En este pequeño aporte se construirá un robot seguidor de líneas, sencillo pero con buenos resultados. Como se sabe este tipo de robots tiene como objetivo seguir una línea de un color diferente a la plataforma (Cuando la línea a seguir es blanca la mesa o plataforma es negra y viceversa).
La construcción del robot se dividirá en dos partes: La primera será la estructura (cuerpo del robot) y la segunda será el control (circuito electrónico).
CUERPO DEL ROBOT
En esta parte se debe de tomar en cuenta varios aspectos como son los siguientes:
- - Chasis
- - Motores
- - Llantas
- - Rueda loca
- - Alimentación (Baterías)
Chasis: El chasis del seguidor de línea es la estructura destina a brindar la movilidad, para su construcción se debe elegir un material resistente (acrílico, aluminio, madera, etc.) esto debido a que es el encargado de soportar aditamentos del robot como lo son: La batería, el circuito de control, los motores, etc. El diseño que se le dé al chasis va a determinar el tamaño del prototipo por lo regular no debe ser exageradamente grande Se puede ver una imagen de nuestro chasis en la Figura 1.
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| Figura 1. Imagen del chasis realizado de aluminio, doblado y pintado a nuestro gusto. |
Motores: Los motores muestran la potencia y la velocidad con el que se va a mover el robot, por lo regular se suele utilizar motores con caja reductora que nos garanticen un buen torque, para el robot se necesitan dos motorreductores y se pueden ver una imagen de los que se utilizan en la Figura 2.
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| Figura 2. Motorreductor utilizado en esta aplicación |
Para nuestra aplicación en específico y para que sea compatible con el chasis los motores se acomodaron como se muestra en la Figura 3.
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| Figura 3. Arreglo de motores. |
Se ocupo silicón para pegarlo, no es necesario utilizar estor motores se pueden obtener unos diferentes e incluso utilizar reciclados etc.
Llantas: Las llantas deben ser de un material que garantice una buena adherencia a la pista, en nuestro caso se adquirieron unas y se muestran en la Figura 4, recordar que se utilizan dos.
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| Figura 4. Llantas de plástico de 7.5cm de diámetro |
Rueda loca: Una tercer llanta pero con otro nombre se utiliza para la dirección del carro en las curvas y en las rectas por lo regular se coloca en la parte trasera del chasis. En nuestro caso se logro hacer una rueda con un trozo de aluminio (Figura 5) doblado cortado a nuestra necesidad y utilizando el SCROLL del Mouse (Figura 6).
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| Figura 5. Corte de aluminio para rueda loca. |
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| Figura 6. SCROLL obtenido de mouse de la PC. |
En la Figura 7 se puede ver la rueda loca terminada y pintada del mismo color que el chasis.
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| Figura 7. Rueda loca terminada. |
Alimentación: Al momento de escoger la batería es necesario saber a qué voltaje y a que amperaje se va a trabajar, por lo regular los elementos con mayor consumo de corriente son los motores, cabe mencionar que a mayor voltaje obtenemos mayor velocidad en los motores. En nuestro caso de utilizaran 2 baterías de Litio-Ion (Li-Ion) y son reciclas de celulares viejos, se adecuaron unos cables y listo.
CIRCUITO ELECTRÓNICO
Bueno para esto vamos a realizar un circuito sencillo pero que es capaz de trabajar de las dos formas antes mencionadas, bastara con cambiar un jumper y listo tendrás un robot para líneas negras o blancas.
Se utiliza principalmente los sensores QRD1114 o CNY70 cualquiera de los dos son útiles (Ver más de estos sensores en el blog) y un inversor Schmitt-trigger y es el SN74HC14N (Debe de ser la misma matricula ya que he intentando con otros y no he tenido buenos resultados).
Ahora lo que se va a explicar es como trabaja el circuito, para ello se ocupa el siguiente diagrama.
Se cuenta con un borne de alimentación y un interruptor de encendido y aparado, seguido de un LED de estado y este se encontrara encendido todo el tiempo, bueno mientras el robot este activo.
Después de tiene un regulador 7805 con debidos condensadores esto para tener un voltaje constante de 5V para alimentar principalmente los sensores y el inversor.
Bueno para entender a la parte de los sensores recomiendo leer la información de estos que puedes encontrar en el blog. Como se menciono anteriormente se utiliza el integrado SN74HC14N para poder activar y desactivar un transistor que es el encargado de activar los motores, además cuenta con 2 jumpers (J1 y J2) para poder seleccionar el modo del robot ya sea para línea blanco o línea negra.
A la salida de cada etapa de compuertas se tiene un LED, esto para saber que transistor está trabajando y ayude visualmente a distinguir entre un motor y el otro.
Los motores trabajan al mismo voltaje al que se alimenta el circuito, es decir si alimentas el circuito con una batería de 9 volts los motores trabajaran a ese voltaje, por supuesto la velocidad de los motores en parte dependerán de este voltaje, para activarse se tiene a Q1 y Q2 que son activados con los inversores.
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