Tanque Autônomo com Walabot, Arduino, Raspberry Pi e Integração Alexa

Componentes e Materiais

Componente	Quantidade	Observações
Walabot Creator	1
Arduino MKR1000	1
Raspberry Pi 3 Model B	1
Amazon Alexa Echo	1	Ou echosim.io
Driver de Motor Dual TB6612FNG (SparkFun)	1
Chassi de tanque (com 2 motores DC escovados)	1
Servos Tower Pro MG996R	3
Kit construtor metálico	1
Motor de passo + driver (28BYJ-48 + X113647)	1
Bateria LiPo 7.4V	1
Carregador LiPo 7.4V	1
Potenciômetro rotativo 10k	1	Feedback do guindaste
LED (segmento de fita LED)	2
Linha de pesca	1	Para guindaste
Plástico fino ou papelão duro (cobertura)	1
Circuito BEC 5V	1
Resistores 10k, 22.1k, 2.21k	1 cada
Transistor Darlington alta potência	1
Réguas de madeira 30cm	2	Reforço estrutural
Voltímetro	1	Opcional
Transmissor/receptor RC	1	Opcional para controle manual
Cerveja	1	Combustível do criador!

Ferramentas Necessárias

• Ferro de solda
• Pistola de cola quente
• Serra
• Furadeira
• Lima

Aplicativos e Serviços

• Arduino IDE
• AWS IoT
• AWS Lambda
• Alexa Skills Kit
• Walabot SDK
• Python

Sobre o Projeto

Resumo

Coisas que todo homem deseja no fundo: combinar cerveja e tanques! Um tanque controlado por voz que entrega cerveja com função autônoma "siga-me" ou controle RC. Vamos construir o tanque de cerveja dos sonhos!

Chassi

Chassi barato e legal do Banggood. Chegou danificado pelo transporte; levou horas e muita cola para reparar.

Guindaste

A melhor forma de servir a cerveja: escondê-la e elevá-la com guindaste. Usei kit construtor metálico antigo. Guindaste conectado a motor de passo 28BYJ-48 com linha de pesca. Forte o suficiente para quebrar a linha se não parado a tempo.

O esqueleto entortava. Reforcei com duas réguas de madeira 30cm e peças extras. Resolveu a flexão.

Carcaça

Walabot (versão Developer) é o "olho" do tanque. Parte metálica com tamanho perfeito para o suporte magnético do Walabot. Adicionei logo de cola quente para evitar rotação.

Cobertura de papelão preto e plástico. Tampa superior com dois servos, cola quente e fita isolante — só design, não protege a cerveja, mas fica legal ao abrir e elevar.

Guindaste – Versão 2 (Feedback)

Precisava de feedback confiável. Ideia original: interruptor binário com mola/parafusos. Não confiável.

Solução melhor: potenciômetro 10k colado ao eixo do guindaste. Feedback preciso do ângulo atual. Fácil determinar topo e base. Adiciona "coolness" extra ao visual.

Circuito

Circuito na proto PCI, compacto. LED azul (debug, nunca usado), conector verde para bateria LiPo. Fios no topo do tanque — placa colada lá para evitar "inferno de fios".

Comecei com Raspberry Pi Zero W, mas por falta de potência migrei para Pi 3 B.

Farol oculto: servo move tampa plástica, segmento de fita LED 12V. Alimentar 12V com 7.4V deixava luz fraca. Removi LED central e ponteie com fio — LEDs restantes ficaram brilhantes.

Arduino – Hardware

Arduino MKR1000: menor com 3 interrupções externas e pinos suficientes. Tem WiFi (não usado). Precisa de 5 pinos PWM (3 servos + 2 motores). Pinos 2-5 têm marca ~ (PWM hardware). Outros são PWM software. Combinação PWM software + leitura PWM por interrupção causou problemas. Solução: usar PWM hardware para servos. Um servo da porta do LED usa PWM software (mais lento, só faz ruído). No futuro, solenoides podem substituir.

Arduino mede tensão da bateria e envia via serial. Voltímetro integrado na traseira como feedback visual (circuito separado).

Arduino – Controle por Rádio

MKR1000 processa 3 sinais PWM com interrupções externas (1000-2000 µs):

• Canal 1 (vertical): motorSpeedBase = (pulse - 1500) / 2 → velocidade base (-255 a 255)
• Canal 2 (horizontal): motorSpeedChange = (pulse - 1500) / 3 → direção
• Canal 3 (switch): elevated = pulse < 1500 → guindaste/tampa (bool)

Velocidade final: right = base + change; left = base - change (limitado a ±255).

