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Riobamba - Ecuador
23-07-2018
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Angel Rodrigo Guanga Huerta estudiante de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH), Ecuador. Los estudios primarios lo realizaron en la escuela Dr. Nicanor Larrea de la ciudad de Riobamba. A sus 11 años empieza sus estudios secundarios en el colegio Camilo Gallegos para posteriormente culminarlos en el Colegio Experimental Pedro Vicente Maldonado en el que se graduó en la carrera de Físico Matemático. Realiza sus estudios en la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo para obtener la Ingeniería en control y Redes Industriales, su correo académico
[email protected] .ec.
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Presentación
El presente documento, fue realizado para dar a conocer el trabajo realizado por estudiantes de la carrera de Ingeniería en Control y Redes Industriales de la Facultad de Informática y Electrónica perteneciente a la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo de la ciudad de Riobamba, Ecuador, con la finalidad de llevar a cabo un proceso de aprendizaje real en la elaboración del robot laberinto para la participación en el concurso internacional de robótica Riobamba 2018, esto para fomentar en los estudiantes, en la elaboración de los robot laberintos no solo de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo sino también de Colegios y Universidades. Este documento fue creado para las personas que estén interesadas en este tipo de temas les resulte fácil la comprensión de como elaborar el robot laberinto, dando énfasis al manejo de algoritmos para desplazamiento en áreas tipo laberintos, manejo de sensores y partes constitutivas del robot a implementarse en el presente proyecto.
En los momentos de crisis, sólo importante que el conocimiento
la
imaginación
es
más
Albert Einstein
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Índice 1
RESUMEN: ______________________________________________________ 4
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PLANTEA MIENTO DEL PR OBLEMA: ______________________________ 4
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OBJ ETIVOS ESPE CIFICO: ________________________________________ 4
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OB J E T I VOS G E N E R A L : __________________________________________ 4
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HIPÓTESIS: _____________________________________________________ 4
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INTRODUCCIÓN: ________________________________________________ 5 6.1
HISTORIA DE LAS COMPETICIONES
6.2
OBJETIVO PRINCIPAL ______________________________________________ 7
________________________________ 5
7 S E C C IÓ N DE ME TODOLOG ÍA _____________________________________ 7
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“Robot Laberinto, Ciudad Riobamba, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, (2018-07-23)”
Por: Angel Guanga Huerta Alex Paucar
Correo electrónico:
[email protected] [email protected] Estudiantes en Control y Redes Industriales
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RESUMEN:
El siguiente documento se realizó, para presentar la elaboración de un robot móvil capaz de encontrar la salida, utilizado Dentro de la Semana de la Ciencia Tecnología, Emprendimiento e Innovación, del 27 al 29 de junio en el recinto Ferial de la Quinta Macají a nivel local, nacional e internacional. Para la materia de Robótica Industrial. El cual fue desarrollado con sensores infrarrojos, motores, puente h, ruedas, una batería de alimentación de 12 V, placa y el programa Arduino, Mediante un algoritmo el robot se pueda desplazar dentro de un laberinto tomando la mejor decisión y la ruta más corta, implementando el control del robot móvil, donde incluye control de los motores, acondicionamiento y manejo de los sensores que nos permite recolectar información del entorno que se está moviendo el robot. Con la información que nos da los sensores podemos realizar un programa que sea capaz de encontrar la salida de un laberinto. 2
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
Crean un robot móvil capaz de encontrar la salida de un laberinto en el menor tiempo posible. 3
OBJETIVOS ESPECIFICO:
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OBJETIVOS GENERAL:
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Desarrollar un robot que sea auto suficiente y pueda en encontrar la salida en el menor tiempo posible y que no se golpee con las paredes de un laberinto prediseñado ya que resta puntos cada vez que el robot toca las paredes. Construir un robot laberinto, que funcione mediante sensores usando componentes electrónicos. Construir un robot auto suficiente, que pueda ser capas de realizar la tarea en el menor tiempo posible.
Solucionar el problema planteado anterior mente, por medio de la construcción de un robot laberinto.
