Montando o MJ-RV01 - um Rover Explorador (MEC606)

O planeta Marte sempre despertou muita curiosidade da raça humana, principalmente em relação a vida extraterrestre. Várias sondas e veículos de exploração foram enviados para pesquisa do planeta. O Spirit (figura1) foi um dos veículos de exploração espacial não tripulado, que teve uma longa atividade permanecendo ativo de 2004 a 2010.

Artigo publicado originalmente na Revista Mecatrônica Jovem - Edição 1 - Expedição Marte - Clique e leia a edição completamente grátris.

Figura 1 – Spirit – Fonte NASA)

Atualmente a Nasa tem um veículo de exploração ativo em Marte ele aterrissou em 30 de julho de 2020. O rover tem o nome Perseverance (figura 2) que foi sugerido por um aluno da sétima série Alexander Mather de Virginia, em um concurso nacional nos Estados Unidos. O rover tem várias câmeras que tiram fotos fantásticas (Figura 3 e 4)

Figura 2 – Perseverance – Fonte Nasa

Figura 3 – Foto da superfície de Marte – Fonte Nasa

Figura 4 – Foto da Superfície de Marte mostrando a sombra da Perseverance – Fonte Nasa

A bordo do rover tem um helicóptero chamado Ingenuity (figura 5) que fez o primeiro voo motorizado em outro planeta.

Figura 5 – Ingenutty - Fonte Nasa

Você pode acompanhar a missão do rover Perceverance no Link https://mars.nasa.gov/mars2020/

Mas o que você acha de montar seu próprio rover explorador e obter imagens fantásticas do ambiente que você desejar explorar?

Vamos apresentar o projeto MJ-RV01 (referência a Mecatrônica Jovem – RoVer 01). (figura 6)

É um rover com as seguintes características:

1- Alimentado por 2 pilhas de 1,5Volts

2- Duas rodas motorizadas através de redutor com motor de 3-6Volts.

3- Um chassi para montagem

4- Controle feito por cabo e chaves

5- Suporte para fixação Smartphone, no rover e no controle

Figura 6 – MJRV-01 e seu controle

Você pode montar a partir de um kit básico da base e demais itens encontrados na Internet. A figura 7 ilustra um exemplo de um Kit com base e motor utilizado nesse artigo.

Figura 7 - Exemplo de Kit comercializado na Internet

Vamos dividir a montagem e duas etapas, uma do rover e outra do controle.

Etapa I - Montagem do rover .

Inicie separando as peças do Kit conforme ilustra a figura 8.

Figura 8 – Peças do Kit da base do rover

Retire cuidadosamente o papel protetor da base (figura 9)

Figura 9 – Preparando a base

Separe a roda de apoio (sem motor) , 8 parafusos e 4 extensores (figura 10) parafuse os extensores (figura 11 e figura 12) e por fim parafuse a roda de apoio nos extensores (figura 13)

Figura 10 - Roda de apoio, parafusos e extensores

Figura 11 – fixação dos extensores

Figura 12 - fixação dos extensores

Figura 13 – Fixação da roda de apoio

Separe e prepare os 4 suportes dos 2 motores conforme a figura 14 .

Figura 14 – Preparação dos suportes dos motores

Coloque os suportes nas posições adequadas (Figura 15) de tal maneira que os motores fiquem no mesmo lado da roda de apoio (parte de baixo da base). Na sequência utilize os parafusos e porcas (figura 16 e 17) para fixar os motores ficando de acordo com a figura 18.

Figura 15 – Suportes do motor

Figura 16 – Parafuso de fixação do motor

Figura 17 – porca de fixação do motor

Figura 18 – Base com motores fixados

Agora vamos colocar as rodas no eixo redutor (figura 19, 20, 21), observe que o eixo e a roda têm um chanfro para o encaixe.

Figura 19 – Detalhe do chanfro do eixo

Figura 20 – Detalhe do chanfro da roda.

Figura 21 - Fixação das rodas no eixo)

A figura 22 mostra como ficou a montagem da base, motores e rodas.

Figura 22 – Base montada

Agora vamos fazer o suporte para o Smartphone.

Corte um papelão de 3mm de espessura conforme a figura 23 e dobre nas linhas pontilhadas (figura 24).

