Proyecto Carro Bluetoorh - Ultrasonido

8/19/2019 Proyecto Carro Bluetoorh - Ultrasonido

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Octubre 2016

PROYECTO DE L CURSO: PROGRAMACION PARA INGENIEROS

TECNOLOGIA ARDUINO:

CARRO CONTROLADO VIABLUETOOTH CON SENSOR

ULTRASONIDO

2016


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CARRO ARDUINO -

DEDICATORIA

A todos aquellos que nos sentimos comprometidos connuestro trabajo, que tratamos de dar siempre más denosotros, y quisiéramos que el día tenga más de 24 horas, a

veces solo por completar nuestras actividades. Pidamos horaspara disrutar con nuestros seres queridos, e!ijamosseguridad y salud, para que las uer"as nunca nos alten parabrindar amor, seguridad y salud a todos aquellos que nosesperan en casa.

#os Alumnos

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CARRO ARDUINO


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CARRO ARDUINO -

Contenido$%$&'A()*&A................................................................................................................... 2

+. &(*)$-''&............................................................................................................ /

2. )01%(&)3................................................................................................................... 4

)01%(&) 5%%*A#......................................................................................................4

)01%(&)3 %3P%'67&')3.............................................................................................. 4

/. 8A*') (%*&').........................................................................................................9

8$-#) $% 0#-%())(:..............................................................................................;

SENSOR DE -#(*A3)&$).............................................................................................;

4. $%3'*&P'&) $%# P*)) $%# '&*'-&() %#%'(*&')..................................................................+/

4./.+ $&3%>) $% &3(A#A'&) $% #)3 8)()*%3 $' < '&*'-&() &(%5*A$)#2?/$......................................................................................................................+/

4./.2 $&3%>) $% &3(A#A'&) $%# -#(*A3)&$)................................................+4

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4./ P*)'%$&8&%()..................................................................................................+9

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9. %A#-A'&) $% ')3()3 < AP#&'A'&)%3...............................................................+;9.+ %valuaciBn de costos............................................................................................ +;

9.2 Potenciales aplicaciones......................................................................................+?

. ')'#-3&)%3.........................................................................................................2=

C. *%')8%$A'&)%3................................................................................................. 2=

/


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CARRO ARDUINO -

1. INTRODUCCIÓN

%stamos viviendo en una época donde la tecnología avan"a a pasos agigantados, cadaaDo surgen nuevas tecnologías o muchas se reinventan, siguiendo así un ciclo cada ve"

más acelerado. -na de estas nuevas tecnologías son los microcontroladores EArduinoF.Arduino que traduce literalmente como GPoderosos amigoG en &taliano. 'ualquier cosaes posible, con el gran poder de Arduino. %s compacto, es sencillo, y hace que laelectrBnica de microprocesadores en el mundo sea divertida y ácil. Arduino es una plataorma de prototipos electrBnica de cBdigo abierto Hopen I sourceJbasada en hardKare y sotKare Le!ibles y áciles de usar. %stá pensado e inspirado enartistas, diseDadores, y estudiantes de computaciBn o robBtica y para cualquierinteresado en crear objetos o entornos interactivo, o simplemente por hobby. Arduinoconsta de una placa principal de componentes eléctricos, donde se encuentranconectados los controladores principales que gestionan los demás complementos y

circuitos ensamblados en la misma. Además, requiere de un lenguaje de programaciBnpara poder ser utili"ado y, como su nombre lo dice, programado y conMgurarlo anuestra necesidad, por lo que se puede decir que Arduino es una herramientaGcompletaG, ya que sBlo debemos instalar y conMgurar con el lenguaje de programaciBnde esta placa los componentes eléctricos que queramos para reali"ar el proyecto quetenemos en mente, haciéndola una herramienta no sBlo de creaciBn, sino también deaprendi"aje en el ámbito del diseDo de sistemas electrBnicos@automáticos y, además,ácil de utili"ar. %l presente proyecto pretende e!plicar de manera ácil y graMca la elaboraciBn de un'arro controlado via 0luetooth, incorporado de un sensor ultrasonido y basado en latecnología de los microncontroladores e!plorando la capacidades de Arduino comoherramienta de control electrBnico ya que su manejo implica una gran reducciBn detiempo en diseDo electrBnico y en la programaciBn de su microcontroladorN ademásaprovechar las características del proyecto como oportunidad de negocio en cuanto asu implementaciBn en los sectores de la automati"aciBn, seguridad, investigaciBn,rescate y sectores industriales.

