FORMAÇÃO - PRÁTICAS DE ELECTRICIDADE
revista técnico-profissional
o electricista
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Manuel Teixeira e Paulo Peixoto ATEC
ficha prática n.º 22
{MOTORES ELÉCTRICOS – ROBOTS - PARTE 1}
ROBOT E ROBÓTICA Na peça R.U.R., o checoslovaco Karel Capek descreve uma classe de escravos humanóides criados a partir de material biológico com o propósito de servir os humanos em trabalhos forçados na indústria e no exército. Nesta peça, estes escravos eram chamados de “robota” (que em checoslovaco significa “trabalho forçado”) de onde derivou a palavra “robot”. Mais tarde o escritor Isaac Asimov usou pela primeira vez a palavra robótica (“robotics” em inglês) juntando as palavras “robot” e “electrónica” (“robot” e “electronics”).
Assim como grande parte dos seres vivos necessitam de se deslocar, ou, pelo menos, de executar movimentos físicos, também os robots na sua vasta maioria, executam movimentos. Para isto acontecer, além do seu “cérebro” que irá comandar o robot neste sentido, são necessários actuadores. Visto que o que dá “vida” aos robots é a energia eléctrica, os actuadores mais utilizados Isaac Asimov (1920-1992) são os motores eléctricos. São já utilizados actuadores pneumáticos, hidráulicos e estão em desenvolvimento “air muscles” e os SMA. Iremos a partir daqui estudar quais os tipos de motores eléctricos mais utilizados na robótica, tais como os motores passo-a-passo e os servo-motores. Também se fará uma breve referência a motores experimentais utilizados em micro-robots.
MOTORES PASSO-A-PASSO › Definição
Imagem da peça de Karel Lapek R.U.R.
Embora a definição etimológica da palavra robot e robótica não sejam relevantes relativamente ao funcionamento destes, são deveras elucidativos e apropriados para o tema a ser estudado. Os robots, conforme o conceito de Karel Lapek, são deveras escravos dos homens com vasta aplicação na indústria, no exército, mas também, mais e mais, no dia-a-dia da sociedade humana. Os robots na peça de Karel Lapek, eram seres inteligentes. Da mesma maneira, idealmente, o robot será um ser inteligente. Não é de interesse discutir o conceito de inteligência a fundo, nem os dilemas e polémicas que daí advém, mas pode-se adiantar que a diferença entre um robot e um mero sistema automático é que, idealmente, o robot tem uma percepção do mundo, e que a partir desta, através de instruções nele programadas, este tomará a melhor decisão atingível, e executá-laá. Também será um sistema que é possível “ensinar”. Relativamente ao termo cunhado por Isaac Asimov, também é pertinente, pois a relação entre a electrónica e a robótica é extraordinária.
Basicamente, pode-se referir que o motor passo-a-passo enquadrase nos motores síncronos mas com a peculiaridade da maneira como se faz o comando do motor. A alimentação do estator não é a comum corrente alternada com ondas sinusoidais, ou até em corrente contínua, mas a rotação do rotor do motor é controlada por impulsos digitais, ondas quadradas, também denominadas PWM (Pulse-Width Modulation). Este é um motor de precisão pois, controlando a frequência e número de impulsos no sinal de comando, saberemos respectivamente qual a velocidade e graus de rotação descritos, sendo este controlado por sistemas digitais.
› Princípio de Funcionamento Como já referido, o comando do movimento do motor é feito através de impulsos digitais PWM. Acontece também que os motores de
Com um impulso PWM, o motor dá um “passo”
Número de passos será igual ao número de impulsos