Câmpus Itajaí - Departamento de Engenharia Elétrica - Bacharelado em Engenharia Elétrica

Desenvolvimento de simulador 3D de máquina portuária do tipo Reach Stacker

Alunos: Fabricio Simoes Fonseca Hermes, Isabelli Sasdelli Tavares e Nefi Augusto de Nobrega Estork.

Orientador: Prof. Sergio A. B. Petrovcic, Dr. Eng.

Trabalhos relacionados

No contexto de projetos envolvendo máquina portuária do tipo RSK, foi desenvolvido um simulador 3D de Reach Stacker utilizando o joystick para realizar a movimentação da lança e do spreader, com comunicação através do Arduino Leonardo no programa Farming Simulator 2019. Obteve-se resultados satisfatórios, principalmente no que diz respeito ao ambiente de simulação e ao modelo da máquina, muito fiel ao real (Figura 1). Esse trabalhou se limitou ao uso do joystick apenas, sem periféricos simulando os demais componentes da máquina, necessitando o manuseio do mouse. Outro ponto, é que o projeto foi desenvolvido em cima de uma modificação de usuário (mod), dificultando a alteração de parâmetros, como centro de gravidade, massa dos objetos e colisão. Um dos resultados alcançados foi a apresentação do protótipo para operadores de Reach Stacker, a fim de validar o modelo desenvolvido e ampliar o projeto (Figura 2). [1]

Figura 1: Modelo da RSK no software Farming Simulator 2019.

Figura 2: Apresentação do protótipo para operador de RSK.

Em relação à experiência envolvendo o componente eletrônico joystick, Visual Studio e linguagem de programação C#, foi desenvolvido um testador de parâmetros de joystick (Figura 3), pois este componente ao apresentar falhas, é difícil o diagnóstico sem um software dedicado. Esse trabalho porporcionou um primeiro contato com o joystick, estudo de seu diagrama elétrico, desenvolvimento de uma base de apoio (hardware) a ser aproveitada em trabalhos futuros. [1] [2]

Esse projeto, por sua vez, foi desenvolvido utilizando uma placa de aquisição de dados de modelo NI 6001. Essa placa possui um custo maior em comparação ao Arduíno, requer softwares específicos instalados para seu funcionamento e configuração, mesmo sendo utilizada em outro programa como foi o caso do Visual Studio. [1]

De contribuição para o desenvolvimento do simulador, tem-se o conhecimento acerca do joystick, aproveitamento do hardware e experiência na linguagem de programação C# dentro do Visual Studio. [1]

Há também a dissertação de mestrado de Albino Ribeiro Neto , de desenvolvimento de simulador 3D de Reach Stacker com realidade virtual, realizado através da plataforma Quest3D e criação de objetos no 3DS Max. A principal diferença desse projeto é a plataforma utilizada para a modelagem 3D e criação de cenário, que é mais limitada que a plataforma escolhida, a Unity 3D. A modelagem no 3DS Max é interessante e mais fluída, visto que é um ambiente próprio para tal. Nesse trabalho, é introduzido os conceitos por trás da movimentação da RSK, conceitos físicos de sua operação e explicação de alguns componentes. [3]

Foi montado um protótipo para acoplar volante, pedais e joystick, que foram desenvolvidos e/ou adquiridos com baixo custo, para integrar no simulador desenvolvido (Figuras 5, 6 e 7). [3]

Figura 5: Volante e joystick adquiridos.

Figura 6: Pedais adquiridos e desenvolvidos.

Figura 7: Joystick de baixo custo utilizados.

No artigo "3D simulation as training tool in container terminals: The TRAINPORTS simulator", de Agostino G. Bruzzonea e Francesco Longo, é abordado um simulador 3D construído para simular 4 tipos de equipamentos: um guindaste do modelo Ship to Shore, uma máquina para transportar cargas do modelo Straddle Carrier e o caminhão conhecido como Terminal Tractor. De acordo com o tipo de equipamento, foi criado um ambiente de simulação diferente, com seus componentes específicos, conforme Figuras 8 e 9. Foi também implementado uma área de análise das simulações (Figura 10), para poder observar condições de operação e possíveis melhorias a serem implementadas, além de visualizar condições de maior atenção. [4]

Figura 8: Ambiente de simulação imersivo.

Figura 9: Ambiente de simulação.

Figura 10: Sala de análise de simulação.

[1] HERMES, Fabricio Simoes Fonseca; TAVARES, Isabelli Sasdelli; ESTORK, Nefi Augusto de Nobrega. Rograma para testagem de Joystick e Software de simulação em ambiente 3D para Reach Stacker. 2021. Disponível em: https://sites.google.com/view/ifsc-projeto-rs/introdu%C3%A7%C3%A3o. Acesso em: 21 nov. 2021.

[2] TAVARES, Isabelli Sasdelli. Relatório Final de Estágio Obrigatório. Itajaí: 2021. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1pm4YBX7M-Du0bMCwW1S0VA5ubMThyOsJ/view. Acesso em: 18 fev. 2022.

[3] RIBEIRO NETO, Albino. SIMULADOR VISUAL DE REACH STACKER UTILIZANDO RECURSOS DE REALIDADE VIRTUAL. 2014. 140 f. Tese (Doutorado) - Curso de Engenharia Civil, Univeridade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2014. Disponível em: https://pantheon.ufrj.br/bitstream/11422/13409/3/Albino_Ribeiro_Neto_mestrado.pdf. Acesso em: 22 nov. 2021.

[4] G.BRUZZONE, Agostino et al. 3D simulation as training tool in container terminals: The TRAINPORTS simulator. 2013. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0278612512000672?casa_token=NFu2nEbq7TIAAAAA:oYms_7y_N70PncNM9yFn69WdF_18ZaXLq2nuag-JlTMiQ9pRz75rFG8vJ7oOMEo5sJjf5ZqZjRo. Acesso em: 21 dez. 2021.