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CARRO ARDUINO -

2. OBJETIVOS:

OBJETIVO GENERAL:

0rindar al usuario un Aparato %lectrBnico H'arroJ elaborado a partir de una placaArduino, que pueda ser controlado desde su dispositivo Android haciendo uso de latecnología bluetooth y sensores ultrasonido, de tal manera que se demuestre su ácilprogramaciBn, sencilla elaboraciBn, bajo costo y su alto potencial de aplicaciBn

OBJETIVOS ESPECÍICOS:

+. 7amiliari"aciBn con la plataorma Arduino.2. &ntegraciBn de la red de sensores y actuadores en la plataorma Arduino./. $emostrar la acilidad de la programaciBn para inventar nuevas cosas que

uncionen con tecnología de microprocesadores.4. 8ostrar la secuencia lBgica para el ensamblado del carro9. 8ostrar las aplicaciones y rentabilidad del proyecto.

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CARRO ARDUINO -

!. "ARCO TEÓRICO:

EL "ICROCONTROLADOR ARDUINO

Arduino es una plataorma libre de computaciBn de bajo coste basada en unaplaca de entrada@salida y en un entorno de desarrollo &$% que implementa ellenguaje ProcessingOiring:ardKare. Arduino se puede usar para desarrollarobjetos interactivos automáticos o conectarse a sotKare en el ordenador HPure$ata, 7lash, ProcessingN 8a!83P.:ardKare.@ %lementos de la placa #a placa es una placa de circuito impresodonde va instalado el microprocesador, la memoria, las cone!iones de entrada ysalida y la cone!iBn para el puerto -30.0otBn de reset permite resetear el programa y permite cargar uno nuevo.Puerto -30 a través de él se cargan las instrucciones a ejecutar, el programa

que es reali"ado en el entorno de programaciBn de arduino. 'omunicaciBnArduino@)rdenador.8icroprocesador reali"a las instrucciones almacenadas en el programa de ormacíclica. %s un circuito integrado que contiene muchas de las mismas cualidadesque una computadora. %scribe en los pines $32@+/ y lee en los $%2@+/ A%[email protected] de entrada y salida Permiten conectar elemento que dan inormaciBn ycrean actuaciones.


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E#e$ento% de# $i&'o&ont'o#(do':

Are@ Pin de reerencia analBgica HnaranjaJ5$@ 3eDal de tierra digital Hverde claroJ

Pines digitales 2@+/. %ntrada y salida HverdeJPines digitales =@+ O entrada y salida del puerto serie (QO*Q Hverde oscuroJ0otBn de reset@ Pulsador Ha"ul oscuroJPines de entrada analBgica =@9 Ha"ul claroJPines de alimentaciBn y tierra Huer"a naranja, tierra naranja claroJ%ntrada de la uente de alimentaciBn e!terna H?@+2 $'J Q+ HrosaJPuerto -30 HamarilloJ

C


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CARRO ARDUINO -

Ent'(d(% ) S(#id(%

%l microcontrolador recibe inormaciBn de las entradas HreadJ, la procesa y escribe un +o un = H9v B =vJ en las salidas HriteJ, actuando sobre el dispositivo que tenemosconectado. Al microcontrolador por lo tanto conectamos unos sensores a la entrada y

unos actuadores a la salida, para que en unciBn del programa y de la lectura de lossensores se produ"can una serie de actuaciones.%ntrada@sensores salidas@actuadores,pulsadores, leds, motoresm #$*, Pie"oeléctrico... "umbadores....

