UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE ALCOY
“TUTORIAL: ROBOT SEGUIDOR DE LINEA”
AUTOR : José Ríos Úbeda DIRIGIDO POR: Ja!e "as# Va
%$ A&'o() * de "a(o de *+,-
T./o0a&: Robo/ se1.do0 de &í2ea
Es'.e&a Po &/é'2'a S.3e0o
CONTENIDO DEL TUTORIAL ,5 OBJETIVO DEL TUTORIAL 555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555556
*5 "ICROCONTROLADOR ARDUINO 5555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555 65 ELE"ENTOS NECESARIOS 5555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555 7 65, Ls/ado 'o!3o2e2/es 3o0 2o!b0e) 'a2/dad ( 30e'o 5555555555555555555555555555555555557 65* Ls/ado 'o!3o2e2/es e2 !#1e2es 555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555558 -5 CONTRUCCI9N DISE;O5 55555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555 < -5, P&a'a '0'./o !30eso55555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555< -5* "o2/a=e sob0e PCB 555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555< PASO ,:P.e2/es ( 0ess/e2'as 5555555555555555555555555555555555555555555555555555555< PASO *: P.&sado0es de /a'/o 5555555555555555555555555555555555555555555555555555555555> PASO 6: I2d'ado0es &eds5555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555> PASO -: Bo02es dob&es ( 'o2de2sado0 5555555555555555555555555555555555555555,+ PASO 7: T0as de 32es555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555,, PASO 8: "'0o!o/o0es 'o00e2/e 'o2/2.a5555555555555555555555555555555555,, PASO <: Se2so0 %3 /'o 555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555,* PASO ?: R.eda &o'a 5555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555,6 PASO >: Co2e'/o0 JST 5555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555,6
*4P#12
T./o0a&: Robo/ se1.do0 de &í2ea
Es'.e&a Po &/é'2'a S.3e0o
PASO ,+: A0d.2o !o/o0 s@e&d 555555555555555555555555555555555555555555555555555,PASO ,,: A0d.2o U2o Re6 55555555555555555555555555555555555555555555555555555555,7 PASO ,*: Cab&eado5555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555 5,7 PASO ,6: Ba/e0ía 55555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555,8 75 TEST PROGRA"ACI9N 55555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555 * 85 ANEOS 5555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555 5555555555* 85, A2eo ,:o/o&/o 5555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555< 85* A2eo *: As12a'%2 e2/0adas ( sa&das 55555555555555555555555555555555555555555555555555555555555<
64P#12
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Es'.e&a Po &/é'2'a S.3e0o
,5 OBJETIVO DEL TUTORIAL E2 es/e /./o0a& 2/e2/a0e!os &o10a0 .e 'o2s/0.(as .2 0obo/ se1.do0 de &í2ea 'o2/0o&ado 3o0 .2 !'0o'o2/0o&ado0 A0d.2o5 VIDEO UNCIONA"IENTO ROBOT
-4P#12
