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2021_LucasKoelerSomavillaBomfim_tcc.pdf5,07 MBAdobe PDFver/abrir
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dc.contributor.advisorSilva, Jones Yudi Mori Alves da-
dc.contributor.authorBomfim, Lucas Koeler Somavilla-
dc.identifier.citationBOMFIM, Lucas Koeler Somavilla. Controle, telemetria e instrumentação de um automodelo. 2021. 198 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) — Universidade de Brasília, Brasília, 2021.pt_BR
dc.descriptionTrabalho de Conclusão de Curso (graduação) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2021.pt_BR
dc.description.abstractEste trabalho tem o intuito construir, instalar e testar uma plataforma de telemetria, instrumentação e controle em um automodelo off-road de escala 1:10com o intuito de estabelecer uma base de estudos futuros de autoguiagem e assistividade veicular pelos alunos da Universidade de Brasília (UnB). O veículo utilizado é originalmente acionado por controle remoto de radiofrequência com um chassi inspirado em modelos realísticos. Assim, o estudo é iniciado por uma fundamentação mostrando teoria e cálculos de modelos veiculares cinemáticos e dinâmicos simplificados para calcular a trajetória do veículo, assim como uma introdução ao funcionamento de componentes eletromecânicos e mecatrônicos utilizados no projeto como servomotores, sensores IMU, infravermelhos, ultrassônicos, magnetômetros, motores DC e microcontroladores adicionando uma breve explicação de sistemas de controle PID, métodos de prototipagem rápida e sistemas embarcados. Após isso é descrito o processo de implementação da plataforma com conexões eletrônicas, modelagem 3D, impressão 3D e fixação de todos os componentes do projeto, assim como a criação de um odômetro/velocímetro utilizando um sensor infravermelho, além de uma seção onde é feita a medição das características mecânicas principais do automodelo para a utilização dos modelos cinemáticos. Depois de obter a plataforma montada, é descrito uma série de testes realizados para validar o projeto, como ensaios de funcionamento dos sensores magnetômetro, e giroscópio do IMU, odômetro, assim como testes para realizar a calibração de sistemas PID para controlar o direcional e a velocidade do veículo. Ademais é feito um teste de performance comparando a obtenção de posição angular por um magnetômetro e por um acelerômetro. E por fim, é relatado também o teste de validação final do projeto, onde foi feito o cálculo de uma trajetória simples simulada na plataforma MATLAB levando em consideração o modelo simplificado cinemático da bicicleta e as características mecânicas do veículo de forma que seus ângulos de giro a cada instante foram exportados para o controlador seguir e assim realizar uma comparação entre a trajetória real e a simulada.pt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subject.keywordVeículos autônomospt_BR
dc.subject.keywordVeículos auto-dirigidospt_BR
dc.subject.keywordAutomóveis - projetos e construçãopt_BR
dc.subject.keywordRadiofrequênciapt_BR
dc.titleControle, telemetria e instrumentação de um automodelopt_BR
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso - Graduação - Bachareladopt_BR
dc.date.accessioned2022-11-23T12:46:37Z-
dc.date.available2022-11-23T12:46:37Z-
dc.date.submitted2021-05-11-
dc.identifier.urihttps://bdm.unb.br/handle/10483/32610-
dc.language.isoPortuguêspt_BR
dc.rights.licenseA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor que autoriza a Biblioteca Digital da Produção Intelectual Discente da Universidade de Brasília (BDM) a disponibilizar o trabalho de conclusão de curso por meio do sítio bdm.unb.br, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 International, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta.pt_BR
dc.description.abstract1This study aims to build, install and test a telemetry, instrumentation, and control platform in a 1:10 scale off-road auto model in order to establish a basis for future studies of self-guided and vehicle assistance by the students of the Universidade de Brasília (UnB). The vehicle used is originally driven by a radio frequency remote controller and has a chassis inspired by realistic models. Thus, the study is initiated by showing the theory and calculations behind simplified kinematic and dynamic vehicle models to calculate its trajectory, as well as an introduction to the functioning of the electromechanical and mechatronic components used in the project such as servo motors, IMU modules, DC motors, microcontrollers and infrared, ultrasonic and magnetometer sensors, adding a brief explanation of PID control systems, rapid prototyping methods, and embedded systems. After that, the process of implementing the platform with electronic connections, 3D modeling, 3Dprinting, and the fixation of all project components are described, as well as the creation of an odometer/speedometer using an infrared sensor, in addition to a section where the measurement of the main mechanical characteristics of the vehicle used by kinematic models. After obtaining the assembled platform, a series of tests carried out to validate the project are described, such as the functioning of the magnetometer, IMU, gyroscope, and odometer, as well as tests to perform the calibration of PID systems to control the directional system and the vehicle speed. In addition, a performance test is made, comparing the achievement of the angular position by the magnetometer and the accelerometer. At last, the final project validation test is made, reportingthe calculation of a simulated simple trajectory on the MATLAB platform, taking into account the simplified kinematic bicycle model and the mechanical characteristics of the vehicle, so that the program return angles at each instant, enabling to export this data to the controller via matrices to follow the path and, thus, perform a comparison between real and simulated trajectory.pt_BR
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