🤖 Robô Otto - Repositório Oficial

Robô educacional interativo com reconhecimento RFID, controle remoto IR, teclado matricial e matriz de LEDs

📖 Documentação • ⚙️ Instalação • 🎯 Funcionalidades • 🚀 Roadmap

📋 Índice

Sobre o Projeto
Características Principais
Documentação
Pré-requisitos
Instalação
Componentes de Hardware
Bibliotecas e Versões
Funcionalidades Atuais
Esquema de Conexões
Como Usar
Próximas Funcionalidades
Modelagem 3D
Troubleshooting
Contribuindo
Autores
Referências
Licença

🎯 Sobre o Projeto

O Otto é um robô educacional open-source desenvolvido para ensinar programação, eletrônica e robótica de forma interativa e divertida. Este repositório contém a versão atual do código, completamente refatorada e documentada, além dos arquivos de modelagem 3D para impressão.

✨ Características Principais

🎵 Sistema de Áudio: Reprodução de músicas e efeitos sonoros via DFPlayer Mini
😊 Expressões Faciais: Matriz LED 8x8 com 10+ emoções diferentes
🎮 Controle Remoto: Interface via controle infravermelho
💳 Leitor RFID: Reconhecimento de cartões para comandos personalizados
⌨️ Teclado Matricial: 10 teclas para interação direta
🕺 Movimentos: 4 servos para braços e pernas com coreografias
🧠 Sistema Inteligente: Respostas emocionais e comportamentos interativos

📖 Documentação

📂 Estrutura do Projeto

OTTO_v1_v2/
├──Hardware
│  ├── Bateria.png                #Esquematico da Bateria 
│  ├── Componentes.png            #Esquematico dos Componentes 
│  └── Hardware_2025.pdf          #Esquematicos com melhor resolução 
├──Modelagem_3d
│   ├── amarelo                   #Arquivos para impressão 3D
│   ├── azul                      #Arquivos para impressão 3D
│   └── preto                     #Arquivos para impressão 3D
├──Software
│  └── Programacao_2025.ino       #Código
├──old_versions                   #Arquivos pré 2025
└── README.md                     #Este arquivo

🔧 Linguagem e Plataforma

Linguagem: C++ (Arduino Framework)
Plataforma: Arduino Mega 2560
IDE: Arduino IDE 1.8.19 ou superior
Compilador: AVR-GCC

💻 Pré-requisitos

Antes de começar, certifique-se de ter:

Software

✅ Visual Studio - Redistributable C++ (necessário para Arduino IDE)
✅ Java JRE 8 ou superior - Runtime para Arduino IDE
✅ Arduino IDE 1.8.19 - Ambiente de desenvolvimento

Hardware Necessário

Componente	Quantidade	Especificação
Arduino Mega 2560 pro mini	1x	Microcontrolador principal
Servo Motor SG90	4x	Movimentação de braços e pernas
DFPlayer Mini	1x	Módulo de áudio MP3
Alto-falante	1x	3W, 8Ω
MFRC522	1x	Leitor RFID 13.56MHz
Matriz LED 8x8	1x	MAX7219
Receptor IR	1x	VS1838B ou similar
Teclado Matricial	1x	2x5 (10 teclas)
Regulador de Tensão	1x	LM2596 ou similar (5V, 3A)
Bateria	1x	7.4V LiPo 2S ou 6x AA
Resistores	Diversos	1kΩ, 10kΩ

⚙️ Instalação

1️⃣ Preparar o Ambiente

# 1. Instale Visual Studio Redistributable C++
# Baixe em: https://visualstudio.microsoft.com/pt-br/downloads/

# 2. Instale Java JRE
# Baixe em: https://www.java.com/pt-BR/download/

# 3. Instale Arduino IDE 1.8.19
# Baixe em: https://www.arduino.cc/en/software/OldSoftwareReleases

2️⃣ Instalar Bibliotecas

Abra o Arduino IDE e instale as bibliotecas via Sketch → Include Library → Manage Libraries:

Biblioteca	Versão	Instalação
DFRobotDFPlayerMini	1.0.5	Gerenciador de Bibliotecas
LedControl	1.0.6	Gerenciador de Bibliotecas
MFRC522	1.4.10	Gerenciador de Bibliotecas
IRremote	4.0.0+	GitHub
Keypad	3.1.1	Gerenciador de Bibliotecas

