveamento feito por

corrente eltrica. Ou seja, no transistor temos corrente eltrica controlando

corrente eltrica.

Isso importante por diversos motivos: em primeiro lugar, com o

controle sendo feito por corrente eltrica, consegue-se num transistor uma

velocidade de operao milhares de vezes mais rpida do que nossas mos. Em

segundo lugar, o transistor pode ser acoplado a outras fontes de sinal eltrico,

como uma antena, um microfone, ou mesmo um outro transistor.

Por fim, sendo controlado por corrente, o transistor pode funcionar como

uma chave eletrnica, sem partes mveis, muito mais rpida e eficiente do que

os antigos rels (chaves eletromec nicas).

Sendo bem mais confivel, durvel, barato e menor do que as vlvulas

(alm de consumir pouqussima energia e dissipar bem menos calor), tornou-se

possvel aperfeioar e reduzir consideravelmente de tamanho uma srie de

equipamentos eletrnicos, como aparelhos de rdio e televiso.

Fig. 4.2.2.1: Transistor

47

4.2.3 Diodo

Um diodo "ideal", um diodo cujo comportamento seria o desejado mas

no possvel alcanar na realidade. Este tipo de diodo permitiri a a passagem de

corrente num sentido, opondo-se no outro sentido. Esta caracterstica tem um

grande interesse na comutao dado que dela se deriva a propriedade ON-OFF

(aberto-fechado).

A diferena entre um diodo ideal e um diodo real est em que o primeiro

vai permitir a passagem de corrente num sentido, -no livremente-, mas que

oferece uma pequena resistncia e alm disso, ao polarizar-se inversamente, no

corta a corrente.

O diodo possui dois eletrodos chamados de ctodo e nodo. A maioria

dos diodos so feitos de materiais semicondutores, tais como silcio, germnio e

selnio.

Os diodos podem ser usados como retificadores, limitadores de sinal,

reguladores de voltagem, chaveadores, moduladores de sinal, misturador de

sinais, demoduladores de sinal e osciladores.

A propriedade fundamental de um diodo, sua tendncia de conduzir

corrente eltrica em somente uma direo, como j mencionado anteriormente.

Quando o ctodo est negativamente carregado em relao ao nodo,

com uma tenso (voltagem) maior do que um certo mnimo chamada de tenso

de ruptura, a corrente flui atravs do diodo. Se o ctodo estiver positivo em

48

relao ao nodo, ento o diodo no conduz. Esta uma viso simplifi cada, mas

vale para diodos funcionando como retificadores, chaveadores e limitadores.

Quando um sinal analgico passa por um diodo, operando num ponto

prxim o tenso de ruptura, a onda ser distorcida. Esta no-linearidade permite

o uso do diodo como modulador, demodulador e misturador de sinais.

Diodos semicondutores podem ser projetados para produzir corrente

contnua (CC) quando uma luz visvel, infra-vermelha, ou ultra-violeta (UV)

ating-lo. Este diodos so chamados de clulas fotovoltaicas e so a base de

sistemas de energia solar e de fotosensores.

Ainda um outro tipo de diodo, comumente usado em equipamentos

eletrnicos, emite luza visvel ou infra-vermelha quando uma corrente passa por

ele. Tais dispositivos so chamados de LEDs ( light-emitting diode).

Fig. 4.2.3.1:Diodo Fig. 4.2.3.2: Simbologia do Diodo

49

4.2.4 Rel

Os rels so componentes eletromecnicos capazes de controlar circuitos

externos de grandes correntes a partir de pequenas correntes ou tenses, ou seja,

acionando um rel com uma pilha podemos controlar um motor que esteja ligado

em 110 ou 220 volts, por exemplo.

O funcionamento dos rels bem simples: quando uma corrente circula

pela bobina, esta cria um campo magntico que atrai um ou uma srie de

contatos fechando ou abrindo circuitos. Ao cessar a corrente da bobina o campo

magntico tambm cessa, fazendo com que os contatos voltem para a posio

original.

