Robot Seguidor De Línea

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

Facultad de Ingeniería

Elementos de Control.

PROYECTO FINAL
CARRO SEGUIDOR DE LÍNEA

Profesor: Lázaro Zermeño

Semestre: 2013-1

Díaz Copica Fernando Eduardo
Molina Molina Sandra Elizabeth.

ROBOT SEGUIDOR DE LÍNEA

Los robots seguidores de línea son robots muy sencillos, que cumplen una única misión: seguir una línea marcada en elsuelo. Son considerados los "Hola mundo" de la robótica.

Estructura Básica:

Sensores: Un rastreador detecta la línea a seguir por medio de sensores. Hay muchos tipos de sensores que se pueden usar para este fin; sin embargo, por razones de costos y practicidad los más comunes son los sensores infrarrojos (IR), que normalmente constan de un LED infrarrojo y un fototransistor. En nuestro proyectoutilizamos el sensor óptico QRD1114.
Este sensor óptico está compuesto por un diodo infrarrojo y un fototransistor que en combinación logran detectar el reflejo de la luz infrarroja y así poder sensar las líneas negras o blancas que se sobreponen sobre un fondo blanco o negro, según sea el caso, desde una distancia de 0.5 a 1cm.
El sensor no necesita estar en contacto con la superficie ya queemite un rayo infrarrojo modulado, el cual espera el rebote de la señal infrarroja para ser captado por el fototransistor.
Tanto el emisor infrarrojo como el fototransistor se encuentran encapsulados para evitar que cualquier fuente infrarroja o luz solar afecten el funcionamiento del mismo.

Motores: El robot se mueve utilizando motores. Dependiendo del tamaño, el peso, la precisión del motor,entre otros factores, éstos pueden ser de varias clases:
a) Motores de corriente continua.
b) Motores paso a paso.
c) Servomotores.
Ruedas: Las ruedas del robot son movidas por los motores. Normalmente se usan ruedas de materiales anti-deslizantes para evitar fallas de tracción. Su tamaño es otro factor a tener en cuenta a la hora de armar el robot. También cuenta con un rueda locaen la parte de enfrente.

Fuente de energía: El robot obtiene la energía que necesita para su funcionamiento de baterías o de una fuente de corriente alterna, siendo esta última menos utilizada debido a que le resta independencia al robot.

Tarjeta de control: La toma de decisiones y el control de los motores están generalmente a cargo de un microcontrolador. La tarjeta de control contienedicho elemento, junto a otros componentes electrónicos básicos que requiere el microcontrolador para funcionar.

MATERIAL USADO EN EL CIRCUITO

Especificaciones Eléctricas
* Tensión Nominal: 6 Volts
* Corriente encendido sin movimiento: 20 mA
* Consumo de corriente en movimiento: 200 mA

Descripción del Circuito
Este robot cuenta con 4 funciones diferentes.
1. La primera seutilizan dos sensores QRD1114, los cuales con la ayuda del microcontrolador logranseguir líneas negras sobre superficies blancas.
2. Cambiando el jumper a modo de líneas blancas se pueden seguir líneas de este color sobre superficies negras
3. Detecta y esquiva obstáculos con la ayuda de los sensores infrarrojos y el fototransistor.
4. Se logran los movimientos a través de comandos de voz, los cualesson detectados por una pastilla demicrófono electret, el cual convierte los sonidos en pulsos de corriente logrando así los movimientosdel robot.

Modelo Matemático De La Planta

Diagrama esquemático de un motor DC

Considerando que nuestro motor tiene un eje rígido, por medio de sus ecuaciones eléctricas y matemáticas, al relacionarlas, podemos obtener el modelo del motor en el cual laentrada es el voltaje aplicado y la salida es la velocidad rotacional del eje, para esto es necesario conocer los diferentes parámetros de los que se encuentra compuesto:

= momento de inercia del rotor
= coeficiente de amortiguamiento del sistema mecánico
=== constante de fuerza electromotriz
= resistencia eléctrica
= inductancia eléctrica
= fuente de tensión (entrada)
= velocidad...