INTEGRANTES:
- GROVER PACASI BENAVENTE
- ALFREDO MAMANI HUALLPA
- JUAN CARLOS LOZA TEJERINA
El proyecto consiste en realizar un robot seguidor de
línea. Nuestro objetivo es hacer un seguidor de línea que pueda seguir una
pista cerrada con una combinación de líneas rectas y curvas.
El circuito modelo para nuestro seguidor de línea será
esta:
Introducción.-
Se denomina robot a aquel circuito motorizado que sea
capaz de tomar decisiones mediante sensores.
Los robots son capaces de realizar el trabajo del hombre
en menor tiempo ya que estos no presentan cansancio realizando un trabajo
constante logrando mayores beneficios dentro de una organización.
Por tanto un robot seguidor de línea puede ser la base
para construir robots mucho más completos que puedan facilitar el trabajo del
hombre.
Si se habla de edifico inteligentes nada raro que estos
edificios presentes robots que se encarguen del aseo de los departamentos
secuencialmente. Los pacillos podrían presentar una marca transparente que
indique el camino que debe recorrer el robot para realizar un aseo ordenado sin
tener que usar una programación interna para la toma de decisiones.
Material y métodos.-
Lista de todos los componentes
electrónicos y herramientas utilizadas:
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Componentes electrónicos
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Herramientas
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Transistor BC547
Transistor BD140
Transistor BC557
Resistencia 10KΩ
Resistencia 680Ω
Resistencia 2.2kΩ
Placa de pruebas
Placa de circuito impreso
Cables
Terminales
2 motores de 3V
Batería de 9V
Fotodiodos
Led infrarrojo
Relé de 5V
Cloruro férrico
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Cautín
Estaño
Pomada para soldar
Pinza de corte y presión
Taladro
Base de aluminio
Gotita
Llantas de carrito
Embace o bajilla (ambas no metálicas)
Marcador indeleble
Hilo de costura
Perforadora para placas
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Conceptos básicos:
Sensores.- nuestro robot es capaz de detectar las líneas
gracias a los sensores. Existen variedad de sensores, para nuestro caso usaremos
los más comunes los sensores infrarrojo IR.
Este sensor IR está comprendido
por un led infrarrojo y un fotodiodo
Led infrarrojo: Este tipo de
receptores son la contraparte de los emisores,
encargados de recibir la luz infrarroja y convertirla en un voltaje
análogo, estos cuentan con un filtro de
luz de día, por eso es su color aparentemente negro, lo cual indica que reciben menos
interferencia de cualquier fuente de luz externa
Transistores.-
Un transistor es un aparato que funciona a base de un
dispositivo semiconductor que cuenta con tres terminales, los que son
utilizados como amplificador e interruptor. Una pequeña corriente eléctrica,
que es aplicada a uno de los terminales, logra controlar la corriente entre los
dos terminales.
Los transistores que usaremos son:
- Transistor BC557
- Transistor BC447
- Transistor BD140
Resistencia.- Una resistencia
tiene la finalidad de limitar el paso de corriente
Las resistencias que usaremos
son:
- Resistencia de 680Ω
- Resistencia de 2.2kΩ
- Resistencia de 10kΩ
Motores.- El
motor es un parte esencial para el robot
si se trata de competencias. Si se trabaja con un motor de una buena revolución
con una buena potencia y a las ves
consume poca tensión, tendremos unos motores ideales para nuestro robot.
Pasos
del método que se siguió:
1.
Emulación en la tarjeta de pruebas.
Antes de todo lo primero que se realizo fue armar el circuito
del robot en la placa de pruebas, esto para percatarnos de que no existe ningún
error en interpretar la funcionalidad de cada elemento electrónico dándole
consistencia y coherencia.
2.
diseño y quemado de placas.
Realizamos un prototipo del diseño del circuito de
acuerdo a nuestra conveniencia (entre más pequeña posible mucho mejor).
Empezamos a realizar un réplica del diseño prototipo en
la placa virgen con el marcador indeleble(es recomendable especificar las
entradas de tensión +/-).
Posterior a esto realizamos la mezcla del cloruro férrico
con el agua en un recipiente, posterior a esto introducimos la placa con el
diseño en el recipiente tomando todas las consideraciones para un buen quemado
de placa.
3.
soldadura y montaje de los componentes.