Os rels podem ter diversas configuraes quanto aos seus contatos:

podem ter contatos NA, NF ou ambos, neste caso com um contato comum ou

central (C).

Os contatos NA (normalmente aberto) so os que esto abertos enquanto

a bobina no est energizada e que fecham, quando a bobina recebe corrente. Os

NF (normalmente fechado) abrem-se quando a bobina recebe corrente, ao

contrrio dos NA. O contato central ou C o comum, ou seja, quando o contato

NA fecha com o C que se estabelece a conduo e o contrrio com o NF.

A principal vantagem dos Rels em relao aos SCR e os Triacs que o

circuito de carga est completamente isolado do de controle, podendo inclusive

trabalhar com tenses diferentes entre controle e carga.

50

A desvantagem o fator do desgate, pois em todo o componente

mecnico h uma vida til, o que no ocorre nos Tiristores.

Devem ser observadas as limitaes dos rels quanto a corrente e tenso

mxima admitida entre os terminais. Se no forem observados estes fatores a

vida til do rel estar comprometida, ou at a do circuito controlado.

Na figura abaixo esto o desenho ilustrativo de um rel (esquerda) e a

configurao mais comum dos contatos dos rels (direita).

Fig. 4.2.4.1: Ilustra o e configura o de contatos de um rel

51

4.3 Funcionamento do circuito eletrnico

Os componentes empregados para a elaborao da parte eletrnica

foram: 01 cabo paralelo DB25, 01 resistor de 4,7 , 01 transistor BC337, 01

diodo 1N4148, 01 motor de corrente contnua com redutor, 01 rel e 01 fonte de

alimentao de 06 V. O esquema eltrico pode ser visualizado na figura 4.3.1.

Fig. 4.3.1: Circui to eletr nico do Projeto

Antes da montagem do circuito final, foi feito um protti po com fios,

para definir a posio dos componentes sobre o circuito impresso e tamanho de

fios necessrios para conexo do motor e cabo paralelo, conforme pode ser

visualizado pela figura 4.3.2.

52

Fig. 4.3.2: Protti po do circui to eletr nico do Projeto

A montagem do circuito foi feita em uma placa de circuito impresso

universal e acomodada em uma caixa plstica para sua proteo, conforme pode

ser visualizado pela figura 4.3.3.

53

Fig. 4.3.3: Circuit o eletr nico do Projeto

O diagrama de blocos, visualizado pela figura 4.3.4, explica de maneira

resumida o funcionamento do circuito eletrnico.

54

Fig. 4.3.4: Diagrama de blocos do funcionamento do circui to eletr nico

Acionamento domotor pelo circuito

eletrnico

pino 2 da portaparalela em nvellgi co 1 ?(entre 2,5 e 5 V)

Resistor R1 +Transistor Q1

(montagem emissorcomum),

amplificando o sinal( aproximadamente

at 5 V)

Resistor R1 +Transistor Q1(montagem

emissor comum),amplificando o

sinal (aproximadamente

0 V)

Diodo D1, limita atenso e direciona

o fluxo dacorrente.

Acionamento doRel (posio 3-4),

(chave fechada)

Motor parado

Rel sem estmulo(chave aberta)

Diodo D1, limita atenso e direciona

o fluxo dacorrente.

Motor funcionando

55

Nesse ponto do trabalho importante detalhar-se o uso da porta paralela,

que ter como funo a transmisso de dados para o controle do motor que

prover o movimento ao animatrnico.

4.3.1 Porta Paralela

As portas paralelas so nomeadas pelo Sistema Operacional como LPT1,

LPT2, LPT3, e assim por diante, e cada uma delas possui endereos de I/O

associados.

