Seguidor de línea

Introducción:

¿Qué es un seguidor de línea?

Un seguidor de línea es un robot móvil que sigue una trayectoria marcada con una línea la cual debe diferenciarse del entorno la mayoría de veces es negra con un fondo blanco o a la inversa, ¿porque la línea tiene que ser negra o blanca y el fondo de igual manera? La mayoría de los seguidores de línea solo usan sensores infrarrojos que tienen un emisor y un receptor los cuales funcionan dependiendo de la luz reflejada por el piso ahora se debe tener en cuenta que el color negro absorbe las longitudes de onda de la luz es decir no la refleja y el color blanco refleja todas las longitudes de onda haciendo una diferencia de voltaje generada por el receptor que se activara o desactivara dependiendo del color de la superficie en la que se refleje por eso se utilizan estos dos colores, se podría hacer con otros colores pero dificultaría el censado debido a la sensibilidad de dichos sensores.

Objetivo:

Construir un robot seguidor de línea, que funcione mediante sensores usando la tarjeta Arduino® “Duemilanove” componentes básicos de electrónica.

Profundizar en el estudio y desarrollo tecnológico, despertando la creatividad e imaginación en los alumnos.

Dar a conocer a los alumnos acerca de robótica básica, así como analizar las ventajas y desventajas de los robots.

Marco teórico:

ROBOTICA

La robótica es la ciencia y la tecnología de los robots. Se ocupa del diseño, manufactura y aplicaciones de los robots. La robótica combina diversas disciplinas como son: la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial y la ingeniería de control. Otras áreas importantes en robótica son el álgebra, los autómatas programables y las máquinas de estados.

LEYES DE LA ROBOTICA

A lo largo de la historia han surgido leyes para esta ciencia a partir de la protección de los seres humanos. Las tres leyes de la robótica son un conjunto de normas escritas por Isaac Asimov, las cuales todo robot debe cumplir.

1. Un robot no debe dañar a un ser humano o, por su inacción, dejar que un ser humano sufra daño.

2. Un robot debe obedecer las órdenes que le son dadas por un ser humano, excepto si estas órdenes entran en conflicto con la Primera Ley.

3. Un robot debe proteger su propia existencia, hasta donde esta protección no entre en conflicto con la Primera o la Segunda Ley.

Arduino® Duemilanove

El Arduino Duemilanove es una placa con micro controlador basada en el ATmega168 o el ATmega328. Tiene 14 pines con entradas/salidas digitales (6 de las cuales pueden ser usadas como salidas PWM), 6 entradas analógicas, un cristal oscilador a 16Mhz, conexión USB, entrada de alimentación, una cabecera ISCP, y un botón de roset. Contiene todo lo necesario para utilizar el micro controlador; simplemente conéctalo a tu ordenador a través del cable USB o alimentarlo con un transformador o una batería para empezar a trabajar con él. "Duemilanove" significa 2009 en italiano que fue el año cuando salió al mercado.

Sensor CNY70

El CNY70 es un sensor de infrarrojos de corto alcance basado en un emisor de luz y un receptor, ambos apuntando en la misma dirección, y cuyo funcionamiento se basa en la capacidad de reflexión del objeto, y la detección del rayo reflectado por el receptor.

El CNY70 tiene cuatro pines de conexión. Dos de ellos se corresponden con el ánodo y cátodo del emisor, y las otras dos se corresponden con el colector y el emisor del receptor.

Puente H lm293

El puente H es una interfaz que se considera básicamente como un sistema de conmutación controlado por dos señales digitales de baja potencia, generalmente es utilizado para el control de giro de los motores. Cuando el sistema detecta un 1 lógico en una de sus dos entradas de control y un cero en la otra, este conecta el motor a la fuente de alimentación con determinada polaridad si la señal de control que estaba en 1 pasa a cero y la de cero a uno el PUENTE H conecta la fuente al motor con la polaridad invertida facilitando así el giro en sentido contrario.

Existen también puentes H integrados tales como el L293D, en resumen este tipo de circuitos integrados traen en su interior 2 puentes H independientes teniendo las entradas para el control de giro y una entrada de enable usada comúnmente como entrada PWM, cabe destacar que en estos circuitos se usa una alimentación para el CI y una para los motores, lo que permite que se puedan manejar cargas relativamente exigentes. La lógica de control es compatible con niveles TTL y CMOS.

Servomotores

Un servomotor (también llamado servo) es un dispositivo similar a un motor de corriente continua que tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación, y mantenerse estable en dicha posición. Un servomotor es un motor eléctrico que consta con la capacidad de ser controlado, tanto en velocidad como en posición. Los servos se utilizan frecuentemente en sistemas de radio control y en robótica, pero su uso no está limitado a estos. Es posible modificar un servomotor para obtener un motor de corriente continua que, si bien ya no tiene la capacidad de control del servo, conserva la fuerza, velocidad y baja inercia que caracteriza a estos dispositivos

Resistencias.

Las resistencias en cualquier circuito electrónico son de gran utilidad ya que como se nombre lo indica estas son las encargadas de limitar la corriente que fluye de la fuente hacia los elementos y así evitar un corto, estas son de un valor fijo, dependiendo los colores de las franjas que tienen.

Componentes electrónicos:

2 sensores CNY70 1 Clip de baterías de 9v. 2 servomotores de 3000rpm. Cables. 2 Resistencias de 220 Ω. 2 Resistencias de 10 Ω. 2 Resistencias de 1k Ω. 2 Resistencias de 10k Ω. 1 CI lm293 1 Base para CI de 8 pines.

Herramientas

Cautín de lápiz. Pinzas de punta. Pinzas de corte. Soldadura. Cable delgado para electrónica. Encendedor.

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