Função handleCrane() lê potenciômetro e move guindaste/tampa conforme estado elevated. Desliga bobinas do motor de passo ao final para evitar superaquecimento/dreno de bateria.

Comunicação Arduino – Raspberry Pi

Conectados via USB (serial). Comandos da Raspberry:

• s → desliga controle RC, aceita só serial (responde "OK")
• r → reativa controle RC
• e → eleva guindaste (abre tampa)
• d → baixa guindaste
• m X Y → define velocidade motores (X=base, Y=change)
• b → responde tensão bateria × 100
• l → liga iluminação
• o → desliga iluminação

No modo serial, interrupções dos canais 1 e 2 desabilitadas; canal 3 (switch) permanece como segurança para desligar o tanque se fizer algo errado no modo autônomo.

Walabot

Sensor 3D por micro-ondas: vê através de paredes, detecta respiração, visão noturna. Usei como único sensor de navegação.

Instale Walabot SDK na Raspberry Pi. Consumo 0.4-0.9A — Pi não alimenta sozinho. Adicione max_usb_current=1 em /boot/config.txt (aumenta USB de 600mA para 1200mA).

Problema: Arduino + servos também alimentados pelo Pi → brownout ao iniciar Walabot (WALABOT_ERR_PROTOCOL). Solução: BEC fornece até 3A. Walabot tem 2 portas micro USB; removi tampa e mudei jumper para alimentar pela porta central enquanto comunica pela outra. Funcionou perfeitamente.

Ímãs traseiros do Walabot fixam no chassi metálico sem hardware extra.

Modo "Siga-me"

Ponto alto: peça para o tanque segui-lo, ele o faz. Ao chegar, peça a cerveja. Truque de festa!

Usa getTargets com modo MTI (Moving Target Identification). Detecta até 4 alvos a 1.5m. Retorna coordenadas XYZ e amplitude. Uso só Y e Z (altura X irrelevante). Problema: não sabe qual alvo é o humano.

Abordagem inicial: fique a 80cm na frente; alvo mais próximo com amplitude alta = humano. Não perfeito.

Abordagem melhor (sugestão recebida): fique a 80cm; alvo mais próximo = humano. Em cada iteração, posição do humano = alvo mais próximo da posição anterior. Se distância nova/velha for alta, não atualiza e para. Tenta encontrar humano perto da posição antiga.

Casos no Arena View (retângulo vermelho = área alvo, azul = humano mais próximo):

• Caso 1: Humano na área alvo → sem movimento
• Caso 2: Humano à direita e perto → vira direita, recua
• Caso 3: Humano longe, sem virar → avança
• Caso 4: Um alvo à esquerda → vira esquerda, avança
• Caso 5: Humano muito perto → recua até entrar no retângulo

Movimento não fluido: ~6 FPS do Walabot (atualização a cada 0.16s). Tanque lento (velocidade mínima) para não perder alvo em curvas. Não combina virar + avançar (não confiável em esteiras). Ideias para aumentar velocidade no futuro.

Controle por Voz

Amazon Alexa Skills Kit. Nome da skill: "Beer Tank" (Alexa não reconhece "WalaBeer"). Comandos:

• "iniciar beer tank"
• "ligar/desligar as luzes"
• "abrir/fechar o compartimento"
• "iniciar/parar de me seguir"
• "parar/cancelar"

Inicialmente usei ngrok (fácil, mas URL muda a cada reinício). Migrei para AWS Lambda + AWS IoT. Difícil achar tutoriais completos. Canal YouTube do Kurt Braun ajudou muito. Usei Paho MQTT Client em Python (mais fácil que Node-RED/JS).

Skill ID: amzn1.ask.skill.a7453502-b1aa-47fa-a552-ed8e2c792b2e

Para publicar, use autenticação para diferenciar dispositivos (tutorial recomendado).

Cancelado: Tacômetros

Dois tacômetros (papel preto/branco na roda + sensor IR reflexivo) calculavam velocidade de rotação. Funcionavam bem, mas não necessários no final e precisava dos pinos GPIO para outras funções. Ficaram no tanque.

Conclusão

Resultado ótimo, útil e divertido! Boa plataforma para futuros projetos. Controle por voz funcionou e Walabot provou ser excelente sensor. Muitas melhorias possíveis — verá mais no futuro!

Meu melhor e mais longo projeto. Obrigado a todos que ajudaram e a você por ler! Prêmio: foto de um cachorro estranho.

Código e Esquemáticos

Códigos no GitHub: abysmalsb/Beer-Tank

Esquemático completo (partes não encontradas substituídas por similares; Walabot conectado via USB à Raspberry Pi).