Projeto eletrônico:
O foco desta parte do projeto é criar os circuitos eletrônicos que interligam todos os componentes da esteira, seguindo as boas práticas. Portanto, a apresentação desta parte da entrega será feita listando cada componente, explicar cada uma de suas necessidades e conexões.
Raspberry Pi 3
2x Servo motor 6V
1x DC motor 12V (5V no caso do protótipo) + L298n motor driver
6x IR sensor
Câmera + leds
Fontes de alimentação:
Fonte variável (projeto desenvolvido durante Eletrônica 1)
Fonte 5V para alimentar o Raspberry
O projeto eletrônico pode ser dividio em 2 parte: motores alimentados pela fonte variàvel e componentes alimentados pelo Raspberry. O Raspberry consegue fornecer 5V de alimentação por certas portas, e pelas portas GPIO, o sinal chega a ter 3.3V. Portanto, ele consegue alimentar os sensores e os LEDs.
No caso dos motores, por motivos de segurança, mesmo se o Raspberry conseguisse tensão o suficiente para alimentar os motores, uma fonte separada seria utilizada. Neste caso, a fonte variável permite ajustar a tensão que a ponte H mais o motor irão necessitar. Como os testes foram feitos no protótipo ainda, a tensão do motor DC é de 5V e a dos servos é de 6V, sendo necessário utilizar as 2 saídas da fonte. Porém, uma vez que a tensão do motor no projeto definitivo for definida, pode-se fazer um divisor de tensão para utilizar apenas uma saída da fonte.
Circuitos
Os circuitos necessários para o projeto são extremamente simples, basicamente são circuitos apenas para organizar a alimentação de cada componente. Para tanto, foram feitas 3 placas de circuito impresso: uma para a alimentação dos sensores, uma para os leds e outra para a alimentação dos servo motores.
Os servos serão alimentados pela fonte variável com uma tensão de 6V.
Os sensores IR serão alimentados pela saída 5V do Raspberry.
Os LEDs serão alimentados pela saída GPIO do Raspberry, que fornece 3.3V quando está ligado.
O controle todo será feito pelo Raspberry Pi, então os cabos de controle de cada componente serão ligados diretamente as saídas GPIO seguindo a configuração abaixo. Os pinos seguem a numeração BCM do Rapsberry.
Testes de Hardware
Câmera:
A câmera é ligada diretamente ao Rapsberry e com o intuito de ajustar a iluminação 4 leds iluminarão a esteira. Uma placa impressa foi confeccionada para posicionar e alimentar os componentes, porém no protótipo, apenas para ilustração, o posicionamento foi feito em um papelão.
Imagens capturadas pelo o Rapsberry, com a esteira vazia e com um rolo de fita isolante para referência:
Esteira:
A esteira é controlada pelo Rapsberry através do driver Ponte H l298n. No protótipo, foi utilizado um motor DC de 5V, porém na versão definitiva será usado um motor de 12V. Neste caso, a mudança é fácil de fazer, pois a fonte é variável. A velocidade do motor é controlada por um sinal PWM emitido pelo Raspberry e recebido pelo enable da ponte H.
Pá Seletora:
O funcionamento da pá seletora já foi demonstrado na entrega 2, porém alguns ajustes foram necessários para o melhor funcionamento, como aumentar o tamanho da pá e a colocação de um parafuso de apoio.
Sensores:
Seis sensores serão colocados na esteira. No video abaixo, é apenas demonstrado a posição dos sensores que detectam qual saída o tomate irá sair.