Armado de un robot seguidor de líneas

(Sin conocimientos previos de electrónica)

Materiales:

1 batería de 9 voltios

1 conector para batería de 9V

2 motores DC de 9V

2 ruedas para acoplar o acopladas una a cada motor

2 resistencias de 600Ω

4 resistencias de 1K

2 resistencias de 20k

2 potenciómetros o resistencias variables de 50K

2 sensores ópticos infra rojos CYN70

4 transistores 2N2222

Para entender cómo se ensambla un robot seguidor de líneas primero es saber cuáles son las partes a armar. Lo primero es conocer que esta compuesto por dos tipos de partes: 1. Mecánicas y 2. Electrónicas.

1. Partes mecánicas: básicamente un Robot seguidor de líneas es un vehículo con la capacidad de seguir indicaciones de recorrido a partir de una línea pintada que sigue durante toda su actividad por tanto las partes mecánicas que lo componen son precisamente las que le permiten movimiento y que básicamente lo convierten en un vehículo auto propulsado y con la capacidad de ser re-direccionado. En resumen y simplificando una estructura básica de carro que en nuestro caso estará representada por dos motores asociados a una rueda cada uno y una tercera rueda denominada “rueda loca” ya que tiene un eje vertical que le permite girar en 360 grados a diferencia de las ruedas conectadas a los motores que permanecen en forma paralela entre sí, ver ejemplos de figura 1

Estas partes mecánicas permitirán el movimiento pero los motores deben ser controlados por las partes electrónicas para recibir la energía en los tiempos adecuados para que el sistema siga las líneas para esto se añadirán las partes electrónicas bajo el esquema de la figura 2

Figura 1

Rueda loca

Figura 2

Ahora explicaremos como armar el circuito de control que como se ve en la figura 2 debe ser ensamblado por duplicado ya que se requieren un control para cada motor que utiliza un sensor respectivo para que pueda detectar la salida de la línea por la derecha o por la izquierda activando y desactivando el motor izquierdo o derecho según el caso.

Para explicar el armado del circuito electrónico sin necesidad de aprender electrónica deberemos seguir las siguientes indicaciones y conocer algunas cosas:

2. Partes electrónicas: las partes electrónicas están constituidas por piezas que controlan la corriente que llegara al motor promedio de la señal de los sensores respectivos en este caso el CYN70 que veremos en un diagrama electrónico que solo explicaremos para identificar las partes y básicamente amararemos los puntos señalados con cables. Veamos el circuito a construir en la figura 3.

Como es natural este diagrama solo lo entienden quienes han estudiado algo de electrónica pero en esencia es muy simple y lo explicaremos paso a paso para lograr conectar nuestro circuito completo empezaremos con el elemento más complejo puesto que tiene más conexiones (4 cablecitos) es el caso del sensor ya mencionado el CNY70 que se muestra en la figura 4

Figura 3

A K

-

+

Figura 4

Si observamos la figura 4 veremos la apariencia física del uno de los sensores ópticos (CNY70) que colocaremos a observar la línea que seguirá el robot, como se ve el dispositivo posee 4 terminales eléctricos (alambres de conexión) a los cuales conectaremos (entorchando con la mano o con una pinza o alicate) otros alambre que emplearemos para interconectar todas las piezas. Debemos diferenciar cada uno de los 4 terminales de conexión del CNY70 pues cumplen funciones distintas para ello nos guiaremos con la figura 4 para identificar los terminales señalados con las letras A, K, que corresponden al LED infrarrojo (LED de luz no visible) del sensor y los terminales C, E, que corresponden al Fototransistor del sensor (el conocer que es un fototransistor para el armado o un LED infrarrojo no es importante pero nos permitirá diferenciar al referirnos en el proceso de guía de armado) lo más relevante de esta figura es el reconocer correctamente los terminales o alambres A,K,C,E para luego poder conectarlos correctamente.

Bien una vez identificado los terminales del CNY70 podremos hacer las primeras conexiones que corresponden a los terminales A,C que si los observamos en la figura 3 llegan a un nos puntos señalados con 9V (ver figura 6) que indican en lenguaje electrónico que se deben conectar los alambres A,C al Positivo de la batería de 9 voltios que proporcionara la energía al circuito y a los motores.