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*5 "ICROCONTROLADOR ARDUINO Pa0a e& F.2'o2a!e2/o de& 0obo/ se1.do0 de &í2ea se ./&a0a .2 !'0o'o2/0o&ado0 30o10a!ab&e a0d.2o) ade!#s de .2 'o2/0o&ado0 .e 2os 3e0!/0# !a2e=a0 &os dos !o/o0es5 A0d.2o es .2a 3&a/aFo0!a de e&e'/0%2'a abe0/a 3a0a &a '0ea'%2 de 30o/o/3os basada e2 soF/Ha0e ( @a0dHa0e F&eb&es ( F#'&es de .sa05 Se '0e% 3a0a a0/s/as) dse$ado0es) a'o2ados ( '.a&.e0a 2/e0esado e2 '0ea0 e2/o02os . ob=e/os 2/e0a'/os5
@//3:HHH5a0d.2o5''es Es/e es e& !'0o'o2/0o&ado0 e&e1do 3a0a e& 0obo/) se de/a&&a a 'o2/2.a'%2:
duino.es
Arduino Uno Rev3 es .2a 3&a'a e&e'/0%2'a basada e2 e& !'0o30o'esado0 A/!e1a6*? Kda/as@ee/5 L&ea ,- e2/0adassa&das d1/a&es ( 8 de es/as 3.ede2 ./&a0se 3a0a sa&das PM"5 Ade!#s &&ea 8 e2/0adas a2a&%1'as) .2 os'&ado0 de ,8") .2a 'o2e%2 USB) .2 'o2e'/o0 de a&!e2/a'%2) .2 @eade0 ICSP ( .2 3.&sado0 3a0a e& 0ese/5 La 3&a'a &&ea /odo &o 2e'esa0o 3a0a so3o0/a0 e& !'0o30o'esado05 (Figura 1.1)
. arduino.e s
Arduino Motor Shield se basa e2 e& L*>? Kda/as@ee/) .e es .2 'o2/0o&ado0 de 3.e2/e 'o!3&e/o d.a& dse$ado 3a0a !a2e=a0 'a01as 2d.'/as 'o!o 0e&és) so&e2odes) DC ( !o/o0es 3aso a 3aso5 Te
74P#12
3e0!/ e 'o2d. '0 dos !o/o0 es de 'o00e2 /e 'o2/2 .a 'o2 /. 3&a'a A0d.2 o) e& 'o2/0o& de &a e&o'd ad ( &a d0e'' %2 de 'ada .2o de Fo0!a 2de3e 2de2/ e5 Ta!b é2 se 3.ede !ed0 e& 'o2s. !o de 'o00e2 /e de 'ada !o/o0) e2/0e o/0as 'a0a'/ e0ís/' as.
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Es'.e&a Po &/é'2'a S.3e0o
(Figur a 1.2)
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65 ELE"ENTOS NECESARIOS Pa0a e!3ea0 /e !os/0a!os .2 &s/ado de /odos &os !a/e0a&es .e 2e'es/as) a3a0/e de es/o /e @a0# Fa&/a @e00a!e2/as b#s'as 'o!o: des/o02&&ado0es) a&'a/es) so&dado0) es/a$o( !.'@as 1a2as de e!3ea05 (Tabla 3.1)
65,5 LISTADO CO"PONENTES CANTIDAD PRECIO
POR
NO"BRE)
Se de/a&&a2 /odos &os 'o!3o2e2/es 2e'esa0os 3a0a e& !o2/a=e) 3.edes a''ede0 a& í2'.&o de 2/e02e/ de& e&e!e2/o s/.#2do/e e2'!a de& 2o!b0e KC/0& '&'5
ELE"ENT , * 6 7 8 < ? > ,+ ,, ,* ,6 ,,7 ,8 ,< ,? ,> *+ *, ** *6 *-
NO"BRE A0d.2o U2o Re 6 A0d.2o "o/o0 S@e&d "'0o!o/o0 de 'o00e2/e 'o2/2.a So3o0/e 3a0a !'0o!o/o0 K3a0 R.edas 3e.e$as 6*57*!! QTR?A Ba/e0ía R@2o <7+!A@ <5- *+C T0a de 32es 'abe'e0a @e!b0a -+ ías , F&a 3aso *57-!! T0a de 32es 'abe'e0a !a'@o -+ ías , F&a ías ías Co2e'/o0 JST /a'/o Bo02es dob&es 3a0a PCB Co2de2sado0 ,++2F K2o Ress/e2'a Ress/e2'a Ress/e2'a Ress/e2'a Led e0de Led 0o=o Cab&e I2/e00.3/o0
CANTIDA ReFe0e2' , , * , , , , , , , 6 , , 6 , * , * 6 , , ,
Tabla 3.1 Listado componentes. Fuente: Elaboración propia
65*5 LISTADO CO"PONENTES EN I"GENES Ade!#s 2'o03o0a!os .2a /ab&a 'o2 !#1e2es .e 2os se00# 3a0a de2/F'a0 /odos &os e&e!e2/os 2e'esa0os 3a0a 2.es/0o 0obo/ se1.do0 de &í2ea5
N 3
N !
