Robot Laberinto - Fase 4
Hernando
Garcia LLanos
Yeison Stiven Henao Ramirez
Carlos José Mora
INTRODUCCIÓN
A LA INGENIERÍA ELECTRÓNICA - 3744
Introducción
En esta cuarta etapa de
nuestro proyecto Robot Laberinto, se darán a conocer varios aspectos que
ayudarán a entender mejor su funcionamiento, su lógica y de manera
comprensible, las acciones que realizará al enfrentarse con diferentes
situaciones en el laberinto; se analizará el código de programación
implementado para el movimiento del robot, el driver usado para los motores y
enlaces externos, todo esto se revisará por medio de este informe con el motivo
de poder apreciar los resultados de estos avances.
Contenido
1. DESCRIPCIÓN
DEL DRIVER: características
2. DIAGRAMA
DE CONEXIÓN
3. DIAGRAMA
DE FLUJO
4. IMÁGENES
DEL MONTAJE
5. FUNCIONAMIENTO
DE LOS MOTORES
6. CONCLUSIONES
7. VIDEO
DE DEMOSTRACIÓN
1.
Descripción Del Driver
El driver L298N es un
dispositivo que permite controlar el sentido de funcionamiento de motores a una
corriente de salida por canal de hasta 2A. Este módulo cuenta con un disipador
de calor acorde a las características de este driver, sus características de
diseño le permiten un rendimiento anti-interferencia excepcional, puede llegar
a trabajar hasta con un nivel de tensión de entrada de 46V, aunque por
cuestiones de seguridad se recomiendo usar niveles de tensión algo debajo de
este valor límite. Puede llegar a manejar un motor paso a paso de dos fases y
cuatro fases, o dos motores de corriente continua. Este módulo incluye un
regulador de voltaje 78M05 para obtener la energía de alimentación del
dispositivo, sin embargo, cuando se superan los 12V, se sugiere usar una fuente
de poder externa de 5V como fuente de alimentación digital y deshabilitar el
jumper de 12V. Este módulo tiene gran capacidad de filtrado de ruido, cuenta
con un diodo de protección ante corriente inversa, haciendo que su funcionamiento
sea más estable y fiable.
CARACTERÍSTICAS:
● Controlador: L298/ Doble Puente H
● Interfaz de potencia: 7V~46V
● Corriente máxima: 2A por canal
● Voltaje de control: 5V
● Nivel de entrada de señal de control:
Nivel alto 2.3V <= Vin <= Vss
Nivel bajo: -0.3V <= Vin <= 1.5 V
● Corriente de control: 36mA
● Potencia de salida: 25W
● Luces indicadoras: Encendido, control, dirección
● Temperatura de operación: -20°C ~ +135°C
DIAGRAMA DE CONEXIONES
Este es el diagrama de conexión,
el cual muestra una descripción gráfica de todas las conexiones internas en la
estructura electrónica del robot de laberintos. Se pueden observar las
conexiones que tiene el Arduino con el driver(puente H), los sensores y los
LEDs. Además, se puede observar que los motores que dan movilidad al robot se
encuentran conectados al driver.
Todos
los componentes electrónicos del robot están conectados al
microcontrolador(Arduino) por medio de los pines que trae este último, esto con
motivo de que al momento de programar la plaqueta de Arduino, el algoritmo
establecido para las funciones del robot sea transmitido por medio de señales
eléctricas a cada una de las partes conectadas al microcontrolador para que así
se cumpla el objetivo principal del robot que es resolver laberintos de manera
correcta; estas señales eléctricas regulan y dan orden de funcionamiento a: la
intensidad de brillo de los LEDs, el comportamiento de los sensores, y el
funcionamiento de los motores.
DIAGRAMA DE FLUJO
Este
es el diagrama de flujo que representa el algoritmo utilizado para programar
tanto los sensores y los motores que se encuentran conectados al driver. En
este diagrama se definen aspectos como lo son la dirección el la cual el robot
se moverá, la velocidad del robot y el
funcionamiento de los sensores. se le da una función específica a cada uno de
los pines en los cuales se encuentran conectados los sensores y el driver. También, se prevén diferentes situaciones que el robot podría enfrentar,
por ejemplo, si el robot detecta una distancia mayor o igual a 15 cm seguirá su
curso hacia adelante; si la distancia es menor a 15 cm significa que hay una
pared obstaculizando, por lo que el robot parará, retrocederá y analizará en
primera medida el camino de la derecha y si no hay una distancia menor a 15 cm
en dicho camino, éste girará en sentido derecho, de lo contrario girará en
sentido izquierdo; otra opción cuando la distancia es menor a 15 cm, significa
que posiblemente hay una pared al frente, a la izquierda o a la derecha de
donde se encuentra el robot, por lo que este último parará, retrocederá, dará
un giro de 180 grados y seguirá su curso según sea la dirección.
IMÁGENES DEL MONTAJE (Resistente,
firme, completo)
Se puede observar el
robot ensamblado hasta el momento, se incorpora el driver y las diferentes
conexiones en el microcontrolador; la estructura del robot se encuentra
resistente y sólida.
FUNCIONAMIENTO
DE LOS MOTORES
El Motorreductor amarillo para carritos y
compatible para proyectos con Arduino es un dispositivo electromecánico que te
permite reducir la velocidad a un alto par.
¿Cómo funciona el
motorreductor?
El Motorreductor es un elemento que opera
internamente a través de un juego de engranes, en el cual este mismo está
acoplado al eje del motor eléctrico, teniendo como resultado una disminución de
velocidad.
ESPECIFICACIONES
TÉCNICAS Y CARACTERÍSTICAS
● Voltaje de alimentación: 3 a 9 volts
●
Corriente de consumo desde: (100
a 150) mA
●
Velocidad sin carga @ 5 volts: 190
RPM
●
Relación de transmisión: 50:1
●
Torque de salida @ 5 Volts: 0.1715
Nm Aprox
●
Diámetro del eje de salida: 5.3
mm aplanado a 3.6
●
Temperatura de operación: 10
°C a 50°C
●
Peso: 50
gramos
●
Color: Amarillo
●
Excelente tracción sobre una gran variedad de
superficies
● Motorreductor con eje dual
● Dirección del eje: Bidireccional
CONCLUSIONES
En esta fase se describió el
funcionamiento del robot basándose en las características de sus partes, en
esta ocasión se centró en las descripciones correspondientes a los motores y el
driver, para comprender la información de forma intuitiva, se encuentra un
diagrama de flujo y conexiones, también se dieron a conocer las características
del driver usado para este robot.
Luego se presentó el diagrama de flujo
de la programación del robot, con el cual es posible comprender un poco más a
fondo el funcionamiento del robot al momento de desplazarse por una superficie
recta, esta información incluye el movimiento, giros, posibles situaciones que
pueda enfrentar y la forma de responder a estas diferentes situaciones. De la misma manera se presenta el diagrama de
conexión que muestra todos los enlaces de interacción entre los componentes
electrónicos del robot.
Por otra parte, se muestran algunas
imágenes del robot en las que se puede conocer cuál es su estado final,
apreciando su estructura, elementos y conexiones. Por último, se presenta un corto video que
constata el funcionamiento del robot hasta la fecha. Se espera tener un mayor
avance en las futuras fases, para así lograr el objetivo de elaborar un robot
que resuelve laberintos eficazmente.
ENLACE al video
Video
del robot en funcionamiento:
https://drive.google.com/file/d/1RUrYBVwvMa8Mun6Oc4GUaaXvnhHCmEK2/view?usp=sharing
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