Microcontrolador Arduino

El hardware que se expone en esta memoria se ha realizado desde cero. El material con el que se ha contado consta de:

Soporte:  Se trata de una estructura de montaje y apoyo para el resto de elementos.

Permite la estabilidad y el mejor manejo del conjunto de elementos, ya que evita que estos se separen o se dañen. Se ha diseñado con Fusion360 y reproducido usando una impresora 3D.

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Simulador del Soporte

Motores:  Se trata de dos motores de corriente continua de la marca DAGU Hi-Tech Electronic Co, con denominación DG02S Mini DC Gear Motor, que funciona con una tensión nominal de 3V a 6V. El motor tiene incorporada una caja reductora de velocidad con una reducción de 48:1 y unos encoders con sensores de tipo efecto hall que permiten conocer la velocidad de giro del motor.

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Las principales características de este motor son:

⋅ Voltaje: 3V - 6V ⋅ Sin corriente de la carga: 200mA

⋅ Corriente de parada: 3A a 6V (1.5A a 3V)

⋅ Relación de caja de cambios: 48: 1

 ⋅ Velocidad de la rueda: 65rpm a  3V descargado (Recomendado)

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Motor y Ruedas

 Ruedas: Se trata de una rueda de 65mm de diámetro, con neumático de caucho negro. El buje consiste en un taladro ciego para el eje con un tornillo prisionero con cabeza allen para fijar el conjunto eje rueda.

 Encoders de motores:  Los encoders de DAGU, son un simple complemento para cualquier robot con ruedas que pueden ayudar a medir la velocidad o la distancia a la que el chasis viaja. Cada encoder de la rueda consta de un disco que tiene 4 imanes de neodimio, con protección de goma y un sensor de efecto Hall terminado con cables de 150 mm y cabezales de servo de 3 pines hembra. Estos codificadores de rueda requieren una tensión de alimentación de 3-24V con una corriente de alimentación de 4mA.

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Características:

⋅ Tensión de alimentación: 3-24V

 ⋅ Corriente de suministro: 4mA por sensor

⋅ Voltaje de salida: 26V Max ⋅ Corriente de salida: 25mA

⋅ Salida de encoder: drenaje abierto con protección contra cortocircuitos.

Unidad Microcontroladora: ARDUINO UNO(ATmega328P) Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares. El hardware consiste en una placa con un microcontrolador y puertos entrada/salida. El software consiste en un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje de programación y el cargador de arranque que es ejecutado en la placa. El entorno de desarrollo integrado libre se puede descargar gratuitamente. La unidad microcontroladora será la que se encargue de recibir todos los datos disponibles de los sensores y realizar los cálculos para decidir la señal de control que tiene que enviar a los motores, para así mantener el equilibrio.

Características generales:

⋅ Microcontrolador: Atmega380

⋅ Tensión operativa: 5V

⋅ Tensión de entrada(recomendada): 7-12V

⋅ Tensión de entrada (limites): 6-20V

⋅ Pines de entrada/salida digitales: 14(de los que 6 proporcionan salida PWM)

⋅ Pines de entrada analógica: 6

⋅ Corriente continua por Pin E/S: 40mA

⋅ Corriente continua para el Pin 3.3V: 50mA

⋅ Memoria Flash: 32KB de los que 0.5KB son usados por el bootloader

⋅ SRAM: 2KB ⋅ EEPROM: 1KB ⋅ Frecuencia de reloj: 16MHz

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Entradas y salidas digitales: Están situadas en la parte de arriba de la placa, van del 0 hasta el 13. La señal digital puede estar a nivel bajo a 0V y nivel alto a 5V. (LOW o HIGH).

Salidas PWM: Son los pines 11, 10, 9, 6, 5 y 3, marcados con el carácter . Se denominan señales PWM (Pulse Width Modulation) a un tipo de señal de voltaje utilizada para enviar información o para modificar la cantidad de energía que se envía a una carga. Este tipo de señal es muy utilizada en circuitos digitales que necesitan emular una señal analógica. Son de tipo cuadrada o sinusoidales en las cuales se le cambia el ancho relativo respecto al período de la misma, llamado ciclo de trabajo (Duty cicle).

Entradas analógicas: Son los pines A0, A1, A2, A3, A4 y A5 (analog in). Transforman una señal de 0 a 5V en un número que va de 0 a 1023. (porque usa un conversor analógico-digital de 10bits).

Pines de alimentación:

∙ GND: Son los pines a tierra de la placa, el negativo.

∙ 5v: Por este pin suministra 5v

∙ 3,3v: Por este pin suministra 3,3v

∙ Vin: Voltaje de entrada, por este pin también se puede alimentar la placa.

∙ RESET: Por este pin se puede reiniciar la placa

∙ IOREF: Sirve para que la placa reconozca el tipo de alimentación que requieren los shields También podemos encontrar el pin AREF, este pin sirve para variar la referencia del voltaje, diferente a 5v, y que así el conversor analógico-digital funcione a otra tensión. Se utiliza la función analogReference(). También están el conector USB, para cargar el programa y alimentar la placa; y el conector de alimentación, para alimentarla.

2.6 Placa Shield Ardumoto El escudo Ardumoto es un controlador de dos motores. Aquí está una vista anotada del escudo, destacando los pines y los componentes importantes:

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Escudo Arduimoto

El escudo Ardumoto requiere cuatro pines de Arduino para su control: 3, 11, 12 y 13. Cada motor utiliza dos pines - uno para la dirección, el otro controla la velocidad.

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Mientras el escudo Ardumoto está unido a un Arduino, estos pines no deben estar conectados a otra cosa. Al lado de cada una de las salidas del motor hay un par de LEDs azules y amarillos, que indican la dirección de giro de su motor.

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