MAESTRÍA EN INGENIERÍA DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL INDUSTRIAL”

DISEÑO DE PROGRAMACIÓN Y CONSTRUCCIÓN DE UN

ROBOT MÓVIL AUTÓNOMO ESQUIVA OBSTACULOS

Docente: Phd. C. Jorge Rodrigo Encinas Pórcel

Presentado por: Ing. Diego Edgar Abasto Cáceres

     Ing. Rodrigo German Alvarez Herrera

COCHABAMBA – BOLIVIA

Septiembre, 2017

TABLA DE CONTENIDOS

1.        Introducción. -        3

2.        Antecedentes. –        4

3.        Objetivos. –        5

3.1.        Objetivo general. -        5

3.2.        Objetivos específicos. –        5

4.        Construcción y montaje del robot. –        5

4.1.        Diseño Físico. –        5

4.2.        Arduino. –        6

4.3.        Driver L293D. –        8

4.3.1.        Diagrama de conexión. –        9

4.4.        Sensor Ultrasónico. –        10

4.4.1.        Sensor Ultrasónico HC-SR04. –        11

4.4.2.        Diagrama de conexión. –        12

4.5.        Motorreductor con caja reductora. –        12

5.        Programación del Arduino. –        15

6.        Conclusiones. –        17

7.        Recomendaciones. –        18

1. Introducción. -

Este proyecto consiste en la programación y construcción de un pequeño robot móvil autónomo con la aplicación de la plataforma electrónica Arduino. A lo largo del proyecto explicaremos los diferentes requisitos tanto de software como de hardware necesarios para la realización del proyecto, el diseño mismo del robot, las herramientas utilizadas, el desarrollo de la programación y el hardware y las pruebas realizadas para el perfecto funcionamiento del robot.

El robot que vamos a construir es un pequeño robot móvil que evita los obstáculos. A través del uso de sensor ultrasónico, detectará la distancia a los objetos que tiene frente a sí. En medida que el robot se acerque a un determinado obstáculo el robot ira disminuyendo la velocidad de desplazamiento, cuando se encuentre a menos de 20 cm. del obstáculo, se mandará una señal a los motores para que se detengan, hagan girar al robot y así evitar el obstáculo.

1. Antecedentes. –

En este proyecto vamos a centrarnos en uno de los rasgos que deben poseer estos robots móviles para poder realizar su trabajo eficientemente, la evasión de obstáculos.

Hay tareas, como la exploración o recolección en terrenos agrestes, o campos en los que se está trabajando, como la automatización de vehículos, en los que la evasión de obstáculos puede ser determinante.

Figura 1. Robot Detector de Metales

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Fuente: https://www.dreamstime.com/stock-photos-multipurpose-robot-image26854243

1. Objetivos. –

1. Objetivo general. -

Diseño de programación y construcción de un robot autónomo esquiva obstáculos.

1. Objetivos específicos. –

• Diseñar un circuito electrónico para controlar la velocidad de dos motorreductores, utilizando el driver L293D.
• Diseñar un circuito electrónico para calcular y controlar la distancia de proximidad, usando un sensor ultrasónico.
• Programar el Arduino para evitar el choque del robot autónomo con cualquier obstáculo, controlando la distancia de proximidad, la velocidad de ambos motorreductores para el desplazamiento, y el giro del robot evitando el choque.

1. Construcción y montaje del robot. –

1. Diseño Físico. –

Para construir el pequeño robot móvil lo primero que tenemos que tener en cuenta es el diseño de un chasis en el que podamos instalar todos los componentes necesarios para su funcionamiento.

Los componentes necesarios para la construcción del robot son dos motorreductores, dos ruedas bidireccionales (conectadas a los motorreductores, por lo tanto no influyen en el diseño del chasis), una rueda omnidireccional, una base para baterías, una placa con el microcontrolador y un sensor ultrasónico delantero.

La distribución de las piezas en el chasis es la siguiente:

• Los servomotores se instalarán en la parte lateral del chasis.
• El sensor ultrasónico irá ubicado en la parte frontal externa.
• La rueda omnidireccional se añadirá en la parte frontal interna.
• El Arduino y las baterías se instalarán en la base principal del chasis.

Para este proyecto se realizó la compra de un Kit de montaje de un chasis, está hecho de acrílico y acompaña una película adhesiva para protección contra arañazos. Ambos motores DC poseen caja de reducción (1:48) y se conectan independientemente en cada rueda, sobrando así una rueda boba (universal) para dar soporte al Chasis.

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