Construindo um Animatrônico (MEC302)

Escrito por Luiz Henrique Corrêa Bernardes

Podemos desenvolver projetos de animatrônicos (fantoches robotizados ) utilizando os recursos da programação LOGO. Este artigo inicia uma série que irá explorar um pouco esse universo.

 

Este artigo faz parte de uma série que o autor publicou a partir de 2002 (este é de 2003) explorando a Linguagem Logo. Veja mais em: MEC289 e MEC290, MEC292, MEC294, MEC295, MEC296, MEC297, MEC298, MEC299, MEC300 e MEC301.

 

O termo, “animatrônica” (animatronics em inglês), foi usado pela primeira vez pelos engenheiros da “Walt Disney Imagineering Company” no inicio de 1960, para descrever o movimento dos modelos e figurinos que eram expostos na Disneylândia.

Desde o inicio do cinema, era responsabilidade do departamento de efeitos visuais providenciar mecanismos próprios e, com o público aumentando e tornando-se mais crítico, novas técnicas tiveram que ser desenvolvidas para animação de modelos e, assim, o termo “animatrônica” foi adotado para descrever essas técnicas.

Atualmente, podemos ver os animatrônicos em museus, parques temáticos e principalmente no cinema.

 


 

 

Este artigo inicia uma série que irá mostrar como utilizar a programação LOGO em animatrônicos. Com o LOGO podemos acionar dispositivos, ler sensores e gerar sons, o que possibilita, por exemplo, fazer um boneco falar e mexer a boca quando chegamos perto dele.

Podemos dividir um animatrônico em partes:

1- Mecânica;

2- Sistemas de acionamento dos movimentos;

3- Sistemas eletrônicos e de áudio;

4- Acabamento artístico.

A mecânica é a estrutura interna que suporta e dá forma ao animatrônico, que podemos considerar como o esqueleto do sistema.

Os sistemas de acionamento dos movimentos podem ser eletromecânicos (solenoides, motores e servomotores), pneumáticos ou hidráulicos, e são responsáveis por acionar as partes móveis da estrutura mecânica como, por exemplo, a boca ou os olhos.

Os sistemas eletrônicos são responsáveis pela lógica de acionamento.

Assim, podemos sincronizar o movimento da boca com o dos olhos e, sincronizando-o com o sistema de áudio, o animatrônico pode emitir sons ou falar.

Como sistemas eletrônicos podemos mencionar os de radiocontroles para aeromodelos, computadores, microcontroladores, entre outros (figura 1).

 


 

 

Com o acabamento artístico, os detalhes são colocados tais como peles, cabelos, etc.

Pelo fato de ser uma linguagem de programação e conseguir utilizar todos os recursos do PC, como os controles de l/Os e de sons, o LOGO atende perfeitamente essa tarefa. Todos os recursos que são necessários já foram apresentados em outros artigos, portanto, o leitor que está acompanhando a sequência não terá grandes dificuldades. Já para os que estão iniciando, vale a pena ler esses artigos e praticar o uso do ambiente SuperLogo do Nied Independentemente disso, explicaremos como fazer os programas.

O leitor pode estar pensando: “Deve ser muito caro fazer um animatrônico. Imagine quanto não custa fazer um Dinossauro?”.

Realmente, se quisermos fazer algo bem sofisticado e realista, teremos que investir em equipamentos, sistemas e materiais, o que poderá inviabilizar o nosso animatrônico.

Como atividade faremos algo bem simples empregando materiais de baixo custo para incentivar o leitor a entrar nesse mundo da animatrônica. Então, mãos a obra!

Primeiro passo - definir o que vamos fazer

Como dissemos que queríamos algo simples e de baixo custo com materiais fáceis de encontrar, decidimos fazer uma cabeça de tubo plástico que movimenta a boca através de um motor com redutor.

Assim sendo, podemos controlar o movimento da boca e emitir sons com ajuda do PC. Dessa forma, o nosso animatrônico, que batizamos de “Tubotron” (figura 2), quando em funcionamento, dará a impressão de estar falando.

