Seguidor de lineas.

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INTRODUCCION

Hoy en la actualidad diversas actividades  que el hombre realizaba antes físicamente o personalmente por así decirlo, ahora está siendo  sustituido por robots que les han facilitado actividades que suelen ser peligrosas, por pone un ejemplo en el caso de detección de bombas usan carrito similares a los seguidores de línea, con esto podemos decir que tamos dependiendo más de la tecnología, claro sabiéndolo utilizar trae beneficio a la sociedad en general

         En este pequeño proyecto detallamos la construcción de un pequeño Robot seguidor de línea blanca pintada sobre un fondo negro, a partir del cual pudimos aplicar todas nuestras habilidades y conocimientos de electrónica.

Los robots se describen según la dificultad que tenga,  podemos encontrar  robots que solo  siguen una línea,  hasta robots  que resuelven laberintos, hacer un robot de esto  llevar tiempo, pero el tiempo no lo podemos comparar con todo el aprendizaje que  podemos  adquirir.

 Todos ellos, poseen   partes básicas  como sensores, motores y fuentes de energía, mismos de lo que se habla en la práctica.

ANTECEDENTES

En el ámbito de la electrónica una de sus aplicaciones más apasionantes es la robótica. En esta se puedan realizar diferentes tipos de modelos, entre ellos se encuentra un seguidor de línea que se clasifica dentro de la robótica móvil. La tarea fundamental de un móvil seguidor de línea es su desplazamiento en un entorno que será conocido y de la misma manera otro que será desconocido, por lo tanto será necesario que nuestro móvil seguidor de línea contenga tres funciones fundamentales: la locomoción (nivel físico), la percepción (nivel sensorial) y la decisión (nivel de control).

Entre uno de los antecedentes de un móvil seguidor de línea, encontramos que han sido utilizados como transporte para cargas, algunos más avanzados como desactivadores de explosivos, y en la exploración de terrenos no aptos para las personas. Otra aplicación destacable se encuentra en un sofisticado puerto de descarga en Inglaterra, en donde la carga proveniente de los barcos se transporta en robots móviles del tamaño de un autobús, siendo esta operación totalmente controlada.

El Arduino Due es una placa electrónica basada en el SAM3X8E Atmel ARM Cortex-M3 CPU. Es la primera placa Arduino basado en un microcontrolador ARM núcleo de 32 bits¹.

Sensor Óptico Reflectivo QRD1114. Es un sensor infrarojo muy utilizado en minirobótica para la detección de líneas en robots sumo o seguidores. Tanto el emisor como el receptor están encapsulados en un empaque de 6.10 x 4.39 x 4.65 mm., con la ventaja de que ya están alineados. Es el reemplazo para el CNY-70².

Puente-H – SN754410 El SN754410 es un controlador en Puente-H capaz de controlar motores DC de alto voltaje usando niveles lógicos (TTL a 5V), desde 4.5V hasta 36V a 1A de corriente de forma continua³.

OBJETIVOS

• Conocer el manejo de la placa arduino Due en este proyecto.
• Considerar el manejo de un móvil seguidor de línea que siga su curso en una línea blanca sin salirse de ella.
• Aprender el manejo del sensor óptico reflectivo QRD1114, así mismo  del puente-H – SN754410.
• Mediante la programación adecuada el móvil seguidor de línea seguirá ciertas instrucciones

MATERIALES:

• Una placa de arduino due.
• 3 Resistencias de 100 k.
• 2 Moto reductores.
• 3 Sensor optoreflectivo infrarojo (QRD1114).
• Un driver SN754410 (Puente H 1Am).
• Un paquete de pin macho.
• 2 Llantas (con adherencia).
• Una base de carro.
• Un tubo de estaño.
• 1 barra de silicón.
• Una rueda loca.
• Pegamento kola-loka.
• Un protoboard
• Un metro de cable utp.
• Un LED

HERRAMIENTAS:

• Un cautín
• Pinzas de corte y pinzas de  punta.
• Pistola de silicón.

DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA.

Primer  paso: 

Se  tomó la base del carro y en la parte de atrás se colocaron los moto reductores ajustándolos  con un poco de silicón (pegar los motores), posteriormente  se pegaron las llantas de tracción en los motores,  con un poco de kola-loka ajustando  adecuadamente, después en  la parte de enfrente (abajo) se colocó la rueda loca pegando con el pegamento (kola-loka) alineándolo adecuadamente  (para equilibrar el peso), luegocon el protoboard  se pegó con un poco de silicón, en la parte de arriba de la base del carro.