Se*(#e% An(#+,i&(% ) Di,it(#e%

-na seDal es analBgica cuando puede tomar inMnitos valores entre su valor mínimo ymá!imo. %lementos analBgicos PotenciBmetro, ldr, ntc, Rumbador, motor eléctrico.-na seDal es digital cuando solo puede tomar 2 valores, el má!imo asociado a + o a'ierto EonF y el mínimo asociado a cero, also o EoSF. %lementos digitales pulsador,

detector de presencia, led, timbre.

-n&ion($iento de# $i&'o&ont'o#(do'

7unciBn $igitalrite

7unciBn rite Pines de salida HescribirJ

:igh el microntrolador escribe un + en el pin de salida, es decir 9v. %l led se enciende.

#oK el microntrolador escribe un = en el pin de salida, es decir =v. %l led no seenciende.

-n&i+n Di,it(#Re(d

%l microcontrolador lee la tensiBn en el pin de entrada si T/,9v asigna un +, si U/,9vasigna un =

;


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"ÓDULO DE BLUETOOTH3on mBdulos muy populares para aplicaciones con microcontroladores P&' y Arduino. 3etrata de dispositivos relativamente econBmicos y que habitualmente se venden en unormato que permite insertarlos en un protoboard y cablearlo directamente a cualquiermicrocontrolador, incluso sin reali"ar soldaduras.

?


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SENSOR DE ULTRASONIDO

3on detectores de pro!imidad que trabajan libres de roces mecánicos y que detectanobjetos a distancias de hasta ;m. %l sensor emite un sonido y mide el tiempo que laseDal tarda en regresar. %stos reLejan en un objeto, el sensor recibe el eco producido ylo convierte en seDales eléctricas, las cuales son elaboradas en el aparato devaloraciBn. #os sensores trabajan segVn el tiempo de transcurso del eco, es decir, sevalora la distancia temporal entre el impulso de emisiBn y el impulso del eco.

+=


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CARRO ARDUINO -

. DESCRIPCION DEL PRO/ECTO:

%l presente proyecto permite la construcciBn de un carro controlado por control remotocon un dispositivo Android, dicho carro tiene sensor ultrasonido que evita impactos,todos los componentes son adaptados a un microcontrolador A*$-&).

%n el procesador del arduino instalaremos un programa que dictara los pasos a seguirpor el equipo. Para la alimentaciBn del auto usaremos una batería de ?v.

uestra intenciBn es construir un dispositivo completo de manera más ácil yeconBmica posible.

++


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.1 CO"PONENTES A USAR• Placa arduino -)• Protoboard %&'@9=• 3ensor -ltrasonido :'@3*=4• 8odulo 0luetooth :'@=• 'ircuito integrado #2?/$• *uedas jebe• 8otor reductor 58/@*+2=• *ueda giratoria• 'able jumper 8@8• 'Able jumper 8@:• 0ase Acrilico POcarro W tuercas• Pila ?v W cable• 'inta adhesiva

.2 DIAGRA"A DE LUJO

+2


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+/


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.! DISE0O DEL CIRCUITO ELECTRÓNICO

.!.1 DISE0O DE INSTALACION DE LOS "OTORES DC / CIRCUITOINTEGRADO L2!D

+4


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.!.2 DISE0O DE INSTALACION DEL ULTRASONIDO:

+9


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bJ %laboramos el programa que se adecue al proyecto

cJ &niciamos con el armado de la carcasa del carro. 'olocando las dos ruedas de jebe enla placa de acrílico y la rueda giratoria.

dJ #uego Mjamos a la placa el Arduino, el protoboard. 'olocamos el mBdulo de bluetoothy el mBdulo de ultrasonido al protoboard.

