Construindo uma máquina de pelúcias

Construindo uma máquina de pelúcias

Em abril de 2021, eu assisti um vídeo em que é feita uma máquina de pelúcias, daquelas que vemos nos shoppings, usando apenas papelão, canos e seringas para um sistema hidráulico. Na mesma hora pensei: vou fazer um negócio desses.

Eu não fazia a mínima ideia de como e nem por onde começar, mas tinha me decidido de que faria usando um sistema eletrônico, com Arduino, afinal eu sempre gostei de eletrônica e queria fazer um projeto bacana com Arduino. Então peguei um Arduino Uno que estava pegando poeira em casa e comecei o projeto.

Iniciei usando uma garra para um projeto de braço mecânico, um servo motor e fui fazendo testes. Minha ideia era ir aprendendo como cada um dos mecanismos funcionava, e depois ir juntando tudo. 

Alguns dias depois, já havia escrito um programa extremamente simples que apertava uma garra, esperava alguns segundos e depois soltava. Tinha entendido como fazer uma pequena parte e agora o próximo passo era desenvolver o controle: como capturar a intenção do usuário usando um controle direcional, passar essa informação para o Arduino e processar.

A princípio decidi usar um componente analógico (idêntico ao direcional analógico dos controles de vídeo game). Alguns dias depois eu tinha um programa simples que capturava essa informação porém não fazia nada, pois ainda não havia nada para ser movimentado - essa parte viria só depois.

O próximo passo era desenvolver a ação do botão principal, então comprei um botão simples, fiz um terceiro programa simples que recebesse a ação de "apertar" o botão e juntei os três programas em um. A essa altura o programa:

  • Recebia a intenção de movimento do usuário (frente - trás - esquerda - direita);

  • Recebia a intenção de ativar a garra através de um botão;

  • Apertava e soltava a garra como resposta para a ação de apertar o botão

As próximas etapas agora eram: criar o sistema de movimentação dos eixos X e Y, e pensar em algum jeito de fazer a garra descer alguns centímetros para alcançar as pelúcias antes de fechar.

Para os eixos, decidi usar a mesma abordagem daquele vídeo que tinha assistido: usar canos de PVC com diâmetros de 3" e 1.5" (o menor dentro do maior), criando uma espécie de trilho.

Semanas depois, eu tinha uma configuração satisfatória de eixos X e Y, e o movimento sendo feito usando correias e motores de passo.

 

Com isso decidi fazer o eixo Z, que seria responsável por fazer com que a garra descesse antes de se fechar. O mecanismo que usei aqui foi simples: usar uma espécie de carretel na haste de um motor de passo e prender a garra nesse carretel usando uma linha de costura. Assim, quando o motor girasse para um lado, a linha seria desenrolada do carretel, fazendo com que a garra descesse, e quando girasse para o outro, a linha seria enrolada novamente, puxando a garra para cima. Feito isso, fixei esse mecanismo do eixo Z mecanismo dos eixos X e Y e a ideia básica da máquina já estava pronta.

 

Com tudo isso feito, encontrei um pequeno "grande" problema: desde o início tive em mente uma réplica em tamanho real das máquinas que vemos nos shoppings, e essas máquinas são bem grandes e pesadas. Depois de ter feito o mecanismo, percebi que deveria ter optado pela portabilidade, afinal, onde eu iria guardar e como iria transportar essa máquina depois de pronta?

Então decidi que precisava diminuir, e muito, o tamanho da máquina. Mas a solução não era tão simples quanto me pareceu a princípio: os materiais que eu tinha usado para a estrutura eram grandes, então se eu só diminuísse o tamanho total, a área útil da máquina seria muito pequena. Precisava de uma solução diferente, precisava de algum jeito de "miniaturizar" o projeto inteiro.

Passei os próximos meses buscando inspiração em projetos similares, pensando, redesenhando e reprojetando a ideia. Nesse meio tempo, estava aprendendo o básico sobre impressão 3D com uma impressora caseira, até que descobri que podia usar o mesmo tipo de estrutura da impressora 3D para refazer a estrutura da minha máquina e foi o que eu fiz: planejei e comprei uma estrutura customizada de perfis de alumínio, que são leves, não são muito grossos e simplificam muito o processo de montagem do projeto.

Agora sim, eu tinha uma estrutura miniaturizada, já tinha desenvolvido o programa e só precisava adaptar as variáveis para o tamanho menor da estrutura.

Conforme ia avançando, fui fazendo modificações menores: usar switches de fim de curso ao invés de controlar a parada dos eixos via código (assim como as impressoras 3D fazem), usar um Arduino Mega ao invés do Uno (pela quantidade maior de portas que eu precisava) e usando um manche de arcade ao invés do direcional analógico que tinha optado por usar no começo.

Aproveitando o aprendizado recente sobre impressão 3D, decidi também modelar algumas peças customizadas para a máquina, incluindo uma garra menor e mais leve. Mais alguns meses se passaram até eu conseguir alcançar um resultado que me agradasse.

Agora eu já tinha uma visão mais realista de como o projeto estava avançando e o que eu precisaria fazer para concluir de vez. Na próxima etapa comprei algumas placas de MDF sob medida para fazer a tampa superior, inferior e a base onde as pelúcias ficariam, e, antes de fechar a máquina com placas de acrílico também sob medida, decidi adicionar iluminação e música própria.

Para a iluminação, usei uma fita de LED RGB simples na parte de trás da estrutura.