Segundo paso: 

Se hicieron las pruebas y conexiones para probar el driver, en el cual se colocó el driver  SN754410, este driver o puente h, tiene  una configuración de conexión el cual es:

El pin número 1 y 16 (enable, vss) son para conducir la alimentación  de cada lado del driver, el pin 2, 15, 7 y10(Input 1,Input 2,Input 3 e Input 4) son para accionar los motores,  el cual Input 1 e Input 2 son de un motor al igual queInput3 e Input 4 de otro motor, los pines 4, 5, 13 y 12 (GND) son salidas a tierra ,los pines 3, 6, 11 y 14(Output 1, Output 2 ,Output 3 y Output 4) son para alimentar los motores ,Output 1 y Output 2 son de un lado al igual que Output 3 y Output 4 del otro como se muestra  (Figura 1).

Bueno se comenzó cortando 4 trozos de cable (de 10cm)  utp y sacándoles punta con la pinzas de corte, para posteriormente soldarlos en cada salida de los Moto reductores, al terminar,se comenzo a trabajar  en el protoboard (anteriormente se coloco el drive), sobre  el se puso un puente junto los lados positivos y negativos, haciendo esto se cortaron mas cables para juntar las salidas a tierra del pin 3 y 4 para el lado negativo del protoboard, esto mismo se hizo en otro lado del driver en los pines 13 y 12,  despues cada punta del primer  motor se conecto a Output 1y al Output 2 y el segundo motor Output 3 y  Output 4. Después se comenzaron hacer las pruebas para ver si los motores funcionaban correctamente. En el cual la prueba fue en conectar el Input 1 a voltaje positivo del protoboard, al hacer este un motor comenzó a girar y posteriormente se  fue probando cada Input.

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Figura 1.

NOTA: el driver SN754410 tiene la misma configuración que el driver L293D ya que son el mismo puente h, pero con una ligera característica el SN754410 genera un 1Am de corriente de salida.

Tercer paso: se hizo  una prueba en la placa de arduino due, un  sensor optoreflectivo infrarojo (QRD1114), un LED y sobre el protoboard, para comprobar su funcionamiento y checar su forma de conexión.

Se cortaron 12 trozos cables de 20cm, para luego soldarlos en cada pata de los sensores QRD1114, luego en el otro extremo del cable, se soldaron un pin macho (los pines se obtuvieron  después de sacar los del paquete con una pinza) por cada pata del sensor. Después se comenzó a trabajar en la placa de arduino due para ello se instaló un programa o software (Arduino) en la computadora.

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Figura 2.

En la placa de Arduino due contiene salidas analógicas y digitales, las cuales utilizamos para nuestra prueba fueron las analógicas, además  contiene diferentes entras para la computara donde se utilizan el software Arduino para poder programar, para alimentarse con tiene entradas de plug y una entrada para pin hembra.

Bueno comenzamos con un  sensor (QRD1114), para ello identificamos que en su composición, hay un LED  de color trasparente (receptor) y otro de color negro (emisor), el receptor es la salida, tomando esto en cuenta y con el diagrama (Figura 2). Con esto se inició la conexión en el protoboard se colocó una resistencia de 100k un extremo en el voltaje positivo de protoboard y el otro extremo se conectó una pata del sensor (VCC), el cual es el LED de color negro (emisor ) y  la otra pata alado negativo del protoboard. Después  arriba del carrito se acomodó y ajusto  la placa de arduino due, de modo de  que no estorbara al protoboard, con las patas sobrantes que eran del LED receptor, una se conectó en el lado negativo del protoboard  y la otra en la placa de arduino due en elpin hembra (numero 8),luego con un LED(la pata larga es positivo y la corta es negativo), la pata positiva se conectó en el pin hembra (numero 13) y la otra pata al pin hembra(GND que esta alado del pin 13), también se conectaron con trozo de cable del protoboard(lado positivo y negativo) a los  pines hembras(GND , 5V) de la placa arduino el cual esto se hizo para alimentar el circuito que está en el protoboard  . Y por último se conectó la placa arduino due  ala pc. Donde se elaboró un código en el software Arduino 1.5.8 BETA donde este programa obtenía del sensor una señal analógica (se distingue por un 0 o 1) el si era un 1 se permitía prende el LED pero si recibió un 0 el LED se apagaba, el cual la dinámica era lo siguiente, cuando el sensor (QRD1114) captaba algo blanco se prendía  el LED y se pagaba si captaba algo oscuro.

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