ASTRO C.S.P. - Fase 4.

  Tatiana Aguirre Osnas

Valeria Guevara Hurtado

Dahian Valentina Valencia Ramos 

 INTRODUCCIÓN 

En esta ocasión se realizará el blog correspondiente para la fase número 4 del proyecto final de la asignatura "Introducción a la Ingeniería Electrónica". 
Se encontrará a continuación las especificaciones sobre el driver utilizado, fotos y vídeos del robot seguidor de línea (ASTRO C.S.P), algunos cambios que decidimos implementar y la programación indicada en la rúbrica de evaluación. Sin más que decir, comencemos. 

MÓDULO ARDUINO DRIVER L298N

En la pagina del distribuidor del producto el Módulo L298N para Control de Motores es un dispositivo que proporciona la corriente necesaria para el control de motores dc y motores paso a paso para aplicaciones de robótica, el cual permite controlar el sentido de funcionamiento de motores a una corriente de salida por canal de hasta 2A. Este módulo cuenta con un disipador de calor acorde a las caracterí­sticas de este driver, sus caracterí­sticas de diseño le permiten un rendimiento anti-interferencia excepcional.

Se decidió hacer uso de este modelo por su precio accesible, sus características listadas en la tabla 1  y su compatibilidad con el tipo de motores DC,  mencionada en el informe de la fase 1 del proyecto.  

 

Características general del driver L298N:

Controlador	L298/ Doble Puente H
Interfaz de potencia	7V~46V
Corriente máxima	2A por canal
Voltaje de control	5V
Nivel de entrada de señal de control	· Nivel alto 2.3V <= Vin <= Vss · Nivel bajo: -0.3V <= Vin <= 1.5 V
Corriente de control	36mA
Potencia de salida	25W
Luces indicadoras	Encendido, control, dirección
Temperatura de operación	-20°C~+135°C

Tabla 1.

Fuente: https://www.vistronica.com/robotica/modulo-l298n-para-control-de-motores-detail.html (va en referencias)

Imagen 1 . Estructura del Driver L298N (referenciarlo)

ESTRUCTURA DE ASTRO: Baterías, Driver, Arduino y Sensores

En la imagen 2, se muestra el diagrama de conexión pictórico, en el, se vera la forma en la que están conectados  el driver, los motores, los sensores, el Arduino y demás conexiones realizadas a astro.

Diagrama 1. Diagrama de conexión pictórico 

DIAGRAMA DE FLUJO:

En este diagrama se aprecia el funcionamiento de Astro, en el Loop se muestra como los sensores le van a dar determinadas señales previamente establecidos mediante el programa Arduino, para que el ciclo resultara infinito se utilizo "Return" que en raptor se usa para dirigir a una asignación previamente establecida, en este caso es INICIO LOOP, que dirige el ciclo hasta su principio.

Diagrama 2. Diagrama de flujo usando Raptor

ESTRUCTURA DE ASTRO: En físico

Nuevamente, se ha hecho uso de la silicona para adherir el driver al chasis. Además, si en algún momento se desea retirar algún elemento no será complicado, sin embargo, no se duda de su resistencia. Como se puede apreciar en las siguientes imágenes, el robot ya se encuentra con todos sus componentes físicos  perfectamente añadido y como prueba de resistencia observe la imagen 5. 

Imagen 2. Astro: vista de la parte superior

Imagen 3. Astro: vista de la parte inferior

Imagen 4. Astro al revés: prueba de resistencia

PROGRAMA IMPLEMENTADO EN ARDUINO 

ALGUNOS CAMBIOS REALIZADOS

BATERÍAS

Se han reemplazado las 8 baterías alcalinas por 2 baterías LiPo para restarle peso al robot y de este modo hacerlo más ágil y veloz. Estas baterías son recargables, lo que permite evitar la acción de renovar y desechar las pilas comunes, hecho que reduce los costos económicos y ambientales.

Se escogieron 2 baterías LiPo, cada una con una tensión nominal de 3.7V y con 500 mAh, las baterías fueron conectadas en serie y se obtuvo un voltaje de 7.4V.  Dichas baterías fueron escogidas, puesto que tienen una durabilidad de 24 a 36 meses. Estas se caracterizan por ser ligeras y por poder almacenar una gran cantidad de energía y pueden llegar a realizar más de 300 ciclos de carga y descarga. Para recargar las baterías se hará uso del cargador visto en la imagen 7 y para esto se necesita un cable 5 pin mini b usb, cada batería tarda recargar aproximadamente 3 horas. 