A porta paralela nos microcomputadores ocupa os endereos 378 at 37F

das portas de I/O (Input/Output ou Entrada/Sada). Cada um desses endereos de

I/O possui uma funo especfica, e no caso da primeira impressora (LPT1)

temos:

- Porta 378 (sada) - Registro de Dados:

A porta 378 a porta de sada da paralela. Para enviar algum byte para o

dispositivo, necessrio escrev-lo nesta porta. Normalmente a porta

378 usada somente para sadas. Algumas paralelas permite o uso bi-

direcional. Isso mais comum em notebooks ou laptops. Os bits desta

porta so enviados para os pinos de dados da paralela.

- Porta 379 (entrada) Registro de Status:

A porta 379 usada para ler sinais da paralela enviados pelo dispositivo.

Normalmente a porta paralela utilizada para a conexo do computador

impressoras e dessa forma os sinais mais comumentes recebidos so:

acknoledge, busy, peper end, select e error/fault.

56

- Porta 37A (controle) Registro de Controle:

A porta 37A possui alguns sinais de controle da impressora. Esses sinais

so enviados para a impressora para faz-la realizar alguma funo

especfica que no coberta pelos pinos de dados da porta 378. Os sinais

enviados so: strobe, auto feed e printer init. Esta porta somente

utilizada para escrita.

Os sinais enviados pela porta paralela, podem ser visualizados na figura

4.3.1.1.

Pino Sinal1 Strobe2 Data 03 Data 14 Data 25 Data 36 Data 47 Data 58 Data 69 Data 710 Acknowledge11 Busy12 Paper end13 Select14 Auto feed15 Error/fault16 Printer init17 Select18 GND19 GND20 GND21 GND22 GND23 GND24 GND25 GND

Fig. 4.3.1.1 : Tabela pinagem port a paralela versus sinal enviado

57

O DB25 um conector que fica na parte de trs do gabinete do

computador, e atravs deste, que o cabo paralelo se conecta ao computador

para poder enviar e recebe dados, conforme pode ser visualizado pela figura

4.3.1.2.

Fig. 4.3.1.2 : Pinagem de sada da port a paralela do microcomputador PC

No DB25, um pino est em nvel lgico 0 quando a tenso eltrica no

mesmo est entre 0 0,8 V. Um pino se encontra em nvel lgico 1 quando a

tenso eltrica no mesmo est acima de 2,5 e at 5 V.

Dessa forma o programa em linguagem C, cujo cdigo fonte encontra-se

detalhado na figuras 30 e 31, ir se utilizar dos pinos 02 e 19 do cabo paralelo,

respectivamente D0 (dado) e GND (terra) , conforme pode ser visualizado pelas

figuras 4.3.1.3 e 4.3.1.4.

58

Fig. 4.3.1.3 : Pinagem do conector macho do Cabo Paralelo

Fig. 4.3.1.4 : Foto conector macho cabo paralelo

Cada informao a ser enviada pelo programa acionar o circuito

fazendo o motor girar ou parar, sempre pelo valor do nvel l gico enviado pelo

pino 02 (D0).

59

A relao entre a pinagem do conector DB25, descrio e sentido de

envio da informao, pode ser visualizada pela figura 4.3.1.5.

Fig. 4.3.1.5 : Descri o dos pinos do conector DB25 e sua descrio

Os dados enviados pelos pinos de dados (D0 D7), so tratados pelo

programa em linguagem C, que tem como objetivo principal criar uma interface

com o usurio para o acionamento do animatrnico. Esse item seria o

responsvel pelo controle do animatrnico.

60

4.4 Concluso

Este captulo abordou os componentes eletrnicos utilizados na

montagem do circuito eltrico do animatrnico.

Foi trabalhado, tambm, a teoria de cada componente utilizado e seu

papel no funcionamento do circuito.

O papel desempenhado pela porta paralela, mereceu um maior destaque,

devido tratar-se de fronteira entre a eletrnica e a programao. Pois, atravs da

mesma (bits D0 a D7) sero enviados os sinais em nvel lgico 1, originados

pelos comandos do programa em linguagem C, que acionaro o motor e/ou

olhos dos animatrnicos.

