Laboratorio N°14-15-16
Proyecto Final
Carrito seguidor de linea
Carrito seguidor de linea
1.- Competencias especificas
- Utilizar al microcontrolador en aplicaciones de control electrónico.
- Desarrollar y ejecutar programas en un microcontrolador PIC
- Programar y configurar interfaces básicas del microcontrolador.
2.- Marco Teórico
En este proyecto se intentará mejorar el sistema de detección de un
seguidor de líneas, pasando de los sensores de infrarrojos a un sensor CCD.
En el mundo de la robótica, cuando hablamos de un robot seguidor de
línea se piensa en un dispositivo que, utilizando unos fotodiodos, va siguiendo
una línea negra sobre un fondo blanco. La reacción de estos fotodiodos es muy
rápida y, por tanto, si se dispone de un buen dispositivo de control, el robot
se mueve rápidamente por el mapa siguiendo ágilmente la línea. Este tipo de
robots son muy populares y se pueden realizar verdaderas maravillas utilizando
pocos recursos.
Estos tipos de robots se caracterizan porque son capaces de seguir un
camino trazado por una línea. Esta línea normalmente es de un color que
contrasta con el color del resto del suelo, es decir, si la línea es negra, el
suelo será blanco, y viceversa. Debido a su facilidad de implementación, estos
robots son los que normalmente se utilizan para introducirse en la robótica, y
se les suele llamar el “Hello World” de los robots, siguiendo la analogía con
el “Hello World” típico de los lenguajes de programación.
Estos robots pueden
variar desde los más básicos (van tras una línea única) hasta los robots que
recorren laberintos. Todos ellos, sin embargo, poseen (por lo general) ciertas
partes básicas comunes entre todos:
Sensores: Un
rastreador detecta la línea a seguir por medio de sensores. Hay muchos tipos de
sensores que se pueden usar para este fin; sin embargo, por razones de costos y
practicidad, los más comunes son los sensores infrarrojos (IR), que normalmente
constan de un LED
infrarrojo y un fototransistor, la línea a seguir, puede ser de color negro con fondo
blanco o línea blanca con fondo negro y dependerá de la configuración
electrónica con la cual se arme el circuito de dichos sensores.
Motores: El robot
se mueve utilizando motores. Dependiendo del tamaño, el peso, la precisión del
motor, entre otros factores, éstos pueden ser de varias clases: motores de corriente continua, motores paso a paso o servomotores.
Ruedas: Las ruedas
del robot son movidas por los motores. Normalmente se usan ruedas de materiales
anti-deslizantes para evitar fallas de tracción. Su tamaño es otro factor a
tener en cuenta a la hora de armar el robot.
Fuente de energía: El
robot obtiene la energía que necesita para su funcionamiento de baterías o de
una fuente de corriente alterna, siendo esta última menos utilizada debido a
que le resta independencia al robot.
Tarjeta de control: La
toma de decisiones y el control de los motores están generalmente a cargo de
un microcontrolador. La tarjeta de control contiene dicho elemento, junto a
otros componentes electrónicos básicos que requiere el microcontrolador para
funcionar.
3.- Puente H L293D
Un Puente en H es un circuito electrónico que
generalmente se usa para permitir a un motor
eléctrico DC girar en ambos sentidos, avance y retroceso.
Son ampliamente usados en robótica y como convertidores de potencia.
Los puentes H están disponibles como circuitos integrados,
pero también pueden construirse a partir de componentes discretos.
4.- Sensor infrarrojo TFK138
Particularmente, el sensor infrarrojo es un dispositivo optoelectrónica
capaz de medir la radiación
electromagnética infrarroja de los cuerpos en su campo
de visión. Todos los
cuerpos emiten una cierta cantidad de radiación, esta resulta invisible para nuestros ojos pero no para estos aparatos electrónicos, ya que
se encuentran en el rango del espectro justo por debajo de la luz visible.
5.- Arduino uno
Arduino es una plataforma de desarrollo basada en una placa electrónica de hardware libre que incorpora un microcontrolador re-programable y una serie de pines de tipo hembra, con los cuales se pueden realizar conexiones entre una amplia gama de sensores o dispositivos que se pueden clasificar como dispositivos de carácter analógicos o de carácter digital.
Entre las características de hardware que podemos encontrar en la version UNO (version estándar) de la plataforma Arduno, encontramos:
3.- Caracteristicas Tecnicas.
- Microcontrolador: ATmega328
- Voltaje operativo: 5V
- Voltaje de Entrada: 7-12V
- Pines E/S digitales: 14 (De las cuales 6 son salidas PWM)
- Pines de entrada analógicas: 6
- Memoria flash: 32 KB (ATmega328) de los cuales 0,5 KB es usado por Bootloader
- SRAM: 2KB (ATmega 328)
- EEPROM: 1KB (ATmega328)
- Velocidad de reloj: 16 MHZ
6.- Procedimiento
- Diseño de la simulacion en Proteus
- Diseño de la placa en software PCB Wizard, escogiendo todos los componentes necesarios.
- Impresion del circuito en papel couche con la ayuda de una impresora laser.
- Cortar la placa fenolica, para susecivamente proceder con el planchado junto con el circuito impreso.
- Se revisa si la impresion aderio a la placa fenolica antes de quitar el papel remojandolo en agua.
- Se introduce la placa en acido ferrico hasta que la capa de cobre no requerida se elimine por completo.
- Se procede a perforar la placa con la ayuda de un taladro y la soldadura de los componentes.
- Se dibujó la base del carrito en MDF, para poder colocar los motores y el PCB.
- Me hizo las conexiones finales como alimentacion con una bateria de 9VDC, los motores a la placa y las llantas.
8.- Video
Simulacion en Proteus
Código Arduino
Prototipo
