artículo robot
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8/17/2019 Artículo Robot
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Abstract — El robot que se realizó fue creado con el objetivo de
seguir una trayectoria marcada por una línea negra sobre un
soporte plano y blanco. El robot funciona por medio de un
amplificador operacional y una CI NAND que reciben señales
que los sensores infrarrojos mandan. Estos sensores detectan
el trayecto que el carrito debe seguir, identificando en qué
momento se presenta una línea recta de color negro, o bien,
una curva. El robot propuesto en este artículo mide aproximadamente 7
cm de alto, 16.5 cm de ancho y 21 cm de largo. Mostró tener un
buen desempeño en pistas de diferentes proporciones y con
giros entre 90° y 270°, siempre en una superficie uniforme y
con los contrastes de colores bien definidos.
I. INTRODUCCIÓN
os robots seguidores de línea se han implementado desdelas décadas de los noventas gracias a su amplia gama de
aplicaciones en plantas industriales que son semi o totalmenteautónomas. Ellos ayudan a transportar materiales de un lugar a
otro, con sólo trazar una ruta determinada. Su gran éxito se debea su buen desempeño y su pequeño tamaño, ya que no esnecesario contar con almacenes muy grandes o bodegas. Estosrobots se encargan de facilitarle o incluso hacer al cien porciento algunas tareas del ser humano, tareas que suelen serrigurosas, peligrosas o que consumen el tiempo de las personas,y que en muchas ocasiones generan gastos extras.
Algunos grupos de investigación se han enfocado en realizarestos robots, tal es el ejemplo de Román Osorio que desarrollóun robot seguidor de línea inteligente, cuyo objetivo fuereconocer, entender y modificar el rendimiento de susmovimientos con ayuda de una brújula digital V2X y unmicrocontrolador.[1]
También tenemos el ejemplo de M. Zafri Baharuddin, cuyorobot se enfocó en moverse a través de una pista en forma de“T” y no en una pista convencional recta. Este autor propusouna mejora en cuanto a la configuración del sensor para que seobtenga un óptimo seguimiento de la línea. [2]
En cambio, el ejemplo de Jhonatan Cárdenas Orejarenautilizó en su robot doce pilas doble A y no sólo una de 9V. Conla inserción de dichas pilas AA, se pretendió alimentar los
circuitos internos de manera más rápida. [3]Mientras tanto, en el ejemplo de Jorge Luis Cornejo Plata se
utilizó una memoria EPROM 27C512, la cual se encarga delcontrol del carro a través de la interpretación de las señalesrecibidas, acción que aumenta el voltaje y brinda un mejorimpulso al robot. [4]
II. METODOLOGÍA Y MATERIALES
La metodología presentada en este artículo se basa en eldiagrama presentado en la Figura 1. En el carro propuesto, lossensores infrarrojos son los encargados de detectar la luz;cuando los sensores la detectan, se envía una cierta cantidad devoltaje al amplificador, el cual compara los diferentes voltajesque recibió. Posteriormente ese voltaje es enviado al circuitointegrado de compuertas NAND, las cuales se encargan deelegir cuál motor va a prender. La corriente saliente de la
NAND se transmitirá a los transistores, que harán que lacorriente incremente y sea suficiente para prender los motores.Si el sensor izquierdo reconoce la luz, entonces la llanta derechacomenzará a girar, lo que ayudará a que el carro gire cuando seanecesario.
A continuación, se muestran los materiales necesarios pararealizar el robot seguidor de línea propuesto; ver Tabla 1.
Cantidad Nombre del material
Andrea R. García, Karen D. Hernández, Martha P. Gutiérrez, Nadia Y. Alvaro, scar J.Debernardi
Universidad Anáhuac PueblaCalle Orión Norte S/N Col. La Vista Country Club, San Andrés Cholula Puebla.
Puebla, Pue.
L
Robot seguidor de línea con base de Legos
Resistencia 560 Resistencia 560
Resistencia 560 Resistencia 560
Resistencia 560
Resistencia 2k
Resistencia 560
Resistencia 10k
Resistencia 10k
Amplificadoroperacional
Potenciómetro
Amplificadoroperacional
Led (5mm) verde
Led (5mm) rojo
Transistor
Transistor
Motor
Motor
CI NAND
CI NAND
+9V-
Figura 1. Diagrama esquemático del robot seguidor de línea.
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]
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1 Broche de pila de 9V
2 Leds (1 verde y 1 rojo)
2 Sensor infrarrojo
1 Amplificador operacional
1 Potenciómetro 1K
3 Resistencias de 10KΩ
6 Resistencias de 560Ω
2 Resistencias de 2KΩ
1 CI NAND
2 Transistor NPN
2 Terminal de tornillo doble
1 Rueda giratoria2 Llantas
2 Motores
1 Protoboard
Tabla 1. Materiales.
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El robot presentado en este trabajo, fue probado en tres pistas
diferentes las cuales son mostradas en la Figura 2. Se observóque el carro da las vueltas sin ningún problema, aunque lavelocidad es un poco lenta debido al bajo voltaje de la pila. El
piso en el que fue probado, es totalmente plano; el carroidentificó la mayoría de veces la pista negra. Nos percatamosque en la pista A, la cual mide 2.80 m (ver Figura 2, Pista A)cuando la pila tiene un voltaje de 7.9V, el carrito demoró 20segundos en dar una vuelta completa, mientras que en la pistaB, cuya medida es 2.33 m (ver Figura 2, Pista B) el carro tardó9 segundos en completar su recorrido.