HIPÓTESIS:
Una de nuestras funciones consistirá en realizar la modulación del PID para aumentar la eficiencia de los sensores que se verán afectados por la iluminación externa. Añadido a esto, también utilizaremos nuestros conocimientos en proteus y lo aplicaremos al mismo para el diseño de nuestro robot a elaborar. Puesto que la finalidad de nuestro robot-laberinto consistirá en
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realizar el menor recorrido y a la vez en el menor tiempo posible de forma autónoma para lograr salir de un laberinto evitando chocar con las paredes, lo que nos hace pensar que su aplicación se daría en el campo de la minería o también como robot espía, Tam bién puede plantearse como proyecto piloto para ayudar a un invidente en su recorrido de una cierta trayectoria, y simplificando la misma, etc. 6
INTRODUCCIÓN:
Los robots son máquinas programables que cumplen con una tarrea especifica por se creador o programador con la finalidad de facilitar las actividades diarias del hombre por lo que se puede considerar que ¨ Los robots actuales son obras de ingeniería y como tales concebidas para producir bienes y servicios o explorar recursos naturales¨ El documento desarrollado a continuación trata sobre los “Robots de laberinto” o “Robots de Micromouse”. El trabajo está desarrollado por dos estudiantes de la ESPOCH ara la asignatura de Robótica Industrial. El fin principal de este trabajo es aportar una base con la que enfrentarse al desarrollo de un robot de laberinto. Durante todo el texto abordamos diversos temas relacionados con este tipo de robots. Empezamos desarrollando el trabajo dando unas pinceladas de historia acerca de las competiciones que se han realizado tanto a nivel nacional como internacional. Obviamente necesitamos algún método para salir del laberinto. Finalmente aportamos unas conclusiones y consejos para que quien lo desee pueda realizar un robot sin tener los mismos problemas que nos ocurrieron a nosotros. 6.1
HISTORIA DE LAS COMPETICIONES
Las competiciones del robot laberintos surgieron a finales de l os 70, fue a partir de los 80 cuando empieza la forma de competición que conocemos actualmente. [1]
1977 La revista IEEE introdujo el concepto de la micromouse. En mayo de 1977, espectro anunció el “Concurso de Micromouse Increíble” que se celebró en 1979 en Nueva York. Hubo 15 competidores acabando alrededor 6000entradas iniciales. Cuando se realizó el concurso, el ganador fue un seguidor de pared de alta velocidad. [2] [1]
1980 El profesor Juan Billinsley, de la escuela politécnica de Portsmouth, introdujo la primera competición europea se celebró en Londres en Euromicro y modificó las reglas, consiguiendo que las competiciones sean parecidas a las de la actualidad. Había 200 co nsultas y 100 entradas, pero sólo 9 ratones en la final. Donde Sterling ratón Nick Smith obtuvo el primer lugar y el único para encontrar el centro. [3] [1]
1981 En la exposición micro de París hubo cinco micromouse, el primer lugar fue para el ratón Esterlina, alcanzando la meta en menos de 3 minutos. [4] [1] En la segunda competición británica de micromouse, Dave Woodfield consiguió un tiempo de 47 segundos, proclamándose campeón. Esterlina consiguió un segundo lugar con 1min 37sec. [1]
1982 La final de Britania tubo 82 Euromouse y se llevo a cabo en el mes de abril de aquel año. De un campo de siete finalistas obteniendo el primero y segundo lugar Alan Dibley. [2] [4]
1985
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El primer país en realizar competencia mundial celebrado en Tsukuba, Japón. Laberintos fueron enviados a un número de países alrededor del mundo con el fin de fomentar las entradas. Una amplia gama de ratones de todo el mundo compitió. El campeón del mundo fue Noriko-1 de Japón. [1] [3]
1986 Los E.E.U.U. hicieron su primera competición, celebrada en Atlantic City. [1]
1987 El Campeonato de Micromouse IEE en Londres vio 13 micromice compitiendo. El ganador fue Dave Otten que logró ganar ambos primero y segundo premio con ratón de Mitee I y II de Mitee ratón. Este fue también el año del primer concurso de Singapur. [5]