Imagen 5. Nuevas baterías LiPo.

 Imagen 6. Cargador de las baterías LiPo 

CABLEADO

A sugerencia del profesor, se hizo cambio en el cableado por el que se muestra en la imagen 8, para mejorar la estética de Astro. Además, debido al cese de actividades se dedujo que algunos de los cables  sufrieron daño, hecho que se vio como una oportunidad de realizar dicha modificación.

 

Imagen 7. Cable vehicular AWG 20 azul

Imagen 8. Termo-encogible para cables 2mm

FUSIBLE Y PORTA FULSIL 

El fusible es el encargado de no sobrepasar el voltaje permitido hacia el circuito, impidiendo que este tenga un daño electrónico. Este fusible se eligió con el fin de proteger el circuito del robot.

Características: 

-modelo F2AL250V

-corriente 2A 

-voltaje 250V 

-material de cristal

-dimensión 5mm*20mm 

-fastblow (fusible de acción rápida) (si tengo 4 elementos puedo usar reglones, pero si hay mas se enumeran)

El porta fusible es el encargado de salvaguardar en su interior el fusible. Existen multitud de modelos de portafusibles en el mercado y en función de las dimensiones del fusible se eligió el portafusil conveniente.

Características: 

-modelo FH043 

-soporte para 6*30mm fusibles

-Hecho para fusibles 5*20mm, aprox. 51mm de longitud

-corriente 10A 

-voltaje 250V AC.

Imagen 9. Porta-fusible añadido a Astro 

Imagen 10. Portafusil FH043

Imagen 11. fusible F2AL 250V

OTROS

Cable para Arduino USB Macho 2.0 a Macho tipo B:

Como maneras prevenidas se adquirió este segundo cable de Arduino para repuestos en casos de pérdidas o daños. 

 

Imagen 12. Cable para Arduino USB

Microcontrolador Atmel ATMEGA 328P Arduino:  

Fue necesario realizar la sustitución de este componente debido a que sufrió daños. (ligar la imagen al texto, pie de imagen nombre) 

Imagen 13. Microcontrolador

Interruptor Switch Palanca Mts-103 On-off-on 6a:

Al analizar el comportamiento del robot, se observó que para su funcionamiento, sin la conexión entre el computador y la tarjeta Arduino, se hacía uso de los cables de la batería positivo y negativo al driver. Ahora, el elemento que cumplirá la función de encendido y apagado será este interruptor, esto con el fin de obtener mayor comodidad sin necesidad de mover algún cable. 

Imagen 14. Interruptor Switch Palanca

INFORMACIÓN ADICIONAL

 

Tabla de precios fase 4 (actualizada):

Componentes	Cantidad (unidades)	Precio $ (costo*unidades)
Módulo Arduino driver L298N	1	16.000
Baterías de LiPo 3.7	2	(21.000*2) = 42.000
Microcontrolador Atmel ATMEGA 328P Arduino	1	16.000
Cargador Batería LiPo	1	4.000
Cable vehicular AWG 20 azul	4 metros	(500*4) = 2.000
Fusible F2AL 250Vb	2	(500*2) = 1.000
Portafusil FH043	1	1.500
Termoencogible para cables	2 metros	(500*2) = 1.000
Cable para Arduino USB Macho 2.0 a Macho tipo B 30 cm.	1	7.100
Valor total		74.600
valor total fase 4 + valor acumulado (174.285,69)		248.885,96

Tabla 2. 

El color rojo en la tabla 2 indica que dicho precio fue anteriormente expuesto en los blog de las anteriores fases. 

ENLACE CARPETA FASE_04

Se adjunto un hipervínculo para una mejor apreciación del programa de Arduino, el diagrama de flujo, el diagrama de bloques y los videos en los que se muestra como el programa se ejecuta en Astro. CARPETA_FASE_04

Conclusión 

Para concluir la fase 4, podemos expresar la importancia de cada uno de los puntos resueltos, tales como el diagrama de flujo, que nos expresó el funcionamiento de Astro, donde se muestran las señales de los sensores   previamente establecidos por el Arduino. También se mostró la programación, que tiene como objetivo hacer que los motores funcionen, para que así los sensores puedan hacer su trabajo.

¡GRACIAS POR EL TIEMPO DEDICADO!