Bibliotecas Nativas (já incluídas no Arduino):

Servo.h
SPI.h
SoftwareSerial.h
avr/wdt.h

3️⃣ Preparar Cartão SD

Formate o cartão SD em FAT32
Crie uma pasta chamada mp3 na raiz
Adicione arquivos de áudio nomeados como:
- 0001.mp3 - Som de ligar
- 0002.mp3 - Som de desligar
- 0084.mp3 - Emoção: Triste
- 0085.mp3 - Emoção: Feliz
- (Continue conforme a tabela de áudios)

4️⃣ Upload do Código

# 1. Conecte o Arduino Mega via USB
# 2. Selecione a placa: Tools → Board → Arduino Mega 2560
# 3. Selecione a porta: Tools → Port → COMx (Windows) ou /dev/ttyUSBx (Linux)
# 4. Clique em Upload (→)

🔌 Componentes de Hardware

Pinagem Detalhada

Servos Motores

Pino 2  → Perna Esquerda (Left Foot)
Pino 3  → Perna Direita (Right Foot)
Pino 6  → Braço Esquerdo (Left Arm)
Pino 7  → Braço Direito (Right Arm)

DFPlayer Mini (Áudio)

Pino 11 → RX (DFPlayer)
Pino 10 → TX (DFPlayer)
        → VCC → 5V (regulado)
        → GND → GND
        → SPK+ → Alto-falante +
        → SPK- → Alto-falante -

MFRC522 (RFID)

Pino 5  → RST
Pino 53 → SDA/SS
Pino 51 → MOSI
Pino 50 → MISO
Pino 52 → SCK
        → 3.3V → 3.3V
        → GND → GND

Matriz LED 8x8 (MAX7219)

Pino 22 → DIN (Data In)
Pino 24 → CLK (Clock)
Pino 26 → CS (Chip Select)
        → VCC → 5V
        → GND → GND

Receptor IR

Pino 13 → Signal
        → VCC → 5V
        → GND → GND

Teclado Matricial 2x5

Linhas:  Pino 40, 38
Colunas: Pino 42, 44, 46, 48, 47

📚 Bibliotecas e Versões

Biblioteca	Versão	Descrição	Download
Arduino IDE	1.8.19 / 1.8.57.0	Ambiente de desenvolvimento	Link
DFRobotDFPlayerMini	1.0.5	Controle do módulo MP3	GitHub
LedControl	1.0.6	Controle de matriz LED MAX7219	Arduino Lib
MFRC522	1.4.10	Biblioteca para leitor RFID	GitHub
IRremote	4.0.0+	Recepção de sinais infravermelhos	GitHub
Keypad	3.1.1	Leitura de teclado matricial	Playground
Servo	Nativa	Controle de servos motores	Incluída no Arduino
SPI	Nativa	Comunicação SPI	Incluída no Arduino
SoftwareSerial	Nativa	Serial por software	Incluída no Arduino
avr/wdt	Nativa	Watchdog Timer	Incluída no Arduino

🎯 Funcionalidades Atuais

🎵 Sistema de Áudio

✅ Reprodução de 100+ arquivos MP3
✅ Controle de volume (0-30)
✅ Sons de emoções sincronizados
✅ Efeitos sonoros para movimentos

😊 Expressões Faciais (LED Matrix)

Emoção	Código	Descrição
😊 Feliz	85	Sorriso + comemoração
😢 Triste	84	Face triste + braços caídos
😠 Raiva	89	Face brava + braços tremendo
😨 Medo	87	Face assustada
😳 Vergonha	86	Face tímida
🤢 Enjoado	91	Face nauseada
😴 Cansado	108	Face sonolenta
😲 Surpreso	90	Face de susto
❤️ Amor	95	Coração nos olhos
😐 Neutro	-	Face padrão

🎮 Controle Remoto IR

Botão	Código	Função
POWER	0xBA45FF00	Liga/Desliga robô
1	0xF30CFF00	Resposta positiva (acertou)
3	0xA15EFF00	Resposta negativa (errou)
5	0xE31CFF00	Modo dança
VERDE	0xB847FF00	Liga/Desliga teclado

💳 Cartões RFID

Emoções: Cartões 84-91, 106-108
Músicas: Qualquer outro número
Comandos especiais: Parabéns (107)