1989 El Campeonato de Reino Unido de IEE, celebrada en julio en Londres fue ganado por los miembros de un equipo de Singapur que se llevó 6 de los 8 lugares. Los tres de los mejores ratones estaban dentro de una segunda mitad de cada uno. Más adelante ese año, en octubre, llegó el concurso internacional Micromouse de Singapur. Los ratones locales de Singapur tomaron cinco de los siete lugares. [2] [1]
1992 El séptimo concurso anual de micromouse de IEE se celebró en Londres. Nueve ratones funcionaron. [1] [2]
1999 – 2000 Fue celebrado en la Universidad de Nevada en Reno. El equipo ganador, compuesto por Nathan Mariels, Wen Phan, Jeff Chan y Crystal Yee regresaron con el chasis del ratón del año pasado, armado con un nuevo sensor y algoritmo de solución de problemas. [4] [1]
2000 – 2001 Esta competencia se realizo en el estado de California, tres equipos de micromouse fueron a Sacramento. [4] [1]
2001 – 2002 Seis equipos participaron este año, y cinco viajaron a la reg ión 6 de la competencia al estado de California [1]
2002 – 2003 En ese año contaron con siete equipos de micromouse. La región 6 de la competencia se llevó a cabo en la Universidad del Pacífico. [4] [1]
2003 – 2004 Nueve equipos hicieron proyectos ese año. Universidad Estatal de San Francisco acogió la competición regional. [1] [5]
2004 – 2005 El concurso de micromouse regional se realizó en la Universidad de Santa Clara. [1]
2005 – 2006 Seis equipos se acercaron a la competencia en Fresno State. Tepidius, el micromouse construido por Kyle Tanabe, Dian Nguyen y Paul Ramirez vino en un cercano segundo lugar, perdiendo ante el equipo de UC Davis por sólo 1,71 segundos. [4] [1]
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2006 – 2007 Contaron con 11 equipos ese año. [1]
2007 – 2008 El 2008 IEEE región 6 competición se celebró el sábado, 03 de mayo de 2008 en la Universidad Estatal de San José. [1] [2]
2009 Cuatro equipos fueron a la competencia en el UC Santra Cruz. [1]
OBJETIVO PRINCIPAL
6.2
Diseñar un robot capas de realizar una única tarea, que es encontrar la salida de un laberinto en el menor tiempo posible, mediante software que le ayudara a la toma de decisiones y hardware que realizara el trabajo. Los sensores son dispositivos que dotara de información al software mientras llega a su objetivo. 7
SECCIÓN DE METODOLOGÍA
Cualquier estructura es válida para nuestro robot, lo más importante es como está diseñado y estructurado. Dependiendo la función del robot será conveniente utilizar uno u otro dispositivo, una mala elección puede hacer que nuestro trabajo se a en vano o que nos lleve mas tiempo. Es por eso por lo que es conveniente pensar y analizar un momento para saber cómo y en donde colocar las partes del robot y la forma de hacerlo. 7.1
CONFIGURACIÓN DEL ROBOT LABERINTO:
7.2
SELECCIÓN DE COMPONENTES:
Se requiere de un conjunto mínimo de componentes para construir el robot laberinto. A continuación, se presentará una lista de los elementos que se a utilizado para el hardware de nuestro robot y dependiendo de acuerdo con las necesidades del laberinto. [6] 7.2.1
El Chasis:
El chasis es una parte esencial de nuestro, en ella se asentarán y soldaran todas las piezas como son sensores, motores, batería, resistencias y m ás. En si el chasis es la estructura que sostiene y aporta rigidez y forma a nuestro robot. Es como si fuera el esqueleto humano, es por ello por lo que es muy importante la elección de una correcta elección. [6] Forma
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Como ya emos dichos la forma del chasis es muy importante ya que si elegimos un chasis cuadrado el robot no tendría girar si desea regresar ya que chocaría con las paredes impidiendo que tenga un fácil movimiento sobre la pista. Como se muestra en la figura. [1]
Figura 1: Chasis chocando con las paredes
La importancia de elegir una buena forma del chasis del robot aunque no es necesario que todo el chasis sea redondo pero si la mayor parte principalmente la parte del frente.
Figura 2: Chasis correcto
Es importan elegir bien el chasis del robot no solo por lo ya mencionado, sino también por proteger los elementos del robot como lo son los sensores, esto es solo por seguridad por si el robot choca con las paredes. Algunos diseñadores suelen poner una cubierta alrededor del robot para mas seguridad como lo es el robot PI:
Figura 3: Robot PI
Angel 7.3
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IMPLEMENTACIÓN:
