Proyecto

Proyecto: carrito con sensor de movimiento.

Introducción

La robotica y la inteligencia artificial son campos que en los últimos año han tomado importancia en la actualidad, los podemos encontrar aplicados en distintas áreas de investigación como brazos robóticos que toman objetos sin la necesidad de que alguien los controle o en procesos de en las empresas como en las líneas de empaquetado, inclusive en la vida cotidiana con aspiradoras que recorren toda la casa hasta que detectan que ya limpiaron todas las áreas previamente configuradas.

Objetivo

Construir un robot que avance en línea recta mientras no detecte un obstáculo en un rango de 20 cm, en caso de detectar un obstáculo el robot retrocederá y girará sobre sí mismo hasta que detecte que ya no hay obstáculos en su camino.

Objetivos específicos

• Construir un robot que identifique obstáculos, usando componentes básicos de electrónica y Arduino.
• Conocer conceptos básicos de inteligencia artificial para automatizar el proceso de identificación de obstáculos.
• Utilizar un sensor infrarrojo para el manejo del carrito por medio de un control remoto.

Justificación

Este proyecto se realizó con el propósito de adentrarnos en el estudio de la robótica y la inteligencia artificial para poder ofrecer nuevas soluciones a nuestro entorno cotidiano basándonos en el comportamiento de una aspiradora inteligente.

Protocolo utilizado:

Con PROFINET es posible conectar dispositivos, sistemas y celdas (conjuntos de dispositivos aislados entre sí), mejorando tanto la velocidad como la seguridad de sus comunicaciones, reduciendo costes y optimizando la producción. Por sus características, PROFINET permite la compatibilidad con comunicaciones Ethernet más propias de entornos TI, aprovechando todas las características de éstas, salvo la diferencia de velocidad que posee una comunicación Ethernet situada en una red corporativa frente al rendimiento en tiempo real que necesita una red industrial.

Lista de materiales

• Arduino UNO R3

• Placa de expansión V5

Esta placa contiene pines que facilitan la conexión ordenada de dispositivos, sensores, pulsadores, etc. a la placa Arduino además de Header para Alimentación Externa y selección de la alimentación.

• Sensor Ultrasónico HC-SR04

Es un sensor de distancia de bajo costo que utiliza ultrasonido para determinar la distancia de un objeto en un rango de 2 a 450 cm.

• Servomotor SG90

Es un actuador rotativo que permite un control preciso de posición angular, aceleración y velocidad.

• Puente H (L298N)

Es el modulo más utilizado para manejar motores DC de hasta 2 amperios. El chip L298N internamente posee dos puentes H completos que permiten controlar 2 motores DC o un motor paso a paso bipolar/unipolar.

• Motores DC

También llamado motor de corriente continua, pertenece a la clase de los electromotores y sirve principalmente para transformar la energía eléctrica en energía mecánica. La mayoría de las formas de construcción del motor DC se basa en fuerzas magnéticas y dispone de mecanismos internos de tipo electrónico o electromecánico. 

• Ruedas

• Portapilas

 

• Baterías 3.7 V

Diagrama

Procedimiento

 

Como primer paso se conecta la extensión de Arduino en el Arduino para así poder conectar los sensores y los motores que nos servirán para el funcionamiento del carrito.

 

 

Después conectamos el servomotor que  tiene tres cables. El color de los cables varía entre los servomotores, pero el cable rojo siempre es de 5 V y GND será marrón. El rojo es el cable de alimentación y debe conectarse al puerto de 5 V y generalmente es naranja. Este cable de control está conectado al pin digital A2

 

 

Una vez puesto y conectado el servomotor en la parte delantera del carrito, en la parte de la elice se pondrá una base  encima del servomotor para que podamos acomodar el sensor ultrasonico y que tenga la suficiente altura para detectar si es que hay paredes cerca o un obstaculo que pueda impedir su camino y este a la vez observará en 3 direcciones hacia la izquierda, derecha y enfrente para ver donde no hay un obstaculo, en este caso el sensor ultrasonico se conecto el vcc a 5v, el echo en A0, el trig es el que va conectado a A1 y el gnd a tierra

 

 

El siguiente sensor es el infrarojo que nos servirá para poder  controlar el carrito con un control remoto, este sensor va en la parte de adelante para recibir la señal del control remoto y este va conectado principalmente el pin G que es el que va a tierra, el pin R es el que va conectado a 5V y finalmente el Y que va conectado a 12.

 

 

El driver motor es el que nos va ayudar a que los motores puedan mover las ruedas, el driver motor se conecta el FNA en el pin 5 del arduino, el IN1 va a conectarse en el pin 2 del arduino, el IN2 va a conectarse en el pin 7 del arduino ,el IN3 va a conectarse en el pin  4 del arduino,el IN4 va conectado en el pin 8 del arduino y finalmente el FNR se conecta al pin 6 del arduino, ahora otra parte importante es que en la parte de las salidas irán conectados los 2 motores para poder darles la energia para que puedan funcionar y para terminar se conectará la caja de alimentación la cual funciona con pilas 18650X2 de 3.7V, esta caja de alimentación va conectado directamente al driver motor, la corriente va conectado a 12V y tierra a gnd.

 

 

En la parte de abajo del carrito es donde irán los motores para poder poner las ruedas que van a mover al carrito, estos motores van conectados directamente al driver motor en las salidas, tambien se colocará otra rueda para que pueda girar hacia la derecha o izquierda.

 

Resultados

Después de haber hecho lo anterior con todos los materiales se le agregó una carcasa para que se vea mas vistoso, en el siguiente video se muestra las 2 funciones que tiene el carro que es manejándolo con un control o que se controlé solo:

Conclusión

El desarrollo de este tipo de proyectos nos permite conocer una serie de componentes eléctricos así como los requerimientos de cada uno de ellos para su correcto funcionamiento aplicando los conocimientos teóricos adquiridos en la actual asignatura para poder crear soluciones a nuestro entorno cotidiano.