VULCANO

Destinada a alunos a partir a partir do 2º ciclo, esta prova convida-te programar um carro robô explorador, capaz de enfrentar um cenário que simula a encosta de um vulcão.

O teu robô terá de subir uma rampa inclinada, orientando-se através de radiação infravermelha (IR), como se estivesse a escalar as encostas incandescentes de um vulcão em erupção!

Durante a prova, vais precisar de combinar sensores, lógica e controlo de motores para manter o robô no rumo certo, reagindo aos sinais do ambiente e às variações de terreno. Também terás de registar por telemetria os dados recolhidos durante a subida.

Mais do que uma competição, é uma experiência de aprendizagem prática, onde a robótica ganha vida.

A Prova Vulcano desafia-te a:

Programar e controlar um robô em movimento real
Aplicar princípios de física, eletrónica e programação
Desenvolver raciocínio lógico e espírito de equipa
Explorar o fascinante mundo da robótica educativa

Se gostas de desafios, tecnologia e queres ver o teu robô conquistar a “montanha de fogo”, então a Prova Vulcano é o teu próximo grande desafio!

O Robot:

A plataforma

O robô utilizado na Prova de Robótica Vulcano foi inteiramente desenvolvido pelo ENTA-CPROB - Clube de Programação e Robótica da Escola de Novas Tecnologias dos Açores, em exclusivo para o AZORESBOT.

Este clube dedica-se à exploração da robótica, eletrónica e programação como ferramentas de aprendizagem ativa e criativa.

O projeto nasceu do trabalho colaborativo entre alunos e professores, combinando inovação, experimentação e espírito de equipa.

O ENTA-CPROB tem como missão inspirar jovens talentos a descobrir o potencial da tecnologia, promovendo competências essenciais para o futuro — pensamento computacional, resolução de problemas e criatividade tecnológica.

Os ficheiros STL:

Terás robots à tua disposição para fazeres a prova, mas podes imprimir o teu próprio robot.

Aqui ficam os ficheiros STL para o poderes fazer.

NOTA:

Este desenho final está melhorado em relação aos robots que vão para a prova, pois foi detetado à última da hora uma fraqueza no suporte dos sensores, tento na plataforma base como no suporte em si. Foi corrigido no desenho.
Se pretenderem acesso ao desenho 3D, está disponível na plataforma OnShape (versão pro gratuita para professores) , através deste link

É necessário a 1 peça

[ DOWNLOAD ]

É necessário 1 peça

[ DOWNLOAD ]

É necessário 1 peça, mas a plataforma permite um suporte à frente e um atrás

[ DOWNLOAD ]

São necessárias 4 Whegs, duas para a direita e duas para a esquerda

[ DOWNLOAD WHEG 1 ]

[ DOWNLOAD WHEG 2 ]

A pista da Prova de Robótica Vulcano foi concebida para simular a encosta de um vulcão, recriando um cenário de aventura e superação tecnológica.

O terreno apresenta-se acidentado e irregular, exigindo dos robôs precisão no controlo, estabilidade na subida e capacidade de adaptação a diferentes condições.

Ao longo do percurso, surgem obstáculos e zonas de variação de superfície, que testam a eficácia dos sensores e a qualidade da programação.

Guiado por radiação infravermelha (IR), o robô deve manter o alinhamento, corrigir a rota e ajustar a velocidade à medida que sobe a “montanha de fogo”.

Cada etapa do trajeto representa um desafio técnico específico, com objetivos concretos de deteção, reação e navegação autónoma.

Mais do que uma simples pista, trata-se de um campo de testes realista, onde a engenharia e a imaginação se encontram para dar vida ao espírito da Prova Vulcano.

O que a equipa precisa levar para o desafio (Muito importante):

Para participarem na Prova de Robótica Vulcano, as equipas devem trazer consigo o material essencial para a preparação e afinação do robô durante a prova.

Cada equipa deve levar:

💻 Computador portátil (para programação e calibração do robô).

🔌 Extensão elétrica (mínimo 3 tomadas. 5mt de preferência).

⚡ Cabo micro-USB – muito importante para ligação e upload de código.

🧰 Ferramentas básicas: alicates, chaves de fendas e chaves Philips.

🔌 Cabos Dupont (MM, FF e MF) para ligações rápidas e ajustes no circuito.

🔌 Ferro de soldar + solda (Se possível).

Os robôs serão fornecidos pela organização no início da prova.

