MICROROBOTICA
MADRID-BOT 2012 BIGABOT ANDRÉS RODRÍGUEZ Y EMILIANO VISCIGLIA
Resumen
IES Joan Miró Tendrá dos motores POLOLU en la zona trasera del robot y la batería(de lipo).
Éste robot ha sido diseñado para participar en la prueba de Velocista y Rastreador en el concurso de microrobótica MadridBot 2013 que se disputa los días 19 y 20 de marzo marzo en el Instituto I.E.S. "Antonio Machado" Machado" (Alcalá de Henares). Su nombre es “ BIGABOT”, y dispone de seis sensores para competir las la s pruebas de velocistas y rastresador. Ha sido realizado íntegramente por alumnos del Ciclo Formativo de Grado Super ior ior de “Desarrollo de Productos
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electrónicos” del I.E.S. “Joan Miró” de San Sebastián de
los Reyes.
1.- INTRODUCCIÓN El proyecto consiste en realizar un robot que sea capaz de seguir una línea negra sobre fondo blanco a la mayor velocidad posible y sin salirse de ella. Esta filosofía vale tanto para velocista como para rastreador. En el caso de rastreador además deberá tomar siempre el camino indicado cuando haya una bifurcación. El control de velocidad y de giro de los motores es mediante PWM aplicando la señal a los motores al ir mas rápido uno respecto al otro se produce el giro hacia el lado que elijamos. El control está realizado con un microcontroladores de Microchip PIC 16F877a. Los sensores que utiliza son CNY70. Además de velocista, al robot se le ha añadido la función de poder ser teledirigido. Tanto la creación y simulación de software como la estructura mecánica y el diseño de placas ha sido realizado mediante el programa PROTEUS.
2.- DESCRIPCIÓN TÉCNICA 2.1.- Plataforma mecánica usada
El robot consta de dos placas, una va a ser la placa madre donde se encontrara el micro y donde se realizan la mayoría de las funciones como mandar señal PWM a dos motores que serán los encargados de ser la dirección.
2.2.- Sistema de Control. El control del micro robot se realiza mediante el microcontrolador PIC16F877A que gestiona la recepción y transmisión de datos dependiendo el programa que le hayamos cargado previamente. pr eviamente. la otra placa estará compuesta por los sensores CNY70 y un integrados que se encargar encargar de hacer la negación negación de la información de los sensores. Esta placa ira conectada a la principal mediante una faja de 10 hilos.
programado para que haga eso, si sale por la derecha de la línea frenara la rueda izquierda.
2. PIC 16F877a
2.3.- Sistema Sensorial Y 74HC14. Para la correcta realización de la prueba se han colocado en la parte delantera del micro robot 6 sensores que van detectando la línea negra, la superficie blanca o la marca negra en caso de rastreador enviando esta información al microcontrolador que la gestiona. El programa insertado en el PIC 16F877A, es el encargado de decidir qué hacer con los datos leídos por los sensores, haciendo que el micro robot no se salga de las líneas que delimitan el circuito, y en caso de que esto ocurra sea capaz de volver al circuito. En caso del rastreador se encargará de elegir siempre el camino correcto en el menor tiempo posible. Para esto utilizamos los sensores CNY70 y la señal emitida por el es invertida por el integrado 74hc14.
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Patillaje y encapsulado del L293
2.5.- Sistema de alimentación. La alimentación procede de una batería de LIPO de 11,3v y una intensidad de 1300mA de 20 a 30 cargas. Son baterías recargables y disponen de dos celdas. También usamos niveles de 5V a través del integrado LM350K.
