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MANUAL DE USO CARRO SEGUIDOR DE LINEA
Índice
Integrantes
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1. Introducción…………………………… 1 1.1 Objetivo……………………………... 3 1.2 Antecedentes……………………… 4 2. Materiales………………………………. 5 3. Software ………………………………... 7 4. Hardware ………………………………... 9 5. Construcción …………………………...10 6. Funcionamiento………………………...18 7. Simulación……………………………… 20 8. Conclusiones…………………………… 21 9. Referencias de apoyo………………. 22
ESTUDIANTES DE INGENIERIA DE SISITEMAS IV SEMESTRE • • •
Román Fernando Jiménez Bulla Miguel Alejandro Ibáñez Moreno Carlos Fernando Villareal Ramírez
Introducción
Ilustración Proyecto
Como estudiantes consideramos que es necesario presentar alternativas que puedan satisfacer las necesidades antes planteadas, nuestro proyecto presenta un “robot seguidor de línea” como proyecto de investigación, al ampliar nuestro conocimiento y habilidades en el campo de la electrónica. En el caso de los seguidores de línea nos permite aproximarnos a la programación y aplicar la teoría obtenida en case.
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Objetivo •
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Obtener un seguidor de línea que siga un camino marcado con líneas negras utilizando solo compuertas lógicas. Conocer más acerca de la robótica, así como analizar las ventajas y desventajas de los robots. Encontrar y adaptar los sensores necesarios para detectar líneas negras contra fondo blanco
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Antecedentes 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). Son considerados los "Hola mundo" de la robótica. En este documento se presenta la metodología seguida para el diseño y construcción de un robot móvil seguidor de una línea negra con fondo blanco, utilizando una placa de ARDUINO UNO. Se utilizaron dos motores de corriente directa el motor para la dirección se acopla a la rueda delantera. El funcionamiento general del robot es adecuado, sin embargo, se puede optimizar su funcionamiento cambiando algunos aspectos de su programación o utilizando materiales más ligeros en su estructura para reducir efectos inerciales
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Materiales
Materiales 1 Kit
chasis de carro con tres ruedas con switch 1 Arduino UNO Compatible con Cable USB 1 Cable micro USB 2 Baterías de respaldo Power Bank 5V 2600mAh 1 Puente H L293D 1 Protoboard 170 Puntos 4 Separadores de Nylon M3x8 mm 23 Tornillos M3x6 mm 7 Separadores de Latón M3x8 mm 3 Tornillos M3x10 mm 3 Tuercas M3 5 Módulos sensor óptico reflectivo TCRT5000 8 Cables Dupont Macho A Macho De 10 cm 9 Cables Dupont Macho A Macho de 20 cm 7 Cables Dupont Macho A Macho De 10 cm 16 Cables Dupont Macho Hembra de 20 cm 2 Sujetadores de acrílico transparente de 3 mm 1 Cautín 1 Cable
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CHASIS:
El chasis del carro seguidor de línea es la estructura destinada a brindar nos la movilidad, para su construcción se debe elegir un material resistente (acrílico, madera, etc.) que soporte el peso de la batería, el sistema de control, los motores y los sensores. El diseño del chasis determina el ancho, largo y alto del carro. MOTORES: Los motores muestran la potencia y la velocidad con que se va a mover el carro, se suele utilizar motores con caja reductora que nos garanticen un buen torque, para el carro se necesitan dos motores reductores. RUEDA LOCAL: La dirección del carro en la curva y en las rectas se encuentra guía da por una rueda loca se coloca en la parte trasera del chasis. LLANTAS: Las llantas deben ser de acuerdo al tamaño del prototipo armado, y de un material que garantice buena adherencia a la pista. SENSORES: En el artículo sensor infrarrojo con detector de tonos puede implementar un sensor con frecuencia
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Software Utilizamos una placa de ARDUINO UNO, es una placa creada para el aprendizaje y la introducción a la programación e implementación en el mundo físico. Es una plataforma de desarrollo de computación física de código abierto, basada en una placa con un sencillo micro controlador y un entorno de desarrollo para crear software para la placa. Se puede usar el Arduino para crear objetos interactivos, leyendo datos de una gran variedad de interruptores, sensores y controlar la multitud de tipos de luces, motores y otros actuadores físicos. Los proyectos de Arduino pueden ser autónomos o comunicarse con un programa que se ejecute en tus ordenados, el lenguaje de programación de un Arduino es una implementación de Wiring. Una plataforma de computación física parecida, que a su vez se basa en Processing, un entorno de programación multimedia. Este lenguaje de programación es parecido al lenguaje C o C++.
