Grupo 10. seguidor en linea
Proyecto final
202042337 - David Jacobo Portilla Caicedo - david.portilla@correounivalle.edu.co
202040362 - Joan Steban Luna Uribe - luna.joan@correounivalle.edu.co
202040342- Juan Felipe Ruales Noguera- ruales.juan@correounivalle.edu.co
202041046- Alison Fernanda Sarmiento Mejia - Alison.sarmiento@correounivalle.co
Universidad del Valle, Facultad de ingeniería
Introducción a la ingeniería electrónica – 710100 M
Asfur Barandica
En el presente informe presentamos la fase 1 del proyecto
final de la asignatura de Introducción a la Ingeniería Electrónica, nuestra
propuesta es un robot seguidor de línea, el siguiente contiene una breve
definición y objetivo del robot, especificaciones acerca de los componentes que
utilizaremos para construir dicho proyecto y el funcionamiento de cada uno de
estos, los criterios que se tuvo en cuenta
para seleccionar dichos materiales, los costos que tiene cada uno de sus componentes,
presentamos los planos de este proyecto cumpliendo con los lineamientos
definidos en el reglamento del concurso
Latinbot y el concurso Ecuatoriano de robótica, con el fin de irnos relacionando
con este proyecto.
Los robots seguidores de línea son robots muy sencillos, que cumplen una única misión: seguir una línea marcada en el suelo normalmente de color negro sobre un tablero blanco (normalmente una línea negra sobre un fondo blanco).
Todos los rastreadores basan su principio 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).
1. componentes a usar en robot
- Board de control
- Driver de motores
- Motores
- Ruedas
- Sensores
- Chasis
- Cables de conexión
- Batería o fuente de poder
2. funcionamiento de sus partes
Arquitectura
del Robot Seguidor de Línea:
Las partes principales que conforman a un robot
seguidor de línea son el chasis o carcaza, sensores, microcontrolador, motores,
llantas y componentes electrónicos, buscando tener como resultado un modelo que
sea ligero, compacto y de bajo consumo de energía.
Board de control:
Es el cerebro del robot! normalmente este cerebro es programable y este toma las señales de los sensores, las procesa y envía ordenes a los actuadores, actualmente las más usadas en academia son las board Arduino, particularmente la arduino UNO, en esta board es donde vamos a programar el funcionamiento del robot, en el caso de este robot seguidor de linea primero vamos a programar una lógica básica, en nuestro caso usaremos la board arduino UNO.
Chasis:
Existen gran variedad de materiales para el diseño de
los robots seguidores de línea como lo son el plástico, aluminio, aleaciones de
latón y en algunas ocasiones se puede llegar a utilizar madera. Es necesario
poner atención a la resistencia, peso y capacidades mecánicas del material a
utilizar.
Sensores:
Este tipo de robot utiliza sensores ópticos los cuales
se encargan de detectar la cantidad de luz reflejada por una superficie. El
sensor está conformado por un LED emisor infrarrojo, el cual genera luz en el
espectro infrarrojo, este emisor hace rebotar la señal sobre la superficie que
se encuentra sensando mientras que un optotransistor es el encargado de recibir
la luz reflejada. Este sensor posee un filtro de luz con la finalidad de evitar
perturbaciones por luz ambiente.
Comparadores de Señal:
Las señales que envían los sensores son análogas y
estas deben de ser convertidas a su forma digital, para que el microcontrolador
pueda hacer el manejo de las señales de una manera más sencilla. Es por ello
que se utilizan comparadores de señal, capaces de convertir una señal análoga
en una señal digital, en función de una señal de referencia. El circuito
integrado LM339 es un amplificador operacional cuádruple, el cual está
específicamente diseñado para funcionar como un comparador de alta precisión,
rápida respuesta y bajo consumo.
Driver de motores:
El robot requiere de circuitería capaz de controlar y
suministrar la potencia necesaria a los motores del robot, esa es la función
principal de los Drivers, se encargan de recibir las señales de control
provenientes del microcontrolador, entregando a su salida una señal
equivalente, pero de mayor potencia capaz de controlar al motor. Arduino no
puede suministrar esta corriente, para esto se usan los drivers, con Arduino la
forma más sencilla de hacerlo es usando shields que son tarjetas que se
ensamblan sobre las board Arduino, el driver a usar va a depender de la
potencia que se requiera.