Figura 23 – Desenho para corte e dobra no papelão – corte linha cheia, dobra no pontilhado

Figura 24 – Suporte de papelão cortado e dobrado

Use fita crepe para a montagem (figura 25) e para fixar no chassi do rover, faça de tal maneira que fique bem preso (Figura 26) , pois ele terá que suporte o Smartphone

Figura 25 – Fita crepe para montagem do suporte

Figura 26 – Fixação do suporte na base utilizando fita crepe

Com o seu rover deve ficar parecido com o mostrado na figura 27 e pronto para receber o controle e o Smartphone.

Figura 27 - rover montado

Etapa II - Montagem controle.

O Controle de cada motor é feito utilizando uma chave DPDT de 3 posições, (ligado, desligado e ligado – ON-OFF-ON),

O Circuito pode ser analisado na figura 28. Portanto quando a chave estiver na posição central o motor está desligado, quando a chave for acionada para uma das extremidades acionará o motor, dependendo da posição o motor irá em uma direção ou direção reversa, o que propicia que o rover vá para frente, para trás ou vire para direita ou esquerda.

Figura 28 – Circuito do controle e ligação com os motores

Utilize um pote plástico para fixar as chaves, o suporte de bateria e os elásticos de fixação do Smartphone. Primeiro marque onde serão os furos para as chaves e os de fixação do Smartphone conforme figura 29 e 30.

Figura 29 – Marca para furos de fixação das chaves)

Figura 30 – Marca para furos de fixação do Smartphone).

Faça os furos no pote plástico utilizando um ferro de soldar com ponta fina, tenha cuidado para não fazer os furos muito grandes. (figura 31)

Figura 31 – Fazendo furos com ferro de solda)

Fixe as chaves, e utilize um alicate para apertar as porcas de fixação conforme figuras 32 e 33 .

Figura 32 – Colocando as chaves no pote plástico

Figura 33 – Fixando as chaves com porcas)

Coloque os elásticos utilizando arruelas para prender internamente ao pote como ilustra as figuras 34 e 35, ficando de acordo com a figura 36.

Figura 34 – Prendendo o elástico na arruela

Figura 35 – Elásticos presos internamente

Figura 36 – Vista da caixa montada com chaves e elásticos

Faça um furo na lateral do pote plástico (figura 37) para passagem do cabo manga de 4 vias com 2 metros de comprimento que irá fazer o controle dos motores do rover.

Figura 37 – Furo lateral para passagem do cabo de controle

Cole o porta pilhas com fita dupla face e solde os fios conforme o circuito elétrico conforme ilustra a figura 38, note que as cores dos fios podem variar dependendo do fabricante dos cabos) Quando passar o cabo manga de um nó internamente para que quando puxar o cabo não puxe aos fios soldados.

Figura 38 – Montagem final do controle visto internamente

De um nó na outra extremidade do cabo manga e ligue os cabos do controle nos fios dos motores, isole as ligações para não dar curto.

Teste acionando as chaves para ver se os motores estão com os movimentos corretos, se não faça os devidos ajustes. Com tudo pronto prenda o cabo no chassi de tal maneira que quando puxado não solte as conexões veja detalhes na figura 39.

Figura 39

Coloque um Smartphone no controle prendendo com os elásticos (figura 40) ligue para um segundo Smartphone utilizando chamada de vídeo pelo aplicativo Whatsapp. Com a conexão estabelecida fixe o segundo no rover utilizando elástico conforme ilustra a figura 41.

Figura 40 – Controle com o Smartphone fixado

Figura 41 – rover com o Smartphone.

Pronto você acabou de montar seu rover explorador, agora é só iniciar suas explorações! Nos envie fotos e filmagens de seu rover e para publicarmos na seção do leitor no próximo número da Mecatrônica Jovem.

Nos encontramos na próxima edição.

Quiz:

Considerando que a roda tem 34mm de Raio e tem rotação de 90 rpm

1- Qual a velocidade do motor em rpm? Sendo o fator de redução é de 48:1, ou seja, a cada 48 rotações no motor temos 1 rotação na roda.

2- Qual a velocidade do MJ-RV01 em Km/h (Quilômetros por hora)?

Dicas:

RPM - Rotações por minutos, quanta rotações (voltas) o eixo ou roda faz em um minuto.

Valor de pi π, considere 3,14.