As equipas que adquirirem o robô no ato da inscrição poderão levá-lo consigo no final do evento — (A bateria não está incluída, será removida no final do desafio)

Nota:

O recinto terá Internet disponível, mas aconselha-se a terem um telemóvel que possa ser usado como HotSpot caso haja uma emergência.

Cabo Micro-USB

( Este é o cabo necessário )

Cabo Mini-USB

Não serve

Cabo usb-c

Não serve

Pré provas:

Antes do ínicio dos trabalhos nas provas, será feita uma mini formação a todas as equipas participantes com o objetivo de:

Apresentar o novo robot VULCANO
Introduzir o conceitos sobre radiação IR
Dar truques e dicas para a programação do Robot

Provas:

Prova Base – A Subida do Vulcão

Na Prova base, o robô tem uma missão digna de um verdadeiro explorador: enfrentar a encosta do vulcão ativo Vulcano!

O desafio começa na base da rampa, onde o robô deve iniciar a subida, orientando-se pela radiação infravermelha (IR) emitida no topo.

À medida que avança, o terreno irregular testa a tração, estabilidade e precisão dos sensores, exigindo uma programação equilibrada entre força e controlo.

Quando atingir a faixa branca de 15 cm, situada a cerca de quatro quintos da subida, o robô deve parar durante alguns segundos — é o ponto crítico da encosta, onde a energia térmica e a deteção do solo são postas à prova.

Depois, deve retomar o percurso, continuar até próximo do topo e aí executar uma inversão de marcha — como se estivesse no cume do vulcão, a preparar o regresso à base.

A descida é o momento de maior desafio: os sensores deixam de estar alinhados com a fonte de radiação IR, obrigando o robô a navegar apenas com base na sua lógica interna e equilíbrio dinâmico.

É aqui que se distingue um verdadeiro robô explorador — aquele que consegue descer com controlo, parar novamente na faixa branca e completar a missão chegando ao final da pista em segurança.

Durante toda a prova o robot deverá ser capaz de registar e mostrar dados de telemetria a mais do que 5 utilizadores (acedendo por IP pelo navegador do dispositivo cliente)

Nesta prova, o que conta não é apenas a velocidade, mas a precisão, a autonomia e a inteligência do comportamento programado.

O robô que conquistar a encosta do Vulcano prova que está pronto para desafiar os limites da robótica educativa!

Prova Livre – Desafio à Criatividade

Na Prova Livre, cada equipa tem a oportunidade de mostrar a sua originalidade, engenho e capacidade de inovação.

Ao contrário da Prova #1, aqui não há um percurso obrigatório nem uma tarefa pré-definida — são as equipas que escolhem o desafio que querem realizar na pista do vulcão.

O objetivo é simples: conceber, programar e executar uma missão autónoma que demonstre competência técnica, criatividade e controlo do robô.

Podes, por exemplo, propor que o teu robô:

Execute movimentos complexos ou trajetórias criativas;
Realize uma tarefa específica (transportar, empurrar, detetar ou reagir a estímulos);
Explore estratégias alternativas de navegação no terreno irregular da encosta;
Ou até combine sensores e lógica de forma inesperada e engenhosa.

Durante a demonstração, a equipa deverá explicar o objetivo do desafio e mostrar, em tempo real, como o robô o cumpre.

A avaliação valorizará a originalidade, execução técnica, coerência com o tema e eficácia do resultado.

A Prova Livre é o momento de ousar e experimentar — de provar que a robótica é tanto arte como ciência, e que a imaginação pode ser o motor da tecnologia!

Prova Surpresa – O Desafio do Momento

A Prova Surpresa é o momento mais imprevisível e emocionante da Prova de Robótica Vulcano!

Nesta fase, as equipas são desafiadas a resolver uma tarefa inesperada, criada no próprio dia pela organização.

O objetivo é testar a capacidade de adaptação, raciocínio rápido e espírito de equipa — qualidades essenciais em qualquer verdadeiro programador e explorador tecnológico.

A prova pode envolver alterações na pista, novos objetivos a cumprir, ou situações imprevistas que exigem ajustar a lógica do robô em pouco tempo.

Os participantes terão de analisar o desafio, planear uma solução e implementá-la no robô, usando os recursos disponíveis.

Não há forma de se preparar antecipadamente — aqui, o que conta é o domínio técnico, a criatividade e a capacidade de pensar sob pressão.

A Prova Surpresa representa o espírito da robótica: aprender, adaptar e superar obstáculos com engenho e persistência.

