Proyecto Final

Laboratorio N°14-15-16

Proyecto Final
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 

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