Robô Limpa-Neve Avançado para Limpeza Eficiente no Inverno

Componentes e Materiais

Componente	Quantidade
Arduino UNO REV3	1
Placa Relé (1 Canal)	1
Motor Shield	1
Motores 24VDC 250W	1 par
Atuadores Lineares	3
Suportes para Atuadores Lineares	4
Drivers de Motor	1
Conversor DC-DC (para projetor LED)	1
Shield PS2	1
Baterias 12V 7.2Ah (Chumbo-Ácido)	6

Sobre o Projeto

Por que quis fazer um Robô Limpa-Neve? Como não sou indiferente a soluções que facilitam a vida, considere a ideia de criar algo que ajude as pessoas a evitar o frio do inverno e o cansaço de usar a pá manual para remover neve de calçadas. Optei por algo divertido e tecnológico: um robô limpa-neve controlado remotamente, com mecânica robusta, eletrônica de controle e motores elétricos potentes.

O resultado é uma versão em miniatura de um limpa-neve real, com esteiras, lâmina motorizada (que sobe/desce e angula) e projetor de luz no topo para iluminar o caminho no escuro. Controlado pelo controle remoto de PlayStation.

No vídeo a seguir, o robô em ação. Alguém disse que parece que ele precisa pegar impulso para remover a neve – NÃO É ASSIM, o vídeo apenas mostra a remoção.

Como é Feito

O robô tem chassi que suporta lâmina motorizada (elevação e angulação) e sistema de tração (motores elétricos, rodas e esteiras). Chassi em barras de ferro retangulares soldadas. Dimensões: 600x375x240 mm (sem lâmina), peso ~30 kg.

Parte elétrica/eletrônica baseada no Arduino Uno, com três shields e interface com:

• Driver de Motor
• Placa Relé (1 Canal)
• Conversor DC/DC Step-Up

Shields montados no Arduino:

• Motor Shield: controla os 3 atuadores lineares que movem a lâmina;
• PS2 Shield: interface com PlayStation 2 (PS2); requer receptor RX-PS2 (rádio 2.4 GHz para enviar/receber comandos do console).

Diagrama de fiação nas páginas do projeto. Alimentação: duas baterias chumbo-gel 7.2 Ah em série. Do ponto médio tiramos 12V; entre negativo e positivo da série, 24V. Chave (125V, 2×15A) controla as duas linhas de alimentação.

Com 12V: alimenta Arduino (que alimenta shields via pin-strip); LED (com resistor limitador interno) indica Arduino ligado.

12V direto da bateria também alimenta a seção de potência do Motor Shield. Como o consumo dos 3 atuadores lineares (cód. LACT2) é alto, não se deve tirar 12V do Arduino: usa-se alimentação externa no terminal PWR. Para isso, mova o jumper (no shield) entre o central e EXT. O shield requer biblioteca especial do fabricante. Cada atuador: motor 12V DC com parafuso sem-fim, move eixo 5cm. Carga dinâmica 50kg, velocidade máx 1.3 cm/s. Suporta ~250kg estático; torque mantém posição sem energia. Fins de curso param motor nos limites; diodos permitem inversão. Corpo metálico, vedado IP63.

Linha de 24V alimenta tração e projetor (opcional): baseada no driver de motor, 4 fios para 4 pinos digitais do Arduino. Driver: ponte H dupla, 2 motores escovados contínuos, máx 35 VDC, 15A cada. Interface com Arduino: 4 I/O digitais (2 PWM) para direção e velocidade. 4 pinos de controle, 4 LEDs indicam direção, 2 pinos alimentação placa (5V), 2 dissipadores de alumínio traseiros.

Biblioteca do fabricante para gerenciamento do driver. Bornes de saída para conectar motores (conforme diagrama – não inverter polaridade, senão esteiras invertem!) com cabos ≥1.5 mm². Entradas de controle: respeitar conexão Arduino-conector pitch 2.54 (necessário para biblioteca e firmware). DIR = níveis lógicos para direção; PWM = sinais PWM para drivers de potência. Identificar contatos do conector pelo silk-screen na placa.

Além do driver, 24V alimenta seção do projetor LED (opcional). Se instalado, seguir fiação e tirar 24V+ do relé (cód. RELAY1CH). Relé abriga relé + transistor de drive controlado pelo Arduino via Digital I/O 13; Arduino alimenta placa via +5V e GND.

Relé liga/desliga projetor via Arduino. Projetor original 220V AC; como não disponível no robô, modifiquei: abri, removi fonte AC/DC, levei fios do LED de potência direto à saída do conversor DC/DC (cód. STEPUP30V). Conversor chaveado com tensão ajustável, regulado para ~10W no LED. Geralmente ~30V. Potência = V×I (watts se V em volts, I em amperes). A 30V, corrente ~340mA. Grupo de LEDs tem proteção interna contra sobrecorrente; STEPUP30V limita saída a 2A – pode ser útil trocar por DC/DC com limite de corrente.

Recepção do controle remoto: PS2 Shield, com biblioteca do fabricante. Shield recebe/decodifica comandos; parte de rádio no RX-PS2 (conector dedicado).

Fotorresistor: Arduino detecta luz ambiente e controla placa RELAY1CH para ligar projetor. Componente em divisor de tensão com resistor 10kΩ (1/4W), lido na entrada analógica A0. 5V do Arduino. Funcionamento: boa luz → resistência baixa → tensão ADC baixa → não aciona relé; escuro → resistência alta → ADC ~5V → aciona projetor.

Instruções de Montagem

GUIA RÁPIDO

Detalhes completos de montagem mecânica e elétrica disponíveis na documentação original do projeto.

Código

Sketch (Arduino)

Download: Vittorio_Snowplow_Robot.zip

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