Robótica

El programa siguiente, hace que el robot Sanduino avance mientras detecta el suelo blanco. Cuando en el suelo detecta el color negro se detiene.

/* Programa: SanduinoBuscaNegro.ino
   Autor:    Julio Sandria (Enero 2015)
             Taller de Robótica 2015
   Robot Sanduino usando un sensor de luz 
*/

int pinSensorLuz = 2;
int valorSensorLuz = 0;
int tAvanza = 50;
int tAlto = 40;

void setup() {
  pinMode(pinSensorLuz,INPUT);
  pinMode(6,OUTPUT);
  pinMode(7,OUTPUT);
  pinMode(8,OUTPUT);
  pinMode(9,OUTPUT);
  delay(3000);
}

void loop() {
  valorSensorLuz = digitalRead(pinSensorLuz);

  if( valorSensorLuz == 0 ) avanza(tAvanza);

  alto(tAlto);
}

/* Se define la función avanza()
   ms = tiempo en milisegundos */
void avanza(int ms) {
  digitalWrite(6,HIGH);
  digitalWrite(7,LOW);
  digitalWrite(8,HIGH);
  digitalWrite(9,LOW);
  delay(ms);
}

/* Se define la función alto()
   ms = tiempo en milisegundos */
void alto(int ms) {
  digitalWrite(6,LOW);
  digitalWrite(7,LOW);
  digitalWrite(8,LOW);
  digitalWrite(9,LOW);
  delay(ms);
}

Copia el programa en el software Adruino y cárgalo a la tarjeta Arduino del Robot Sanduino. El robot debe tener conectado el sensor de luz izquierdo al pin 2 de Arduino.

Prueba el robot colocándolo en una superficie blanca o clara y déjalo avanzar hacia un superficie negra u obscura.

Observa el uso de las funciones avanza() y alto(), las cuales permiten unir cierta funcionalidad que siempre se repite.

De este ejemplo se deriva el programa para el Robot Sanduino Seguidor de línea.

En el siguiente video se muestra el Robot Sanduino A01 seguidor de línea.

El programa siguiente, es la versión inicial para lograr que el robot siga la línea como se muestra en el video.

/* Programa: SanduinoSigueLinea.ino
   Autor:    Julio Sandria (Enero 2015)
             Taller Robótica 2015
   Robot Sanduino seguidor de línea 
   con dos sensores de luz             
*/

int pinSensorLuzI = 2;
int pinSensorLuzD = 4;
int valorSensorLuzI = 0;
int valorSensorLuzD = 0;
int tAvanza = 50;
int tGiro = 50;
int tAlto = 50;

void setup() {
  pinMode(pinSensorLuzI,INPUT);
  pinMode(pinSensorLuzD,INPUT);
  pinMode(6,OUTPUT);
  pinMode(7,OUTPUT);
  pinMode(8,OUTPUT);
  pinMode(9,OUTPUT);
  delay(3000);
}

void loop() {
  valorSensorLuzI = digitalRead(pinSensorLuzI);
  valorSensorLuzD = digitalRead(pinSensorLuzD);

  if( valorSensorLuzI == 0 && valorSensorLuzD == 0 ) {
    avanza(tAvanza); 
  } 
  
  if( valorSensorLuzI == 1 ) {
    izquierda(tGiro);
  } 
  
  if( valorSensorLuzD == 1 ) {
    derecha(tGiro);
  }  
  
  alto(tAlto);
}

void avanza(int ms) {
  digitalWrite(6,HIGH);
  digitalWrite(7,LOW);
  digitalWrite(8,HIGH);
  digitalWrite(9,LOW);
  delay(ms);
}

void retrocede(int ms) {
  digitalWrite(6,LOW);
  digitalWrite(7,HIGH);
  digitalWrite(8,LOW);
  digitalWrite(9,HIGH);
  delay(ms);  
}

void izquierda(int ms) {
  digitalWrite(6,HIGH);
  digitalWrite(7,LOW);
  digitalWrite(8,LOW);
  digitalWrite(9,HIGH);
  delay(ms);  
}

void derecha(int ms) {
  digitalWrite(6,LOW);
  digitalWrite(7,HIGH);
  digitalWrite(8,HIGH);
  digitalWrite(9,LOW);
  delay(ms);
}

void alto(int ms) {
  digitalWrite(6,LOW);
  digitalWrite(7,LOW);
  digitalWrite(8,LOW);
  digitalWrite(9,LOW);
  delay(ms);
}

Copia el programa en el software Arduino y cárgalo a la tarjeta Arduino del Robot Sanduino A01.

¿Quieres aumentar la velocidad del robot? Prueba cambiando poco a poco las variables tAvanza, tGiro y tAlto.

El robot Sanduino A01 está equipado con un sensor ultrasónico HC-SR04 como el de la figura siguiente.

Para usar este sensor debes descargar la librería NewPing que está en esta dirección: http://playground.arduino.cc/Code/NewPing.

Es un archivo comprimido en formato zip que debes descomprimir, y la carpeta NewPing copiarla a la carpeta Arduino\libraries que debe estar en tu carpeta Documentos.

Este sensor lo puedes probar con el siguiente programa.

/* Programa: SensorUltrasonico.ino
 Autor: Julio Sandria (Enero 2015)
 Taller Robótica 2015 
*/

// Descargar NewPing: http://playground.arduino.cc/Code/NewPing
// Copia la carpeta NewPing en la carpeta ..\Arduino\libraries
#include <NewPing.h>

// PIN TRIGGER de sensor ultrasónico a PIN 11 de Arduino.
#define PIN_TRIGGER 11
// PIN ECHO de sensor ultrasónico a PIN 12 de Arduino:
#define PIN_ECHO 12
// Máxima distancia a medir en centímetros:
#define MAX_DISTANCIA 200 
// La distancia máxima del sensor es 400-500 cm. 