eJ 'ableamos de acuerdo a los diagramas anteriores. A continuaciBn cargamos elprograma al Arduino teniendo en cuenta que antes de cargar el programa sedesconecta los cables de transmisiBn y recepciBn del bluetooth,

J $escargamos la aplicaciBn al celular desde internet para poder controlar el carro víabluetooth.

gJ Adecuamos cambios del programa. *eali"amos cambios necesarios

!.! PROGRA"ACION

/* Carro Inalámbrico Bluetooth

ARDUINO L293DPuente ! //cone"ione# $el ar$uino con el %uente

& '(

) '& 9

'( 2

&+ ', 9, ')

-ND ., &, '2, '3

l motor ' #e conecta a lo# %ine# 3 0 ) $el Puente

l motor 2 #e conecta a lo# %ine# '' 0 '. $el Puente

La 1uente $e alimentacin $e lo# otore# #e conecta a tierra 0

l %o#iti4o al %in 5 $el %uente 6

Cone"in $el $ulo Bluetooth C7() 0 el Ar$uino

ARDUINO Bluetooth C7()

( 8R! :

' 8:! R

&+ +CC

-ND -ND

;;Cui$a$o;; La# cone"ione# $e : 0 R al m$ulo Bluetooth $eben e#tar $e#conecta$a#

n el momento a $el c$i>o 8?@etch! al Ar$uino6

Cone"in ?en#or Ultra#oni$o C7?R(.

ARDUINO Ultra#oni$o C7?R(.

2 cho

3 :ri>

&+ +CC

-ND -n$

*/

int i=


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int $erA 9

int $erB '(

int 4el 2&& // +eloci$a$ $e lo# motore# 8(72&&!

int e#ta$o > // inicia $eteni$o6

int %echo 2 // $e1ine el %in 2 como 8%echo! %ara el Ultra#oni$o

int %tri> 3 // $e1ine el %in 3 como 8%tri>! %ara el Ultra#oni$o

int $uracion, $i#tancia // %ara Calcular $i#tancia

4oi$ #etu%8! //De1inimo# el %uerto #erial

?erial6be>in89)((! // inicia el %uerto #erial %ara comunicacin con el

//bluerooth

%ino$e8$erA, OU:PU:!

%ino$e8$erB, OU:PU:!

%ino$e8i=!

%ino$e8'3,OU:PU:!

E

4oi$ loo%8!

i18?erial6a4ailable8!F(! // lee el bluetooth 0 almacena en e#ta$o

e#ta$o ?erial6rea$8!

E

i18e#ta$oa! // Botn $e#%la=ar al Grente

analo>Hrite8$erB, (!

analo>Hrite8i=Hrite8$erA, 4el!

analo>Hrite8i=Hrite8$erB, (!

analo>Hrite8i=Hrite8$erA, (!




analo>Hrite8i=Hrite8i=Hrite8$erA, 4el!

E

i18e#ta$oe! // Botn Re4er#a

analo>Hrite8$erA, (!

analo>Hrite8i=Hrite8$erB, 4el!

analo>Hrite8i=italHrite8%tri>, I-! // >enera el %ul#o $e tri>>er %or '(u#

$ela08(6('!

$i>italHrite8%tri>, LOH!

$uracion %ul#eIn8%echo, I-! // Lee el tiem%o $el cho

+;


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$i#tancia 8$uracion/2! / 29 // calcula la $i#tancia en centimetro#

$ela08'(!

i1 8$i#tancia K '& $i#tancia F2! // #i la $i#tancia e# menor $e '&cm

$i>italHrite8'3,I-! // ncien$e LD

analo>Hrite8$erB, (! // Parar lo# motore# %or 2(( mili #e>un$o#


analo>Hrite8i=Hrite8$erB, 4el! // Re4er#a $urante &(( mili #e>un$o#

analo>Hrite8i=Hrite8$erB, (! // -irar $urante ''(( mili#e>un$o#


analo>Hrite8i=italHrite8'3,LOH!