Para continuar con la conexión del CNY70 y sus terminales restantes hace falta identificar otros componentes de los requeridos que son las resistencias de las cuales podemos ver su representación electrónica y posibles formas físicas en la figura 5. Las resistencias son más fáciles de conectar puesto que sus dos

K

A

C

E

Figura 4

Figura 5

terminales no tienen diferencia entre ellos y pueden ser conectados indistintamente.

Sin embargo para colocar la resistencia correcta debemos saber diferenciar su valor que en el caso de nuestro montaje existen tres valores diferentes 1K, 20K y 600Ω. Para poder saber cuál es cual contaremos con la figura que nos permite diferenciar las de acuerdo al código de colores que ellas poseen ver figura 5.

A B

C

Símbolo

Figura 6

Ahora que ya sabemos cómo diferenciar las resistencias podemos ubicar las resistencias de 20K y 600Ω que son las que se conectan a los terminales K, E del CNY70 que aún no hemos conectado continuemos con el terminal K que debe ser conectado con la resistencia de 600Ω tomaremos un terminal cualquiera de esa resistencia que para poder identificarla correctamente usaremos figurar 5B conectándolo con el K y el terminal que queda libre se conectara al negativo de la batería que es lo que indica el símbolo de la figura 3 y según la explicación de la figura 6 de los terminales de la batería.

Continuando con las conexiones ya podemos ir infiriendo las demás pero continuaremos paso a paso ahora lo haremos con el terminal E del CNY70 que está conectado a dos cosas a una resistencia de 20K la cual en su terminal libre de esta conectada al negativo de la batería (ver figura 6) y el otro elemento es una resistencia de 1K que también está conectada a el terminal E del CNY70. Continuando con las conexiones la resistencia de 1k antes

9V

Figura 7

Figura 8

mencionada se conecta al siguiente elemento desde el terminal que aún no conectamos de dicha resistencia y este elemento es el transistor 2N2222 el cual asociaremos sus 3 termina les por medio del grafico 7. Siguiendo la guía del grafico 7 y el grafico 3 conectaremos al terminal B (BASE) del primer transistor así mismo conectaremos la otra resistencia de 1k al terminal C (colector) y el terminal sobrante de esta otra resistencia de 1K al positivo de la batería tal como indica la figura 3, este terminal C también conecta con el diodo LED rojo en su ánodo (terminal A) del que veremos su forma de conexión según la figura 8, y para terminar la conexión del primer 2N2222 conectaremos su terminal E (Emisor) al negativo de la batería.

El LED posee polaridad es decir un terminal positivo y otro negativo por lo cual no deben ser confundidos sus terminales o no trabajara. Ver figura 8

Figura 8

Para finalizar las conexiones electrónicas continuaremos con las que van al segundo 2N2222 al que se le conecta un resistor ajustable figura 9 en su terminal B (BASE ver figura 7) y este se conecta entre el terminal variable (terminal central de la resistencia variable) y cualquier otro de los terminales fijos a el LED rojo en su terminal K (catodo el que estaba sin conectar).

En la figura 8 se observa el resistor ajustable del que existen muchos modelos posibles

Bien hasta este punto ya debería estar conectado el terminal B del segundo 2N2222 para finalizar conectaremos su terminal E (emisor ver figura 7) al negativo de la batería y el terminal C (Colector) al negativo del motor que moverá la rueda el cual normal mente está marcado con un signo (-) o posee un cable de color negro y el terminal positivo (+) de color normalmente rojo se conectara al positivo de la batería de 9V. luego de esto se habrá terminado de conectar todo el circuito.

Es importante destacar que las conexiones del CNY70 deben realizarse con cable suficiente mente largos para poder ubicarlo de acuerdo a la figura 2 en su posición de observación de la línea que seguirá el robot. Además debe recordarse que estas instrucciones deben ser ejecutadas de igual forma para los circuitos de cada motor puesto que las conexiones descritas se refieren a un solo motor de los 2 que requiere el robot seguidor de líneas.

Símbolo

Como funciona:

En el Carro completo: los dos sensores deben ir dentro de la línea negra, cuando el carro se sale de la línea negra,

Se refleja la luz y se activa el CNY70, descompensando la carga entre el transistor y el sensor, parando el motor parcialmente, hasta que se encarrile de nuevo el carro.( los sensores estarán cruzado en relación al motor que controlan es decir el sensor derecho controla el motor izquierdo y el sensor izquierdo controla el motor derecho par realinear el movimiento del robot sobre la línea.