Teniendo ya la placa grabada debemos revisar que no
exista alguna impureza o mal grabado de nuestro circuito
La soldadura se la debe realizar con mucha concentración
y orden ya que algún error podría dañar el grabado haciendo un corto o
provocando una soldadura fría.
4.
trabajando con los motores.
Generalmente se debe hacer uso de nuestro ingenio para
adaptar los motores con las llantas, una de las formas más usadas es usando
engranajes. Nosotros emplearemos esta técnica para la combinación de motor y
llanta.
5.
la rueda loca.
Existen varios materiales con las que se puede
realizar una rueda loca. Para nuestro caso usamos una de las partes de una casetera (la ruta de
cinta).
Este punto lo considero el más importante ya que los
sensores para su mejor funcionamiento se deben considerar la ubicación entre
las mismas, la ubicación en el chasis del carrito, y la distancia de la
superficie.
Lo primero que debemos hacer es comprobar el estado óptimo
delos sensores. En la imagen se muestra como se debe realizar la prueba de los
sensores IR. Sabemos que la luz infrarroja no es perceptible a la vista humana,
pero con una cámara cualquiera podemos ver
que esta enciende como lo vemos en la imagen
El objetivo es que ambas llantas giren cuando el sensor
detecte línea negra, y esto se lo logra fácilmente en el protoboard pero al
implementar los sensores en el chasis del carrito se nos presenta varios
problemas, entre estas esta:
·
La posición influye en los sensores IR
·
La conexión de los sensores al circuito
mediante cables. La longitud del cable influye en la sensibilidad de los
sensores
6.
armado y ensamblaje.
Una vez cumplido con los anteriores pasos empezamos con
el armado de todos los componentes en una base, para nuestro caso en una base
de aluminio.
7.
uso del relé.
Una vez terminado el armado nos presentamos con un
problema, las baterías que usamos no llegaron a alimentar como se deseaba a los
motores y el carrito no pudo levantar el peso que poseía. Vimos muchas opciones
como usar unas baterías de ms tensión pero esto implicaba subir las
resistencias en el circuito para proteger elementos como los sensores y
transistores, inclusive esta modificación podría variar el funcionamiento del
circuito. Por tanto se nos hizo más conveniente usar un par de relés. Los relés
serán usados para darle fuerza a las llantas. Cuando el sensor detecte línea
negra los relés serraran el circuito (img_0) haciendo que los motores giren.
Al final con o sin relé nuestro robot cumplirá la
misma función de seguir líneas.
Resultados.-
El armado del circuito en el protoboard no trajo muchas complicaciones,
fue de fácil elaboración e implementación ya que solo se trabaja con 3 pares de
transistores, 3 pares de resistencias, 2 pares de relé y un par de sensores IR.
Pero en el momento de implementar nuestro circuito en el
chasis (si es que así se puede llamar)
del carrito se empezaron a complicar las cosas.
Una de las fallas fue en las llantas, los motores no
pudieron levantar al carrito. Pero ese problema se solucionó con un par de relés.
Otra falla fue en los sensores IR, tuvimos que buscar una
buena posición para estos en el chasis del carrito.
Otro problema de muy fácil solución fueron las baterías.
Se deben usar una baterías que aparte de ser de 6V tengan una buena corriente
(se recomienda usar baterías recargables ya que se harán muchas pruebas para
tener buenos resultados).
Estos fueron los problemas más relevantes que se nos presentó.
Pero a la final llegamos a tener los resultados que deseábamos.
Conclusión.-
Al finalizar este laboratorio puedo concluir que si bien
se realizó en seguidor de línea de fácil implementación, este proyecto parte
como una base de la robótica inclusive nos abre las puertas para ver las
puertas de la robótica avanzada.
La implementación y mejora de este proyecto podría traer
grandes beneficios para nuestra sociedad. Uno de estos proyectos podría ser un
robot que controle el estado de un edificio inteligente (como guardias
patrulleros), podríamos hacer que recorran todos los pasillos del edificio.
Hablar de la automatización es hablar del presente,
tenemos los materiales, lo único que debemos hacer es reciclar. Obviamente es más
fácil comprar todo ya hecho pero se siente bien cuando tú lo haces con tus
propias manos.
El proyecto me sirvió de mucho. La electrónica es un
campo bastante interesante y combinados con la informática se pueden realizar
maravillas que aún no se han creado.
