SISTEMA DE DIRECÇÃO DO SUBA

O SUBA  tem um sistema de direcção baseado num trapézio de barras de direcção accionado pelo motor de direcção, fazendo as rodas virarem para a esquerda L ou direita R.

Fig.1 - Sistema básico de direcção do SUBA.

Há dois sistemas de direcção do SUBA: 1ª geração (motorizado sem controlo de posição )   e 2ª geração (motorizado e com controlo de posição).

PRIMEIRA GERAÇÃO DO SISTEMA DE DIRECÇÃO DO SUBA

Como este sistema não tem retroacção, a direcção das rodas é controlada num modo "tudo ou nada" ( vira completamente para esquerda ou para a direita), o controlo de direcção do carro é feito por sucessivos movimentos bruscos da direcção das rodas. Estes movimentos são controlados por dois sinais digitais Right e Left que são aplicados ao conector MotorIn/Clkout/Int existente na placa de interface do SUBA.

Este sistema não conduz a um controlo muito perfeito da direcção do movimento do carro, que lhe permita , por exemplo seguir com precisão uma linha traçada no chão.

Fig.2 - Fotografia do sistema básico de direcção do SUBA.

SEGUNDA GERAÇÃO DO SISTEMA DE DIRECÇÃO DO SUBA

Neste caso a direcção das rodas é controlada num modo progressivo sendo proporcional a uma variável de entrada usada para  comandar a direcção. O sistema é baseado num servomecanismo Futaba 3003 dotado de retroacção. Este mecanismo permite manter a posição da direcção apesar desta, com o carro em andamento,  estar submetida a forças mecânicas que contrariam a viragem das rodas.

O servomecanismo 3003 é actuado pela unidade de controlo electrónico ECU da direcção . A ECU da direcção  é baseada num  microcontrolador PIC 16F819 ou 16F628A.

As funções das ECU da direcção são:

1- Permitir fazer o alinhamento mecânico da direcção do SUBA e  guardar digitalmente  a informação de alinhamento numa memória EEPROM do microcontrolador. 

2- Manter compatibilidade com o sistema de 1ª geração isto é ter comandos digitais de direcção: Left e Right.

Principio de funcionamento da direcção servo assistida do SUBA

1- Alinhamento da direcção

Sem ter  quaisquer sinais de entrada  aplicados pode acertar a direcção do SUBA premindo alternadamente os interruptores de botão colocados no pára-choques da frente. O LED do pára-choques correspondente acenderá.

O Botão da esquerda premido faz a direcção virar para a esquerda e o botão da direita vira a direcção para a direita.

Faça o carro andar para a frente ou para trás (mesmo à mão) e verifique e corrija o alinhamento.

A informação do erro mecânico da direcção fica automaticamente gravada numa memória não volátil do microprocessador da ECU.

2- Entradas digitais para controlo directo da direcção

Estas entradas permitem obter uma compatibilidade com o sistema antigo de direcção do SUBA.

Selecciona-se a direcção ESQ ou DIR e aplica-se uma palavra digital de entrada w={A, B, C, B}. A direcção vira para a esquerda ou para direita proporcionalmente ao valor equivalente da palavra w.

O Servo S3003 vira 60º para a esquerda e 60º para a direita, relativamente à posição central (veja características.

A posição central é obtida pela aplicação de um impulso eléctrico com a duração de 1,52 ms e a amplitude de 5 V.Com um impulso de 1 ms de duração o servo vira o eixo totalmente para a esquerda. Com 2 ms de duração de impulso o servo vira totalmente para a direita.

Assim a palavra digital w={A, B, C, D} com todos os bit a "1" origina um desvio de 60º , no veio do servo, e o desvio provocado pelo bit menos significativo, D, é de 4º.

A ECU introduz uma correcção na duração do impulso de modo a que com a palavra digital w={0, 0, 0, 0} o SUBA ande a direito.

3- Entrada digital directa para  controlo da direcção através de largura de impulso

Esta entrada permite obter o controlo da direcção do SUBA com apenas suma linha de controlo.

Na Fig. 4 pode ver-se o esquema eléctrico da ECU da direcção. No conector IDC_10 pinos tem-se acesso aos sinais principais da ECU, ver T

Tab. 1 - Sinais da  ECU de direcção do SUBA com servomecanismo.

Fig.3 - Fotografia do sistema de direcção do SUBA com servomecanismo.

Fig.4 - Esquema da ECU da direcção do SUBA.

Fig.5 - Planta da ECU de direcção do SUBA.

(parte de cima - o LED1  e o LED2 podem estar colocados no pára-choques da frente).

SENSORES DE DIRECÇÃO DO SUBA

O sensor de direcção do SUBA é baseado num sensor diferencial com dois fototransístores  que recebe a  reflexão  de luz infravermelha emitidos por 2 LEDs. O sensor diferencial é constituído por dois acopladores ópticos, Opto1 e Opto2 que são baseados na reflexão, por um objecto, da luz emitida pelo LED, para detectar no fototransístor a presença desse objectos.

Existe ainda o acoplador óptico Opto3 cujo centro está colocado a 28 mm do centro do sensor de direcção. Este sensor  pode ser usado para detectar riscas ou marcas transversais existentes no piso e que podem conter um código de localização do carro (código de barras, por exemplo).

O sensor de direcção e o sensor de código de barras estão montados numa placa de e numa calha de alumínio, ver Fig. colocada á frente do eixo

O sensor de direcção está ligado pelo cabo plano  ficha de ligação F1 que contem os sinais

Fig.6 - Sensores  de direcção e de barras do SUBA.

Fig.6 - Esquema eléctrico dos sensores  de direcção do SUBA.

Uma faixa reflectora de luz existente num piso pouco reflector pode ser seguida pelo SUBA

Fig.7 - Planta da placa dos sensores  de direcção do SUBA.