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Software ¿Por qué USAR EL ARDUINO? Arduino, además de simplificar el proceso de trabajar con micro-controladores. Ofrece algunas ventajas respecto a otros sistemas: 1. Multiplataforma: El software utilizado en el Arduino es multiplataforma, funciona en sistemas operativos como Windows, Macintosh y Linux 2. Entorno de programación: es simple y directa el entorno de programación de Arduino es fácil de usar para principiantes y lo suficientemente flexible para los usuarios avanzados 3. Hardware ampliable: los diseñadores de circuitos con experiencia pueden hacer su propia versión del módulo, ampliándolo u optimizando
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Construcción
Hardware 1.
Retira la protección de las piezas de acrílico.
Ilustración 1- Sensores Óptico TCRT5000 2. Solda
los cables a los polos de los motores.
Ilustración 2 - Arduino UNO
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Construcción
Construcción 3.
Coloca los soportes de acrílico al chasis.
4.
Coloca motores, ruedas y tornillos en los soportes.
5. Coloca los separadores de 25mm a
6.
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Monta el Arduino UNO al chasis.
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la rueda loca
Construcción
Construcción 7.
Coloca la protoboard y la compuerta HL293d
Coloca los separadores de metal de 8mm a los sensores 8.
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. Conecta 9.
los Cables dupont macho hembra de 20cm
Coloca los sensores en la base de la siguiente manera: 10.
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Construcción
Construcción Realizar la conexión del Arduino a la protoboard de como lo muestra el siguiente diagrama. 11.
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.
Conectar sensores a protoboard y Arduino según el diagrama: 12.
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Construcción 13.
Pegar las baterías al chasis de las ruedas
14.
Cargar el programa al Arduino UNO.
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Funcionamiento . El robot se mueve utilizando motores. Dependiendo del tamaño, el peso, la precisión del motor, entre otros factores, éstos pueden ser de varias clases: motores de corriente continua, motores paso a paso o los siempre agradecidos servomotores. Para este ejercicio vamos a suponer que tenemos 2 motores de corriente continua con un pequeño circuito digital de control. Cada motor es gobernado mediante 2 bits: el bit "P" (power) indica si el motor está encendido (1) o apagado (0) , y el bit "S" que indicará el sentido de giro, "0" (derecha) y "1" (izquierda).
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Funcionamiento El algoritmo para seguir la línea es muy sencillo. Si ambos sensores detectan "negro" el robot seguirá avanzando. Cuando el sensor de la derecha detecte "blanco" y el de la izquierda "negro", el robot girará a la izquierda, y cuando ocurra el caso contrario girará a la derecha. Si ambos sensores leen "blanco", el robot permanecerá parado.
Simulación . La simulación fue realizada en Proteus versión 8.1
Utilizamos 2 sensores, ubicados en la parte inferior de la estructura, uno junto al otro, los cuales nos permiten el funcionamiento del arranque delos motores. Cuando uno de los 2 sensores detecta el color blanco,significa que el seguidor está saliendo de la línea negra por ese lado. Enese momento, el seguidor gira hacia el lado contrario hasta que vuelve aestar sobre la línea negra, al contrario sucede cuando los 2 sensoresdetectan la línea negra haciendo que el seguidor tenga una trayectoria enlínea recta. Esto en el caso de los seguidores de línea negra, ya quetambién hay seguidores de línea blanca.
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Referencias de Apoyo
Conclusiones •El diseño adoptado para el montaje del robot fue el
más acertado yaque se facilitó la ubicación de los sensores, las y las llantas las cualesdeben estar en perfecto eje para que el robot se desempeñe de lamejor manera en las tareas asignadas. •El desarrollo del seguidor de línea fue muy importante
para aplicartodos los conocimientos adquiridos durante nuestro proceso deformación académica.
. https://www.taloselectronics.com/kit-robot-seguidor-delinea-para-arduino/ -
https://ardubasic.wordpress.com/tag/seguidor-de-linea/
-
-http://aprender.tdrobotica.co/seguidor-delineaprofesional/ https://forum.arduino.cc/index.php?topic=464219.0
•El seguidor de línea es una herramienta que estimula la
creatividad ydesarrollo de los conocimientos adquiridos por el ingeniero durante suproceso de formación académica.
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