Demo Day! Veja Um Tangima 4×3 Funcionando!

Na sexta-feira, dia 28-06-2013 realizamos um dia de testes com todos os projetos finais desenvolvidos no período.

Apresentamos o Tangima funcionando de acordo com o software com alguns pinos iluminados e uma matriz de 4 x 3.

Testes de iluminação de um pino:

Testes com usuários:


Tangima funcionando com Kinect


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Veja um Tangima 4×3 Funcionando!

Na sexta-feira, dia 28-06-2013 realizamos um dia de testes com todos os projetos finais desenvolvidos no período.

Apresentamos o Tangima funcionando de acordo com o software com alguns pinos iluminados e uma matriz de 4 x 3:

Testes de iluminação de um pino:

Testes com usuários:


Tangima funcionando com Kinect


 

 

Montagem do Circuito e Testes com Vários Pinos Simultâneos

Agora que já havíamos estudado e experimentado, de diversas formas diferentes, as melhores alternativas para a construção e acabamento dos pinos, precisávamos colocá-los para funcionar.

Para conseguirmos controlar os 16 servos de forma simultânea, era preciso encontrar uma fonte de energia adequada, a qual fornecesse a voltagem e a amperagem corretas para os nossos motores.

Após alguns experimentos, verificamos que os servos que utilizávamos trabalhavam com uma voltagem que ia de 4.8v a 6Vv Porém, como os motores em geral necessitam de muita energia, especialmente quando trabalham exercendo muita força (empurrando e puxando os pinos), as fontes comuns não estavam sendo suficientes para ligarmos todos os motores (alguns não ligavam, outros ficavam lentos e poucos faziam movimentos aleatórios).

Sem uma fonte adequada, os motores perdem a força, podendo ainda, sofrer desgastes e estragos.

Para não arriscar estragar os servo motores, optamos por utilizar uma grande (e arcaica) fonte que encontramos no Laboratório de Interfaces Físicas e Experimentais, pois era a que nos oferecia mais segurança, a voltagem correta (5v) e uma grande amperagem (5A), capaz de sustentar todos os servos.

Com a fonte adequada, precisávamos de fios para conectar os motores à energia e à placa arduíno. Cada motor servo precisa de 3 fios diferentes (um para o fio terra, um para a voltagem e um para ser conectado na arduíno). Considerando que teríamos 16 servos, precisávamos de 48 fios.

Em geral, os fios mais adequados para um projeto de prototipagem experimental como este são os chamados Jumper Cables.

Os Jumper Cables possuem um conector macho em cada uma de suas extremidades, facilitando o seu encaixe em praticamente qualquer conector fêmea, especialmente na protoboard. Nós não possuíamos jumper suficientes, principalmente no comprimento que precisávamos. Sendo assim, foi preciso produzí-los (soldando um conector macho nas extremidades de cada fio).

Com os fios prontos e a fonte de energia adequada, testamos o funcionamento dos pinos, com sucesso!

Começamos ligando 3 pinos…

Fizemos alguns testes com leds no interior dos pinos

…fomos aumentando a matriz conforme construíamos mais peças.

… 6 pinos funcionando com o controle do Software (processing)


Com isso, os pinos estavam prontos, o circuito estava preparado, e o software já controlava o movimento de cada pino do display.

Testes de Funcionamento e Revestimento dos Pinos

Após concluirmos a montagem final dos pinos, precisávamos decidir qual seria o seu revestimento. Mais do que pelo acabamento, o revestimento dos pinos iria reduzir o atrito entre o esqueleto de mdf e as hastes de alumínio. Desta forma, obteríamos um movimento mais suave e preciso.

Inicialmente tentamos fazer o revestimento com papel manteiga, colando-o no esqueleto com cola bonder. Porém, além do acabamento ficar muito ruim, o papel manteiga é um material muito frágil, podendo rasgar ou amassar com facilidade. Ainda nesta experimentação, percebemos que precisaríamos de um material mais espesso, pois o papel manteiga estava deixando o pino com folga e “bambo”.

Tentamos utilizar o acetato de 1mm de espessura. Porém, além do material ser muito pesado, estava muito grosso e era difícil de ser cortado com precisão manualmente (mais uma vez, tivemos de usar o riscador). Com as imperfeições e a grande espessura do seu revestimento, o pino revestido de acetato travava, não encaixando direito na sua estrutura de base e não se movimentando de forma adequada.

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Neste momento solicitamos ajuda para professores presentes no laboratório de volume, que indicaram um fornecedor de plásticos em São Cristóvão, o Grupo de Idéias. Fomos até lá e compramos chapas de diversas espessuras (de 0,4mm a 0,8mm), materiais (polipropileno, acetato e pvc) e composições (branco, colorido, camursa, fosco, transparente) diferentes.

Após uma grande quantidade de testes que duraram vários dias, descobrimos que o melhor material para o revestimento seria o plástico polipropileno (PP) branco camursa fosco de espessura 0,4mm. Este se apresentou um material leve, com a espessura ideal, de excelente acabamento, fácil tanto de cortar quanto de fazer vigas (dobras), de baixo custo (cada folha custou R$10,00) e com muita facilidade de ser colado no mdf utilizando cola bonder. Também tentamos utilizar fita dupla face para colar o revestimento nos pinos, mas a cola ficou muito frágil.

 

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Aprendizados na Montagem das Peças

(Em breve atualizaremos este post com instruções passo-a-passo de como montamos cada pino)

Nós tivemos que montar diversos pinos até aprendermos a melhor forma de colar, lixar e encaixar. Dentre os aprendizados:

1 – A cola branca e o araldite demoram, em média, 24h para secar. Sendo assim, qualquer alteração nas peças exigia um bom tempo para experimentar.

2 – Percebemos que a borda que envolve a parte superior das hastes de alumínio estava 1mm maior do que deveria, o que deixava a parte superior mais larga que a inferior. Sendo assim, tivemos que mandar refazê-la.

3 – Utilizar grampos e prendedores de roupa para unir peças enquanto a cola não seca se mostrou uma excelente técnica.

4 – O excesso de araldite, com o tempo, faz com que as hastes de alumínio descolem da base de mdf. Portanto, tivemos que recolar diversas peças.

5 – As 2 peças em formato de H que compõem o esqueleto do pino precisavam ser melhor fixadas. Inicialmente utilizamos apenas 2 peças retangulares em suas bases para uní-las. Mas apenas duas peças na base não eram suficientes, pois as hastes superiores envergavam, ficando tortas. Sendo assim, tivemos que solicitar o corte de mais 4 retângulos desses para cada pino.

6 – As peças utilizadas para sanduichar a alavanca precisavam ser lixadas pois estavam tampando o encaixe do acoplamento com a cabeça do motor.

7 – O buraco feito na base de mdf, no qual seria encaixado a barra que sustenta o motor ficou 1mm maior do que desejávamos. Sendo assim, optamos por “calçar” a peça com uma fita adesiva e utilizar massa fixadora para fixá-la verticalmente.

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Peças finais e corte à Laser

 

pecas_final

Neste momento, já sabíamos exatamente quais peças (seus tamanhos, espessuras e materiais) precisaríamos para construir cada pino do Tangima:

1 x Base quadrada de MDF, com um furo redondo por onde passará o fio do servo, e um furo retangular, onde se encaixará a barra que sustenta o motor. (amarela)
1 x Borda quadrada de MDF para fixar a parte superior das hastes de alumínio. (amarela)
4 x Hastes de alumínio (cinza)
1 x Base de MDF retangular para a sustentação do motor (marrom)
1 x Peça de base para a alavanca, onde se encaixa o lápis (branco)
1 x Peça para “sanduichar” a alavanca (branco)
2 x Peças em formato de H para o esqueleto do pino (rosa)
2 x Peças retagulares para unir as 2 peças que formam o esqueleto do pino (vermelho)

todas_pecaspecas_vetorOrçamos o corte das peças de MDF na laser com diferentes fornecedores indicados pelos funcionários, alunos e monitores do laboratório de volume.

A única empresa que apresentou equipamentos próprios para o corte nas espessuras que precisávamos (3mm e 9mm) foi a empresa Artes e Ofícios, localizada em São Cristóvão. Por sinal, fomos muito bem atendidos. 

Preparamos um arquivo vetorial com as especificações de cada peça, com quantidades suficientes para montar 16 pinos, enviamos por email, levamos o MDF necessário para cortarem e eles entregaram no dia seguinte as peças prontas.

caixa_pecasO próximo passo foi montá-las.

Base de MDF na máquina fresadora

Buscando acabar com as imperfeições dos processos manuais, ao invés de rebitarmos as hastes de alumínio, decidimos produzir uma base quadrada de mdf. A partir desta base de mdf, cortada na fresadora com precisão milimétrica, iríamos colar (com araldite) 4 hastes de alumínio nas suas 4 extremidades.

Para garantir que a parte susperior das hastes de alumínio não envergassem para dentro ou para fora, iríamos colar uma borda de mdf. Esta borda, também produzida com precisão na fresadora, iria envolver todas as hastes, mantendo-as fixas na perpendicular da base e paralelas entre si.

Sendo assim, o único trabalho manual que teríamos, seria o de cortar as hastes de alumínio, lixá-las e colar as peças.

Este sistema funcionou muito bem, mas devido à fila de peças solicitadas para serem impressas na fresadora do laboratório de volume, demorou 1 semana para apenas 2 peças ficarem prontas. Esse era um prazo que não podíamos arcar, uma vez que precisávamos experimentar constantemente. A impressora a laser que temos disponível no laboratório também estava com uma grande fila, além de estar incapaz de cortar mdf, sendo possível cortar apenas acrílico.

Uma vez que decidimos cortar o esqueleto dos pinos na impressora a laser e que todos os equipamentos que temos disponíveis no labóratório estavam pedindo um grande prazo pra entrega, resolvemos imprimir com um fornecedor terceirizado.