Os dados em nvel lgico 1 (com tenso de valor aproximado em 5V)

enviados pela porta paralela (bits de dados D0-D7), fazem o rel chavear para

uma posio de chave fechada, permitindo o acionamento do motor. De maneira

semelhante um dado enviado com nvel lgico 0 (tenso de valor aproximado a

0V), far com que o rel abra a chave interrompendo a passagem de corrente

eltrica ao motor e por conseguinte parando seu funcionamento.

A seguir descrito o programa de controle dos animatrnicos

implementados em linguagem C utilizando a plataforma Linux.

61

5. CONTROLE DO ANIM ATRN ICO VI A SOFTWARE

O controle do animatrnico feito atravs de um programa em

linguagem C, utilizando-se da porta paralela do computador PC, tendo em vista

a facilidade de conexo, programao e uso, alm da vasta quantidade de

informaes disponveis em meio eletrnico ou impresso. O programa de

controle dos animatrnicos ser objeto deste captulo.

5.1 A linguagem de programao

Optou-se pelo uso da Linguagem C, pela mesma ser encontrada nas

vrias distribuies Linux, por seu potencial e integrao com o hardware e pela

vasta literatura disponvel em livros e na Internet.

O programa responsvel pelo acionamento do motor, levando o nvel

lgico do pino 02 para 1 e parando o motor quando coloca o mesmo pino em

nvel lgico 0.

O funcionamento do programa pode ser explicado pelos seguintes

etapas:

1- Incluso das bibliotecas;

2- Criar uma varivel global, denominada porta com o endereo em

hexadecimal da porta paralela do computador;

3- Criada uma varivel para selecionar a opo do usurio (menu);

62

4- Inicia-se o programa com o valor 0 (zero) em hexadecimal sendo

direcionado para a porta paralela, o objetivo inicializar o programa e

evitar que qualquer outro programa ou aplicao envie um dado ao

circuito, causando o acionamento indevido;

5- Atravs da opo do menu ativada uma subrotina que aciona o

mecanismo do animatrnico por tempos diferentes condizentes aos

movimentos a serem executados;

6- As subrotinas (movimento01, movimento02 e movimento03) so

responsveis respectivamente pelo movimento de mandbula,

movimento dos olhos (acendimento) e movimento de mandbula e olhos.

A listagem do cdigo fonte do programa usado para o controle do

animatrnico pode ser visualizado pelas figuras 5.1.1 e 5.1.2.

63

#include #include #include #include

#define porta 0x378main(){

char ch; /* variavel para escolha da opcao no menu */if (ioperm(porta, 3, 1)) {perror("ioperm"); exit(1);}/* (ioperm(porta,3, 1):=> porta -> Endereco inicial de permissao de acesso (0x378)=> 3 -> Endereco final de permissao de acesso (0x378, 0x379, 0x37A)=> 1 -> Permissao para o programa, retornando 1 se permite acesso */outb(0,porta);/* outb (0, porta):=> 0 -> valor a ser enviado para Porta Paralela (00000000)=> porta -> Endereco da Porta Pararela a ser usada (0x378) */do{system("clear");printf("Controle do LIKong - Gorila Mecatronico em Linux\n");printf(" -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.\n");printf("Suas opcoes sao : \n");printf("\n\n 1. Movimento Mandibula \n");printf(" 2. Movimento Olhos \n");printf(" 3. Movimento de Mandibula e Olhos \n");printf(" 9. Sair \n");printf("Selecione sua opcao : ");do { ch = getchar(); fflush(stdin);

} while (ch < 1 || ch > 9); printf("\n");

Fig. 5.1.1 : Cdi go Fonte em L inguagem C

64

switch(ch){case 1: movimento01();

break;case 2: movimento02();

break;case 3: movimento03();

break;case 9: outb(0,porta);

break;}

} while (ch != 9);}

/* A funcao movimento01 envia o numero decimal 1 (ou em binario 00000001) para aporta paralela (bit de dado D0)e aciona o motor que movimenta a mandibula*/movimento01(){outb(1,porta);sleep(16);outb(0,porta);}

