Sankakkei-Bot, Seguidor de linea, Fase 2

Introducción:

En esta fase se hablara acerca del sistema de alimentación, El cual se podría definir como la manera en la cual se conduce y regula la energía a los diferentes componentes del robot, haciendo uso de diferentes componentes y reguladores, los cuales distribuyen y optimizan de manera eficiente la corriente eléctrica.

Especificaciones:

MOTORREDUCTORES:

Voltaje de operación: 3v-12v (recomendado 6v-9v)

- Velocidad: 3v = 80 rpm / 5v=120 rpm / 9v= 300 rpm

- Torque máximo: 2 kg/cm

- Consumo: 80-100 mA

- Caja reductora plástica (piñoneria): 1:48

- Dimensiones: 6.5 x 2.3 x 1.8 cm

- Peso: 35 g

ARDUINO NANO:

- Microcontrolador: Atmega168 ( Arduino Nano V3.x)

- Voltaje Operativo: 5v

- Voltaje de Entrada: 7 – 12v (Recomendado)

- Pines de Entradas/Salidas Digital: 14 (6 son salidas PWM)

- Pines de Entradas Análogas: 8

- Velocidad del reloj: 16 MHZ.

BATERÍAS RECARGABLES:

-Baterias 18650

-1800 mAh (Máximo)

- Voltaje nominal por celda: 3,7V  

PUENTE H:

-Circuito Integrado principal: L298N

-Corriente pico de operación: 4 Amperios

-Corriente constante de operación: 2 Amperios

-Voltaje de alimentación de motores: hasta 46 volts

PAQUETES ARMADOS:

-Paquete 1:

   -2 Baterías 18650 conectadas en serie con 1800 mAh de capacidad máxima.

-1 Bms controlador de carga y descarga para la seguridad de las baterías.

-Voltaje nominal de 6V (Mínimo), 8V (Máximo).

-Paquete 2:

-3 Baterías conectadas en serie con 1800 mAh de capacidad máxima.

-1 Bms  controlador de carga y descarga para la seguridad de las baterías.  

-Voltaje nominal de 9V (Mínimo), 12V (Máximo)

Implementación del sistema de alimentación del Robot:

ARDUINO NANO:

El arduino se alimenta directamente de la celda de batería que es capaz de entregar un voltaje nominal de 8V-6V de manera directa, por el conector DC barrel plug de la plaqueta, haciendo funcionar el dispositivo luego de su programa ser cargado en el microcontrolador.

PUENTE H L298N:

Se alimenta por el puerto de 5V que entrega el Arduino (Out), que a su vez se encuentra conectado con el paquete de 2 celdas que entrega 8V-6V.

MOTORREDUCTORES:

Cada uno de estos motores se ven conectados al Puente H, que se alimenta por el paquete de 3 celdas, y es capaz de suministrar un voltaje nominal de
12 V-9 V manejando su polaridad por el Puente H.

Sistema de alimentación con voltaje, capacidad de almacenamiento de energía, dimensiones, protecciones:

- Se utilizaron 2 paquetes de alimentación:

- Uno a 6v para conexión directa con Arduino.

- Y otro que entrega 12v-9v al puente H, con fines de alimentación en los motores.

- Baterías recargables 18650, reutilizadas y probadas antes de su uso, hechas de ión de litio, 1600 mAh de capacidad mínima y 1800 mAh de capacidad máxima con modo de circuito en serie

- Con el fin de proteger el sistema de alimentación del robot, se cuenta con un dispositivo BMS el cual carga y descarga de manera simultánea y balanceada por cada celda de los paquetes.

- Las baterías están envueltas en un material termocontraible para su protección.

- Las dimensiones de cada paquete son:

 *Paquete 1:

 4x7x2

 

 *Paquete 2: 

 6x7x2 cm

Programacion de Arduino:

Características con importancia para el diseño:

- El peso de los diferentes componentes va principalmente orientado hacia la punta del robot, esto con el fin de tener un peso equilibrado en todo el robot y así evitar desbalances provocados por el impulso de los motores, generando una leve inclinación hacia adelante.

- Se hizo uso de una plataforma de madera Triplex encima de la lámina principal, con el fin de mejorar la estabilidad y reducir la flexibilidad del material galvanizado. Además esta brinda estabilidad en la zona inferior del robot a la par que sirve de aislante para la lámina.

- Se añadió una rueda tipo Roll On para mejorar la movilidad y reducir el impulso del robot, es una rueda de apoyo que ayuda a dar firmeza y estabilidad presentando la misma fuerza de arrastre hacia cualquier dirección, siendo capaz de girar en ángulos de 360°

Arduino controlando el encendido de dos leds a partir de la interacción con dos pulsadores:

https://drive.google.com/file/d/157VSRb_eCgR6fGI4j2nHyxAbRkVHrZl0/view 

Conclusiones:

Se concluye que el sistema de alimentación es fundamental en el robot, ya que sin el no funcionaria, a la hora de escoger el sistema de alimentación se descarto la opción de utilizar baterías no recargables, ya que al momento de agotarse, solo se desechan y se necesita comprar otras nuevas, ademas de que su durabilidad es mínima, así se implemento un nuevo sistema de alimentación enérgica utilizando baterías de tipo Ion de litio, ya que estas son recargables, se utilizaron sistemas de protección para evitar averias en el circuito o una posible situacion de peligro para los visores u operadores del automata, con ayuda del BMS se disminuye la probabilidad de que las baterias exploten cuando esten cargando y descargando voltaje de manera simultanea y ademas elimina diferentes riesgos a corto y largo plazo y aumenta considerablemente la vida útil del robot Sankkakei. La elaboración de este sistema ayudo al acercamiento con la plataforma Ardiuno, ya que con esta se aprende a programar el robot. Con el ejercicio de encender LEDS se aprende la capacidad del Arduino en la elaboración y programación del robot.

Autores: Alejandro Tobón (202042902) Julian Meneses (202042970) Jhoan López (202040454)