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Diseño y Montaje de Robot seguidor de línea (FGK-3in) Realizado por K. Hidalgo, G. López, F. Labarca

Diseño y Montaje de Robot seguidor de línea “FGK-3in” (Agosto 2006) K. Hidalgo, G. López, F. Labarca. Estudiantes de Diseño Digital. Escuela de Ingeniería Eléctrica, Universidad de Carabobo. Resumen: Una prueba del aprendizaje obtenido en estos meses está reflejado en el diseño e implementación de un robot, controlado por un PIC 16F876 (MBasic), el cual posee como entradas, sensores infrarrojos que indican la posición del robot con respecto a una línea; y como salidas dos servomotores que lo direccionan. Palabras claves: seguidor de línea, sensor infrarrojo, servomotor, sistema de desarrollo iBoard, PIC16F876.

1.- INTRODUCCIÓN El desarrollo tecnológico permite que la vida cotidiana sea mucho más fácil; de aquí la mayor motivación a nuestra creación, el “FGK-3in”, el cual está basado en mantener una dirección específica, pudiéndose emplear en diversas situaciones, como envío de informes y material de oficina de un departamento a otro; a la hora de repartir café o postres en un restaurante, avión, sala de juntas u otros lugares; teniendo como ventaja, la rapidez de la operación, reducción de horas-hombre de trabajo y evitar la distracción que pudieran ocasionar los repartidores a los trabajadores.

su rango de operación. Para ello, el servo espera un tren de pulsos que se corresponden con el movimiento a realizar. Están generalmente formados por un amplificador, un motor, la reducción de engranaje y la realimentación, todo en una misma caja de pequeñas dimensiones. El resultado es un servo de posición con un margen de operación de 360º de rotación. Disponen de tres conexiones eléctricas: Vcc (roja), GND (negra) y entrada de control (blanca). Estos colores de identificación y el orden de las conexiones dependen del fabricante del servo. Es importante identificar las conexiones ya que un voltaje de polaridad contraria podría dañar el servo.

2.- FUNDAMENTOS TEÓRICOS _Servomotores Los servos son un tipo especial de motor que se caracterizan por su capacidad para posicionarse de forma inmediata en cualquier posición dentro de

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Diseño y Montaje de Robot seguidor de línea (FGK-3in) Realizado por K. Hidalgo, G. López, F. Labarca

_Sensores infrarrojos El TCRT5000 tiene una construcción compacta donde la base de la luz emisora y el receptor se encuentran dispuestos en la misma dirección para detectar la presencia de un objeto mediante la reflexión, su longitud de onda de operación es de 950mm.

Capacidad de hardware 9 384 bytes de memoria RAM 9 256 bytes de memoria EEPROM 9 8k words de memoria FLASH reprogramable. 9 Convertidor analógico-digital de 4 canales y 10 bits de resolución. 9 Un (1) USART (Comunicación Serial) 9 Dos (2) módulos CCP 9 Tres (3) Timers o temporizadores 9 Hasta ocho (08) posibles fuentes de interrupción Capacidades del Software 9 Programado en lenguaje Basic de alto nivel 9 Lenguaje de programación y compilador gratuito 9 Comunicación serial RS232 por software en cualquier pin 9 PWM por software en cualquier pin 9 Medición de pulsos y frecuencias 9 Aritmética en punto flotante 9 Manejo de motores servos y de paso mediante comandos especializados.

_Sistema de desarrollo i-Board En el sistema está incluido el PIC 16F876 el cual es uno de los PICs más robustos y destacados de su gama, además, permite ser programado en lenguaje de alto nivel (en nuestro caso Basic-Micro), o pudiendo llegar a lenguajes tan detallados como lenguaje ensamblador. Entre sus características importantes se encuentran:

más

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Diseño y Montaje de Robot seguidor de línea (FGK-3in) Realizado por K. Hidalgo, G. López, F. Labarca

3.- RESUMEN METODOLÓGICO _ Recopilación de Documentación. La información fue obtenida en parte gracias a nuestro profesor que impartió sus conocimientos con el propósito de enseñarnos el uso del microcontrolador. El resto del material investigado en los diferentes sitios Web nombrados en las referencias. _Toma de contacto con las herramientas. Entres las herramientas están: 9 Los ejemplos planteados del iBoard, puntualmente las rutinas de entradas y salidas. 9 Todas aquellas disponibles para el diseño y montaje del circuito impreso de los sensores, como cautín, estaño, componentes electrónicos y herramientas de corte.

