ROBOTS CHATARRA(Parte 1)

En un mundo no muy distante para nosotros se abre la posibilidad de poder conocer y desarrollar por medio de materiales en desuso o material chatarra proyectos tecnológicos de gran valor científico. La robótica en nuestro continente debe de seguir creciendo, y no debe de tener barreras económicas o de tecnología. Debemos de seguir el ejemplo de Argentina quien participo en el último mundial de Robots realizado en Alemania, logrando estar entre los cuatro mejores del mundo.En algunos países conseguir algunos materiales como servomotores, sensores, entre otros componentes electrónicos para desarrollar diversos proyectos se hace complicado, y en algunos casos imposible por su alto valor económico, confiar en algún distribuidor del extranjero nos da mucha desconfianza, y los altos precios de costo sumados mas los de envío, es por esta razón que proponemos el armado de robots utilizando material chatarra, donde conseguimos motores de fuerza, sensores, etc.

Ing. John Carlos Quispe ChambiInstituto Superior Público José Antonio Encinas Puno - Perú

Computronic2003@hotmail.com

Descripción

Los robots sigue líneas tienen varios circuitos pero todos ellos poseen como sensores los famosos CNY70, sensores con un costo alrededor de 5 dólares cada uno, y con la seguridad de que en algunas partes de nuestro continente el conseguirlos se hace imposible, el presente artículo da como una alternativa de solución el utilizar los sensores del mouse.

Sensores del Mouse

Lo primero que hacemos es conseguir un mouse malogrado, que podemos encontrar en las PC compatibles, en dicho mouse internamente se encuentran sensores que reemplazarán la utilización de los CNY70. Lo desarmamos y observamos la parte interna del circuito del mouse del cual debemos de prestar atención en los sensores que tiene incluido

Figura 1

En la figura 1 se muestra el esquema electrónico interno de un mouse, donde se pueden apreciar dos pares de sensores, dos Diodos IR y dos fototransistores, suficientes para realizar el proyecto de los seguidores de línea.

Figura 2

En la Figura 2 se muestran los sensores extraídos del mouse, los dos Diodos IR y los dos fototransistores y es la forma como deben de ser dispuestos en el robot seguidor de líneas. En la figura también se observa los pines que se utilizaran, para el Diodo IR tenemos el Cátodo y el Ánodo, y para el fototransistor tenemos los pines dos y tres que representan el colector y el emisor.Cabe recalcar que para el Diodo IR es visto de frente poniendo la cúpula en la parte superior, y para el fototransistor visto con la lengüeta en la parte de encima.

Figura 3

En la figura 3 se observa la forma de ubicar los sensores del mouse, tanto el Diodo IR como el Fototransistor en el seguidor de líneas.

Circuito de Operación de los Sensores

En Figura 4 se observa el circuito de funcionamiento de los sensores del mouse en el seguidor de líneas, tanto el Diodo IR como el Fototransistor tiene que ser alimentados con una batería de 9V, se utiliza un diodo LED para observar el funcionamiento de los sensores, cuando esta sobre la línea negra de la ruta de prueba, se observa que la intensidad del diodo LED se incrementa y cuando los sensores están sobre la superficie blanca la intensidad del LED disminuye, esta ruta puede ser creada utilizando una pizarra acrílica y cinta aislante de color negro.Para la implementación final deberá construir dos circuitos como el de la figura 4, podrá utilizar para esto un banco de pruebas (protoboard) la siguiente prueba se realizará con los dos circuitos armados y los sensores ubicados como en la Figura 3, implementados en el chasis del robot.

La prueba final de los sensores será cuando los dos Diodos LED de cada circuito se prendan con mayor intensidad cuando los sensores se encuentren dentro de la línea negra, y reducirán su intensidad cuando este sobre superficie blanca. Cuando uno de los sensores se encuentre dentro de la línea negra y otro en la superficie de color blanca, se observará que uno de los LEDs se encenderá con mayor intensidad y otro no, lo mismo debe de suceder en sentido inverso.

