THANOS: um protótipo de um braço robótico para aplicações didáticas

Abstract

O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um protótipo de braço robótico controlado por microcontrolador Arduino, com aplicação didática e industrial, visando demonstrar de forma prática os princípios básicos de automação e controle de movimentos. A pesquisa caracteriza-se como aplicada e experimental, uma vez que buscou implementar os conhecimentos adquiridos na área de desenvolvimento de sistemas por meio da construção de um protótipo funcional. O desenvolvimento do projeto foi realizado em etapas, iniciando-se com pesquisas sobre robótica, componentes eletrônicos e funcionamento de servomotores. Posteriormente, foi utilizada uma placa Arduino Uno conectada a quatro servomotores responsáveis pelos movimentos do braço robótico, utilizando protoboard, jumpers e fonte de alimentação de 5V. A programação foi desenvolvida na Arduino IDE, por meio da linguagem C++, permitindo o controle dos movimentos em diferentes ângulos. Também foram utilizados recursos de simulação no Tinkercad para testes do circuito. Além da estrutura física do protótipo, foi desenvolvido um sistema web composto por autenticação de usuários, painel de controle com joysticks virtuais, simulador visual em 2D, histórico de atividades, envio de relatórios e painel administrativo. Os testes realizados demonstraram o funcionamento adequado do sistema, a estabilidade dos movimentos e a integração entre hardware e software. Conclui-se que o projeto atingiu os objetivos propostos, servindo como ferramenta de apoio ao ensino de automação e robótica, além de apresentar potencial de aplicação em ambientes industriais e educacionais. Palavras-chave: braço robótico; Arduino; automação; robótica; servomotores.

ABSTRACT This study aimed to develop a robotic arm prototype controlled by an Arduino microcontroller for educational and industrial applications, seeking to demonstrate in a practical way the basic principles of automation and motion control. The research is characterized as applied and experimental, since it implemented the knowledge acquired in the field of systems development through the construction of a functional prototype. The project development was carried out in stages, beginning with research on robotics, electronic components, and servo motor operation. Subsequently, an Arduino Uno board connected to three servo motors responsible for the robotic arm movements was used, along with a breadboard, jumper wires, and a 5V power supply. The programming was developed in the Arduino IDE using the C++ language, enabling motion control at different angles. Tinkercad simulation resources were also used to test the circuit. In addition to the physical structure of the prototype, a web system was developed containing user authentication, a control panel with virtual joysticks, a 2D visual simulator, activity history, report submission, and an administrative panel. The tests performed demonstrated the proper functioning of the system, the stability of the movements, and the integration between hardware and software. It is concluded that the project achieved its proposed objectives, serving as a support tool for teaching automation and robotics, as well as presenting potential applications in industrial and educational environments. Keywords: robotic arm; Arduino; automation; robotics; servo motors