N "
N #
N $
N %
N ''
N &
N '(
N ')
N '3
N '"
N '! N '$*'%*'&*)(
N '#
N )3
N )!
N )'+)) Tabla 3.2 Listado componentes. Fuente: Elaboración propia
-5 CONSTRUCCION DISE;O -5, PLACA CIRCUITO I"PRESO E2 es/e 'aso e& '@ass de& 0obo/ es &a !s!a 3&a'a PCB) se @a 0ea&ado así 3a0a !2!a0 e& 3eso de& 0obo/ ( @a'e0 .e &a 3o/e2'a de &os !o/o0es se a30oe'@e de &a !e=o0 !a2e0a5 Ad'o2a&!e2/e es .2o de &os 302'3a&es 'o!3o2e2/es de& 0obo/) (a @e!os 0ea&ado e& dse$o ( /e &o 30ese2/a!os 3a0a .e /e 1.íes) 3o0 s.3.es/o &o 3.edes !odF'a0 ( da0&e a /. 0obo/ .2a Fo0!a 2'a5 P.edes Fab0'a0 es/a 3&a'a !a2.a&!e2/e o !a2da0&a Fab0'a0 se12 sea /. e3e0e2'a5 (Figura 4.1)
Figura 4.1 Placa P! original
P.edes e0 e& Fo/o&/o !#s ade&a2/e) e& '.a& 3.edes !30!0 3a0a '0ea0 /. 30o3a 3&a'a 3o0 2so&a'%25 KA2eo ,
-5* "ONTAJE SOBRE PCB C.a2do (a /e21as &a 3&a'a &s/a debes a@o0a so&da0 /odos &os 'o!3o2e2/es) 3a0a e&&o /e e3&'a0e!os 3aso a 3aso &a !e=o0 !a2e0a 3a0a @a'e0&o5 PASO ': PUENTES Y RESITENCIAS
E2 30!e0 &.1a0 se3a0a!os &os - /0oos de 3&a'a .e 2os se00#2 'o!o se3a0ado0 de& so3o0/e de& !'0o!o/o0 .e !#s ade&a2/e e3&'a!os s. !o2/a=e5 (Figuras 4.2 " 4.3)
Figura 4.2 #eparadores
Figura 4.3 #eparador
E!3ea0e!os so&da2do &os 'o!3o2e2/es !#s 3e.e$os) 0ess/e2'as ( 3.e2/es /a& 'o!o 2d'a &a !a1e25 (Figuras 4.4 " 4.$)
P.e2/e 6 P.e2/e ,
P.e2/e * P.e2/e -
Figura 4.4 %onta&e puentes
Ress/e2'a 6>+
* Ress/e2'as 66+
Ress/e2'a -<
Ress/e2'a -<
6 Ress/e2'as ,+S
Figura 4.$ %onta&e resistencias
PASO ): PULSADORES DE TA CTO
Se1.da!e2/e 2se0/a0e!os &os 6 3.&sado0es e2 &a es.2a 2Fe0o0 /a& 'o!o 2d'a2 &as !#1e2es5 (Figuras 4.' " 4.) Cada 3.&sado0 /e2d0# .2a as12a'%2 KP,) P* ( P6 se !.es/0a e2 &a /ab&a de as12a'o2es .e !#s ade&a2/e 30o3o0'o2a!os5 (ne*o 2)
P) P3
Figura 4.' Pulsadores
P'
Figura 4. Pulsadores
PASO 3: INDICADORES LEDS
A 'o2/2.a'%2 30o'ede0e!os a so&da0 &os &eds 0o=o ( e0de e2 &a !s!a #0ea de &os 3.&sado0es5 (Figura 4.+) Te2e0 e2 '.e2/a &a 3o&a0dad de &os &eds) 3a0a o0e2/a0os !e=o0 sabe0 .e &a 3s/a !#s 30%!a a& bo0de de &a PCB es a&!e2/a'%2 3os/a K ( &a 2e1a/a K 'o2e'/a 'o2 &as 0ess/e2'as de 66+5 (Figura 4.,)
C#/odo
2odo P
Figura 4.+ Leds
Figura 4., Leds
PASO !: ,ORNES DO,LES Y CONDENSADOR