En una tercera pista en forma triangular que mide 2.53 m(Ver Figura 2, Pista C) el robot hizo una vuelta completa en 13segundos con el voltaje mencionado anteriormente.
Se observó también que el carrito funciona siempre y cuandoel ancho de la cinta (pista) sea de 2 cm, si ésta es más anchaentonces los sensores no envían las señales correctas y el carrono avanza o no gira correctamente.
Durante las pruebas, se identificó que en la pista C (VerFigura 2, Pista C) las puntas del triángulo deben estar muy biendelimitadas y totalmente rectas, ya que en caso contrario, elcarro no seguirá el recorrido como se espera.
Pista A Pista B Pista C
Figura 2. Pistas donde se realizaron las primeras pruebas.
Pista A Pista B Pista C
Figura 3. Pistas donde se realizaron los recorridos oficiales delrobot.
IV. CONCLUSIONES
En este artículo se presentó un carro seguidor de línea, quefunciona a través de las señales enviadas por un par de sensoresinfrarrojos. Se observó que es fundamental tener especialcuidado con cada uno de los componentes del proyecto,especialmente con dichos sensores puesto que, si éstos notienen protección contra fuentes de luz externa, pueden enviarseñales erróneas, las cuales perjudican el funcionamiento delcarro.
Como trabajo futuro se pretende mejorar la velocidad delcarro con ayuda de un material más liviano y motores más
potentes.
V. REFERENCIAS
[1] R. Osorio, J. A. Romero, M. Peña. “Intelligent LineFollower Mini-Robot System”, Universidad NacionalAutónoma de México, México, 2006, p.p. 11, Vol 1.
[2] M. Zafri, I. Abidin, S. Mohideen, Y. Keem, J. Tan Too.,“Analysis of Line Sensor Configuration for the Advanced LineFollower Robot”, Universiti Tenaga Nasional, Malaysia, 2005,
p.p. 12.
[3] J. Cárdenas, G. Ortiz, P. Sánchez. “Robot seguidor delínea”, Universidad Pontificia Bolivar iana, Bucaramanga,Colombia, 2008, p.p. 2.
[4] J. Cornejo y J. Gómez, “Robot seguidor de línea”,Universidad Pontificia Bolivariana, Bucaramanga, Colombia,2007, p.p. 4.
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Karen Daniela Hernández López.
Nació el 17 de Noviembre de 1995 enPuebla, Pue. Actualmente estudiaIngeniería Industrial Para La Dirección enla Universidad Anáhuac Puebla.
Participó en conferencias internacionalescomo Smart City Puebla, así como en elcongreso de Ingeniería de la Universidad
Anáhuac Puebla “Congreso Galilei” en elaño 2014 y un año más tarde participó en lasegunda versión del mismo.
Karen formó parte de la Sociedad de Alumnos de la Escuelade Ingeniería en el cargo de Vicepresidenta desde agosto de2015 hasta agosto de 2016.
Andrea Rubí García Vidal.
Nació el 9 de Febrero de 1996 en Puebla,Pue. Actualmente estudia Ingeniería EnDirección De Negocios en la UniversidadAnáhuac Puebla.
Recibió un premio de excelencia eneste semestre. Participó en conferenciasinternacionales como Smart City Puebla,así como en el congreso de Ingeniería dela Universidad Anáhuac Puebla
“Congreso Galilei” en el año 2014. Un año más tarde participó
en la segunda versión del mismo.Andrea formó parte de la Sociedad de Alumnos de la Escuela
de Ingeniería en el cargo de Tesorera desde agosto de 2015hasta agosto de 2016.
Nadia Yanina Alvaro Ovallos.
Nació el 29 de Agosto de 1995 en Puebla,
Pue. Actualmente estudia IngenieríaIndustrial Para La Dirección en laUniversidad Anáhuac Puebla.Participó en Congresos internacionalescomo Smart City Puebla, así como en laOrganización del Congreso de Ingenieríade la Universidad Anáhuac Puebla“Congreso Galilei” en el año 2014. Unaño más tarde fue la Coordinadora Oficial
de dicho Congreso en la Versión 2.0, la cual tuvo lugar los días4, 5 y 6 de abril de 2016.Yanina formó parte de la Sociedad de Alumnos de la Escuelade Ingeniería en el cargo de Secretaria General desde agosto de
2015 hasta agosto de 2016.
Oscar José Debernardi Mustieles.
Nació el 10 de Julio de 1995 en TierraBlanca, Veracruz. Actualmente estudiaIngeniería Industrial Para la Dirección enla Universidad Anáhuac Puebla.Participó en el año 2014 en el congreso deIngeniería de la Universidad AnáhuacPuebla “Congreso Galilei”, para así un
año más tarde, participar en la segundaversión del mismo.Participó en un curso de Robótica por
parte de Telmex.
Martha Patricia Gutiérrez Merlo.
Nació el 9 de Noviembre de 1996 enPuebla, Pue. Actualmente estudiaIngeniería En Dirección De Negocios en laUniversidad Anáhuac Puebla. Desdeverano 2015 ha recibido tres premiosconsecutivos de excelencia. Dicho premioes otorgado a los mejores promedios decada carrera.Participó en conferencias internacionales
como Smart City Puebla, así como en el congreso de Ingenieríade la Universidad Anáhuac Puebla “Congreso Galilei” en el año
2014. Un año más tarde participó en la segunda versión delmismo.Patricia formó parte de la Sociedad de Alumnos de la Escuelade Ingeniería en el cargo de Coordinadora de ActividadesAcadémicas desde agosto de 2015 hasta agosto de 2016.