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Patillaje y circuito del sensor CNY70
2.4.- Sistema de Tracción y Dirección. Para este robot se va a utilizar la tracción trasera. Dos motores situados en la zona trasera que se encargan de hacer la tracción, aparte se encargaran de la dirección del coche, cuando este salga por la izquierda de la línea , la rueda derecha se frenara o incluso hará la inversión del giro de la rueda con el integrado L293D si le hemos
Batería de LIPO 1.3A
2.6.- Programación del robot. El lenguaje de programación utilizado es C y nos hemos ayudado del programa PROTEUS , tanto para hacer la programación, simulación simulación y fabricación del micro robot. He tomado como ejemplo en algunos caso modelos de años anteriores e intentado mejorarlos o innovarlos. Para cargar los programas en el PIC se ha utilizado el programa PICBootloader . FT232RL USB to Serial UART (TTL) del adaptador es una manera simple y barata de conectar PIC, AVR o MCUs ATMEGA a un PC o Mac mediante conexión USB. FT232RL es un chip
impresionante porque implementa completo v2.0 protocolo USB, no necesita cristal externo, externo, ha integrado EEPROM para el ID de dispositivo y las cadenas de descripción del producto y viene con Libres de compatibilidad de controladores para Windows, Linux y Mac OSX. Gerente de correo por lo que es fácil de enviar y recibir datos de PIC, AVR microcontroladores Atmega o.La comunicación entre el PIC y el ordenador se realiza mediante el puerto serie, utilizando el circuito integrado MAX232 como adaptador de niveles FT232/TTL .Este adaptador lo hemos creado en una plaquita de pequeñas dimensiones para no tener que integrarlo en la placa.
5. CONCLUSIONES La fabricación de un microrobot en este módulo sirve de gran ayuda a la hora de aprendizaje sobre electrónica. Pasamos por todos los procesos, desde el diseño y fabricación de circuitos impresos, a mantenimiento mantenimiento de componentes, estudio de circuitos, y realizar programas en lenguaje “C” para el funcionamiento deseado del robot.
6.- AGRADECIMIENTOS AGRADECIMIENTOS Mis agradecimientos a los profesores del Ciclo Formativo de Grado Superior de Desarrollo de Productos Electrónicos en el I.E.S. Joan Miró de San Sebastián de los Reyes, por su apoyo incondicional en este proyecto y por los conocimientos que que hemos adquirido en él, en en especial a Alfonso, Pedro Luis, Félix y Pedro. También queremos agradecer a los compañeros de clase que nos han servido de gran ayuda y a la comunidad de Madrid por año tras año darnos la oportunidad de formarnos de esta forma con estas competiciones.
7.- REFERENCIAS 6 .
Patillaje del C.I. MAX232
2.7.- Teledirigido Existe una comunicación entre el robot y un mando radio frecuencia con los módulos de X-BEE PRO (emisor), situado en nuestro mando a distancia y otro XBEE (recptor), situado en el micro robot. Son un transmisor y receptor de datos en modulación Digital que trabajan a una frecuencia portadora 2,4 GHz y tienen un ancho de banda de 2,4 Khz. El mando posee 5 pulsadores que mandan la información información y es recibida por el modulo receptor y dicha información es llevada al PIC y es este quien la gestiona, según el programa que se haya cargado.
3.- CARACTERISTICAS FISICAS Y ELECTRICAS
mayor p. El robot pesa aproximadamente 250g, y mide 22 de largo para velocista velocista y 8,8 de ancho en posición velocisto y en rastrador de ancho 8,8 y de largo 15,5. Esta alimentado a 11,3 v aunque luego esta sea transformada a 5v para poder alimentar C.I. y sensores.
4.- PROBLEMAS ENCONTRADOS Y POSIBLES MEJORAS La parte de programación es la parte que mas problemas me esta dando , el hardwere ha salido perfectamente y no ha habido ningún problema que nos haya hecho perder un tiempo excesivo.
El diseño y fabricación de este robot ha sido posible gracias a:
Programa Proteus tanto el “Isis” como el “Ares”
(Autor: Eduardo García Bermejo; Editorial Marcombo)
Programa Compilador CCS (Autor: Eduardo García Bermejo; Editorial Marcombo) Programa PIC downloader (Autor: Juan Gonzalez y Javier Pascual Soriano; HI-TECH Software) Páginas web para los datasheet de los circuitos integrados (www.datasheetcatalog.com y www.alldatasheet.es )