Quem conseguir enfrentar o desconhecido e fazer o seu robô reagir com sucesso, provará que está pronto para qualquer desafio — mesmo os que surgem sem aviso!

Durante toda a prova o robot deverá ser capaz de registar e mostrar dados de telemetria a mais do que 5 utilizadores (acedendo por IP pelo navegador do dispositivo cliente)

Código Base:

O código base do robot VULCANO pode ser descarregado aqui: [ Código Base formato .ino ]

A utilização deste código é facultativo. Podes usar/criar o teu proprio código, basta manteres os pinos onde estão ligados os sensores.

A descrição dos pinos utilizados pode ser encontrada no código ou mais abaixo nesta página.

Informação Útil:

ESP32

O Robot irá parcialmente montado, pelo que a maioria do tempo das equipas deverá ser focado na programação para atingir os objetivos propostos em cada prova, contudo segue o pinout do ESP32-WROOM-DA, microcontrolador do robot.

Links úteis

(Radiação Infra-Vermelha) https://pt.wikipedia.org/wiki/Radia%C3%A7%C3%A3o_infravermelha
(Sensor de chama/IR) https://blog.eletrogate.com/guia-de-uso-do-sensor-de-chama-com-arduino/

Ponte H - L298

No Robot Vulcano os motores do lado esquerdo estão ligados em paralelo, assim como os do lado direito.

O controlo de velocidade e marcha é feito apenas pelo IN1 e IN2 de cada uma das pontes H e os motores (em paralelo) estão ligados no MOTOR-A . Assim não é utilizado o IN3 e IN4 nem a saída MOTOR-B

Para controlar o binário dos motores, devemos obedecer à seguinte tabela de verdade

PINO A PINO B

1 1 Paragem ativa

0 1 Sentido contrário do relógio

1 0 Sentido do relógio

0 0 Stand By

Nota: Os pinos estão configurados para receber valores de PWM (0-255), controlando assim a velocidade do ROBOT.

Página da telemetria

A Telemetria

O código base do robot tem integrado um webserver onde a "/" (root) mostra a telemetria dos dados recolhidos, nomeadamente:

Temperatura
Humidade
Valor sensor IR Esquerda/Direita
Erro/Desvio Esquerda/Direita
Diferêncial de direção
Velocidade aplicada às rodas da Esquerda/Direita
Deteção de faixa branca
Tempo restante de paragem na faixa branca

Os dados podem ser acedidos em formato JSON a partir do endereço: <IP_DO_CARRO>/api/metrics

Regulador de Tensão LM2596

LM2596 é um circuito integrado (CI) utilizado em módulos reguladores de tensão do tipo step-down (ou conversor buck), com a finalidade de reduzir uma tensão contínua (DC) para uma tensão de saída mais baixa e estável. Este tipo de módulo é amplamente usado em eletrónica e projetos de prototipagem, como os baseados em Arduino.

Principais características

Função: Reduz a tensão de entrada para uma tensão de saída mais baixa.

Tensão de entrada: Geralmente, aceita uma gama de entrada entre 3,2 V e 40 V, dependendo do modelo.

Tensão de saída ajustável: Na versão ajustável, a tensão de saída pode ser regulada (normalmente entre 1,25 V e 35 V) através de um potenciómetro ou trimpot presente na placa. A tensão de entrada deve ser pelo menos 1,5 V superior à tensão de saída pretendida.

Corrente de saída: Suporta uma corrente de saída nominal de 2 A, com picos de até 3 A. Recomenda-se o uso de um dissipador de calor para correntes mais elevadas.

Eficiência: Por ser um conversor de modo comutado, o LM2596 apresenta uma elevada eficiência energética, superando a dos reguladores lineares, especialmente em situações de grandes quedas de tensão.

Frequência de comutação: Funciona a uma frequência de comutação fixa de 150 kHz, o que permite o uso de componentes de filtragem mais pequenos.

Proteções: Inclui proteção interna contra curtos-circuitos e desligamento por excesso de temperatura.

Pinout do VULCANO

Motores direita (Ponte H #1)
- IN1 -> Pino 14
- IN2 -> Pino 27
Motores direita (Ponte H #2)
- IN1 -> Pino 26
- IN2 -> Pino 25
Sensor de Chama
- Esquerda - Pino 34
- Direita - Pino 35
Sensor de linha
- Pino 23
Sensor DHT11
- Pino 4

Galeria fotográfica:

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