/* A funcao movimento02 envia o numero decimal 2 (ou em binario 00000010) para aporta paralela (bit de dado D1)e aciona os leds que iluminaram os olhos*/movimento02(){outb(2,porta);sleep(10);outb(0,porta);}

/* A funcao movimento03 envia o numero decimal 3 (ou em binario 00000011) para aporta paralela (bit de dado D0 e D1)e aciona o motor que movimenta a mandibula e o acendimento dos olhos* /movimento03(){outb(3,porta);sleep(16);outb(0,porta);}Fig. 5.1.2 : Continua o do C digo Fonte em Linguagem C

65

Os passos para a criao do programa, so os seguintes:

1- Digitao do programa, salvando o programa fonte com extenso .c;

2- Compilao do mesmo pela sintaxe:

gcc O .c o

3- O usurio para executar esse tipo de programa precisa ter acesso s

portas utilizadas, ento, caso seja necessrio deve-se definir a permisso

do programa pelo comando:

chmod +s

O comando chmod altera as permisses de arquivos ou diretri os. As

opes disponveis, mais usuais, para tal so rwx , onde :

- r : read (leitura);

- w : write (escrita);

- x : execute (execuo);

No caso da opo +s, isso significa configurar um usurio ou grupo

especfico (group ID) para execuo de um arquivo.

4- Para sua execuo, digitar o seguinte comando:

./

66

5.2 Concluso

Nesse captulo foi abordado o desenvolvimento do programa em

linguagem C, que em linhas gerais, controla o acionamento ou parada do motor

e/ou olhos dos animatrnicos.

Atravs do programa (comando: comando outb(1,porta)) designado por

qual dos pinos da porta paralela (bits de dados D0 a D7), ser enviado o sinal ao

circuito eletrnico. Uma vez que o nmero decimal 1, convertido para o sistema

binrio (00000001), envia sinal de nvel lgico 1 somente para o pino D0 e nvel

lgico 0 para os demais pinos.

Alguns cuidados devem ser tomados pelo programa, como garantir que a

porta paralela est livre (comando: ioperm(porta, 3, 1) ) , e enviar um sinal de

nvel lgico 0 para todos os pinos de dados (comando: outb(0,porta) ) garantindo

a parada completa do circuito.

Dentre os principais resultados alcanados com o uso da linguagem C,

podemos destacar a facilidade para o controle da porta paralela. A possibilidade

de colocar-se em prtica, algo trabalhado teoricamente no decorrer do curso,

tambm pode ser objeto de destaque. Bem como a perfeita integrao entre o

sistema operacional Linux, linguagem de programao e hardware, unidas pela

linguagem computacional.

A tela do programa em linguagem C pode ser visualizada na figura 5.2.1.

67

Fig. 5.2.1 : Tela do computador executando programa de controle do animatrnico

Uma interface grfica seria um grande atrativo e melhoria para o

projeto, podendo ser desenvolvida em linguagens que possibilitem esse suporte.

68

6. RESULTADOS OBTIDOS

Os resultados obtidos foram frutos da utilizao dos conhecimentos

adquiridos no decorrer do curso, procurando integrar alguns dos vrios

segmentos da informtica e eletrnica (programao, hardware, mecatrnica e

Sistema Operacional), para a criao do animatrnico.

A utilizao de diferentes elementos para a criao do animatrnico,

possibilitou a constatao prtica das dificuldades e diferenas encontradas para

manipulao e adequao dos mesmos para o xito do projeto.

Durante o desenvolvimento do projeto, como se era esperado, foram

surgindo novas idias e possibilidades de implementaes buscando a melhoria

do mesmo.

im portante destacar, que somente o conhecimento estritamente tcnico

no garante o sucesso do projeto. So necessrios, tambm, a criatividade,

experimentao e habilidade manual, mas esses pr-requisitos so facilmente

amenizados pelo empenho e envolvimento com o projeto.

