Robot Seguidor de Linea '' Kirjava ''

prueba

Desarrollador:

Introducción

Un Robot Seguidor de Linea (RSL) es un robot que sigue una linea marcada en el piso, pudiendo ser esta blanca sobre fondo negro(nuestro caso) o negra sobre fondo blanco. Si bien existen multitud de posibilidades para su fabricación la mayoría posee ciertos elementos comunes:

bloques.png

Objetivos

El objetivo de este proyecto es el desarrollo de un RSL sencillo y económico pero aún así con un desempeño lo suficientemente aceptable para las competencias. Con esas premisas se decidió por no utilizar microcontrolador para la Etapa de Control, puesto que a pesar de que en la actualidad estos no son costosos, para utilizarlos es necesario una infraestructura extra(por ejemplo: soporte, programador, PC). El control de manera analógica puede ser fiable, pero a baja velocidad.

Por lo cual se de optó por un nivel intermedio entre control por uC y control analógico, lo que es un control digital, pero con componentes discretos para los cuales no es necesario programación alguna(amplificadores operacionales, compuertas digitales, transistores en su zona de Corte/Saturación).

Desarrollo

Sensores

Para censar la linea a seguir se utilizan 2 fototransitores con 2 LEDs infrarojos. Para el acondicionamiento de señal se utiliza un Amplificador Operacional dispuesto como Comparador utilizando una resistencia variable para polarizarlo a fin de poder configurar a Kirjava según la luz del ambiente y la pista. sensores2.png

Funcionamiento

El funcionamiento se basa en el trío LED-Fototransistor-Comparador. Tanto el Led como el fototransitor se colocan orientados hacia la pista, mientras el haz de luz incida sobre la linea blanca el fototransitor permanecerá cerrado, puesto que la luz reflejada exitara la Base cerrando el fototransistor, con lo cual un valor cercano a los 0v llegará al pin v- del comparador(Amplificador Operacional configurado como comparador). El comparador comparará este valor con el valor de referencia generado por la resistencia variable dando a la salida un 1 (en caso que el valor en v- sea menor al valor de referencia) o un 0 (cuando el valor de v- sea mayor al valor de referencia). Por otro lado, cuando el haz de luz del LED incida sobre el área negra el fototransistor permanecerá abierto, con lo cual un valor cercano a la tensión de alimentación (9v) llegará al pin v- del comparador, reaccionando este de igual forma que en el caso anterior. (si v- es menor al valor de referencia entonces la salida será un 1, y un 0 en el caso que v- sea mayor al valor de referencia) Las de salidas de ambos comparadores se conecta a las entradas de la Etapa de Control

(agregar imagen de disposición de LEDs y fototransitores)

Nota:El valor de referencia que se pone en el pin v+ de ambos comparadores tiene por objetivo poder adaptar a Kirjava para ambientes con diferentes intensidades de luz y pistas con distintas características reflectivas. Este valor se genera con una resistencia variable dispuesta como divisor de tensión.

Etapa de Control

Esta etapa se encarga de decidir el funcionamiento de los actuadores segun los valores que vienen desde la etapa de sensores. Se basa en un circuito combinacional digital con dos entradas(Izquierda y Derecha, salidas de los comparadores) y dos salidas, una para girar hacia la izquierda y la otra para girar a la derecha.

Funcionamiento

El funcionamiento se basa, como todo circuito digital combinacional, en los distintos estados de las entradas, los cuales explicaremos a continuación para luego plasmarlos en el circuito con compuertas.

Esto último puede ser un tanto complicado de entender, por lo tanto lo plasmaremos en una Tabla de Verdad para tratar de entenderlo de otra forma.

Entradas

Salidas

Izquierda

Derecha

giro hacia la Izquierda

Giro hacia la Derecha

0

0

0

0

0

1

0

1

1

0

1

0

1

1

0

0

resumiendo:

De esta manera se obtienen las Funciones Booleanas para cada una de las salidas, siendo:

Giro hacia la Derecha = Izquierda' * Derecha

Giro hacia la Izquierda = Derecha' * Izquierda

Conociendo las funciones se puede armar el Circuito, el consta de dos integrados de compuertas:

procesamiento.png

Etapa de Potencia

Esta etapa es simplemente un Puente H basado en las explicaciones de Control de motores de CC con Puente H. El interlok no es necesario ya que la Etapa de Control se encarga de que las señales no se superpongan.

Funcionamiento

La señal de Giro hacia la Derecha activa Q3 y Q9 con lo cual el motor gira en una dirección, y la señal de Giro hacia la Izquierda activa Q4 y Q8 y el motor girará en dirección contraria.

puenteH.png

Actuadores

Kirjava consta de dos motores para encargarse de sus movimientos. Un motor para encargarse de la tracción y otro motor que se encarga de la dirección.

Funcionamiento

El tornillo sin fin hace girar el engranaje en un sentido o en el otro, dependiendo de los transistores que esten activados en ese momento.

tornillosinfin.gif sistemadireccion.gif

Video

Se puede apreciar las distintas etapas del proyecto. Cabe aclarar que es un proyecto todavía en desarrollo.

(créditos de la edición del video para Laura. Muchas Gracias)

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None: Kirjava (última edición 2015-09-24 16:33:26 efectuada por 10)