ROBOT SIGUE LNEAS EVITA OBSTCULOS PARA ENSEANZA DOCENTE

ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE Autor: Carlos Mena Alepuz Titulación: Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática Tutor: Francisco Javier Ibañez Civera Valencia, Septiembre de 2017

Índice 1. Introducción 2. Diseño del Robot 3. Diseño del Circuito 4. Programación del Robot 5. Conclusiones ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 1

1. Introducción Definición de Robótica Definición • ''Dispositivos capaces de moverse de modo flexible análogo al que poseen los organismos vivos, con o sin funciones intelectuales, permitiendo operaciones en respuesta a las ordenes humanas'‘ (JIRA) • ''Un manipulador multifuncional y programable diseñado para desplazar materiales, componentes, herramientas o dispositivos especializados por medio de movimientos programados variables con el fin de realizar tareas diversas'‘ (RIA) ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 2

1. Introducción Ø En el siguiente proyecto se desarrollará un robot con diversas funcionalidades para que los alumnos de la escuela ETSID apliquen sus conocimientos teóricos de programación de un microcontrolador. Ø El robot puede desarrollar tres tipos de funciones distintas Ø Modos de funcionamiento Ø Sigue líneas Ø Evita obstáculos Ø Control mediante infrarrojos ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 3

1. Introducción Objetivos • Generales ü Desarrollo y aplicación de los conocimientos adquiridos durante el grado ü Mejorar conocimientos en el lenguaje C++. • Específicos ü Fabricación de placas de circuito impreso. ü Fabricación y montaje de un chasis. ü Desarrollo de los esquemáticos. ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 4

2. Diseño del Robot Para el desarrollo de este proyecto se ha utilizado el PIC 16 F 88 Características principales: • • • Arquitectura de 8 bits y 18 pines Conversor de Analógico a Digital de 7 canales Un Timer de 8 bit´s Económico Facil programación ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 5

2. Diseño del Robot Componentes utilizados: • • • Pack Chasis PIC 16 F 88 DRIVER L 298 Sensor CNY 70 Sensor HCSR 04 Sensor TSOP 48 xx Resistencias Bateria 5 V Leds 5 mm ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 6

2. Diseño del Robot Driver L 298: Se trata de un driver con dos puentes H, los cuales nos permiten controlar la velocidad y el sentido de giro de los motores con facilidad. Entre sus características cabe destacar que: • Posee un regulador LM 7805 con el que alimentar el driver de 5 V a 36 V. • Admite entradas de señal PWM para el control de velocidad ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 7

2. Diseño del Robot Sensor CNY 70: Se ha seleccionado este sensor debido a su diseño, esta compuesto por un diodo emisor y un fototransistor que hace de detector. Este sensor se ha utilizado para el desarrollo de la función sigue líneas, ya que es capaz de detectar la refracción de luz. ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 8

2. Diseño del Robot Sensor HCSR 04 Para la función evita obstáculos se ha utilizado este sensor de ultrasonidos. Sus características principales son las siguientes: • • • Angulo de medición efectivo 15º Distancia de detección de 2 cm a 400 cm Precisión variable entre 3 mm y 0. 3 cm ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 9

2. Diseño del Robot Sensor TSOP 48 Se trata de un receptor de infrarrojos basado en un fotodiodo sensible a los infrarrojos. Es un modelo con salida en el colector del transistor, por tanto en reposo proporcionará un nivel lógico alto. Al recibir un haz infrarrojo el transistor satura y genera un nivel lógico bajo. Este es el funcionamiento del sensor al recibir un haz de infrarrojos: ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 10

3. Diseño del Circuito El diseño de las placas del circuito impreso ha sido elaborado con el programa PROTEUS, mediante el cual se ha diseñado el esquemático que se puede observar a continuación ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 11

3. Diseño del Circuito Esquemático función Evita Obstáculos Con este esquemático se puede realizar la función evita obstáculos del robot, ya que ya dispone de todos los elementos necesarios para recibir datos de su entorno con el sensor de ultrasonidos y procesarlos en el microcontrolador. Una vez en el microcontrolador, este tomará una serie de decisiones y enviará datos al puente en H y este a su vez a los motores para girar en el sentido correcto para no colisionar con el entorno. ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 12

3. Diseño del Circuito Esquemático control mediante infrarrojos En el siguiente esquemático se puede observar el receptor infrarrojo necesario para el funcionamiento mediante control remoto. El conexionado del mismo es simple ya que únicamente posee tres pines, de los cuales el pin VCC va conectado a +5 V, el pin GND va conectado a tierra y la salida al pic. ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 13

3. Diseño del Circuito Esquemático módulo sigue líneas Aquí se pueden observar las conexiones de los tres sensores CNY 70 al PIC 16 F 88. Al no poder simular el funcionamiento del CNY 70 en Proteus se han utilizado pulsadores para simularlos. ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 14

3. Diseño del Circuito Esquemático módulo sigue líneas El esquemático real utilizado para el desarrollo de la PCB es el siguiente Se utilizan dos resistencias de 220Ω y 47 KΩ ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 15

3. Diseño del Circuito PROTOTIPOS PCB central PCB módulo sigue líneas ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 16

3. Diseño del Circuito Esquemático módulo sigue líneas El esquemático real utilizado para el desarrollo de la PCB es el siguiente Se utilizan dos resistencias de 220Ω y 47 KΩ ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 17

3. Diseño del Circuito Montaje final Aquí podemos observar el resultado final del montaje del robot ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 18

4. Programación Flujograma Sigue líneas ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ESEÑANZA DOCENTE 19

4. Programación Flujograma Evita obstáculos ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ESEÑANZA DOCENTE 20

4. Programación Flujograma Control mediante infrarrojos ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 21

5. Conclusiones • Aplicar y perfeccionar los conocimientos y habilidades en el campo de la electrónica, impartidos en la carrera. • Mejorar el conocimiento de la programación en lenguaje c++ • Aprender a enfrentar y solventar problemas que surgen durante la elaboración y documentación de proyectos ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 22

5. Conclusiones Resultado final tras mandar fabricar las PCB ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 23

GRÁCIAS POR SU ATENCIÓN ROBOT SIGUE LÍNEAS EVITA OBSTÁCULOS PARA ENSEÑANZA DOCENTE 24