E2 e& s1.e2/e 3aso 2se0/a0e!os &os bo02es dob&es) - e2 s. /o/a&dad) dddos e2 dos 3a0/es: , bo02e e2 &a 3a0/e 2Fe0o0 de &a 3&a'a (Figura 4.1-) ( 6 bo02es e2 &a 3a0/e s.3e0o0 (Figura 4.11) Ta!bé2 a30oe'@a!os ( so&da!os e& 'o2de2sado0 de ,++2F) 'o!o 2o es e&e'/0o&í/'o 2o /e2d0e!os e2 '.e2/a s. 3o&a0dad5 (Figura 4.11)
T./o0a&: Robo/ se1.do0 de &í2ea
Es'.e&a Po &/é'2'a S.3e0o
Co2de2sad
Figura 4.1- !ornes
Figura 4.11 !ornes
Pa0a!os e2 es/e 3.2/o) ( obse0a!os 'o2 es/a s/a aé0ea de 2.es/0a 3&a'a PCB) .e 2o 2os @a(a!os obado 2212 3aso ( /odos &os 'o!3o2e2/es es/é2 'o00e'/a!e2/e e2 s. .b'a'%2. (Figura 4.12)
Figura 4.12 ista P!
PASO ": TIRAS DE PINES
Se1.!os 'o2 e& s1.e2/e 3aso e2 e& '.a& 2se0/a0e!os ( so&da0e!os '.dadosa!e2/e &as /0as de 32es de 'abe'e0a 'o!3.es/as 3o0 ? 32es ( 8 32es. (Figuras 4.13 " 4.14) , T0a 8 32es
T./o0a&: Robo/ se1.do0 de &í2ea
Es'.e&a Po &/é'2'a S.3e0o
6 T0as ? 32es Figura 4.13 Tira de pines in/erior superior
Figura 4.14 Tira de pines
PASO #: MICROMOTORES CORRIENTE CONTINUA
A 'o2/2.a'%2 0e'.3e0a!os &os se3a0ado0es 3a0a &os !o/o0es .e 2os se00#2 3a0a se3a0a0 &a ds/a2'a 'o00e'/a &a PCB de& s.e&o) 3a0a .e &os 'o!3o2e2/es 2Fe0o0es 2o /e21a2 'o2/a'/o a&1.2o 'o2 e& s.e&o5 (Figuras 4.2 " 4.3) De /a& !a2e0a 'o&o'a!os * se3a0ado0es =.2/os e2 &a 3os'%2 de& !o/o0) ( a/o02&&a0e!os e& !o/o0 /a& 'o!o 2d'a2 &as !#1e2es5 (Figuras 4.1$ " 4.1') Po0 .&/!o so&da0e!os &a a&!e2/a'%2 de& !'0o!o/o0 'o2 * 'ab&es K0o=o ( 2e10o e2 s. 'o00es3o2de2/e .b'a'%2 e2 &a PCB) e 2se0/a0e!os &as 0.edas 'o!3a/b&es e2 e& e=e de& !o/o05 (Figura 4.1')
Figura 4.1$ #eparadores ruedas
Figura 4.1' %icromotor " rueda
Rea&a0e!os &a !s!a o3e0a'%2 3a0a &a o/0a 0.eda5
PASO $: SENSOR OPTICO
T./o0a&: Robo/ se1.do0 de &í2ea
Es'.e&a Po &/é'2'a S.3e0o
Se1.!os da2do Fo0!a a 2.es/0o 0obo/ se1.do0 de &í2ea) e2 es/e 3aso !o2/a0e!os e& se2so0 %3/'o5
Pa0a e&&o 30!e0o 'a!ba0e!os &a ds3os'%2 de &os 32es de &a /0a 3a0a ob/e2e0 !a(o0 &o21/.d e2 &os 32es5 (Figura 4.1)5 Co0/a0e!os &a /0a 3a0a ob/e2e0 .2a 2.ea /0a de ,, 32es5 (Figura 4.1+)
Figura 4.1 licates " tira de pines
Figura 4.1+ %icromotor " rueda
So&da0e!os &a /0a de 32es e2 e& !o00o de& 0obo/) /a& .e &os 32es sob0esa&1a2 3o0 &a 3a0/e 2Fe0o0 de &a PCB5 (Figura 4.1,).