 


 

 

 

Obs. O ART072 ensina como fazer o animatrônico falar.

Segundo passo - fazer a mecânica

Utilizamos tubos de PVC para fazer a cabeça, a boca e o suporte da cabeça.

Este material é fácil de encontrar em qualquer loja de material de construção.

Usamos uma base de madeira para fixar a cabeça e o sistema de acionamento da boca.

Acompanhe a sequência de montagem nas figuras abaixo.

 


 

 

 


 

 

 


 

 

 


 

 

 


 

 

 


 

 

 


 

 

 


 

 

 


 

 

Note que não utilizamos cola, e sim parafusos para fixar o pescoço e a boca. Até a fixação na madeira é encaixada. Isso temos uma biela com chapa de alumínio e parafuso (figuras abaixo), o que vai transformar o nosso movimento circular do motor em movimento linear para movimentar a boca.

 


 

 

 


 

 

 


 

 

Colocamos um arame para interligar a biela a boca. Aqui, o leitor deve prestar muita atenção para obter o movimento desejado.

Analise a figura abaixo e veja como funciona o sistema e os movimentos.

 


 

 

 

Quarto Passo - fazer o controle eletrônico

O controle eletrônico é feito para ligar/desligar o motor através de um relé. A figura 16 mostra o esquema eletrônico e a figura 17 o circuito montado.

 


 

 

 


 

 

 

Quinto Passo - fazendo o programa

O nosso programa irá controlar a boca e emitir sons através da placa de som do PC.

Para mexer a boca, temos o procedimento “falar”:

aprenda falar

portasaídab 888 1

fim

Para parar de falar, temos o proce- dimento parar_de_falar

aprenda parar_de_falar

portasaídab 888 O

fim

 

Teste o Sistema Mecânico Executando os Procedimentos acima

Grave algumas frases utilizando o gravador de som do Windows, use algum diretório fácil de digitar, por exemplo: “CALOGO”.

Como sugestões de frases, podem ser:

Frase1.wav - Oi, eu sou um animatrônico, sou todo feito de tubo, plástico e acionado por um PC. Meu nome é Tubotron. Qual é o seu?

Frase 2.wav - Não entendi ! Você pode repetir?

Frase 3.wav - Bonito nome. lnfelizmente não posso mais conversar, pois estou programado para desligar.

Até mais tarde, tchau!

Agora, execute o procedimento abaixo e veja o seu animatrônico funcionando!

aprenda Tubotron

espere 180

falar

toquewave “c:XXlogoXXFrase1.wav O

parar_de_falar

espere 180

falar

toquewave “c:XXlogoXXFrase2.wav O

parar_de_falar

espere 180

falar

toquewave “c:XXlogoXXFrase3.wav O

parar_de_falar

fim

Sexto Passo – Acabamento Artístico

Agora entra a criatividade do leitor, que poderá decorar o Tubotron da maneira que achar mais interessante (próximas figuras).

 


 

 

 


 

 

Sétimo Passo - Alterando o projeto

Aqui entra novamente a criatividade do leitor, podendo o mesmo incluir novos movimentos como mexer olhos, girar a cabeça, entre outros.

Também é possível fazer uma estrutura maior simulando um corpo. Na área de programação, pode-se incrementar colocando novas funções.

Alterar o movimento da boca, ligando e desligando o relé, fazendo com que a, velocidade do movimento se altere. Pode-se ainda colocar um sensor de boca fechada e sempre desligar o motor quando a boca estiver fechada.

 

CONCLUSÃO

Assim, terminamos a nosso primeiro artigo da série de animatrônicos junto com LOGO. Esperamos ter atingido o objetivo de colocar os conceitos básicos de animatrônica, incentivando o leitor a se desenvolver mais nesse assunto.

Nos próximos artigos iremos explorar animatrônicos mais sofisticados.

 

O artigo é de 2003, mas como podemos ver ele é muito atual, podendo ser implementado com microcontroladores, tais como o Arduino. Que tal desenvolver seu animatrônico controlado pelo Arduino, PIC ou MSP430?