⌨️ Teclado Matricial

Teclas 0-9 tocam áudios 97-106
Habilitação via controle remoto
Feedback sonoro imediato

🕺 Movimentos

Acenar: Cumprimento com braço direito
Comemorar: Braços para cima e baixo (4 ciclos)
Tristeza: Braços caem desanimados
Raiva: Braços tremendo rapidamente
Dança: Coreografia completa (pernas + braços)

🔗 Esquema de Conexões

Diagrama de Componentes

Circuito Elétrico do Sistema de Alimentação do Otto

Para saber as especificações técnicas da bateria, basta acessar a pasta correspondente, lá consta o seu datasheet, sobre o mostrador de bateria, bem como ligações elétricas.

Componentes Principais

┌─────────────────────────────────────────┐
│         Arduino Mega 2560 pro           │
│                                         │
│  [Servos] [DFPlayer] [RFID] [IR] [LED]  │
│     │         │         │      │     │  │
└─────┼─────────┼─────────┼──────┼─────┼──┘
      │         │         │      │     │
    Braços   Alto-    Cartões  Controle LEDs
    Pernas   Falante           Remoto   Matriz

🚀 Como Usar

Inicialização

Ligue o robô: Pressione o botão POWER do controle
Aguarde: Otto mostra coração ❤️ e acena 👋
Pronto: Face neutra indica que está pronto

Interações Básicas

Via Controle Remoto

POWER → Liga/Desliga
  1   → Elogio (acertou) → Otto comemora 🎉
  3   → Feedback negativo (errou) → Otto fica triste 😢
  5   → Inicia dança 🕺
VERDE → Habilita/desabilita teclado

Via Teclado Matricial

1. Pressione VERDE no controle para habilitar
2. Pressione qualquer tecla (0-9)
3. Otto reproduz áudio correspondente

Via Cartões RFID

1. Aproxime cartão do leitor
2. Otto identifica o número gravado
3. Executa ação correspondente:
   - Emoções (84-91): Som + expressão + movimento
   - Músicas (outros): Som + animação de fala

Desligamento

1. Pressione POWER no controle
2. Otto acena tchau 👋
3. Toca som de despedida
4. Display apaga e sistema desliga

🚀 Próximas Funcionalidades

📋 Roadmap v3.0

🔧 Hardware

Teclado Touch Capacitivo: Substituir teclado mecânico por touch
Orelhas Móveis: Adicionar servos para movimento de orelhas
Corpo Articulado: Movimento de torção do corpo
Olhos RGB: LEDs coloridos nos olhos com efeitos
Cabos Blindados: Substituir jumpers por cabos blindados para reduzir interferência
PCB Personalizada: Board com conectores parafusados para regulador de tensão
Proteção Elétrica: Fusível de proteção para bateria

🎨 Melhorias

Mais Emoções: Expandir biblioteca de expressões
Coreografias: Novas danças e movimentos
Jogos Interativos: Mini-games educativos

🎨 Modelagem 3D

📐 Arquivos para Impressão

Todos os arquivos STL estão na pasta Hardware/

Requisitos de Impressão

Especificação	Valor
Impressora	Mesa mínima 25x25cm
Resolução	0.2mm (camada)
Preenchimento	20-30%
Suporte	Necessário em algumas peças
Material	PLA ou PETG
Temperatura Bico	200-210°C (PLA)
Temperatura Mesa	60°C

Software Recomendado

Modelagem: Autodesk Fusion 360
Fatiamento: Ultimaker Cura 3.0+
Visualização: Qualquer visualizador STL

Peças para Imprimir

📦 otto_1.0-stl/
├── 🦴 corpo.stl           (1x) - 4-5 horas
├── 🦿 perna_esquerda.stl  (1x) - 2 horas
├── 🦿 perna_direita.stl   (1x) - 2 horas
├── 💪 braco_esquerdo.stl  (1x) - 1 hora
├── 💪 braco_direito.stl   (1x) - 1 hora
├── 🤖 cabeca_frente.stl   (1x) - 3 horas
└── 🤖 cabeca_tras.stl     (1x) - 2 horas

⏱️ Tempo total estimado: 15-20 horas

🐛 Troubleshooting

Problemas Comuns

1. DFPlayer não inicializa

Erro: "Nao inicializado: Cheque as conexoes"

