UNA PRACTICA - ROBOT SEGUIDOR DE LINEA.

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  Carrito seguidor de línea

Electrónica Analógica. Otoño 2016    

Dr. Roberto Carlos Ambrosío Lázaro

                             Cázares Sánchez Giselle

                            González Loera Oscar

                            López Núñez Iván

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CARRO SEGUIDOR DE LÍNEA

OBJETIVOS:

•Obtener un seguidor de línea que siga un camino marcado con líneas negras utilizando solo compuertas lógicas.

•Conocer más acerca de la electrónica, así como analizar las ventajas y desventajas de los robots.

•Aplicar los conocimientos obtenidos en el curso para lograr que un dispositivo siga una trayectoria marcada por líneas.

INTRODUCCION:

Hoy en día en las empresas de mayor reconocimiento mundial, en algunos organismos políticos, en recintos históricos e incluso religiosos podemos observar la actividad y trabajo de robots; maquinas hechas por el hombre que se encargan de facilitar o incluso realizar completamente las tareas humanas de mayor riesgo, peligro y esfuerzo. Tareas que para el hombre resultan difíciles, cansadas e incluso mortales, tareas que necesitan más de una persona lo cual económicamente genera gastos, las empresas u organismos de cualquier índole lo que buscan hoy en día es reducir gastos, pero no disminuir la calidad de sus trabajos o productos. Es con esto que surge un problema no tan grave, ya que contamos con recursos tan modernos que nos permiten acceder a mecanismos fáciles de manejar, construir y adquirir. Como estudiantes del nivel superior(universidad) consideramos que es necesario presentar alternativas que puedan satisfacer las necesidades antes planteadas, nuestro proyecto presenta un “robot seguidor de línea” ya que a lo largo de la vida el ser humano ha querido explorar ciertas cosas las cuales son peligrosas para él, por eso se ha hecho la necesidad de crear este tipo de robots para depositar en el algunas tareas e interpretaciones de señales buscadas por el hombre, y que al momento de captarlas, dicho robot pueda llegar a su punto departida y enviar la información que es buscada..

MARCO TEORICO:

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. En este caso usaremos como chasis la propia protoboard (fig. 1) que también contendrá el circuito.

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Fig 1. protoboard como chasis

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 moto-reductores (fig. 2).

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Fig 2. Motorreductor

RUEDA LOCAL

La dirección del carro en las curvas y en las rectas se encuentra guiada por una rueda local que se coloca en la parte trasera del chasis (fig. 3).

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Fig 3. Rueda local

LLANTAS

Las llantas deben ser de acuerdo al tamaño del prototipo armado, y de un material que garantice buena adherencia a la pista (fig. 4).

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Fig 4. Llantas

BATERIA

Al momento de escoger la batería (fig. 5), es necesaria conocer el voltaje y el amperaje con el que se va a trabajar. Los elementos que consumen mayor amperaje en el carro son los sensores y los motores; con mayor voltaje, obtenemos mayor velocidad para los motores.

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Fig 5. Batería de 9V

SENSORES

Los sensores ópticos del carro (fig. 6) son las entradas de señal de ellos depende el movimiento de los motores del carro.

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Fig 6. Sensor óptico.

Todos los seguidores de línea basan su funcionamiento en los sensores. Sin embargo, dependiendo de la complejidad del recorrido, el robot debe ser más o menos complejo (y, por ende, utilizar más o menos sensores). Los seguidores más simples utilizan 2 sensores, ubicados en la parte inferior de la estructura, uno junto al otro. Cuando uno de los 2 sensores detecta el color blanco, significa que el carro está saliendo de la línea negra por ese lado. En ese momento, el carro gira hacia el lado contrario hasta que vuelve a estar sobre la línea. Esto en el caso de los seguidores de línea negra, ya que también hay seguidores de línea blanca. Las 2 maneras más comunes de armar los seguidores de línea son: OPAMPS (Amplificadores Operacionales), o con simples transistores trabajados en su zona de saturación. Esto dependiendo de la complejidad con la que se quiera armar el circuito. Podemos utilizar un micro controlador para realizar las funciones de control o guardar en él la forma del recorrido por una pista. También sirve como escaneado eléctrico.

CNY70

El CNY70 es un pequeño dispositivo con forma de cubo y cuatro patitas que aloja en su interior un diodo emisor de infrarrojos que trabaja a una longitud de onda de 950 nm. y un fototransistor (recetor) estando ambos dispuestos en paralelo y apuntando ambos en la misma dirección, la distancia entre emisor y receptor es de 2.8 mm. y están separados del frontal del encapsulado por 1 mm. En la figura 7 vemos la disposición interna del CNY70 mirando el encapsulado desde arriba, así pues, tenemos el diodo emisor de infrarrojos a la izquierda y el fototransistor a la derecha.

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Fig 7. Disposición interna del CNY70

Funcionamiento del CNY70:

El fototransistor conducirá más, contra más luz reflejada del emisor capte por su base. La salida de este dispositivo es analógica y viene determinada por la cantidad de luz reflejada, así pues, para tener una salida digital se podría poner un disparador Trigger Schmitt y así obtener la salida digital, pero esto tiene un problema, y es que no es ajustable la sensibilidad del dispositivo y los puntos de activación dehisterisis distan algunos mili voltios uno del otro (ver explicación en el esquema de la LDR). Para solventar este problema muestro el siguiente circuito basado en un amplificador operacional configurado en modo comparador, en la salida del circuito obtendremos una señal cuadrada lista para su interconexión con la entrada de cualquier µControlador.

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