Kit Básico Robodacta Robot móvil. Algunos clientes nos han preguntado por dónde pueden empezar a aprender en el fascinante campo de la tecnología conocido como robótica. Para este propósito vamos a publicar algunos proyectos basados en el kit básico Robodacta Robot móvil, el cual nos servirá de plataforma para después poder realizar proyectos más avanzados. Dependiendo de la función que se desee realice el robot se agregarán diferentes componentes que le permitirán realizar alguna de las siguientes funciones: -Robot móvil Evasor de obstáculos con sensores infrarrojos. -Robot móvil sigue líneas. -Robot móvil seguidor de luz. -Robot móvil controlado por bluetooth mediante un dispositivo Android. -Robot móvil navegador mediante sensor de distancia ultrasónico. El kit de robótica móvil básico nos permitirá aprender a programar movimientos de desplazamiento del robot los cuáles nos servirán posteriormente para que el robot se KIT BÁSICO ROBODACTA- WWW.ROBODACTA.MX 1
desplace de forma autónoma cuando se agreguen sensores o de forma controlada cuando reciba órdenes de algún dispositivo inalámbrico. Para armar el robot móvil básico se necesita: -Un Kit chasis Magician -Una Tarjeta RedBoard Arduino compatible o Arduino UNO. -Un Cable USB para programar la tarjeta. -Una Tarjeta shield controladora dual motores DC 1.2A -Un Header para Arduino 6 vías -un Broche para portapila -Un Portapila para 2 pilas AA -Un Micro switch deslizable -Un Conector de barril macho -Una batería de 9V -Dos baterías AA alcalinas o recargables. -Cuatro pedazos de velcro para sujetar la tarjeta y las pilas al chasis. Pasó 1 Ensamble del chasis. Cuando hablamos de chasis en robótica suele referirse al cuerpo del robot, en pocas palabras a la estructura donde se sujetarán todos los elementos necesarios para que éste funcione. La ventaja de usar el chasis Magician es que todas las partes ya vienen cortadas y perforadas por lo que solamente se necesitará un desarmador o destornillador para ensamblarlo. Incluye un instructivo de ensamble el cual es fácil de entender por lo que no veremos el ensamble a detalle. Antes de ensamblar todo recomendamos reforzar las conexiones entre las terminales del motor y los cables para que no se vayan a desprender. Puedes usar una pistola de silicón y cubrir las terminales tal y como se muestra en la figura de alado. El chasis debe verse como en las siguientes imágenes: KIT BÁSICO ROBODACTA- WWW.ROBODACTA.MX 2
Agrega el velcro a la batería en la misma forma que aparece en las imágenes Una vez armado procederemos a armar la etapa de potencia del robot. KIT BÁSICO ROBODACTA- WWW.ROBODACTA.MX 3
Paso 2 Etapa de potencia. Esta etapa es la encargada de regular la corriente eléctrica necesaria para activar los motores. La etapa de control (Tarjeta Arduino) le indicará la cantidad y la polaridad de la corriente que debe suministrar a cada motor para regular su velocidad y sentido de giro. La tarjeta controladora de motores que usaremos utiliza el circuito integrado DRV8835 capaz de suministrar hasta 1.2A a cada motor de forma continua lo cual es suficiente para los motores del chasis. La tarjeta controladora viene en forma de kit por lo que se tienen que soldar los conectores usando un cautín de lápiz. En esta tarjeta es donde usaremos el conector header para Arduino de 6 vías pero antes tenemos que cortarlo con unas pinzas de corte para que solamente queden 4 pines. También se tiene que recortar la tira de pines macho ya que usaremos una tira de 2 pines y una tira de 3 pines. KIT BÁSICO ROBODACTA- WWW.ROBODACTA.MX 4
Es muy importante fijarse bien en dónde se tiene que soldar cada conector ya que unos se insertan por arriba de la tarjeta (lado donde vienen impresos los números y letras) y otros se sueldan por abajo. El header de 4 vías se inserta por arriba en los orificios marcados como VCC, GND, GND y AVIN y se suelda por abajo sin cortar los pines. Los conectores con tornillo también se insertan por arriba y se sueldan por abajo en los orificios marcados como VIN, GND, M1A, M1B, M2A, M2B. Las dos tiras restantes se tienen que insertar por abajo y soldar por arriba. La de 2 pines se inserta en los orificios 6 y 7, y la de 3 pines en los orificios 8, 9 y 10. Al terminar debe quedar como en la siguiente imagen: Los dos pines al lado del conector negro no son necesarios. Esta tarjeta controladora tiene 2 modos de operación, utilizaremos el modo de funcionamiento como puente H, para más detalles del otro modo de operación favor de leer sus características en: PHASE/ENABLE mode. Para establecer el modo de funcionamiento como puente H es necesario quitar una conexión cortando una pista que une dos orificios en el reverso de la tarjeta. Puede usar un objeto filoso como una navaja para raspar la pista hasta quitarla y no haya continuidad entre los orificios. KIT BÁSICO ROBODACTA- WWW.ROBODACTA.MX 5