Soluções:
✅ Verifique conexões TX/RX (pinos 11 e 10)
✅ Use resistor de 1kΩ no RX do DFPlayer
✅ Formate cartão SD em FAT32
✅ Renomeie arquivos: 0001.mp3, 0002.mp3...
✅ Teste cartão em outro dispositivo

2. RFID não lê cartões

Erro: Cartão não é detectado

Soluções:
✅ Verifique alimentação 3.3V (não use 5V!)
✅ Confirme conexões SPI (MOSI, MISO, SCK)
✅ Aproxime cartão a menos de 3cm
✅ Teste com diferentes cartões
✅ Verifique se biblioteca MFRC522 está instalada

3. Servos tremem ou não respondem

Problema: Movimento irregular

Soluções:
✅ Use fonte externa de 5V, 3A mínimo
✅ Adicione capacitor de 1000µF na alimentação
✅ Verifique se fios não estão soltos
✅ Calibre posição inicial dos servos (90°)
✅ Reduza carga (remova peso extra)

4. IR não responde

Problema: Controle remoto não funciona

Soluções:
✅ Troque baterias do controle
✅ Aponte diretamente para o receptor
✅ Verifique pino 30 do receptor IR
✅ Teste com Serial Monitor para ver códigos
✅ Troque receptor se necessário

5. Matriz LED não acende

Problema: Display não mostra nada

Soluções:
✅ Verifique pinos DIN (22), CLK (24), CS (26)
✅ Confirme alimentação 5V estável
✅ Teste com código de exemplo do LedControl
✅ Verifique orientação do módulo MAX7219

🤝 Contribuindo

Contribuições são sempre bem-vindas! Siga os passos:

Como Contribuir

Fork o projeto

Clone seu fork

git clone https://github.com/seu-usuario/OTTO_v1_v2.git

Crie uma branch para sua feature
```
git checkout -b feature/MinhaFeature
```

Commit suas mudanças

git commit -m "Adiciona: Minha nova feature"

Push para a branch
```
git push origin feature/MinhaFeature
```
Abra um Pull Request

Diretrizes

📝 Comente seu código adequadamente
✅ Teste antes de enviar
📚 Atualize documentação se necessário
🎯 Mantenha código limpo e organizado
🐛 Reporte bugs com detalhes

👥 Autores

💻 Desenvolvimento de Software

_{Dayanni

Programação & Eletrônica}

_{Débora Mateus

Programação & Eletrônica}

_{Luiz Guilherme

Programação & Eletrônica}

🎨 Modelagem 3D

_{Gabriel Rebouças

Modelagem & Impressão 3D}

📚 Referências

Documentação Oficial

Bibliotecas

Ferramentas

Projetos Relacionados

📄 Licença

Este projeto está sob a licença MIT. Veja o arquivo LICENSE para mais detalhes.

MIT License

Copyright (c) 2024 Otto UFMT

Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
in the Software without restriction, including without limitation the rights
to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
copies of the Software...

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Hardware		Hardware
Modelagem_3d		Modelagem_3d
Software/Programacao_2025		Software/Programacao_2025
old_versions		old_versions
README.md		README.md

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2️⃣ Instalar Bibliotecas

3️⃣ Preparar Cartão SD

4️⃣ Upload do Código

🔌 Componentes de Hardware

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Servos Motores

DFPlayer Mini (Áudio)

MFRC522 (RFID)

Matriz LED 8x8 (MAX7219)

Receptor IR

Teclado Matricial 2x5

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🎵 Sistema de Áudio

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🎮 Controle Remoto IR

💳 Cartões RFID

⌨️ Teclado Matricial

🕺 Movimentos

🔗 Esquema de Conexões

Diagrama de Componentes

Circuito Elétrico do Sistema de Alimentação do Otto

Componentes Principais

🚀 Como Usar

Inicialização

Interações Básicas

Via Controle Remoto

Via Teclado Matricial

Via Cartões RFID

Desligamento

🚀 Próximas Funcionalidades

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📐 Arquivos para Impressão

Requisitos de Impressão

Software Recomendado

Peças para Imprimir

🐛 Troubleshooting

Problemas Comuns

1. DFPlayer não inicializa

2. RFID não lê cartões

3. Servos tremem ou não respondem

4. IR não responde

5. Matriz LED não acende

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