As figuras 6.1, 6.2, 6.3 e 6.4 ilustram o projeto finalizado, com os

animatrnicos montados e prontos para uso.

O animatrnico Cabea de Drago, cabo paralelo, circuito eletrnico

(caixa azul) e motor so exibidos em vista lateral, conforme pode ser

visualizado pela figura 6.1.

69

J a conexo do motor com a mandbula do animatrnico foi destacada

pela figura 6.2. E finalmente, a figura 6.3 procura atravs de uma imagem em

vista superior do animatrnico Cabea de Drago, permitir uma melhor

visualizao dos elementos envolvidos no projeto, alm de possibilitar uma

melhor percepo de suas reais dimenses.

E finalmente, a figura 6.4 destaca o animatrnico Cabe a de Gorila

montado tendo em segundo plano o monitor exibindo o menu de comando do

programa de controle.

70

Fig. 6.1: Projeto finalizado Animatr nico Cab ea de Drago

Fig. 6.2: Detalhe conexo motor -mandbula do animatr nico Cabe a de Drago

71

Fig. 6.3 : Projeto finalizado (vista superior) an imatr nico Cabe a de Drago

72

Fig. 6.4 : Projeto finalizado animatr nico Cab ea de Gori la com tela do

programa de controle ao fundo

73

7. CONCLUS O E PROPOSTAS DE CONTI NUIDADE

Como resultado geral obtido, temos a implementao de dois

animatrnicos simples, de baixo custo e sem necessidades de conhecimentos

aprofundados de eletrnica e computao.

O uso do Sistema Operacional Linux e da linguagem C, oferecem a

possibilidade de implementao da soluo em estaes 486, possibilitando

assim, o reaproveitamento de hardware obsoleto.

O emprego de sucatas e materiais de baixo custo (componentes

eletrnicos, fios, fantoche, mscara, etc) para a elaborao do projeto facilitam

sua viabilidade econmica, mesmo em escolas da rede pblica.

Por no necessitar de um circuito eletrnico muito sofisticado, os

conhecimentos exigidos dessa rea no so extensos e assim o projeto pode ser

aproveitado tanto didaticamente - ensinando/difundindo o Sistema Operacional

Linux, a linguagem C e conceitos prticos de eletricidade e mecnica como

efetuando aprimoramentos pode-se obter projetos mais avanados e sofisticados.

Alguns dos possveis aprimoramentos e desdobramentos dessa

monografia podem ser :

- simulao de fala atravs de um circuito que aciona o motor

responsvel pelo movimento da boca do animatrnico, a partir dos

sinais de udio que sejam injetados no circuito, criando um motor

rtmico e simulando o ato da fala;

74

- acrscimo de movimentos faciais atravs da insero de novos

motores e servo-motores possibilitando movimento do pescoo,

olhos entre outros;

- criao de uma interface grfica em Linguagem Kylyx para controle

do dispositivo mecatrnico;

- controle de robs e/ou animatrnicos por interface Web, onde o

animatrnico estivesse ligado pela porta serial ou paralela e atravs

de uma conexo via Web fosse ativado/desativado;

- uso de rdio-freqncia para controle de robs e/ou animatrnicos;

- criao de um contador de estrias animatrnico , com controle de

emisso de som e sincronismo de movimento de boca e expresso

facial, que poderia ser didaticamente til em escolas infantis;

- elaborao de prteses ou simuladores de movimentos humanos;

- simulao de audio, por meio de um microfone acoplado ao

mecatrnico seria possvel , ao operador do mesmo, distncia ouvir

o pedido de uma pessoa e realizar o movimento solicitado;

- elaborao de um device driver para controle do animatrnico, por

interface paralela ou serial.

75

REFER NCIAS BIBLI OGR`F ICAS

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