Robot seguidor de lineas negras con 6 transistores Hoy vengo a postear mi versión, se que hay muchas versiones de este robot, con PICs, circuitos integrados, transistores.... Esta versión solo usa 6 transistores
Descripción: He aquí un diseño súper simple para montar un rastreador de líneas básico con 2 sensores CNY70 y componentes discretos de fácil compra en cualquier comercio de electrónica. En el esquema mostrado se puede apreciar cómo funciona el circuito, el led emisor del sensor CNY70 se alimenta a través de una resistencia R1 de 680 Ω, cuando una sup erficie reflectante como el color blanco de la superficie por donde se moverá el rastreador, refleja la luz del led emisor, el fototransistor contenido en el sensor CNY70 baja su resistencia interna entre Colector y Emisor con lo l o cual conduce la corriente que hace que también entre en conducción c onducción el transistor Q1 que estaba polarizado a masa por medio de la resistencia R2 de 10 KΩ. Q2 sirve para invertir la seña l para que de este modo se desactive el motor cuando ve blanco y se ponga en marcha cuando ve negro el sensor, con lo que al activarse Q1 hace que se active Q2 cortando a Q3 con el, ya que este ultimo estaba activo porque esta polarizado por R3, con lo cual lo que ha pasado es que la salida del motor se a desactivado cuando el sensor a detectado una superficie reflectante, en estado de reposo la salida estará siempre activa y Q3 conduciendo. Los 2 circuitos se pueden alimentar con 4 pilas normales de 1,5V puestas en serie con lo que se o btienen 6V, dependerá del consumo de los motores elegir pilas o baterías más potentes.
Montaje: El robot se compondrá de un circuito que podremos hacer fácilmente con una placa de topos o de prototipos o usando los fotolitos expuestos y este tendrá dos circuitos exactamente iguales uno para cada sensormotor e irán cruzados con lo que el sensor izquierdo actuara sobre el motor derecho y el sensor derecho sobre el motor izquierdo tal como se muestra en la ilustración. Los motores tienen que ser de corriente continua y habrá que fabricarles una reductora si no disponen de ella para mover las ruedas, contra mas grandes sean las ruedas, mas velocidad alcanzara el robot, aunque no hay que pasarse con el diámetro de estas porque si no en las curvas se saldrá de trayectoria, unos 6 cm. es lo ideal. Los sensores irán dispuestos mirando al suelo y a unos 2 o 3 mm de separación desde el suelo a la superficie del sensor y la separación entre ambos sensores será para que quede dentro de la línea negra que vayamos a usar como trayectoria. En mi montaje he utilizado dos servos trucados de manera que queden solo los motores CC con la reductora o sea sin circuito de control pero se puede usar cualquier motor de CC de unos 5 o 6 voltios y que no consuma demasiado para no agotar las pilas o baterías demasiado deprisa. El trazado lo podremos hacer sobre una cartulina blanca y para trazar las líneas usar cinta aislante negra, tener cuidado en no hacer curvas demasiado cerradas ya que si el robot es muy veloz (ruedas grandes) se saldrá de la trayectoria por inercia y al sacar los 2 sensores fuera de la línea no volverá a entrar (recordemos que este sistema no es micro controlado) por lo que haremos algunas pruebas antes de trazar el camino final.
Funcionamiento: Pondremos el robot en la superficie de fondo blanca y lo alimentaremos, como los dos sensores están activos los motores permanecerán parados, ahora empujaremos em pujaremos el robot hasta la línea de trayectoria negra, al entrar uno de los sensores con la línea negra este hará que el motor del lago contrario empiece a funcionar con lo que el robot entrara por si solo en la trayectoria, cuando tenga los dos sensores viendo negro los 2 motores estarán en marcha con lo que el robot avanzara en línea recta, ahora bien si el llega a una cu rva y supongamos que el sensor izquierdo sale de la línea negra entonces provocara que el motor del lado contrario (motor derecho) se desactiva con lo cual el robot girara a derecha (como un tanque) entrando de este modo en la línea negra otra vez... para el caso contrario pasa lo mismo pero con el otro motor y sensor. Funcionamiento del circuito El led infrarrojo y el fototransistor forman el sensor infrarrojo, que puede ser sustituido por un sensor CNY70. El fototransistor y la resistencia de 10KOhm s forman un divisor de voltaje...