Paso 3 Alimentación del Robot Para suministrar voltaje y corriente suficiente al robot se usarán dos fuentes: a) La batería de 9V que alimentará a la tarjeta Arduino. b) Las baterías AA que alimentarán a los motores. Los motores se pueden alimentar ya sea con 2 o con 4 baterías AA dependiendo qué tan rápido uno desee se desplace el robot. Para algunas aplicaciones el usar 4 pilas el robot es muy rápido. Para encender y apagar el robot se usará un micro switch deslizable el cual se debe soldar en el cable rojo del clip de la pila de 9V. Para conectar la alimentación de 9V a la tarjeta Arduino se usará un conector de barril macho. Lo que se hará es soldar el switch con el broche y hacer las conexiones con el conector de barril macho yal y como se muestran en las figuras siguientes. KIT BÁSICO ROBODACTA- WWW.ROBODACTA.MX 6
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Paso 4 Conexiones entre los elementos. Primero se pondrá El Motor Driver encima de la Arduino, teniendo en cuenta que debe de ocupar las terminales de la 6 a las 10 y Vcc y GND. Luego se colocarán velcros en el Arduino para poder fijarla de manera que se pueda quitar fácilmente y se conectaran las terminales del Controlador de motores según corresponda. Los primeros dos conectores indicados por la tarjeta son alimentación, se tomarán los dos cables de las baterías AA, y las otras 4 terminales se conectaran con los motores, quedando algo como se muestra en la siguiente figura Aun no se conectara el conector de barril que alimenta a la tarjeta Arduino, Recuerda que al conectar la Tarjeta a la computadora por medio del su cable correspondiente, este se energiza, por lo que dos voltaje alimentando la tarjeta podría dañarla. Hay que recordar nunca tener encendida la tarjeta por medio de la batería de 9v si ya está conectada por medio del cable hacia la computadora. KIT BÁSICO ROBODACTA- WWW.ROBODACTA.MX 8
Paso 5 Programación. Abriremos el Arduino IDE y cargaremos el siguiente programa. //Robodacta Robot Movimientos Básicos //Estableciendo Variables y terminales físicas de la tarjeta int ena=9;// terminal 9 y 7 controlan motor 1 int enb=7; int enaa=10;// terminal 10 y 8 controlan motor 2 int enbb=8; // Se definen como salida las terminales 7, 8, 9 y 10 void setup () { pinmode(ena,output); pinmode(enb,output); pinmode(enaa,output); pinmode(enbb,output);} // Se escribe el programa principal void loop() { adelante(); delay(5000); // 5s derecha(); delay(2500); // 2.5s atras(); delay(5000); //5s izquierda(); delay(2500); //2.5s alto(); delay(5000); //5s } // Establecemos subrutinas // void para controlar cada sentido del robot void atras(){ digitalwrite (ena, LOW);// estado bajo 0 digitalwrite (enb, HIGH);//estado alto 1 digitalwrite (enaa, LOW); digitalwrite (enbb, HIGH); } KIT BÁSICO ROBODACTA- WWW.ROBODACTA.MX 9
void adelante(){ digitalwrite (ena, HIGH); digitalwrite (enb, LOW); digitalwrite (enaa, HIGH); digitalwrite (enbb, LOW);} void izquierda(){ digitalwrite (ena, HIGH); digitalwrite (enb, LOW) ; digitalwrite (enaa,low); digitalwrite (enbb,high);} void derecha (){ digitalwrite (ena,low); digitalwrite (enb,high); digitalwrite (enaa, HIGH); digitalwrite (enbb,low); } void alto () { digitalwrite (ena,low); digitalwrite (enb,low); digitalwrite (enaa, LOW); digitalwrite (enbb,low); } Puedes descargar el programa desde aquí programakitbásico El Programa es sencillo, en la parte superior esta la declaración de variables donde se indica también que número de pin se estará utilizando. En Void setup, configuramos esos pines como salida. En Void loop, se escribe el programa principal, donde se ejecutan las subrutinas, mismas que son declaradas en la parte de abajo. Normalmente se utilizan subrutinas para tener un orden en el código. Y no tener que escribirlo repetidamente, ahorrar espacio en la memoria y tener un código más limpio. Para elegir los movimientos del robot, se toma en cuenta la siguiente tabla de verdad, en donde se muestran 5 movimientos básicos: adelante, atrás, derecha, izquierda y alto. Estos 0 y 1 lógicos estarán entrando al controlador de motores para que el pueda saber qué tipo de movimiento hacer. KIT BÁSICO ROBODACTA- WWW.ROBODACTA.MX 10
entrada 1A entrada 1B entrada 2A entrada 2B acción motor 1 motor 1 motor 2 motor 2 realizar 0 1 1 0 izquierda 1 0 0 1 derecha 0 1 0 1 adelante 1 0 1 0 atrás 0 0 0 0 alto a Paso 6 Poniéndolo en Marcha Ya que se tenga el código de Arduino instalado en el robot y las conexiones hacia el controlador, conectaremos el conector de barril y la batería de 9v para alimentar La Arduino. Al final tendremos algo como esto En la siguiente liga podrás observar cómo debe de estar funcionando https://youtu.be/vrtb5yndvos KIT BÁSICO ROBODACTA- WWW.ROBODACTA.MX 11