Introdução

Os robôs balanceadores são fascinantes exemplos de sistemas de controle e equilíbrio. Eles utilizam sensores, atuadores e algoritmos de controle para manter-se em pé e se mover de forma estável. Neste artigo, vamos explorar como criar um robô balanceador utilizando a plataforma Arduino. Vamos cobrir desde a escolha dos componentes até a implementação do código necessário para o funcionamento do robô.

Componentes Necessários

Para construir um robô balanceador com Arduino, você precisará dos seguintes componentes:

• Arduino Uno ou similar
• Módulo MPU-6050 (acelerômetro e giroscópio)
• Motores DC com encoders
• Ponte H (L298N ou similar)
• Bateria (LiPo recomendada)
• Estrutura do robô (pode ser impressa em 3D ou feita de materiais como madeira ou acrílico)
• Rodas e suporte para motores
• Fios de conexão e protoboard

Montagem do Hardware

1. Conecte o módulo MPU-6050 ao Arduino:

   • VCC -> 5V
   • GND -> GND
   • SCL -> A5 (ou SCL no Arduino Uno)
   • SDA -> A4 (ou SDA no Arduino Uno)

2. Conecte os motores DC à ponte H:

   • Motores -> Saídas da ponte H
   • Entradas da ponte H -> Pinos digitais do Arduino (por exemplo, D3, D5, D6, D9)

3. Conecte a bateria ao Arduino e à ponte H para fornecer energia.

Exemplos de Código

A seguir, apresentamos um exemplo de código para ler os dados do MPU-6050 e controlar os motores para manter o robô em equilíbrio.

#include <Wire.h>
#include <MPU6050.h>

MPU6050 mpu;

const int motorPin1 = 3;
const int motorPin2 = 5;
const int motorPin3 = 6;
const int motorPin4 = 9;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  mpu.initialize();

  pinMode(motorPin1, OUTPUT);
  pinMode(motorPin2, OUTPUT);
  pinMode(motorPin3, OUTPUT);
  pinMode(motorPin4, OUTPUT);
}

void loop() {
  int16_t ax, ay, az;
  int16_t gx, gy, gz;

  mpu.getMotion6(&ax, &ay, &az, &gx, &gy, &gz);

  float angle = atan2(ay, az) * 180 / PI;

  int motorSpeed = angle * 10; // Ajuste a constante conforme necessário

  if (motorSpeed > 255) motorSpeed = 255;
  if (motorSpeed < -255) motorSpeed = -255;

  if (motorSpeed > 0) {
    analogWrite(motorPin1, motorSpeed);
    analogWrite(motorPin2, 0);
    analogWrite(motorPin3, motorSpeed);
    analogWrite(motorPin4, 0);
  } else {
    analogWrite(motorPin1, 0);
    analogWrite(motorPin2, -motorSpeed);
    analogWrite(motorPin3, 0);
    analogWrite(motorPin4, -motorSpeed);
  }

  delay(10);
}

Este código básico lê os dados do MPU-6050, calcula o ângulo de inclinação e ajusta a velocidade dos motores para manter o equilíbrio. Para um controle mais preciso, recomenda-se implementar um controlador PID.

Conclusão

Criar um robô balanceador com Arduino é uma excelente maneira de aprender sobre sensores, atuadores e controle de sistemas. Com os componentes certos e um pouco de programação, você pode construir um robô que se equilibra sozinho e se move de forma estável. Experimente ajustar os parâmetros e adicionar funcionalidades para aprimorar seu robô.