Controle de Posição Através
de Sensores de Luz
Breno Teruel, Danilo Sanches, Gabriel
Augusto e Viviani Xavier
Esta apresentação trata do estudo sobre controladores
de posição de um veículo sobre um trilho.
A definição da posição desejada é feita através do
acionamento de fontes de luz posicionadas ao longo do
trilho.
O veículo possui sensores de luz que fornecem
informações para um sistema digital que atua de forma a
maximizar a recepção frontal de luz.
Esquema do Projeto
O controle de posição é feito através de sensores de luz em
um sistema de malha fechada.
Para o desenvolvimento do projeto estão sendo utilizadas
partes de uma impressora (trilho e cabeçote), ou seja, o
cabeçote é o veículo controlado que contém uma placa com
fototransistores.
Estes detectam a incidência de luz, emitida pelos emissores
de luz, que são formados pelas lâmpadas conforme o
esquema da figura mostrada anteriormente.
Diagrama de Blocos do Sistema de Malha
fechada
Na figura apresentada é mostrado um diagrama de blocos
que representa sistema de controle, onde pode-se observar o
Controlador Gc(s) a Planta H(s) e os cinco sensores de luz,
fechando assim a malha de controle.
Programa do Controlador
Imagem do Projeto
Circuito de Acionamento do Motor
Resultados
Posição 1-A
(Volts)
Posição 1-B
(Volts)
Posição 1-C
(Volts)
Sensor L
9,41
8,44
8,44
Sensor Am
9,17
7,69
7,69
Sensor V
3,845
9,65
9,65
Sensor Az
9,04
9,75
9,75
Sensor R
9,11
9,79
9,79
Posição 2-A
(Volts)
Posição 2-B
(Volts)
Posição 2-C
(Volts)
Sensor L
9,90
9,53
8,80
Sensor Am
9,88
9,55
8,32
Sensor V
9,77
7,58
9,76
Sensor Az
8,67
9,57
9,83
Sensor R
8,32
9,48
9,86
Posição 3-A
(Volts)
Posição 3-B
(Volts)
Posição 3-C
(Volts)
Sensor L
9,93
9,89
9,58
Sensor Am
9,92
9,85
9,41
Sensor V
9,89
9,73
6,73
Sensor Az
9,70
8,35
9,43
Sensor R
9,46
8,51
9,37
Conclusão
Com a parte física construída e sua malha de controle fechada, foi possível verificar o
funcionamento de um sistema de controle em malha fechada.
O objetivo inicial do projeto era fazer com que um veículo percorresse um trajeto sobre
trilhos, procurando a melhor posição (melhor incidência de luz). Foi utilizado um
circuito eletrônico, para controlar a velocidade e o sentido de rotação do motor do
veículo, composto por um PWM e uma Ponte H. Para os sensores, foram utilizados
fototransistores, por possuir um tempo relativamente pequeno de resposta, isto faz com
que o controlador atue sobre o sistema de forma mais rápida.
Os sensores foram ligados diretamente nas entradas do controlador (LabVIEW), já a
saída foi ligada no circuito do motor, fechando assim a malha de controle. Foi utilizado
um controlador proporcional, ou seja, um controlador que atua de forma proporcional
ao erro gerado pelo sistema.
No futuro pode ser utilizado um controlador proporcional integral (PI), assim o sistema
ficará mais preciso, uma vez que o controlador integral consegue atuar sobre pequenos
erros, dado que sua função é integral o erro ao longo do tempo, obtendo um melhor
alinhamento ao foco de luz.