// La siguiente linea configura pines y distancia.
NewPing sonar(PIN_TRIGGER, PIN_ECHO, MAX_DISTANCIA);

int uS, distancia;

void setup() {
 // Abrir monitor serial a 9600 bauds/seg para ver resultados:
 Serial.begin(9600); 
}

void loop() {
 // Esperar 500ms entre pings (cerca de 20 pings/sec).
 // 29ms debe ser el menor tiempo entre pings.
 delay(500); 
 
 // Envía ping, obtiene tiempo ping en microsegundos (uS): 
 uS = sonar.ping();
 
 // Convertir tiempo ping a distancia.
 // (0 = distancia fuera de rango, no hay eco de ping).
 distancia = uS / US_ROUNDTRIP_CM; 
 
 Serial.print("Distancia: ");
 Serial.print(distancia); // Imprimir distancia 
 Serial.println("cm");
}

Copia el programa en el software Arduino y cárgalo a la tarjeta Arduino. Una vez cargado el programa y con la tarjeta aún conectada a la computadora, abre el Monitor Serial, en el cual podrás ver la lectura del sensor ultrasónico.

Acerca un objeto al sensor para verificar que esté funcionando apropiadamente.

El robot Sanduino A01 está equipado con dos sensores de luz TCRT5000. Este sensor emite una luz infrarroja y detecta la cantidad de luz que se refleja en los objetos.

Al colocar el emisor/receptor hacia el piso, puede detectar una línea negra colocada sobre un piso claro. Al usarlo así se le llama también sensor de línea. El emisor/receptor debe estar a una distancia aproximada de 5mm del piso y colocado como lo muestra la siguiente figura.

Cada sensor de luz tiene cuatro conectores, ambos sensores se deben conectar así en el robot Sanduino:

• VCC – Al positivo del protoboard, que está conectado a 5V de Arduino.
• GND – Al negativo del protoboard, que está conectado a GND de Arduino.

Para el sensor izquierdo:

• DO (Data Output) – Al pin 2 de Arduino.
• AO (Analog Output) – No lo usamos.

Para el sensor derecho:

• DO (Data Output) – Al pin 4 de Arduino.
• AO (Analog Output) – No lo usamos.

Con estas conexiones, se puede probar este programa ejemplo:

/* Programa: SensorLuz1.ino 
   Autor:    Julio Sandria (Enero 2015)
   Requiere un sensor de luz TCRT5000 conectado al
   pin 2 de Arduino.
*/

int pinSensorLuz1 = 2;
int valorSensorLuz1 = 0;
int valorSensorLuz1anterior = -1;

void setup() {
  pinMode(pinSensorLuz1,INPUT);
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Esperando 3 segundos...");
  delay(3000);
}

void loop() {
  valorSensorLuz1 = digitalRead(pinSensorLuz1);
  if( valorSensorLuz1 != valorSensorLuz1anterior ) {
    Serial.print( "valorSensorLuz1 = " );
    Serial.println( valorSensorLuz1 ); 
  }
  valorSensorLuz1anterior = valorSensorLuz1;
  delay(1000);
}

Copia el programa en el software Arduino y cárgalo a la tarjeta Arduino. Una vez cargado en Arduino, abre el Monitor Serial.

Observa lo que se muestra en el Monitor Serial cuando apuntas el sensor a una superficie clara y a una superficie obscura.

El Robot Sanduino A01 usa dos motores de Corriente Directa (CD), los cuales se pueden conectar como se muestra en la siguiente figura.

El puente H y la tarjeta Arduino UNO deben estar atornillados a la base superior del Robot Sanduino A01, usando un espaciador entre cada tarjeta de circuitos y la base superior, para evitar que las tarjetas se tuerzan al apretar los tornillos.

Las líneas de colores que unen conectores representan cables, que no necesariamente son de los colores mostrados.

Con el siguiente programa, puedes probar que todo el sistema esté apropiadamente conectado.

/* Programa: Sanduino_Motores.ino
   Autor: Julio Sandria (Enero 2015)
   Requiere: Robot Sanduino A01, con puente H
   y Arduino UNO conectados.
   Mueve el motor izquierdo con pines 6 y 7
   Mueve el motor derecho con pines 8 y 9
*/

void setup() {
  pinMode(6,OUTPUT);
  pinMode(7,OUTPUT);
  pinMode(8,OUTPUT);
  pinMode(9,OUTPUT);
}

void loop() {
  // Robot avanza 2 segundos
  digitalWrite(6,HIGH);
  digitalWrite(7,LOW);
  digitalWrite(8,HIGH);
  digitalWrite(9,LOW);
  delay(2000);
  
  // Robot retrocede 2 segundos
  digitalWrite(6,LOW);
  digitalWrite(7,HIGH);
  digitalWrite(8,LOW);
  digitalWrite(9,HIGH);
  delay(2000);  
}

Carga el programa en la tarjeta Arduino UNO del robot.

NOTA: Asegúrate de conectar una fuente de energía al interruptor y otra fuente de energía a Arduino UNO.

Al iniciar el programa, el robot debe avanzar dos segundos. Si en lugar de esto el robot retrocede, entonces hay que cambiar la polaridad de los cables conectados a los motores y al puente H.

Si al iniciar el programa, el robot gira hacia un lado dos segundos, hay que invertir la polaridad de los cables del motor conectado hacia el lado que gira.