De los sistemas mecatrónicos

Carro seguidor de línea

Dentro de los sistemas mecatrónicos más interesantes se encuentran los robots, maquinas autónomas diseñadas para cumplir una tarea específica.

Un carro seguidor de línea lo podríamos definir como la unión de varias tecnologías como lo son mecánica, sensores y electrónica, con la correcta implementación de cada una podemos obtener resultados sorprendentes...

Pues bien para muchos estudiantes su primer proyecto robótica pueden ser el tan conocido carro seguidor de línea. "Cosas de Mecatrónica" te trae el proceso de diseño y construcción de un carro seguidor de línea, para que superes esta etapa y puedas seguir con proyectos mucho mas desafiantes.

1 MECÁNICA

• CHASIS

El chasis del carro seguidor de línea es la estructura destinada a brindarnos la movilidad, para su construcción se debe elegir un material resistente (acrílico, madera, lámina metálica, etc.) que soporte el peso de la batería, el sistema de control, los motores y los sensores. El diseño del chasis determina el ancho, largo y alto del carro.

• MOTORES

Los motores muestran la potencia y la velocidad con que se va a mover el carro, se suele utilizar motores con caja reductora que nos garanticen un buen torque, para el carro se necesitan dos motorreductores.

• RUEDA LOCA

La dirección del carro en la curvas y en las rectas se encuentra guiada por una rueda loca se coloca en la parte trasera del chasis.

• LLANTAS

Las llantas deben ser preferiblemente de caucho, garantizando buena adherencia a la pista.

• BATERIA

Al momento de escoger la batería es necesario saber a que voltaje y a que amperaje se va a trabajar, los elementos que consumen mayor amperaje en el carro son los sensores y los motores; con a mayor voltaje obtenemos mayor velocidad para los motores.

Teniendo estos componentes ahora hay que dar rienda suelta a la imaginación para diseñar una estructura resistente, llamativa y liviana con las cargas bien distribuidas.

2 SENSORES

En el artículo Sensor infrarrojo con detector de tonos puede implementar un sensor con frecuencia modulada y libre de interferencias.

Los sensores ópticos del carro son las entradas de señal de ellos depende el movimiento de los motores del carro.

• SENSOR ÓPTICO AUTO-REFLEX

En un artículo anterior se mostro un sensor infrarrojo con un seguidor de voltaje, en este articulo vamos a trabajar con un transistor 2N3904 (NPN) en reemplazo del seguidor de voltaje.

ESTADO SENSOR LED INDICADOR SALIDA SEÑAL COLOR DE LA PISTA

Sensa Apagado 3,8V Blanco

No sensa Encendido 0V Negro

En el artículo de Sensor infrarrojo pueden informarse acerca del LED INFARROJO, EL FOTODIODO, LAS RESISTENCIAS; en el presente artículo veremos:

¿Por qué un transistor 2N3904?

El transistor está compuesto por una base, un emisor y un colector:

Base: Se encuentra precedida por una resistencia de 1KΩ a 1/2W recomendada por el fabricante para que llegue la corriente adecuada a la base y esta pueda ser excitada.

Emisor: Se conecta a 0V

Colector: Se encuentra precedido por un LED INDICADOR con su respectiva resistencia y está conectada a 5V.

En el momento que a la base llega corriente esta conmuta y hace unión entre el colector y la base haciendo que el LED INDICADOR encienda y se obtenga un voltaje en la señal de salida (3,8V).

• ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL

Para la realización del carro seguidor de línea necesitamos de cuatro sensores:

- 2 sensores, fieles a la línea negra

- 2 sensores, el carro se detiene en el cuadro negro

Los sensores se deben ubicar en la estructura del carro, ojala con un sistema para su desplazamiento y graduación de altura tanto del emisor como del receptor.

3 ELECTRÓNICA

• CONTROL DE VOLTAJE

Si se trabaja con una batería de 12V ó superior a 5V es necesario utilizar reguladores de voltaje. Los sensores y circuitos integrados que controlan el carro consumen 5V y como se tiene una batería superior a 5V se utiliza un regulador de voltaje puede ser un 7805 con su respectivo disipador.

Por el pin 1 entra el voltaje de la batería, el pin 2 va a 0V de la batería y por le pin3 obtenemos 5V.

• ACONDICIONAMIENTO D E SEÑAL

La finalidad de este proyecto es la de un carro seguidor de línea negra en fondo blanco si evaluamos la tabla que nos entrega los sensores, estos censan cuando están en color blanco, la mayoría de la pista es de color blanco, sería mejor acondicionar la señal para

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