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Construya un robot seguidor de línea con base en el sistema Bolt 18F2550.

Autor: Mario Leguízamo Vega

 

Ver video demostrativo HD

 

 

Descripción: desarrollo de un carrito seguidor de línea con base en el sistema Bolt 18F2550. El robot utiliza dos motorreductores para el movimiento de sus ruedas, controlados mediante un driver cuádruple de puente H L293D con alta capacidad de corriente y un par de sensores infrarrojos reflectantes QRD1114 para la detección de la línea negra -que mide 1.8 cms- sobre la pista de prueba, como se observa en la foto.

Los circuitos auxiliares del sistema Bolt fueron alambrados en una tableta protoboard, la cual en el carrito queda instalada debajo de la tarjeta Bolt. Este esquema de alambrado permite la modificación rápida de la circuitería para la realización de pruebas.

Las conexiones entre la tableta protoboard y el sistema microcontrolador son realizadas a través de los puertos para LCD y el puerto auxiliar de la tarjeta Bolt.

Por medio de los mini dip switch de 4 posiciones en el sistema Bolt, se programan distintas opciones de movimiento del robot. Unicamente la opción 3 debe realizarse colocando el carrito sobre la pista de prueba. El resto de las opciones puede funcionar sobre cualquier superficie plana:

 

OPCION SW1 SW2 SW3 SW4 Movimiento del carrito
1 ON ON ON ON En espera (stand by)
2 OFF ON ON ON Avanza 2 segundos y se detiene; repite.
3 OFF OFF ON ON Carrito seguidor de línea (requiere de pista con línea negra)
4 OFF OFF OFF ON Avanza en zig zag
5 OFF OFF OFF OFF Avanza en círculo hacia atrás

Para alimentar la electrónica del carrito, incluyendo la tarjeta Bolt, los motores y el resto de los circuitos, se utiliza una sola pila cuadrada recargable de 9 volts.

El microcontrolador 18F2550 se programó en ANSI C utilizando un sencillo algoritmo para el seguimiento de la línea negra, como se muestra en la foto más abajo.

El proyecto completo MPLAB-IDE se incluye aquí, con los archivos fuente y ejecutable.

 

Diagrama electrónico del carrito seguidor de línea (dé click en la figura para para ampliar):

 

En la siguiente foto se identifican las componentes del carrito seguidor:

 

Vista de la circuitería adicional en el protoboard:

 

Los circuitos QRD1114 son sensores infrarrojos reflectantes, y consisten de un emisor y un detector infrarrojos. La marca sobre el sensor indica el pin 1 en el diagrama esquemático:

 

La superficie negra no refleja la luz infrarroja. Solamente el sensor que se encuentre sobre superficie blanca habrá de generar una señal activa en su detector.

 

Para seguir a la línea negra (que tiene un ancho de 1.8 cms), el microcontrolador se programa con un algoritmo muy simple, dependiendo de la detección de cada sensor del color blanco ó negro de la superficie.

 

Dimensiones del robot seguidor de línea. Es muy importante conservar la distancia de 2 mm entre los 2 sensores infrarrojos y la superficie.

 

El principio de funcionamiento del puente H, para controlar el giro de los motores en ambos sentidos se proporciona en el siguiente diagrama:

H-BRIDGE.gif (12152 bytes)

EL PUENTE H: así se le conoce por su forma parecida a la letra H. Básicamente es el circuito electrónico que permite cambiar el sentido de la corriente directa en el motor, invirtiendo de esta forma su dirección de giro.

Los switches que se muestran en el diagrama esquemático simplificado, son en realidad compuertas electrónicas FET que abren y cierran los contactos. Con los bits 1 y 2 cerrados, y 0 y 3 abiertos, circula corriente en una dirección. Para invertir el sentido, se cierran 0 y 3 y se abren 1 y 2.