Al detectar el color blanco: el fototransistor baja su resistencia, haciendo entrar en conduccion a Q1 y haciendo entrar en conducción a Q2, pero Q2 y la resistencia de 2K2 forman un divisor de tensión, entonces al entrar en conducción Q2, polariza positivamente la base de Q3, pero como Q3 es PNP, pues no conduce.
Al detectar el color negro: El fototransistor aumenta su resistencia varios miles de mega ohmios, haciendo que ahora la resistencia de 10K polarize negativamente a Q1 entrando en corte. Como Q1 estará en corte, Q2 también, aumentando su resistencia unos miles de ohms, entonces la resistencia de 2K2 ahora polarizará negativamente a Q3 entrando en saturación y haciendo girar el motor.
Como ven, el circuito es simple
Fototransistor = Fotodiodo + Transistor
Un fototransistor es, en esencia, lo mismo que un transistor normal, sólo que puede trabajar de 2 maneras diferentes: - Como un transistor normal con la corriente de base (I B) (modo común) - Como fototransistor, cuando la luz que incide en este elemento hace las veces de corriente de base. (I P) (modo de iluminación). Se pueden utilizar las dos en forma simultánea, aunque el fototransistor se utiliza principalmente con la patita de la base sin conectar. (I B = 0) La corriente de base total es igual a corriente de base (modo común) + corriente de base (por iluminación): I BT = IB + IP Si se desea aumentar la sensibilidad del fototransistor, debido a la baja iluminación, se puede incrementar la corriente de base (I B), con ayuda de polarización externa El circuito equivalente de un fototransistor, es un transistor común con un fotodiodo conectado entre la base y el colector, con el cátodo del fotodiodo conectado al colector del transistor y el ánodo a la base. El fototransistor es muy utilizado para aplicaciones donde la detección de iluminación es muy importante. Como el fotodiodo, tiene un tiempo de respuesta muy corto, solo que su entrega de corriente eléctrica es mucho mayor. En el gráfico se puede ver el circuito equivalente de un fototransistor. Se observa que está compuesto por un fotodiodo y un transistor. La corriente que entrega el fotodiodo (circula hacia la base del transistor) se ampli fica β veces, y es la corriente que puede entregar el fototransistor. Nota: β es la ganancia de corriente del fototransistor.
Puntos y características Se deben hacer 2 placas idénticas Se deben usar 2 sensores CNY70, CN Y70, o en su defecto, 2 leds infrarrojos y 2 fototransistores La línea negra de puede hacer con cinta aislante sobre un fondo blanco. Los sensores deben estar a 5mm del suelo, o se puede ir testeando hasta que funcione correctamente. Los sensores deben estar a una distancia considerable, pueden ser unos 8mm se separación, uno del otro. Los motores pueden ser de los que hay en los carritos a pilas o servos. Se puede alimentar con 6v para un funcionamiento optimo Q3 puede sustituirse por un TIP32 en cada placa. Si el robot se desea para seguir líneas blancas, se puede sustituir Q3 por transistores NPN como el TIP31 Colocación de motores y sensores:
Asi como se ve en el intento de imagen, la placa 1 debe ir conectada al m otor 2 y viceversa. Cada motor controla una rueda, la rueda debe se der de unos 6cm de diametro, y debe llevar una 'rueda loca' para que pueda girar libremente el robot. Los motores deben ser para soportar el peso de la pila y el chasis. Se recomienda hacer el chasis de carton o similar, para no esforzar a los motores m otores
MATERIALES UTILIZADOS -R1 = 680 ohm -R2 = 10K -R3 = 2.2K 2k2 -Q1 = BC547 NPN -Q2 = BC557 PNP -Q3 = BD140 PNP, o también también BD136 BD136 PNP -2 servomotores trucados ( o cualquier tipo de motores exepto steper motors) -2 llantas de goma -1 rueda loca -2 diodos Ir led , El led infrarrojo y el fototransistor puede ser sustituido por los 2 sensor CNY70 -2 fototransistor OPT1 CNY70 -1 bateria de 6 voltios o 9 voltios aumentar mas la resistencia led, o tb batería batería de celular