Figura 4

FUNCIONAMIENTOa) Los Sensores

La explicación técnica al funcionamiento de los sensores, se da en principio con la polarización directa del Diodo IR, esta polarización surge con una resistencia en serie de 680 ohmios, tal como se muestra en la figura 5, para su correcta polarización utilicé un instrumento de medida Multímetro, y mida la corriente que circula por el ramal, hecho esto Ud. Debe de tener una corriente alrededor de 15mA, esto indica circulación de corriente por la rama y que el Diodo IR esta correctamente polarizado, ya que no podemos ver la intensidad luminosa como si se tratara de un Diodo LED, porque el Diodo IR emite una luz infrarroja, la cual es imposible verla para la visión humana.El Fototransistor recibe por la base una pequeña corriente, esto depende de la cantidad de luz infrarroja que incide en el, en la aplicación de seguidor de líneas la luz proveniente del Diodo IR choca en la superficie de color blanco y rebota con dirección al fototransistor ocasionando así que exista esa pequeña corriente en la base que polariza al transistor, haciendo que el Diodo LED (D2) se encienda con mayor intensidad.Cuando la luz infrarroja incide sobre la superficie negra, es absorbida gran cantidad de esta luz logrando que la luz infrarroja se refleje al fototransistor con una

atenuación considerable, por consiguiente la corriente de base se hace mas pequeña aun y como conclusión el diodo LED (D2) se prende de manera tenue.

b) El LM324

Para el funcionamiento del seguidor de líneas, hacemos uso de un amplificador operacional LM324, circuito obtenido de Saber Electrónica N° 171, a su salida dependiendo del tipo de motores que se este utilizando se puede utilizar el transistor BD137, como se muestra en la Figura 5.

Figura 5

Este amplificador operacional esta configurado como comparador de voltaje el cual lo ajustamos haciendo variar el potenciómetro de 10K conectado a la entrada no inversora del amplificador operacional, este potenciómetro entrega a la entrada no inversora diferentes niveles de tensión, y los compara con la entrada de la etapa inversora.En la entrada inversora del amplificador operacional tenemos la señal proveniente del emisor del Fototransistor, el cual tendrá también diferentes niveles de tensión dependiendo de la corriente de base explicado anteriormente.En el pin de salida del amplificador operacional dependiendo de los niveles de las tensiones de entrada; un voltaje de alimentación de 9v, o el voltaje de 0 Voltios.

c) Etapa de Potencia

Cuando se arma el circuito para un correcto control de los motores se deben de invertir las salidas del LM324 que van a la base de los transistores BD137, de tal forma que el sensor derecho controle el motor izquierdo, y el sensor izquierdo controle el motor derecho.

También en el circuito se observa la utilización de dos baterías una para la parte electrónica y otra para los motores, esto depende de la dimensión, peso, motores del seguidor de líneas.El circuito que se observa en la figura 5 se debe de montar en duplicado uno para cada motor, se recomienda el uso de motores de 6v o de voltajes menores.Estos motores y su correspondiente parte mecánica de fuerza, se pueden obtener de wallkman malogrados, que hayan reproducido casetes de cinta magnética, estos wallkman tiene en su parte mecánica un juego de poleas, con sus correspondientes fajas.

Figura 6

En la figura 6 se observa la parte mecánica extraída de wallkmans malogrados, esta parte puede ser adaptada a las llantas del seguidor de líneas, que puedes ser de CDs malogrados (forrar los CDs con material de mayor fricción), o llantas de coches de bebe (las pequeñas), ya que estas llantas tienen una envoltura de goma que tiene mayor fricción con la superficie.

Figura 7

En la figura 7 se observa las llantas de cochecitos de bebe, que son utilizados como llantas de nuestro seguidor de líneas. El chasis del seguidor de línea puede ser de cualquier material plástico, madera, mica, carcasa de flopy disk malogrado, en donde deberá de adaptarse una bola loca pequeña y las dos llantas en la parte posterior del seguidor de líneas.

Figura 8

En la figura 8 se observa el chasis del robot hecho de un flopy disk malogrado. Existen algunas radio caseteras de mayor tamaño de los Wallkman, que también tiene mecanismos muy buenos, motores mas grandes y poleas también mas grandes.

Figura 9

En la figura 9 se observa la presentación final del robot seguidor de líneas, en este caso se utilizan como llantas dos CDs, y una bola loca.

Figura 10

En la figura 10 se observa una herramienta importante para la creación de un robot mas robusto que se conoce como vale todo, este robot llega a pesar entre unos 5 a 7 kilos, y para su construcción se necesita de servos que tengan fuerza y velocidad, estos servos son reemplazados por esta herramienta que es un trico de automóvil, que se usa para girar las parabrisas, consta internamente de un motor, un tornillo sin

fin y un engranaje. Estos trico también los podemos obtener de material chatarra, son buenos y tiene fuerza.

Figura 11

En la figura 11 se observa el acabado del robot vale todo, con sus armas correspondientes encargados de dañar al oponente, este robot es controlado por vía RF.