Motores:
Son los que proporcionan el movimiento, y depende de
la velocidad que deseemos que tenga el robot y el peso que vaya a mover los
podemos seleccionar, una de las opciones más usadas en seguidores de línea de
alta velocidad son los micromotores HP en relación 10:1 y 30:1, ya que tienen
una excelente relación torque velocidad.
Ruedas:
Son muy importantes porque le dan la tracción al robot
y su relación de tamaño nos da la velocidad y la fuerza, muchas veces se pueden
encontrar ruedas que están diseñadas para un motor especifico esto hace que sea
más fácil acoplarlos entre sí, en nuestro caso usaremos unas ruedas para
micromotor todo terreno.
Cables de conexión:
Son los encargados de transportar la energía y los
datos, así que con los cables conectamos los motores, los sensores y las
baterías. los cables normalmente van desde el cerebro hacia los drivers y
sensores, el largo del cable va a depender de la distancia que se requiera para
hacer la conexión y el calibre (grueso) va a depender de la energía que se
requiera así para sensores tenemos calibres entre 22AWG a 26AWG y para motores
y baterías de 22AWG hacia abajo, en este caso entre menor sea el calibre más corriente
puede soportar.
Baterías:
Son las que le dan energía al robot, sin estas él no
podría moverse, las hay de muchos tipos y tamaños las de litio tienen una mejor
relación de tamaño y potencia, pero son algo más caras y requieren un cargador
y manejo especial, si estamos empezando con robótica se aconseja usar baterías
AA o AAA recargables que son fáciles de usar y es posible que en casa tengas un
cargador.
3. Costos materiales
|
Articulo |
Cantidad |
Valor |
Total |
|
Cargador Bateria Lipo 1s 1 Celda - 3.7v Multiple Entrada X 5 Negro |
1 |
$15,000.00 |
$15,000.00 |
|
Bateria Lipo Turnigy Nano-tech 3.7v 1s 950 Mah 25-50c |
1 |
$24,000.00 |
$24,000.00 |
|
Batería LiPo 3.7V
(1S) 850mAh 25C |
1 |
$23,000.00 |
$23,000.00 |
|
Interruptor Pequeño Metalico para Protoboard
2.54mm para Protoboard 2.54mm |
1 |
$300 |
$300.00 |
|
termoencogible 20 mm x 25 mm para proteger motor |
2 |
$100 |
$200.00 |
|
MOTOREDUCTOR 3-9V 48:1 (0.5 kG) |
2 |
$6,000.00 |
$12,000.00 |
|
Rueda 65Mm amarilla Para Motorreductor
48:1 Carro Robot Arduino |
2 |
$4,000.00 |
$8,000.00 |
|
Rueda Loca 1" - 2.54 cm de Diámetro Blanca |
1 |
$2,500.00 |
$2,500.00 |
|
Arduino Uno R3 + cable USB |
1 |
$20,000.00 |
$20,000.00 |
|
Separador / Espaciador plastico Teflon M3X12 mm |
4 |
$300 |
$1,200.00 |
|
Separador / Espaciador plastico Teflon M3X25 mm |
2 |
$400 |
$800.00 |
|
Separador/ Espaciador Plastico Teflon M3X35 mm |
4 |
$500 |
$2,000.00 |
|
Sensores de Linea TCRT5000 |
2 |
$6,000.00 |
$12,000.00 |
|
Micro servo SG90 |
1 |
$7,000.00 |
$7,000.00 |
|
Driver Puente H
L298 L298n Arduino |
1 |
$10,000.00 |
$10,000.00 |
|
Cable / Jumper Dupont Macho Hembra 20 cm UNIDAD |
10 |
$200 |
$2,000.00 |
|
Cable / Jumper Dupont Macho Macho 20 cm xUNIDAD |
15 |
$200 |
$3,000.00 |
|
Cable / Jumper Dupont 10 cm Macho Hembra xUNIDAD |
4 |
$200 |
$800.00 |
|
Portabateria pila cuadrada 9V Sin conector |
1 |
$2,500.00 |
$2,500.00 |
|
Protoboard SYB-46 270 Puntos Blanca |
1 |
$6,000.00 |
$6,000.00 |
|
CHASSIS |
1 |
$25,700 |
$25,700.00 |
|
TOTAL |
$178,000.00 |
5. Estructura:
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