ROBOLT FASE 2
UNIVERSIDAD DEL
VALLE
INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA
ELECTRÓNICA
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Marzo 2021
Isaac Arias (2127306) / Zuly Valentina
Rodríguez (2128691) / Anderson Cuaspud (2077336)
ROLBOLT FASE 2
En
esta segunda fase del robot seguidor de línea ‘Robolt’, hablaremos sobre
el sistema de alimentación que vamos a utilizar, además de la placa
microcontroladora y sus características. Por otra parte, se mostrará un pequeño
circuito realizado en la plataforma del robot, donde se verán un par de leds
funcionado a través de unos pulsadores, demostrando así que el sistema de
alimentación ya está listo para empezar a implementarse en la versión final del
robot.
Igualmente, dejaremos por aquí un
enlace donde se podrá visitar la primera fase realizada de nuestro seguidor de
línea. ROBOLT FASE 1
Para
definir el sistema de alimentación de nuestro robot seguidor de línea primero
debemos definir la placa microcontroladora y los motores que serán utilizados y
sus especificaciones técnicas, ya que son las partes que más energía van a
consumir de todo el sistema.
Placa
microcontroladora:
Iniciaremos por la selección de la placa microcontroladora, ya que es donde se encuentra el software del robot, que se encarga de controlar y tomar las decisiones. En esta ocasión será la placa Arduino Uno. La razón de haber escogido esta placa fue porque tiene un coste más accesible, su código es abierto, provee de los suficientes pines de conexión, además de que sus especificaciones técnicas eran bastante apropiadas para el proyecto que íbamos a realizar.
|
Microcontrolador |
ATmega328 |
|
Voltaje de operación |
5V |
|
Voltaje de entrada (recomendado) |
7-12 V |
|
Voltajes de entrada (limites) |
6-20 V |
|
Pines de E/ digitales |
14 (6 proporcionan salida PWM) |
|
Pines de entrada analógica |
6 |
|
Corriente DC por pin de E/S |
20 mA |
|
Corriente DC para 3.3V Pin |
50 mA |
|
Memoria flash |
32 KB |
|
SRAM |
2 KB |
|
Velocidad de reloj |
16 MHz |
Tabla. 1 principales especificaciones
técnicas del Arduino Uno. Tomado https://store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3
Imagen
1. Funciones de los pines del Arduino Uno. Imagen tomada de https://www.electronicamain.com/arduino-uno-y-la-funcion-de-sus-pines/
Motorreductores:
Fue
elegido el motorreductor plástico (motor de engranajes) tipo T (doble eje) compatible
con llantas de 65mm, debido a su fácil acceso y funcionalidad. Son las partes
con más consumo del robot al ser necesario 2 motores, son los que darán la
principal referencia para elegir el sistema de alimentación.
|
Voltaje de
operación |
3V-12V (recomendado 6V-9V) |
|
Velocidad |
3V= 80 rpm / 5V=120 rpm / 9V= 300 rpm |
|
Torque máximo |
3 kg / cm |
|
Consumo |
80-100 mA |
Tabla 2. Principales especificaciones
técnicas del motorreductor
Imagen 2. Motorreductor de
plástico.
Sistema de alimentación:
Una
vez escogida la placa microcontroladora y los motorreductores que serán
utilizados para el desplazamiento del robot seguidor de línea, es necesario
definir el sistema de alimentación teniendo en cuenta los voltios y los amperios
que serán requeridos en las partes.
La
batería cumple una función esencial ya que te permitirá alimentar todos los
componentes del robot, esta distribuirá el voltaje y la corriente que consumen
los elementos del circuito.
Por
eso decidiremos dividir el sistema de alimentación eléctrico del robot en dos
partes. Una batería alcalina de 9V para alimentar el microcontrolador de manera
independiente, una pila alcalina de 9V tiene una capacidad en torno a 300 mAh.
Por
la parte de los de motores, se utilizarán baterías de litio (LiPo), las cuales
tienen la ventaja de proporcionar mucha duración (mAh), tienen una vida útil
bastante larga, además de ofrecer unos mayores voltajes que las baterías
alcalinas convencionales. En ese caso se utilizarán de forma preventiva 2
baterías del tipo 18650, las cuales tienen la ventaja de ser recargables, con
un voltaje nominal de 3.7V y una capacidad de aproximadamente 2000 mAh.
Así
de esta manera, al trabajar con dos fuentes independientes para esos circuitos,
se tiene mejor alimentación, que sí solo se utilizara una batería, al haber
tantos circuitos conectados con una sola pila se va a consumir una corriente
muy grande con la que se puede descargar la batería en unos cuantos minutos.
Imagen 3. Batería 9V
Imagen 4. Batería LiPo
Pruebas
del sistema de alimentación:
Para
comprobar que el sistema se estaba alimentando correctamente se decidió
realizar un pequeño circuito donde se pudiera evidenciar que la batería
estuviera entregando correctamente la corriente a la placa microcontroladora,
además, de empezar a familiarizarnos con la programación.
El
objetivo de la actividad era conseguir que uno de los leds encendiera si
mantenía presionado un pulsador, pero si se soltaba el pulsador automáticamente
se apagaba. El segundo led debía tener la capacidad de mantenerse encendido si
se le daba un toque al pulsador y apagarse al volverlo a presionar. A
continuación, se evidenciarán los resultados obtenidos.
Imagen
5. Perspectiva del robot
Imagen
6. Perspectiva del robot
Imagen
7. Perspectiva del robot
(En
las imágenes se ve al descubierto la batería para la evidencia del
funcionamiento eléctrico, pero en la versión final dentro sus debidas
protecciones)
Código:
El código
que se realizó para el funcionamiento de los leds fue el siguiente:
|
int estadoBoton; int estadoAnteriorBoton = 0; int estadoLed = 0; int LED = 3; int LED2 = 8; int BOTON= 2; int BOTON2 = 7;
void setup() {
pinMode(LED, OUTPUT);
pinMode(LED2, OUTPUT);
pinMode(BOTON, INPUT);
pinMode(BOTON2, INPUT); }
void loop() { estadoBoton
= digitalRead(BOTON);
if(estadoBoton != estadoAnteriorBoton){
if(estadoBoton==HIGH){
estadoLed = !estadoLed;
digitalWrite(LED, estadoLed);
delay(250); }
estadoAnteriorBoton = estadoBoton; }
if(digitalRead(BOTON2)==1)
digitalWrite(LED2,HIGH);
if(digitalRead(BOTON2)==0)
digitalWrite(LED2,LOW); } //Controla
led verde
if(lectura_verde==LOW) {
estado_verde=!estado_verde; }
if(estado_verde==0) {
digitalWrite(10,LOW); } else {
digitalWrite(10,HIGH); }
} |
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