Figura 4.1, Tira de pines soldada
Figura 4.2- Tira de pines cortada
Co0/a0e!os de 2.eo o/0a /0a de 32es) 3e0o e2 es/e 'aso &a /0a de 32es @e!b0a 3a0a ob/e2e0 .2a 2.ea /0a de ,, 32es 'o!o &a a2/e0o05 (Figura 4.2-) So&da0e!os d'@a /0a de 32es a& se2so0 %3/'o) &a so&dad.0a se 0ea&a0a 3o0 &a 3a0/e 2Fe0o0 de& se2so0 3o0 do2de se e2'.e2/0a2 &os Fo/ose2so0es5 (Figura 4.21) Po0 &/!o ( 'o2 &as dos 3a0/es /e0!2adas) e2sa!b&a0e!os e& se2so0 %3/'o 'o2 &a PCB de& 0obo/) /a& .e debe .eda0 'e2/0ada e2 e& !o00o de& 0obo/5 (Figura 4.22)
Figura 4.21 #oldando tira a sensor
Figura 4.22 %orro del robot
PASO %: RUEDA LOCA
Pa0a F2a&a0 e& !o00o de& 0obo/ se1.do0 de &í2ea) 2e'es/a0e!os do/a0&e de !o!e2/o &b0e e2 e& !o00o) 3a0a e&&o 2s/a&a0e!os .2a 0.eda &o'a5 S. 'o2e%2 es se2'&&a) &a a/o02&&a0e!os e2 &os o0F'os (a 30e3a0ados 3a0a e&&a5 (Figuras 4.23 " 4.24)
Figura 4.23 0ueda loca
Figura 4.24 nstalación rueda loca
PASO &: CONECTOR -ST
No 2os o&de!os de 'o2e'/a0 e& 'o2e'/o0 JST e2 e& bo02e 'o00es3o2de2/e) '.da2do &a 3o&a0dad /a& 'o!o 2d'a!os5 (Figura 4.2$)
Figura 4.2$ one*ión conector #T
Co2 &a !a(o0ía de &os 3asos (a F2a&ados) a0a!os de 2.eo es/e 3.2/o) ( obse0a!os 'o2 es/a s/a aé0ea de 2.es/0a 3&a'a PCB) .e 2o 2os @a(a!os obado 2212 3aso ( /odos &os 'o!3o2e2/es es/é2 'o00e'/a!e2/e e2 s. .b'a'%2 . (Figura 4.2')
Figura 4.2' ista area robot seguidor de lne a
PASO '(: ARDUINO MOTOR S.IELD
Va!os a 2s/a&a0 e& 'o2/0o&ado0 e2 &a 3a0/e s.3e0o0 de &a PCB) 1.a0se de &a 3os'%2 3o0 &as !#1e2es) se 3.ede obse0a0 .e * 32es de& 'o2/0o&ado0 2o es/a0#2 'o2e'/ados 'o2 &a PCB es 3o0.e 2o se a2 a ./&a05 (Figuras 4.2 " 4.2+)
Figura 4.2 nstalación controlador
Figura 4.2+ nstalación controlador
PASO '': ARDUINO UNO RE/3
Po0 o/0a 3a0/e &a 2s/a&a'%2 de& A0d.2o U2o se 0ea&a0a 3o0 &a 3a0/e 2Fe0o0 de &a PCB) de /a& !odo .e &a 3&a'a 'o2/0o&ado0a ( e& a0d.2o .eda0a2 'o2e'/ados e2/0e sí5 La 3os'%2 de& A0d.2o es &a .e se !.es/0a e2 &as !#1e2es5 K1.0as -5*> ( -56+