E

el#e // ?i no ha0 ob#táculo# #e $e#%la=a al 1rente


analo>Hrite8i=Hrite8$erA, 4el!

analo>Hrite8i=! // Botn OGG, $etiene lo# motore# no hace na$a



analo>Hrite8i=


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5. EVALUACION DE COSTOS / APLICACIONES:

*eali"aremos una evaluaciBn simple del costo del producto y el precio de venta al

mercado, para esto consideramos una producciBn mensual de 2= unidades

5.1 E6(#-(&i+n de &o%to%

$eterminando el costo de materiales e insumos

8A(%*&A# 'antidad

Precio !-nid

importeH3O.J

+ Placa arduino -) + ;9.= ;9.=2 Protoboard %&'@9= + C.= C.=/ 3ensor -ltrasonido :'@3*=4 + +;.= +;.=4 8odulo 0luetooth :'@= + //.= //.=9 'ircuito integrado #2?/$ + C.= C.= *uedas jebe 2 C.9 +9.=C 8otor reductor 58/@*+2= 2 C.= +4.=; *ueda giratoria + 2.= 2.=? 'able jumper 8@8 2= =.+ 2.

+= 'Able jumper 8@: 4 =./ +.2++ 0ase Acrilico POcarro W + +9.= +9.=

2+


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tuercas+2 Pila ?v W cable + 9.= 9.=+/ 'inta adhesiva + +.9 +.9

()(A# 2=./compra al ! mayor Hreduce+9XJ +C9./99

$eterminando los costos 7ijos

personal mensualA$8&&3(*A$)* 29==A3&3(%(% )P%*A*&) ;==%$%$)* +2==

)P%*A*&) +=== ()(A# Huevos 3olesJ 99==

3ervicio mensual3ervicio #u" ?=3ervicio de agua ;=5as 'alida +2=teleonía +2=

()(A# Huevos 3olesJ 4+=

mensual

equipos y otros +==

$eterminando el precio de venta unitario

'osto Mjo mensual =+=capacidad de producciBn

mensual 2='osto ! unidad +?;.9-tilidad /=XP'e&io de 6ent( %inIGV 7S8.9

25.3115

5.2 Poten&i(#e% (;#i&(&ione%:

%ntre las principales aplicaciones del proyecto elaborado, tenemos las siguientes

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• %!ploraciBn los carros pueden ser acondicionados para resistir situacionesadversas e indagar en ambientes poco accesibles u hostiles para el ser humano,pudiendo ser usados en situaciones de desastres, para la bVsqueda de heridos

• %ntretenimiento %sta industria se avorece del uso de robots para recrearsituaciones Mcticias o posibles, haciendo uso de los llamados Geectos

especialesG, o simplemente como un pasa tiempo

• 'onstrucciBn Para el transporte de materiales y herramientas

• %ducaciBn %l sistema es modular y ampliable, con el que se puede construir unaplataorma muy completa , su acilidad de armado y desarmado permitirá a losestudiantes de manera entretenida ingresar al mundo de la robBtica.

• Automati"aciBn &ndustrial #a tecnología de este proyecto puede ser llevado amuchos equipos industriales que requieren sensores antiinpacto o control remotode los mismos con una tecnología accesible para todos como la e!istente en loscelulares

4. CONCLUSIONES:

• #a tecnología de los microprocesadores, en este caso A*$-&), permite laconstrucciBn de dispositivos de alta tecnología y a bajo costo, sentando basepara proyectos más complejos.

• 3e ha logrado desarrollar un dispositivo utili"ando un 3istema %mbebido a travésde las grandes ventajas que nos proporciona la Plataorma de Arruino, con lavariedad de dispositivos disponibles se pueden crear no solo este tipo deprototipos sino que puede desarrollarse todo una gama de buenos proyectos.

•

&nteresante resulta el hecho que no es necesario grandes cantidades de energíaeléctrica, ni de grandes costos, con una inversiBn bien planiMcada se puedereali"ar un diseDo similar al que se presenta.

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