Sensores sonoros na robótica: aplicações e principais usos

O uso de sensores sonoros na robótica desempenha um papel vital no monitoramento e controle de robôs no ambiente industrial. Eles se destacam por sua capacidade de transformar ondas sonoras em sinais elétricos, permitindo uma ampla gama de aplicações.

Neste artigo exploramos os princípios de funcionamento dos sensores sonoros. Continue a leitura e confira:

• Como funcionam os sensores sonoros?
• Características dos sensores sonoros
• Tipos de sensores
• Vantagens dos sensores sonoros
• Aplicações dos sensores sonoros na robótica
• Segurança e colaboração com os cobots
• Encontrando os sensores sonoros no UR+

Os sensores sonoros funcionam de maneira semelhante a microfones, captando ondas sonoras e convertendo-as em sinais elétricos.

Esses sensores geralmente consistem em dois componentes principais: um microfone e um circuito de processamento de sinal. O microfone pode ser de vários tipos, como condensador, dinâmico ou piezoelétrico, e é responsável por captar as ondas sonoras.

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Conversão de som em sinais elétricos

O circuito de processamento de sinal amplifica e filtra os sinais elétricos gerados pelo microfone. Este circuito pode incluir amplificadores operacionais, filtros, comparadores e conversores analógico-digitais (ADC).

O sensor de som gera em sua saída um sinal centrado em 2,5V, que varia para cima ou para baixo de acordo com a sonoridade ambiente. Esse sinal pode então ser usado para controlar dispositivos elétricos, como luzes, motores ou robôs, ou para enviar informações para um computador ou outro dispositivo de processamento.

Os sensores sonoros são projetados para medir a intensidade sonora do ambiente. Eles possuem um microfone condensador elétrico que capta os sons e um amplificador operacional que amplifica os sinais em até 100 vezes. Existem diferentes tipos de sensores de som disponíveis no mercado, como sensores analógicos e digitais.

• Sensores Analógicos: Medem a amplitude das ondas sonoras e geram uma saída contínua que varia com o nível de som.
• Sensores Digitais: Detectam quando o nível de som ultrapassa um determinado limiar e geram uma saída binária (ligado/desligado).

Esses sensores são essenciais em projetos mais complexos, onde é necessário medir a intensidade do som em decibéis (dB) ou detectar sons com certa frequência específica.

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Os sensores sonoros possuem várias vantagens, tornando-os ideais para diversas aplicações robóticas:

• Capacidade de captar sons à distância: Sensores sonoros podem detectar sons a longas distâncias e em condições desafiadoras;
• Resistência a interferências: Eles não são afetados por fatores como luz, ruídos ambientais ou vibrações, garantindo medições precisas em diversos ambientes;
• Versatilidade: Podem ser usados para monitorar uma ampla gama de parâmetros, desde níveis de som ambiente até comandos de voz específicos.

Os sensores robóticos sonoros são extremamente versáteis e podem ser aplicados em várias áreas da robótica. Como por exemplo:

1. Controle de som

Sensores de som podem ser utilizados para medir o nível de som e controlar dispositivos elétricos com base nessa medida. Por exemplo, é possível programar um robô para acender uma luz ao detectar um som ou aumentar o volume de uma caixa de som em resposta ao ruído ambiente.

Esse tipo de aplicação é comum em projetos que utilizam o Arduino, devido à sua compatibilidade e flexibilidade.

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2. Reconhecimento de voz

Uma das aplicações mais avançadas dos sensores sonoros é o reconhecimento de voz. Sensores de som podem ser integrados a sistemas robóticos para detectar e reconhecer a fala humana, permitindo que o robô responda a comandos de voz.

Esta tecnologia é particularmente útil em robôs de assistência pessoal e industrial, onde a interação humana direta é essencial.

3. Detecção de barulhos

Sensores de som podem ser usados para medir o nível de ruído ambiental em projetos de monitoramento.

Essa aplicação é útil em ambientes industriais, onde é importante monitorar os níveis de ruído para garantir a segurança dos trabalhadores e a conformidade com as regulamentações de saúde ocupacional.

4. Estudos de vida saúdavel

Em projetos de pesquisa, sensores de som podem ser usados para monitorar a vida selvagem.

Robôs equipados com esses sensores podem detectar e seguir ruídos altos, ajudando a mapear habitats de animais e a estudar seus comportamentos sem interferir diretamente no ambiente natural.

Um dos avanços mais significativos na robótica industrial é o desenvolvimento de robôs colaborativos, ou cobots, que podem operar em conjunto com humanos de maneira segura e eficiente.

Quando o robô entra em contato com uma pessoa ou objeto, ele detecta essa pressão da interação e para ou reduz sua velocidade imediatamente. Isso evita ferimentos e garante a segurança do operador humano.

O ponto de destaque na engenharia dos cobots é que isso não é feito com sensores de contato! O sistema dos cobots conta com um algoritmo especial que mensura forças de contato e regula a aceleração e a corrente de força.

Esses módulos de segurança vêm de fábrica nos cobots. Essas e outras configurações de segurança ajudam a criar um ambiente de trabalho colaborativo onde humanos e robôs podem compartilhar o mesmo espaço de trabalho com minimização de riscos, após a realização tanto de um estudo de viabilidade do uso de cobots, quanto de  uma avaliação de riscos propriamente.

A Universal Robots facilita a integração de robôs colaborativos em processos industriais através do UR+, um ecossistema de soluções que inclui sensores, softwares e hardware desenvolvidos por parceiros certificados.

Esse ecossistema permite que empresas de todos os tamanhos encontrem facilmente as ferramentas e tecnologias necessárias para implementar soluções robóticas personalizadas, maximizando a eficiência, a segurança e o retorno sobre o investimento.

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