Izquierdo

Sensores Central

Derecho

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0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

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_ Desarrollo de Aplicación prototipo Todo el diseño se comenzó a bosquejar por bloques; en un principio se manejó los servomotores separados de todo el sistema, observando así su respuesta a diferentes pulsos y cambiando las cantidades de repeticiones de dichos pulsos. Luego, al programa raíz lo más idóneo fue subdividirlo en secciones, diseñadas dependiendo de las posibles combinaciones realizables de encendido de los tres led’s (mostrando un ceroapagado, cuando cualquier sensor está sobre la línea negra, o un uno –encendido, cuando se desvía), al ser tres led’s se crearon las ocho combinaciones siguientes:

Descripción En medio de un cruce de líneas En medio de un cruce de líneas En medio de un cruce de líneas A la derecha de la línea En medio de un cruce de líneas Sobre la línea A la izquierda de la línea Totalmente fuera de la línea

Cuando el robot se encontraba sobre la línea, se mantenía el curso hacia el frente (ambas servos a la misma velocidad pero en sentidos opuestos) Cuando el robot se encontraba a la derecha de la línea, se direccionaba hacia la izquierda (el servo derecho a mayor velocidad que el izquierdo y en sentidos opuestos) Cuando el robot se encontraba a la izquierda de la línea, se direccionaba hacia la derecha (el servo izquierdo a mayor velocidad que el derecho y en sentidos opuestos) Para el resto de las combinaciones se continuaba con la orden de control anterior.

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Diseño y Montaje de Robot seguidor de línea (FGK-3in) Realizado por K. Hidalgo, G. López, F. Labarca _Programa 'program: realizado por FERMIN LABARCA, GERALDINE LÓPEZ Y KATHERINE HIDALGO

error_level = 3 pulsout P0,1335 'Right wheel stop pulsout P4,1735 'Left wheel forward endif

‘DECLARACIÓN DE VARIABLES left_sensor var word center_sensor var word right_sensor var word error_level var word veces var word error_level = 3 Low P0 'Right Servo Low P4 'Left Servo ‘PROGRAMA PRINCIPAL Start: ADIN P5, 2, AD_RON, left_sensor ADIN P7, 2, AD_RON, center_sensor ADIN P6, 2, AD_RON, right_sensor

if (left_sensor = 1 and center_sensor = 1 and right_sensor = 1) or (left_sensor = 0 and center_sensor = 0 and right_sensor = 0) or (left_sensor = 0 and center_sensor = 0 and right_sensor = 1) or (left_sensor = 0 and center_sensor = 1 and right_sensor = 0) or (left_sensor = 1 and center_sensor = 0 and right_sensor = 0) then If error_level = 1 then error_level = 1 pulsout P0,735 'Right wheel stop pulsout P4,1600 'Left wheel forward

If (left_sensor = 0 and center_sensor = 1 and right_sensor = 1) then error_level = 1 pulsout P0, 735 'Right wheel stop pulsout P4, 1600 'Left wheel forward

endif If error_level = 2 then error_level = 2 pulsout P0,1490 'Right wheel stop pulsout P4,2335 'Left wheel forward

endif endif If (left_sensor = 1 and center_sensor = 1 and right_sensor = 0) then error_level = 2 pulsout P0,1490 'Right wheel stop pulsout P4,2335 'Left wheel forward

If error_level = 3 then error_level = 3 pulsout P0,1335 'Right wheel stop pulsout P4,1735 'Left wheel forward endif

endif endif If (left_sensor = 1 and center_sensor = 0 and right_sensor = 1) then

goto Start ‘FIN DEL PROGRAMA

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Diseño y Montaje de Robot seguidor de línea (FGK-3in) Realizado por K. Hidalgo, G. López, F. Labarca

_Desarrollo impreso

de

placa

de

presencia de una superficie clara u oscura.

circuito •

Los motores servo giraron de acuerdo a las órdenes recibidas del microcontrolador. 5.- CONCLUSIONES

En esta experiencia se aprendió a controlar de manera adecuada servomotores, controlando su velocidad y su giro (horario y antihorario) mediante un pulso, cuyo valor es fijado según se requiera; consiguiéndose como punto de calibración el valor de 1535 (se encuentra detenido), al alejarse de este valor su velocidad se va incrementando hasta llegar a un punto máximo, a partir del cual se mantiene constante. El sentido de giro es en un sentido o en otro dependiendo si el pulso está por encima o por debajo del punto de calibración. Con la realización e investigación de este proyecto se pudo poner en práctica algunos comandos y periféricos con relación al microcontrolador PIC 16F876

4.- RESULTADOS •

Los sensores infrarrojos indicaron correctamente cuando estaban en

6.- REFERENCIAS [1] Angulo, J.M. (1997) “Microcontroladores PIC. Diseño práctico de aplicaciones”. McGraw-Hill. [2] Manual de ATOM Sintaxis Versión 3.0.0.0 [3] Manual de PIC 16F876 [4] Manual de usuario i-Board [5] www.W-Robotics.com [6] www.microchip.com [7]robotics.com/robots_simples.htm [8]http://www.lynxmotion.com [9]http://www.iearobotics.com/proyectos/ tritt/tritt.html [10] www.parallax.com

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Seguidor de Linea  

Pista de un Robot Seguidor de Linea

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