Figura 4.2, nstalación rduino
Figura 4.3- nstalación rduino
PASO '): CA,LEADO
Se 0ea&a0a &a 'o2e%2 de& bo02e de& 'o2/0o&ado0 'o2 &os bo02es .e 'o2e'/a2 a &os !'0o!o/o0es ade!#s de& bo02e de a&!e2/a'%25 (Figuras 4.31 " 4.32)
Figura 4.31 one*ionado cables
Figura 4.32 one*ionado cables
La 'o2e%2 de& 'ab&eado se 0ea&a0a de &a s1.e2/e !a2e0a5 (Figura 4.33)
Figura 4.33 Es5uema cone*ionado
PASO '3: ,ATERIA
Co!o &/!o 3aso 'o2e'/a0e!os &a ba/e0ía a& 'o2e'/o0 JST ( &a es'o2de0e!os deba=o de& 'o2/0o&ado0 (a .e es/e .2 @.e'o s.F'e2/e 3a0a e&&o5 (Figuras 4.34 " 4.3$)
Figura 4.34 one*ión batera
Figura 4.3$ !atera conectada
ASPECTO 0INAL RO,OT SEGUIDOR DE LINEA
Figura 4.3' ista superior
Figura 4.3 ista in/erior
Figura 4.3+ ista lateral 1
Figura 4.3, ista lateral 2
75 TEST PROGRA"ACI9N Pa0a 2'a0 &a 'o!.2'a'%2 'o2 2.es/0o A0d.2o U2o) debe0e!os se1.0 &os 3asos .e 2os s.1e0e2 e2 &a Heb: @//3:a0d.2o5''e2G.deM2doHsW/o', a /e2e!os 2.es/0o 0obo/ se1.do0 de &í2ea /e0!2ado ( &s/o 3a0a e!3ea0 a /0aba=a05 A2/es de e!3ea0 a 30o10a!a0 e& a0d.2o 0e'o!e2da!os 0ea&a0 .2 30o10a!a /3o /es/ .e 2os a(.da0# a 'o!30oba0 .e /odos &os e&e!e2/os F.2'o2a2 'o00e'/a!e2/e ade!#s de se02os /& e2 3osb&es ae0ías F./.0as5 E& 30o10a!a .e 30o3o2e!os es/# basado e2 LabVeH ( es e& s1.e2/e:
85 ANEOS 85, OTOLITO
85* ANEO * KASIGNACIONES ENTRADAS SALIDAS<
ENTRADAS PI A+ A, A* A6 AA7
DESCRIPCION *X Se2so0 %3/'o 6X Se2so0 %3/'o -X Se2so0 %3/'o 7X Se2so0 %3/'o 8X Se2so0 %3/'o
ENTRADAS 7 SALIDAS DIGITALES PIN ,6 ,* ,, ,+ > ? < 8 6 * +
E7S Sa&d Sa&d Sa&d E2/0ad Sa&d Sa&d Sa&d Sa&d Sa&d E2/0ad E2/0ad
DESCRIPCION D0e''%2 !o/o0 B D0e''%2 !o/o0 A Ve&o'dad !o/o0 B KPM" P.&sado0 0e2o !o/o0 A 0e2o !o/o0 B Led Led Ve&o'dad !o/o0 A KPM" P.&sado0 P.&sado0